DE19526998A1 - Erkennungssystem für bewegliche Objekte - Google Patents
Erkennungssystem für bewegliche ObjekteInfo
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Description
Die Erfindung betrifft die Entwicklung eines Erkennungssy
stems für bewegliche Objekte (MOIS), mit einem Hostcomputer,
einer Steuerung, einer Abfrageeinrichtung und einem Sende
empfänger, der an einem beweglichen Objekt angebracht ist,
das in einem erweiterten Sendebereich Daten in den Sende
empfänger schreiben oder solche aus diesem lesen kann. Ge
nauer gesagt, betrifft die Erfindung eine Verbesserung hin
sichtlich der Analyse eines Eigenresonanzsignals vom Sende
empfänger im Fall einer nahen Kommunikation zwischen der
Abfrageeinrichtung und dem Sendeempfänger, und die Verwen
dung eines Testschreib-Verarbeitungsvorgangs vor dem tat
sächlichen Einschreiben in den Sendeempfänger sowie eine
Vorrichtung, die den Spannungspegel des Sendeempfängers für
zuverlässige Lese- und Schreibprozesse durch das MOIS in
diesem Bereich überwacht.
Auf verschiedenen Gebieten wird von der Industrie und von
Verwaltungseinrichtungen eine Anzahl von MOIS-Vorrichtungen
verwendet. Zum Beispiel wird ein MOIS bei Fertigungslinien
verwendet. In diesem Fall sendet eine Abfrageeinrichtung
einen Schreibbefehl einschließlich eines Datums, einer Pro
duktnummer und dergleichen als Sendesignal. Dann wird das
Signal von einem Sendeempfänger empfangen, der an einem
Produkt, z. B. einem PC, angebracht ist, das sich auf einem
Band der Fertigungslinie bewegt. Abhängig vom Befehl werden
die Daten in einen Speicher des Sendeempfängers eingespei
chert. Dann werden die Daten durch eine Protokollanalyseein
heit des Sendeempfängers aus dem Speicher ausgelesen und an
die Abfrageeinrichtung gesendet, um die Herstellung des Pro
dukts zu steuern, wozu Fehlersuche-, Verpackungs- und Ver
sandprozesse gehören. Eine ähnliche Technologie bei MOIS-
Vorrichtungen wird für Antidiebstahl-Systeme für Kraftfahr
zeuge verwendet. Bei diesen Systemen sendet ein in einen
Autoschlüssel eingebaute Sendeempfänger ein Signal mit spe
ziellen Codes an eine Abfrageeinrichtung in einem Sicher
heitssystem in einem Kraftfahrzeug. Wenn ein Autodieb die
Tür eines Autos ohne Schlüssel öffnet, sperrt das System die
Zündung, desaktiviert die Kraftstoffeinspritzung und ent
schärft die Motorelektronik. Ferner wird die Technologie so
gar für Schweine verwendet, in die ein Sendeempfänger im
plantiert ist, um ihren medizinischen Werdegang sowie das
Verkaufs- und Schlachtgewicht aufzuzeichnen.
Der in den japanischen Patentveröffentlichungen (KOKAI)
1-290336 und 1-290337 offenbarte Stand der Technik be
schreibt derartige MOIS-Vorrichtungen, wie sie vorstehend
angegeben sind, wobei die Kommunikation zwischen einer mit
der Steuerung und dem Hostcomputer verbundenen Abfrageein
richtung und einem mit einigem Abstand von der Abfrageein
richtung angeordneten Sendeempfänger herausgestellt wird.
Bekannte MOIS-Vorrichtungen verfügen über eine Abfrageein
richtung, die eine Trägerwelle mit einem Tastverhältnis von
70% für den logischen Wert "1" und von 30% für den logi
schen Wert "0" sendet. Häufig dominiert einer der logischen
Werte über den anderen, was instabile Sendeleistung hervor
ruft; daher wird zum Erzielen stabiler Leistung ein mit dem
Manchestercode codiertes Signal verwendet.
Jedoch erzeugen diese Vorrichtungen wegen der Manchester
codierung nur 50% Sendeleistung pro Zeiteinheit. Wenn eine
Erweiterung des Sendebereichs erwünscht ist, ist es mit Vor
richtungen, die mit dem Manchestercode codieren, extrem
schwierig, eine Erweiterung zu ermöglichen. Außerdem sind
die Vorrichtungen auf in einem Resonanzkreis erzeugte Stör
signale empfindlich, da sie zu einer Verhältnisdifferenz von
nur 40% (70%-30%) führen.
Wenn der Schreibmodus von Vorrichtungen mit dem Manchester
code betrachtet wird, ist eine in der Abfrageeinrichtung er
zeugte Trägerwelle impulslängenmoduliert, und die Welle ist
mit Amplitudenumtastung (ASK = Amplitude Shift Keying) modu
liert. Das sich ergebende Signal wird an den Sendeempfänger
gesendet. Der Sendeempfänger verfügt über ein mit einer
Antennenspule ausgerüsteten Resonanzkreis. Nachdem das
Signal durch die Abfrageeinrichtung gesendet wurde, wird
eine im Resonanzkreis erzeugte induktive Spannung als Span
nungsquelleneinheit für den Sendeempfänger verwendet. Die
Spannungsquelleneinheit verfügt über einen Glättungskonden
sator, und der Strom in der Einheit wird gleichgerichtet.
Die Welle wird demoduliert und an eine Protokollanalyseein
heit gesendet. Diese Einheit übersetzt das Signal der Welle
in einen Schreibbefehl und schreibt Daten abhängig vom
Befehl in den Speicher.
Dennoch ist es erforderlich, für den Schreibvorgang einen
Spannungserhöher zu verwenden, wobei mehr Elektrizität als
bei einem Lesevorgang verbraucht wird. Wenn der Sendeempfän
ger weit beabstandet ist, nimmt die Spannung in der Span
nungsquelle desselben häufig, wegen unzureichender Sendelei
stung, unter die erforderliche Schreibspannung ab, was dazu
führt, daß Daten, die in den Speicher geschrieben werden
sollen, gelöscht werden.
Wenn der Lesemodus bei Vorrichtungen mit dem Manchestercode
betrachtet wird, sendet die Abfrageeinrichtung einen Lese
befehl an den Sendeempfänger. Die in den Sendeempfänger
eingeschriebenen Daten werden abhängig vom Befehl durch die
Protokollanalyseeinheit gelesen. Auf Grundlage der Daten
wird in jeder Nullperiode eines Bezugssignals im Resonanz
kreis des Sendeempfängers das Fehlen oder Vorliegen einer
resonanten Restschwingung hervorgerufen. Das sich ergebende
Signal wird als Eigenresonanzsignal an die Abfrageeinrich
tung zurückgesendet. Das Eigenresonanzsignal wird durch
einen Resonanzkreis in der Abfrageeinrichtung empfangen, wo
die Vorhanden- und Fehl-Zeitsignale wiedergabegetreu wieder
hergestellt werden. Dann wird dieses Signal ASK-demoduliert,
und das demodulierte Signal wird weiter umgesetzt, um die
Daten zu interpretieren.
Wenn die Differenz zwischen den Verhältnissen erhöht wird,
um bei Manchestercodierung eine größere Übertragungsleistung
zu erzielen, sind resonante Restschwingungen immer in den
Nullperioden vorhanden. So ist es selbst dann, wenn eine Er
weiterung des Übertragungsbereichs bei Manchestercodierung
möglich wäre, extrem schwierig, zu erfassen, welcher logi
sche Wert in jeder Nullperiode des Eigenresonanzsignals zu
geordnet ist. Darüber hinaus liest der Sendeempfänger, nach
dem ein Schreibvorgang wegen unzureichender Spannung fehlge
schlagen ist, fehlerhafte Daten auf einen von der Abfrage
einrichtung gesendeten Lesebefehl.
Daher besteht starker Bedarf nach einer MOIS-Vorrichtung mit
mehr Übertragungsleistung, um Schreib- und Lesevorgänge von
Daten hinsichtlich eines Speichers mit weniger Fehlern aus
zuführen, um resonante Restschwingungen in einem Eigenreso
nanzsignal deutlich zu erkennen und um den Übertragungsbe
reich zu erweitern.
Eine Hauptaufgabe der Erfindung besteht in der Erweiterung
des Übertragungsbereichs eines MOIS. Ein Hauptmerkmal der
Erfindung beruht auf einem Codierschema, bei dem ein Über
tragungswirkungsgrad von 75% möglich ist. Beim Ermöglichen
dieses Wirkungsgrads verwendet die Erfindung eine neue Um
setzung (oder Codierung) von Sendedaten, ausgedrückt mit
zwei logischen Pegeln "H" (HOCH) und "L" (NIEDRIG) in ein
codiertes Signal hinsichtlich einer Reihe binärer Ziffern
"1" und "0". Bei dieser Umsetzung werden die logischen Pegel
"H" und "L" als Elemente der Sendedaten explizit in ver
schiedene Binärreihen mit vier Ziffern umgesetzt, die nur
drei Werte "1" und "0" enthalten. So ermöglicht es die Ver
wendung der Binärreihe mit vier Ziffern, einen Übertragungs
wirkungsgrad von 75% zu erzielen. Die Reihenfolgen dieser
Binärreihen mit vier Ziffern sind bei der Erfindung ent
scheidend. Ein erfindungsgemäßes Codiersystem verwendet drei
verschiedene Informationen: eine "1", drei Werte "1" und
"0" fünf Werte "1", die Anzahl von Werten "1" zwischen zwei Wer
ten "0" im codierten Signal. Die Reihen müssen mit "1" be
ginnen oder enden, um Folgen "00", die außerhalb des Systems
liegen, aus allen möglichen Kombinationen dieser Binärreihen
mit vier Ziffern zu beseitigen.
Die Erfindung, wie sie in Anspruch 1 definiert ist, schafft
demgemäß ein Hochleistungs(HP = High Power)-MOIS, wobei das
Hochleistungs-Codiersystem eine mit einem Hostcomputer ver
bundene Steuerung, eine mit der Steuerung verbundene Abfra
geeinrichtung und einen von den beiden getrennten Sende
empfängern aufweist. Die Abfrageeinrichtung verfügt über
Sende- und Empfangsspulen, wohingegen der Sendeempfänger
über eine Sende/Empfangs-Spule verfügt. Es erfolgt Kommuni
kation zwischen der Abfrageeinrichtung und dem Sendeempfän
ger, bei der eine Hochfrequenz(HF)-Welle, die die Sendedaten
spezifiziert, von der Sendespule über die Sende/Empfangs-
Spule an die Empfangsspule übertragen wird. Der Sendeempfän
ger ist daher beabstandet von der Abfrageeinrichtung ange
ordnet, so daß diese Spulen, die über elektromagnetische
Induktion verbunden sind, die Kommunikation bewerkstelligen
können. Dennoch hängt der Sendeempfänger alleine von der
Übertragungsleistung von der Abfrageeinrichtung ab.
Die Steuerung sendet anfangs Sendedaten (SD) vom Hostcompu
ter an die Abfrageeinrichtung, um gewünschte Verarbeitungs
vorgänge auszuführen. Die Abfrageeinrichtung verfügt über
zwei Kommunikationskanäle: einen Sende- und einen Empfangs
kanal. Hinsichtlich des Sendekanals sendet die Abfrageein
richtung Sendedaten (SD), wozu Schreib-, Lese-, Prüfbefehle
usw. gehören, an den Sendeempfänger. Was den Empfangskanal
betrifft, sendet der Sendeempfänger Antwortdaten auf den
Lesebefehl hin an die Abfrageeinrichtung zurück. Die Steue
rung sendet ein Umschaltsignal (SS) an die Abfrageeinrich
tung, das die Kommunikationskanäle umschaltet. Zusätzlich zu
diesen Daten und Signalen sendet die Steuerung ein System
taktsignal (SC) an die Abfrageeinrichtung.
Für Kommunikation über den Sendekanal werden die Sendedaten
zunächst durch das Hochleistungs-Codiersystem in ein codier
tes Signal umgesetzt. Zweitens wird das codierte Signal
durch einen ASK-Modulator moduliert, und das modulierte Si
gnal wird durch die Abfrageeinrichtung ausgesendet. Drittens
empfängt der Sendeempfänger das Signal und führt eine Um
setzung des Signals zurück in das codierte Signal und danach
schließlich in die Sendedaten aus. Viertens werden die Daten
durch eine Speichersteuerung in einem Speicher abgespei
chert, um gelesen werden zu können.
Andererseits wird für eine Kommunikation über den Empfangs
kanal zunächst ein Beantwortungsrahmen mit einem bekannten,
regelmäßigen Muster wie "HHHH" in ein codiertes Signal
"1110111011101110" umgesetzt. Zweitens wird das codierte
Signal ASK-moduliert und durch die Abfrageeinrichtung gesen
det. Drittes empfängt der Sendeempfänger das Signal und
setzt es in ein decodiertes Signal um. Eine Speichersteue
rung liest die Daten, die im Speicher als logische Werte "1"
oder "0" abgespeichert sind, mit einer Zuordnung von Elemen
ten der gelesenen Daten auf Positionen "0" des Beantwor
tungsrahmens. Die im Beantwortungsrahmen zugeordneten Daten
elemente werden an eine Empfangssteuereinheit weitergegeben.
Auf Grundlage dieser Datenelemente erzeugt die Empfangs
steuereinheit resonante Restschwingungen, abhängig von den
Typen der logischen Werte, an den Positionen "0" im Beant
wortungsrahmen.
So schafft die Erfindung eine genaue Logikwertzuordnung für
die Restschwingungen im Beantwortungsrahmen, anstatt einer
Logikwertzuordnung des Eigenresonanzsignals durch das Vor
liegen oder Fehlen von Restschwingungen, wie beim Stand der
Technik verwendet.
Darüber hinaus führt bei enger Kommunikation magnetische
Kopplung zwischen induktiven Teilen in der Abfrageeinrich
tung und dem Sendeempfänger häufig zu einer Verschiebung
der Frequenzen fH und fL. So wird gemäß der Erfindung fH für
eine Testsendung bestimmt, wobei die Frequenzdifferenz zwi
schen fH und fL bekannt ist. Daher ist eine Schwellenfre
quenz fth genau die Differenz (Absolutwert) zwischen fH und
der Hälfte der Frequenzdifferenz. Selbst wenn die Frequenzen
verschoben sind, verschiebt sich die Schwellenfrequenz ent
sprechend der Verschiebung der Frequenzen fH und fL. So ist
die logische Zuordnung unter Verwendung der Schwellenfre
quenz technisch unabhängig von der Auswirkung magnetischer
Kopplung. Die Logikwertzuordnung erfolgt unter Verwendung
folgender Regel: wenn die Resonanzfrequenz kleiner als fth
ist, ist die Frequenz fL, und wenn die Resonanzfrequenz grö
ßer als fth ist, ist die Frequenz fH.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, die Zuverlässig
keit der logischen Zuordnung unter Verwendung der Schwellen
frequenz fth bei noch engerer Kommunikation zu verbessern,
wobei ein Hüllkurvengenerator wegen Restschwingungen mit ho
her Energie kein Signal erzeugen kann. So wird bei der Er
findung eine Pegelerkennungseinrichtung angeordnet, die
einen Schwellenenergiepegel einspeichert, bei dem im Hüll
kurvengenerator ein Signal erzielbar ist. Wenn das Eigenre
sonanzsignal eine Energie über diesem Pegel aufweist, wird
die Anzahl von Impulsen in einem ASK-modulierten Signal
verringert. Durch diese Verringerung beginnt das Abklingen
des Eigenresonanzsignals früher, so daß die Schwingungen
wohldefiniert sind. Die Verringerung der Wellenenergie kann
Schritt für Schritt oder auf einmal erfolgen.
Eine andere, weitere Aufgabe der Erfindung ist es, insbeson
dere das Einschreiben von Daten in den Speicher durch Ver
wenden eines Testschreibvorgangs hinsichtlich einer Adresse
im Speicher zu verbessern. Die Speichersteuerung verfügt
über eine Spannungsüberwachungseinrichtung, die überprüft,
ob der Sendeempfänger über ausreichend Spannung verfügt, um
Schreib- und Leseanweisungen auszuführen. Eine Protokollana
lyseeinheit berichtet an die Abfrageeinrichtung das An
sprechverhalten auf den Spannungszustand bei jedem Vorgang
hinsichtlich einer Schreibanweisung. Die Abfrageeinrichtung
überprüft die Berichte und gibt an den Sendeempfänger die
Anweisung, einen weiteren Vorgang einer Schreibanweisung
auszuführen, wenn ausreichende Spannung im Sendeempfänger
vorliegt. Dadurch, daß so vorgegangen wird, wird eine Situa
tion vermieden, bei der sich der Sendeempfänger in solcher
Entfernung befindet, daß nur Leseanweisungen ausführbar
sind.
Darüber hinaus werden Berichte über den Spannungszustand
durch die Protokollanalyseeinheit des Sendeempfängers durch
einen einzelnen Weckruf von der Abfrageeinrichtung ersetzt.
Im Fall unzureichender Spannung beendet die Einheit unmit
telbar eine Schreibanweisung und wartet auf den Ruf. Daher
werden zahlreiche Antworten und Überprüfungen durch den Sen
deempfänger und die Abfrageeinrichtung hinsichtlich des
Spannungszustands vermieden.
Schließlich schafft die Erfindung, da die Lebensdauer des
Speichers auf nur ungefähr 10 000 Schreibvorgänge beschränkt
ist, mögliche Wege zum Verlängern der Lebensdauer des Spei
chers unter Verwendung eines Leerschreibvorgangs, wobei nur
derselbe Strom wie für einen Scheinschreibvorgang verwendet
wird, und es erfolgt ein Scheinschreibvorgang in einen RAM,
bevor tatsächlich in den Speicher eingeschrieben wird.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von durch Figuren
veranschaulichten Ausführungsbeispielen näher beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein einfaches elektronisches Schaltbild eines
HPMOIS mit einer Steuerung, einer Abfrageeinrichtung und
einem Sendeempfänger;
Fig. 2A bis D zeigen ein Beispiel zum Erzeugen eines Um
schaltsignals sowie von Sende- und Empfangssignalen;
Fig. 3A bis H zeigen Signalumsetzungen bei Sendekommunika
tion zwischen der Abfrageeinrichtung und dem Sendeempfänger,
gestartet durch Sendedaten;
Fig. 4A bis G zeigen Signalumsetzungen bei Empfangskommuni
kation zwischen der Abfrageeinrichtung und dem Sendeempfän
ger, gestartet durch einen Beantwortungsrahmen;
Fig. 5 zeigt eine einfache elektronische Schaltung für einen
FSK-Demodulator;
Fig. 6A bis D zeigen Signalumsetzungen mit einer Pegelerken
nungseinrichtung, die dafür zuständig ist, die Energie eines
Sendesignals bei extrem enger Kommunikation zu verringern,
sowie ohne die Erkennungseinrichtung bei Kommunikation mit
normalem Abstand;
Fig. 7 zeigt ein schematisches Diagramm eines Sendeempfän
gers, der Daten in einen Speicher schreiben und aus diesem
lesen kann;
Fig. 8 zeigt ein Flußdiagramm für eine Schreib-Anweisung für
den in Fig. 7 beschriebenen Speicher;
Fig. 9 zeigt ein schematisches Diagramm eines anderen Sende
empfängers, der Daten in einen Speicher mit einem RAM
schreiben und aus diesem lesen kann; und
Fig. 10 zeigt ein Flußdiagramm für eine Schreib-Anweisung
für den in Fig. 9 beschriebenen Speicher.
Fig. 1 veranschaulicht ein schematisches Schaltbild einer
Abfrageeinrichtung 2 mit einer Sendeeinheit und einer Em
pfangseinheit, eines Sendeempfängers 4 und einer Steuerung
1 des beim vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendeten
HPMOIS. In dieser Figur ist kein Hostcomputer dargestellt.
Die Sendeeinheit der Abfrageeinrichtung 2 umfaßt eine Co
dierschaltung zum Umsetzen von Sendedaten SD in ein codier
tes Signal, einen Trägerwellengenerator 11, einen ASK-Modu
lator 12 zum Modulieren des codierten Signals mit dem Gene
ratorsignal, einen Oszillator 13 und eine Drossel 14 zum
Senden des ASK-modulierten Signals an den Sendeempfänger 4.
Die Empfangseinheit der Abfrageeinrichtung 2 umfaßt eine
Drossel 16 zum Empfangen eines Eigenresonanzsignals vom
Sendeempfänger 4, einen Verstärker 18, einen FSK(Frequency
Shift Keying = Frequenzumtastung)-Demodulator 21 zum Demodu
lieren des Eigenresonanzsignals in ein anderes codiertes
Signal, einen Empfangszeitpunktgenerator 20, der nur in
einem Empfangsmodus arbeitet, eine Abtast-Halte-Schaltung 22
zum Umsetzen des codierten Signals in Empfangsdaten RD für
die Steuerung 1 und eine Pegelerkennungseinrichtung 23 (die
später erörtert wird).
Es existiert ein Umschalter 19, der vom Empfangszeitpunkt
generator 20 angesteuert wird, der die Sende- und Empfangs
einheiten vor- und zurückschaltet.
Der Sendeempfänger 4 verfügt über einen Resonanzkreis 41 mit
einer Drossel 44 für Senden und Empfangen, zwei Kondensato
ren 42 und 43, die mit der Drossel 44 verbunden sind, um
zwei getrennte Resonanzfrequenzen zu erzeugen, eine Dioden
brücke 45, eine Konstantspannungsschaltung 46 zum Speichern
von Energie des Sendeempfängers 4, einen Hüllkurvengenerator
47, einen Taktimpulsgenerator 48, eine Datenanalyseeinrich
tung 49 zum Analysieren der Ausgangssignale des Taktimpuls
generators 48 und des Hüllkurvengenerators 47, eine Spei
chersteuerung 50 zum Vervollständigen der Decodierung von
Sendedaten SD, einen Speicher 51 und eine Empfangssteuer
schaltung 52 zum Erzeugen eines Eigenresonanzsignals.
Die Steuerung 1 liefert ein Umschaltsignal SS vom Hostcompu
ter abhängig von "H" und "L" an die Abfrageeinrichtung 2,
wodurch bestimmt wird, ob sich die Abfrageeinrichtung 2 in
einem Ruhemodus, einem Sendemodus oder einem Empfangsmodus
befindet. Im Ruhemodus sendet die Steuerung 1 keine Daten an
die Abfrageeinrichtung 2. Im Sendemodus sendet die Steuerung
1 Sendedaten SD an den Sendeempfänger 4; zusätzlich zu den
Daten wird ein Systemtakt SC an die Abfrageeinrichtung 2 ge
liefert. Im Empfangsmodus liefert die Steuerung 1 einen Be
antwortungsrahmen über die Abfrageeinrichtung 2 an den Sen
deempfänger 4, und dieser liefert ein Antwortsignal auf die
Beantwortungsdaten, ein Eigenfrequenzsignal, an die Abfrage
einrichtung 2 zurück.
Die Fig. 2A bis D beschreiben eine Technik zum Erzeugen der
Umschaltsignale SS. Die Steuerung 1 gibt in den Empfangs
zeitpunktgenerator 20 zwei Arten von Umschaltsignalen ein,
nämlich TXC, wie in Fig. 2A dargestellt, und RXC, wie in
Fig. 2B dargestellt. Wenn sowohl TXC als auch RXC den Wert
"L" haben, ist das Umschaltsignal, als Zeit für den Ruhemo
dus definiert, mit Ts bezeichnet. Wenn sowohl TXC als auch
RXC den Wert "H" haben, ist das Umschaltsignal, als Zeit für
den Empfangsmodus definiert, mit Tr bezeichnet. Der erste
Empfangsmodus Tr1 wird dazu verwendet, eine Schwellenfre
quenz (später erörtert) zu bestimmen. Wenn TXC "H" ist und
RXC "L" ist, ist das Umschaltsignal als Zeit für den Sende
modus definiert, mit Tt bezeichnet. In diesem Modus schaltet
der Empfangszeitpunktgenerator 20 den Schalter 19 ab. Die
Fig. 2C und D zeigen Sende- bzw. Empfangsmodi, die sich
abwechseln. Die folgende Tabelle faßt die vorstehend erläu
terten Zeiteinstellungen zusammen.
Die Sendedaten SD sind bei diesem Ausführungsbeispiel als
Folge von "H" (HOCH) oder "L" (NIEDRIG) wiedergegeben. Diese
logischen Pegel werden in eine Reihe binärer Ziffern "1" und
"0" umgesetzt (oder codiert). Im allgemeinen ist die Anzahl
binärer Ziffern größer als die Anzahl der anderen Werte, und
eine Reihe umfaßt nur eine "0" und mehr als zwei Werte "1".
Insbesondere kann eine bevorzugte Reihe eine der folgenden
Reihen mit vier Ziffern sein: "1011", "1101", "1110" und
"0111". Die folgende Tabelle zeigt einige der Zwei-Elemente-
Sendedaten SD, ihre umgesetzten Codes und die Anzahl von
Werten "1" zwischen zwei Werten "0".
Da bei diesem Ausführungsbeispiel der Wert "H" in die vier
ziffrige Reihe "1110" umgesetzt ist und "L" in die andere
vierziffrige Reihe "1011" umgesetzt ist, sind in der Tabelle
II alle möglichen Kombinationen möglicher Daten dargestellt.
Die Anzahl von Werten "1" zwischen zwei Werten "0" ist zur
Impulsbreite eines codierten Signals direkt proportional.
Diese Zahlen 1, 3 und 5 beinhalten, daß die Elemente der
Sendedaten SD von "H", auf "L" gewechselt haben, daß nichts
erfolgt bzw. daß ein Wechsel von "L" auf "H" erfolgte. Die
ses Ausführungsbeispiel verwendet diese Regel (eine 1: 3 : 5-
Regel) sowohl beim Codier- als auch beim Decodierschema.
Dennoch verursacht der letzte codierte Datenwert in Tabelle
I bei diesem Ausführungsbeispiel eine fehlerhafte Verschie
bung beim Lesen der codierten Daten. So müssen sowohl HOCH
als auch NIEDRIG entweder mit "1" beginnen oder mit "1" en
den, so daß die Möglichkeit der Folge "00" ausgeschlossen
ist. Da kein Wert "1" zwischen zwei Werten "0" vorliegt,
verletzt diese Folge die 1: 3 : 5-Regel.
Gemäß Tabelle II wird der Vier-Elemente-Sendedatenwert SD
"HLLH" hinsichtlich "1" und "0" in das Folgende umgesetzt:
Für den Fall dieser vierziffrigen Reihe beträgt die Wahr
scheinlichkeit, eine "1" in einer Biteinheit aufzufinden,
75%. Daher beträgt der Wirkungsgrad bei der Sendeleistung
75%. Da der bekannte Wirkungsgrad 50% beträgt, folgt hier
aus, daß der Sendeleistungswirkungsgrad beim Ausführungsbei
spiel um 50% verbessert ist. Im Ergebnis ermöglicht das
HPMOIS Kommunikation über Entfernungen, die zuvor nicht mög
lich waren, und es ermöglicht anspruchsvollere Schreib- oder
Leseverarbeitungsvorgänge für zuverlässige Kommunikation.
Für den Sendemodus veranschaulichen die Fig. 3A bis H ver
schiedene Signale bei der Kommunikation zwischen der Abfra
geeinrichtung 2 und dem Sendeempfänger 4. Die Codierschal
tung 10 empfängt den Vier-Elemente-Sendedatenwert SD "HLLH"
von der Steuerung 1, wie in Fig. 3A dargestellt.
Dann wird der Sendedatenwert SD in der Codierschaltung 10 in
ein codiertes Signal umgesetzt, wie in Fig. 3B dargestellt.
Impulsbreiten des codierten Signals werden gemäß der 1: 3 : 5-
Regel erstellt.
Das codierte Signal wird unter Verwendung des Trägerwellen
generators 11 entsprechend diesem codierten Signal im ASK-
Modulator 12 moduliert, wobei das codierte Signal so ASK-
moduliert wird, daß die Maximalspannung des codierten Si
gnals dem logischen Wert "1" entspricht und die Minimalspan
nung des codierten Signals dem logischen Wert "0" ent
spricht. Die Tabelle III faßt die Anzahlen von Trägerwellen
impulsen zusammen, die für verschiedene Impulsbreiten der
codierten Signale erforderlich sind.
Das ASK-modulierte Signal ist in Fig. 3C dargestellt. Der
Zweckdienlichkeit halber sind die Impulszahlen 7, 21, 35 in
dieser Figur auf 4, 12 bzw. 20 verringert. Es wird darauf
hingewiesen, daß die Amplituden des ASK-modulierten Signals
an Positionen für "0" des codierten Signals verringert sind.
Der Oszillator 13 sendet das ASK-modulierte Signal als HF-
Sendesignal über die Drossel 14 an die Drossel 44 des Reso
nanzkreises 41.
Nun empfängt der Resonanzkreis 41 des Sendeempfängers 4 das
ASK-modulierte Signal von der Abfrageeinrichtung 2. Das Aus
gangssignal der Schaltung 41, als Empfangssignal, ist in
Fig. 3D dargestellt. Die Energie dieses Signals wird von der
Drossel 44 nur dann gesendet, wenn der ASK-Modulator 12 das
Empfangssignal an den Kreis 41 gibt.
Das Empfangssignal wird nicht nur an den Taktimpulsgenerator
48 übertragen, der mit einem Ende des Resonanzkreises 41
verbunden ist, sondern auch an den Hüllkurvengenerator 47.
In diesem Hüllkurvengenerator 47 wird das empfangene Signal
in ein in Fig. 3E dargestelltes Torsignal demoduliert. Im
Taktimpulsgenerator 48 wird ein in Fig. 3F dargestelltes
Taktsignal aus dem empfangenen Signal erzeugt. Die Anzahl X
von Taktimpulsen wird im Taktsignal abhängig von Taktimpuls
bändern erzeugt, die durch steigende und fallende Flanken
des Torsignals abgetrennt sind.
Diese neuen Signalen werden an einen Datenanalysator 49 wei
tergegeben. Der Datenanalysator 49 zählt die Anzahlen von
Taktimpulsen in den Bändern im Taktsignal. Dann wird auf
Grundlage der bereits genannten 1 : 3 : 5-Regel ein Fehlerüber
prüfungssystem angewandt, das in Tabelle IV beschrieben ist.
Dann wird das Taktsignal in ein mit "H" und "L" ausgedrück
tes Datensignal im Analysator 49 zurückgewandelt (oder deco
diert), wie in Fig. 3G dargestellt, und es wird auch ein in
Fig. 3H dargestelltes CLK-Abtastsignal erzeugt. Jeder Peak
im CLK-Abtastsignal kennzeichnet den Zeitpunkt einer stei
genden Flanke des Torsignals.
Das Datensignal und das CLK-Abtastsignal werden an die Spei
chersteuerung 50 weitergegeben. Abhängig von diesen Signalen
schreibt die Steuerung 50 Daten mit den logischen Werten "1"
und "0" in den Speicher 51 ein.
Die Fig. 4A bis G veranschaulichen verschiedene Signale im
Empfangsmodus für die Kommunikation zwischen der Abfrageein
richtung 2 und dem Sendeempfänger 4. Bei dieser Kommunika
tion ist die Abfrageeinrichtung durch die Steuerung 1 in den
Empfangsmodus versetzt. Wie bereits erwähnt, sendet die Ab
frageeinrichtung 2 einen Beantwortungsrahmen, in dem drei
Werte "1" und ein Wert "0" wiederholt werden, wie in Fig. 4A
dargestellt.
Der Beantwortungsrahmen ist ASK-moduliert, wie in Fig. 4B
dargestellt; für Werte "0" ist keine Amplitude vorhanden.
Das ASK-modulierte Signal wird durch die Drossel 14 gesendet
und vom Resonanzkreis 41 empfangen. Das Ausgangssignal des
Kreises 41 ist in Fig. 4C dargestellt; an Nullpositionen
sind Eigenresonanzschwingungen vorhanden. Das Ausgangssignal
wird sowohl an den Hüllkurvengenerator 47 als auch den Takt
impulsgenerator 48 weitergegeben.
Im Hüllkurvengenerator 47 wird ein in Fig. 4D dargestelltes
Torsignal erzeugt. Im Taktimpulsgenerator 48 wird ein in
Fig. 4E dargestelltes Taktsignal erzeugt. Diese Signale wer
den an den Datenanalysator 49 gegeben, der ein Resonanzzeit
steuersignal erzeugt, wie in Fig. 4F dargestellt.
Das Resonanzzeitsteuersignal wird an die Empfangssteuer
schaltung 52 geliefert. Eine steigende Flanke des Resonanz
zeitsteuersignals beginnt bei den zwei letzten Taktimpulsen
eines Taktimpulsbands des Taktsignals. Eine fallende Flanke
endet mit dem Ende des Bands. Das Resonanzzeitsteuersignal
wird dazu verwendet, Resonanzschwingungen um einen Puls des
empfangenen Signals verfrüht zu starten, damit geeignete Ab
klingzeiten der Schwingungen erhalten werden. Die Startzeit
punkte sind durch gestrichelte Pfeile angegeben, die sich
von Fig. 4F zu Fig. 4G erstrecken. Eine Eigenschwingung be
ginnt zur Startzeit und endet mit dem Ende einer Nullperiode
des Beantwortungsrahmens. Die Zeit zwischen dem Startzeit
punkt und der Nullperiode ist als Resonanzschwingungsperiode
definiert.
Wenn im Speicher 51 Daten vorhanden sind, werden die Daten
mit logischen Werte "1" und "0" durch die Speichersteuerung
50 gelesen. Dann werden die Daten an die Empfangssteuer
schaltung 52 geliefert.
Die Empfangssteuerschaltung 52 liest die Startzeitpunkte der
Eigenschwingungen und nimmt eine FSK-Modulation jeder der
Resonanzschwingungen im Beantwortungsrahmen abhängig von den
von der Speichersteuerschaltung 50 gelesenen Daten vor, wie
in Fig. 4G dargestellt. In den Resonanzschwingungsperioden
im Beantwortungsrahmen erscheinen zwei verschiedene Schwin
gungen fH und fL. in der Periode wird dann, wenn ein Element
der Daten den Wert "1" hat, das Schaltelement 53 eingeschal
tet; der Resonanzkreis 41 wird mit den Kondensatoren 42 und
43 verbunden, so daß eine Eigenresonanzfrequenz fL erzeugt
wird. Wenn das Element "0" ist, wird das Schaltelement 53
abgeschaltet; der Resonanzkreis 41 ist nun nur mit dem Kon
densator 42 verbunden, so daß eine Eigenresonanzfrequenz fH
erzeugt wird. Der FSK-modulierte Beantwortungsrahmen wird
als Eigenresonanzsignal vom Kreis 41 an die Drossel 16 der
Abfrageeinrichtung 2 gesendet.
Nun wird das Eigenresonanzsignal von der Drossel 16 von der
Abfrageeinrichtung 2 empfangen und vom Verstärker 18 ver
stärkt. Das verstärkte Signal wird im FSK-Demodulator 21
FSK-demoduliert. Der Schalter 19 schaltet abhängig vom Um
schaltsignal vom Empfangszeitsteuergenerator 20 ein oder
aus. Wenn sich das System im Sende- oder Ruhemodus befindet,
wird der Schalter 19 dazu verwendet, in diesen Modi alle
Störsignale vom Verstärker 18 abzuhalten.
Das FSK-demodulierte Signal wird an die Abtast-Halte-Schal
tung 22 geliefert. Die Schaltung 22 setzt das demodulierte
Signal in ein Signal mit dem endgültigen Code mit Werten "1"
und "0" abhängig vom demodulierten Signal um. Das endgültig
codierte Signal wird als Empfangsdaten RD an die Steuerung 1
geliefert.
Das HPMOIS verwendet eine Logikwertzuordnung mittels fH und
fL, wie bereits kurz erwähnt, bei der diese Logikzuordnung
für das Eigenresonanzsignal durch Frequenzen fH und fL mit
zwei verschiedenen Eigenresonanzschwingungen entsprechend
"0" bzw. "1" bestimmt ist. Die Logikwertzuordnung durch Vor
liegen oder Fehlen der Eigenresonanzschwingungen, wie beim
Stand der Technik, ist nicht anwendbar, da bei einem HPMOIS
immer eine Eigenresonanzschwingung für "0" vorhanden ist.
Zum Erläutern von Einzelheiten der Logikwertzuordnung durch
Frequenzen werden im folgenden ein Schaltbild und eine spe
zielle Funktion des FSK-Demodulators beschrieben.
Fig. 5 veranschaulicht das Schaltbild des FSK-Demodulators
21, der die Logikwertzuordnung mittels der verschiedenen
Frequenzen fH und fL vornimmt. Der Demodulator 21 verfügt
über eine Zähleinheit 60 und eine Vergleichseinheit 70.
Die Zähleinheit 60 umfaßt einen Komparator 61, einen Inter
vallsucher 63, einen Schalter 62 und einen Zähler 64 sowie
den Trägerwellengenerator 11 mit einer Spannungsquelle 11B,
einem Frequenzteiler 11C und einem Wellengenerator 11D (11B
bis 11D sind nicht dargestellt).
Der Komparator 61 dient dazu, ein verstärktes Eigenresonanz
signal in ein digitales Signal umzusetzen, wenn sich die Ab
frageeinrichtung 2 und der Sendeempfänger 4 im Empfangsmodus
befinden.
Der Intervallsucher 64 ist mit dem Schalter 62 verbunden.
Eine Funktion des Suchers 63 ist es, den Start und Endzeit
punkt eines vollständigen Zyklus einer Eigenresonanzschwin
gung zu finden. Der Startzeitpunkt ist dadurch definiert,
daß das Spannungsvorzeichen erstmals "+" am Komparator 61
anzeigt, und der Endzeitpunkt liegt vor, wenn das Spannungs
vorzeichen erneut von "-" auf "+" wechselt. Diese Bestimmung
der Zeitpunkte wird zwei weitere Male wiederholt, und der
Mittelwert der drei Bestimmungen wird gebildet. Nachdem die
Zeitdauer der Eigenschwingung erhalten ist, schaltet der In
tervallsucher 63 den Schalter 62 ein und überträgt das digi
tale Signal an den Zähler 64.
Der Zähler 64 ist mit dem Trägerwellengenerator 11, den
Schaltern 72 und 62 sowie dem Komparator 77 verbunden. Eine
Funktion des Zählers 64 ist es, die Anzahl von Bezugsimpul
sen, wie vom Generator 11 erzeugt, für die durch den Inter
vallsucher 63 bestimmte Zeitdauer zu zählen. Sobald das vom
Komparator 77 gelieferte digitale Signal zum Startzeitpunkt
in den Zähler 64 eintritt, beginnt dieser damit, Bezugsim
pulse zu zählen. Nachdem das digitale Signal zum Endzeit
punkt den Zähler 64 verläßt, beendet dieser Zähler 64 das
Zählen der Bezugsimpulse und hält die Anzahl der gezählten
Impulse aufrecht. Wie erkennbar, werden vom Trägerwellen
generator 11 erzeugte Wellen als Bezugswerte bei der Bestim
mung der Eigenfrequenzen fH und fL verwendet. Jede Frequenz
wird als Anzahl von Bezugsimpulsen ausgedrückt.
Die Vergleichseinheit 70 enthält eine Δf/2-Einrichtung 71,
einen ersten Zeitsteuergenerator 73, einen zweiten Zeitsteu
ergenerator 74, eine Schwellenwert-Speichereinrichtung 75,
einen Schalter 72, einen Schalter 76 und einen Komparator
77.
Die Δf/2-Einrichtung 71 wird dazu verwendet, eine Anfangs
impulszahl einzuspeichern, die dem Kehrwert der Hälfte dem
Frequenzdifferenz zwischen fH und fL, d. h. Δf, entspricht.
Diese Zahl liegt fest und wird vorab berechnet. Wenn der
Schalter 72 eingeschaltet wird, wird die Zahl an den Zähler
64 weitergegeben. Der Zeitpunkt, zu dem der Schalter 72 ein
geschaltet wird, wird vom ersten Zeitsteuergenerator 73 ver
waltet. Durch die Zähleinheit 60 wird eine fH-Impulszahl für
eine Testfrequenz von fH bestimmt. Im Zähler 64 wird eine
Schwellenfrequenz fth dadurch bestimmt, daß der Kehrwert der
fH-Impulszahl zum Kehrwert der Anfangsimpulszahl addiert
wird. Eine Schwellenimpulszahl ist der Kehrwert von fth. So
liegt fth immer in der Mitte zwischen fH und fL.
Die Schwellenwert-Speichereinrichtung 75 hält die vom Zähler
64 bestimmte Schwellenimpulszahl durch Einschalten des
Schalters 76. Der spezielle Zeitpunkt, zu dem dieser Schal
ter 76 eingeschaltet wird, wird vom zweiten Zeitsteuergene
rator 74 verwaltet. Die Schwellenimpulszahl und eine Zähler
impulszahl werden zum Vergleich an den Komparator 77 gelie
fert. Der Komparator 77 dient dazu, die Zählerimpulszahl mit
der in der Schwellenwert-Speichereinrichtung 75 aufrecht
erhaltenen Schwellenimpulszahl zu vergleichen. Wenn die Zäh
lerimpulszahl für eine Eigenresonanzschwingung kleiner als
die Schwellenimpulszahl ist, ist die Schwingungsfrequenz fH
(eine Frequenz ist der Kehrwert ihrer Impulszahl). So wird
der logische Wert "0" an die Abtast-Halte-Schaltung 22 wei
tergegeben. Wenn die Zählerimpulszahl größer als die Schwel
lenimpulszahl ist, ist die Schwingungsfrequenz fL. So wird
der logische Wert "1" an die Schaltung 22 weitergegeben.
Gemäß diesem Vergleich wird das endgültige digitale Signal
in der Schaltung 22 codiert und an die Steuerung 1 gelie
fert.
Im folgenden wird ein Mechanismus zum Bestimmen der Schwel
lenfrequenz bei diesem Ausführungsbeispiel beschrieben.
Nachdem die Zeitspanne Ts verstrichen ist, beginnt die Zeit
spanne Tr1, wie in Fig. 2 dargestellt. In der Zeitspanne Tr1
wird die Schwellenfrequenz bestimmt. Zunächst wird ein Be
antwortungsrahmen von der Abfrageeinrichtung 2 an den Sende
empfänger 4 gesendet. Nachdem der Rahmen im Sendeempfänger 4
FSK-moduliert wurde, wird ein Eigenresonanzsignal an die Ab
frageeinrichtung 2 zurückgesendet. Durch die Zählschaltung
60 wird die fH-Impulszahl für die Testfrequenz fH, entspre
chend dem Logikwert "0" des Rahmens, bestimmt. Tatsächlich
wird der Beantwortungsrahmen in der Zeitspanne Tr1 als Test
signal verwendet. Zu diesem Zeitpunkt schaltet die Δf/2-Ein
richtung 72 den Schalter 62 ein, um die Anfangsimpulszahl an
den Zähler 64 zu liefern, wo die Schwellenfrequenz fth als
Impulszahl, d. h. als Schwellenimpulszahl, bestimmt wird.
Dann schaltet der zweite Zeitsteuergenerator 74 nach der
zweiten Zeitspanne Tr den Schalter 72 ein, damit die Schwel
lenwert-Speichereinrichtung 75 die Schwellenwertzahl vom
Zähler 64 aufrechterhält. Nach der zweiten Zeitspanne Tr
ruhen der erste und zweite Zeitsteuergenerator 73 und 74.
Im Komparator 77 wird jede Eigenfrequenz im Eigenresonanz
signal, hinsichtlich der Bezugsimpulszahl, mit der Schwel
lenwert-Impulszahl von der Speichereinrichtung 75 vergli
chen. Die Abtast-Halte-Schaltung 22 erhält Ergebnisse vom
Komparator 77, um das endgültig codierte Signal zu erzeugen.
Wenn eine gesamte Kommunikation einmal beendet ist, wird
eine neue Schwellenwert-Impulszahl für eine neue Zeitspanne
Tr bestimmt.
Im Fall einer engen Kommunikation zwischen dem Sendeempfän
ger 4 und der Abfrageeinrichtung 2 besteht die Wahrschein
lichkeit einer magnetischen Kopplung der Drosseln 16 und 44.
Es besteht auch die Wahrscheinlichkeit, daß sich die kon
stanten Werte der Drosseln und Kondensatoren ändern. Im Er
gebnis verschieben sich die Frequenz fL und fH in unerwarte
ter Weise durch eine Induktionsänderung aufgrund der magne
tischen Kopplung, wobei es unwahrscheinlich ist, daß sich
die Frequenzdifferenz ändert. Jedoch ist die bei diesem Aus
führungsbeispiel verwendete Logikwertzuordnung immer noch
anwendbar, da sich auch fth gemäß der Verschiebung der Fre
quenzen fH und fL verschiebt; so wird fth immer entsprechend
der Frequenzverschiebung eingestellt oder kalibriert.
Wenn der Abstand zwischen der Abfrageeinrichtung 2 und dem
Sendeempfänger 4 extrem klein ist, führt dies dazu, daß
Eigenresonanzschwingungen eines empfangenen Signals im Reso
nanzkreis 41 große Amplituden aufweisen, so groß wie die von
Nicht-Eigenresonanzschwingungen. Demgemäß ist es extrem
schwierig, im Hüllkurvengenerator 47 ein Torsignal aus die
sem Hochenergiesignal zu erzeugen. Um diese Schwierigkeit zu
überwinden, verwendet die Erfindung Wellenenergieverringe
rungen zum Steuern der Codierung des codierten Signals durch
eine Pegelerkennungseinrichtung 23, die mit der Codierschal
tung 10, dem Schalter 19 und dem FSK-Demodulator 21 verbun
den ist.
Die Anzahl von Wellenenergieverringerungen hängt von der
Energiedifferenz zwischen dem Energiepegel eines Prüfsi
gnals, wie für einen Beantwortungsrahmen, und einem Schwel
lenpegel ab, der durch die Pegelerkennungseinrichtung 23 be
stimmt wird, so daß ein Torsignal erhältlich ist. Deutliches
Auftreten von Eigenresonanzschwingungen erscheint unmittel
bar dann, wenn der Energiepegel des Prüfsignals richtig auf
den Schwellenpegel abgenommen hat.
Wenn der Energiepegel größer als der Schwellenpegel ist,
liefert die Pegelerkennungseinrichtung 23 ein Begrenzungs
signal an die Codierschaltung 10. Im ASK-Modulator 12 wird
die Energie des Prüfsignals dadurch verringert, daß die An
zahl von Impulsen für den Wert HOCH um eins verringert wird
und die Unterbrechungsperiode für NIEDRIG entsprechend der
verringerten Impulsdauer erhöht wird; so wird ein Signal mit
kleinerer Energie erhalten, das längere Unterbrechungszeit
intervalle für NIEDRIG hat.
Das durch die Wellenenergieverringerung bearbeitete Prüfsi
gnal wird ASK-moduliert, wie in Fig. 6C dargestellt, und es
wird an den Resonanzkreis 41 des Sendeempfängers 4 gesendet,
wie in Fig. 6D dargestellt. In diesem Fall werden zwei Wel
lenenergieverringerungen ausgeführt. Fig. 6A zeigt ein un
verringertes ASK-moduliertes Signal, und Fig. 6B zeigt ein
Sendesignal aus dem unverringerten ASK-modulierten Signal
für Kommunikation bei normalem Abstand. Das Ausgangssignal
des Resonanzkreises 41 wird sowohl an den Hüllkurvengenera
tor 47 als auch den Taktimpulsgenerator 48 übertragen. Ein
Torsignal und ein Taktsignal werden an den Datenanalysator
49 weitergegeben. Ein Datensignal und das CLK-Abtastsignal
werden im Datenanalysator 49 erzeugt und an die Speicher
steuerung 50 weitergegeben.
Im Empfangsmodus wird ein Eigenresonanzsignal zum verringer
ten Prüfsignal FSK-demoduliert, und später wird es an die
Abtast-Halte-Schaltung 22 gegeben, wo eine Logikwertzuord
nung für Eigenresonanzschwingungen eines verringerten Eigen
resonanzsignals ausgeführt wird, um ein endgültiges digita
les Signal zu erhalten, das schließlich als RD an die Steue
rung 1 geliefert wird.
Dann wird das verringerte Prüfsignal an den Sendeempfänger 4
geliefert und an die Empfangseinheit der Abfrageeinrichtung
2 weitergegeben. Wenn der Energiepegel dieses Signals größer
als der Schwellenpegel ist, wird von der Pegelerkennungsein
richtung 23 ein anderes Begrenzungssignal für weitere Wel
lenenergieverringerung an die Codierschaltung 10 geliefert.
Wellenenergieverringerung wird wiederholt, bis der Energie
pegel des Prüfsignals kleiner als der Schwellenpegel wird.
Wenn Wellenenergieverringerung n Mal ausgeführt wird, sind
die Verringerungen zusammengefaßt die folgenden:
- 1) Wenn zwei Elemente von Sendedaten SD keine Änderung auf weisen, wie HH oder LL, werden (21-n) Trägerwellenimpulse für HOCH und (7+n) Impulse für NIEDRIG in einem ASK-modu lierten Signal erzeugt;
- 2) wenn die Datenelemente HL sind, werden (7-n) Impulse für HOCH und (7+n) Impulse für NIEDRIG in einem ASK-modulierten Signal erzeugt; und
- 3) wenn die Datenelemente LH sind, werden (35-n) Impulse für HOCH und (7+n) Impulse für NIEDRIG in einem ASK-modulierten Signal erzeugt.
Der erweiterte Sendebereich des HPMOIS wird durch die Wel
lenenergieverringerung technisch erweitert, da extrem enge
Kommunikation möglich ist.
Es wird nun auf Schreib- und Leseverwendungen des Sendeem
pfängers 4 bei diesem Ausführungsbeispiel Bezug genommen. Im
folgenden wird das Einschreiben und Lesen von Daten im Sen
deempfänger beschrieben. Der Sendeempfänger 4 verfügt über
einem Speichersteuerung 50, die hauptsächlich zum Einschrei
ben von Daten in den Speicher 51 und zum Auslesen von Daten
aus diesem zuständig ist. Die Schreib-Anweisung ist in Form
von vier Prozeduren im HPMOIS definiert. Andererseits ist
die Lese-Anweisung als eine ziemlich einfache Prozedur im
HPMOIS definiert.
Fig. 7 veranschaulicht ein Schaltbild des Sendeempfängers 4,
das folgendes enthält: eine Speichersteuerung 50 mit einer
Protokollanalyseeinheit 86, einer Schreibbefehlssteuerung 82
und einer Spannungsquellensteuerung 81 zum Prüfen des Span
nungspegels der Konstantspannungsschaltung 46, einen Spei
cher 51 und einen Spannungserhöher 83. Die anderen Komponen
ten des Diagramms sind dieselben wie in Fig. 1; die Abfrage
einrichtung 2 und die Steuerung 1 stimmen ebenfalls mit de
nen von Fig. 1 überein; auch der Hostcomputer ist derselbe.
Der Speicher 51 verfügt über eine Effektivschreibpartition
51B, eine Scheinschreibpartition 51C, eine Antwortpartition
51D und eine Fehlermeldungspartition 51E.
Die Steuerung 1 ist mit dem Hostcomputer verbunden und an
die Abfrageeinrichtung 2 angeschlossen. Verschiedene Befehle
vom Computer werden an die Steuerung 1 und dann die Abfrage
einrichtung 2 geliefert, wo die Befehle in Form von HF-Wel
len gesendet werden. Antworten oder gelesene Daten aus dem
Sendeempfänger 4 werden von der Abfrageeinrichtung 2 empfan
gen und dann an die Steuerung 1 geliefert. Die Steuerung 1
überprüft die Antworten und vergleicht die gelesenen Daten
mit den ursprünglichen Daten.
Die Protokollanalyseeinheit 86 ist der Schreibbefehlssteue
rung 82, dem Datenanalysator 49, der Empfangssteuerschaltung
52 und dem Speicher 51 zugeordnet. Zwecke der Protokollana
lyseeinheit 86 sind es, ein Erlaubnisflag in der Schreib
befehlssteuerung 82 zu setzen, Daten in den Speicher 51 ein
zuschreiben oder aus diesem auszulesen und ein Signal von
der Schreibbefehlssteuerung 82 zu empfangen, wenn die Span
nung der Spannungsquellensteuerung 81 nicht dazu ausreicht,
das Einschreiben von Daten in die Effektivschreibpartition
51B oder das Auslesen von Daten aus dieser auszuführen. Dar
über hinaus liest die Einheit 86 eine kurze Meldung aus der
Antwortpartition 51D aus und sendet eine Antwort einschließ
lich der Meldung an die Abfrageeinrichtung 2. Die Antwort
wird an die Steuerung 1 weitergegegeben und von dieser ge
prüft.
Die Schreibbefehlssteuerung 82 ist mit der Protokollanalyse
einheit 86, dem Speicher 51, dem Spannungserhöher 83 und der
Spannungsquellensteuerung 81 verbunden. Wenn von der Span
nungsquellensteuerung 81 ein Erlaubnisflag überprüft wird,
liefert die Schreibbefehlssteuerung 82 ein Signal an die
Protokollanalyseeinheit 86, das die sofortige Beendigung
von Schreib/Lese-Anweisungen beinhaltet. Auch dann, wenn das
Flag gesetzt ist, empfängt die Schreibbefehlssteuerung 82
einen Schreibbefehl von der Protokollanalyseeinheit 86. Wenn
der Schreibbefehl ausgeführt wird, erhöht der Spannungser
höher 83 seine Spannung.
Die Spannungsquellensteuerung 81 überprüft während der ge
samten Dauer von Schreib/Lese-Anweisungen die Spannung der
Konstantspannungsschaltung 46. Wenn die Spannung unter die
erforderliche Spannung zum Ausführen von Abläufen fällt,
veranlaßt die Spannungsquellensteuerung 81 die Schreibbe
fehlssteuerung 82, das Erlaubnisflag zurückzusetzen.
Fig. 8 zeigt ein Flußdiagramm für den Schreib-Befehl beim
Ausführungsbeispiel. Die Anweisung besteht aus vier kleinen
Prozeduren: (i) Erlaubnisprozedurflag, (ii) Scheinschreib
prozedur, (iii) Effektivschreibprozedur, und (iv) Prüflese
prozedur.
Was die Erlaubnisflagprozedur betrifft, liefert der Hostcom
puter Sendedaten SD einschließlich einer Adresse, der Bit
zahl eines Flagbefehls und anderer nützlicher Information an
die Steuerung 1. Die Steuerung 1 liefert den Flagbefehl über
die Abfrageeinrichtung 2 an die Protokollanalyseeinheit 86.
Der Befehl läuft durch den Resonanzkreis 41, den Taktimpuls
generator 47, den Hüllkurvengenerator 48 und den Datenanaly
sator 49 und erreicht die Einheit 86, von der er überprüft
wird. Wenn der Befehl korrekt ist, liefert die Einheit 86
ein Signal zum Setzen des Erlaubnisflags in der Schreibbe
fehlssteuerung 82. Dann setzt diese Schreibbefehlssteuerung
82 das Erlaubnisflag. Wenn die Spannung des Sendeempfängers
4 unter die zum Schreiben erforderliche Spannung fällt, wird
das Flag durch die Schreibbefehlssteuerung zurückgesetzt.
Wenn die Spannung ausreicht und das Flag noch gesetzt ist,
liefert die Schreibbefehlssteuerung 82 ein Signal an die
Protokollanalyseeinheit 86 zurück. Sobald sowohl die Be
fehlsüberprüfung und die Flagüberprüfung als positiv beur
teilt sind, liest die Protokollanalyseeinheit 86 die Antwort
Ja aus der Antwortpartition 51D für die Antwort Ja aus. In
dieser Speicherpartition ist auch eine Antwort Nein einge
speichert. Die Antwort Ja wird an die Empfangssteuerschal
tung 52 weitergegeben und an die Abfrageeinrichtung 2 und
später die Steuerung 1 für eine Steuerungsprüfung übertra
gen. Wenn diese Prüfung erfolgreich ist, geht die Schreib-
Anweisung zur nächsten Prozedur weiter.
Wenn jedoch entweder der Befehl inkorrekt ist oder das Flag
rückgesetzt oder abgeschaltet ist, liest die Einheit 86 die
Antwort Nein aus der Antwortpartition 51D aus und liefert
eine negative Antwort an die Steuerung 1. Dann wird die
Schreib-Anweisung unmittelbar in der Erlaubnisflagprozedur
beendet. Die Steuerung 1 bestätigt die negative Antwort.
Hinsichtlich der Scheinschreibprozedur, nachdem die vorige
Antwort Ja durch die Steuerung 1 überprüft wurde, gibt die
Abfrageeinrichtung 2 einen Scheinschreibbefehl von der
Steuerung 1 an die Protokollanalyseeinheit 86 weiter. Die
Einheit 86 empfängt den Inhalt des Scheinschreibbefehls und
überprüft das Flag. Wenn die Antwort Ja ist, liefert die
Einheit 86 die positive Antwort an die Abfrageeinrichtung 2
und danach für eine Steuerungsprüfung an die Steuerung 1.
Wenn auch diese Überprüfung Ja ergibt, liefert die Abfrage
einrichtung denselben Scheinschreibbefehl von der Steuerung
1 an die Einheit 86. Dann schreibt die Einheit 86 Daten in
die Scheinpartition 51C (Segment FF), entsprechend dem Be
fehl. Dann geht die Schreib-Anweisung zur nächsten Prozedur
weiter.
Wenn jedoch die Antwort Nein ist, d. h., wenn entweder das
Flag ausgeschaltet ist oder der Scheinbefehl inkorrekt ist,
wird die Schreib-Anweisung unmittelbar durch die Einheit 86
beendet. Die Einheit 86 liefert eine negative Antwort an die
Steuerung 1, wo die Antwort bestätigt wird.
Betreffend die Effektivschreibprozedur liefert die Abfrage
einrichtung 2 einen Effektivschreibbefehl von der Steuerung
1 an die Protokollanalyseeinheit 86, nachdem die vorige Ant
wort Ja in der Steuerung 1 überprüft wurde. Die Einheit 86
prüft den Befehl und das Flag. Wenn die Antwort Ja ist, lie
fert die Einheit 86 die positive Antwort an die Abfrageein
richtung 2. Wenn die Steuerungsprüfung mit Ja bestätigt
wird, wird derselbe Effektivschreibbefehl erneut an die Ein
heit 86 geliefert, und die Daten werden gemäß dem Befehl in
die Effektivpartition 51B eingeschrieben. Dann geht die
Schreib-Anweisung zur nächsten Prozedur weiter.
Wenn die Antwort zu Nein führt, endet die Schreib-Anweisung
unmittelbar.
Was die Prüfleseprozedur betrifft, d. h. die letzte Proze
dur, liefert die Abfrageeinrichtung 2 einen Prüflesebefehl
von der Steuerung 1 an die Einheit 86, nachdem die vorige
Antwort Ja durch die Steuerung 1 überprüft wurde. Die Proto
kollanalyseeinheit 86 empfängt den Prüflesebefehl und prüft
das Flag. Wenn die Antwort Ja ist, liefert die Einheit 86
die positive Antwort an die Abfrageeinrichtung 2. Dann liest
die Einheit 86 die eingeschriebenen Daten entsprechend dem
Prüflesebefehl aus der Effektivpartition 51B aus. Die in
Form eines Eigenresonanzsignals gelesenen Daten werden vom
Resonanzkreis 41 an die Drossel 16 der Abfrageeinrichtung 2
und an die Steuerung 1 gesendet. Die Steuerung 1 überprüft
nicht nur die Antwort, sondern sie führt auch einen Ver
gleich der gelesenen Daten mit den Daten, die geschrieben
werden sollten, aus. Dann wird das Vergleichsergebnis an den
Hostcomputer geliefert (die gelesenen Daten werden nicht an
den Hostcomputer geliefert).
Wenn die Antwort jedoch Nein ist, wird die Prüfleseprozedur
beendet. Die Schreib-Anweisung wird verlassen.
Hinsichtlich einer Lese-Anweisung liefert, ähnlich wie bei
der Prüfleseprozedur, die Abfrageeinrichtung 2 einen Effek
tivlesebefehl von der Steuerung 1 an die Protokollanalyse
einheit 86 (für diese Anweisung ist kein Flußdiagramm darge
stellt). Der Befehl und das Erlaubnisflag werden durch die
Protokollanalyseeinheit 86 überprüft. Wenn die Antwort Ja
ist, liefert die Einheit 86 die positive Antwort und die aus
der Effektivpartition 51B gelesenen Daten an die Abfrageein
richtung 2. Die Daten werden an die Steuerung 1 und schließ
lich den Hostcomputer weitergegeben.
Wenn die Antwort Nein ist, liefert die Protokollanalyseein
heit 86 eine in der Fehlermeldungspartition 51E abgespei
cherte Fehlermeldung an die Abfrageeinrichtung 2. Der Effek
tivlesebefehl wird nicht ausgeführt. Die Lese-Anweisung wird
beendet.
Zur vorstehend beschriebenen Wellenenergieverringerung gehö
ren mehrere Ausführungen der Verringerungsschritte im ASK-
Modulator 12. Anders gesagt, sind mehrere Begrenzungssignale
erforderlich, um die vollständige Verringerung zu erzielen.
Jedoch ist es möglich, eine A/D-Umsetzschaltung 25 (nicht
dargestellt) anstelle der Pegelerkennungseinrichtung 23 zu
verwenden, um eine vollständige Wellenenergieverringerung in
einem Schritt zu erzielen.
Das Ausführungsbeispiel 2 ist mit dem Ausführungsbeispiel 1
mit Ausnahme der Verwendung der A/D-Umsetzschaltung 25 iden
tisch.
Ähnlich wie im Fall der obenbeschriebenen Wellenenergiever
ringerung wird ein verstärktes Eigenresonanzsignal über den
Schalter 19 in die A/D-Umsetzschaltung 25 übertragen, wo der
Energiepegel eines Beantwortungsrahmens bestimmt wird, der
Schwellenenergiepegel eingespeichert wird und der Energie
pegel mit dem Schwellenenergiepegel verglichen wird. Der Ort
der A/D-Umsetzschaltung 25 ist derselbe wie derjenige der
Pegelerkennungseinrichtung 23 in Fig. 1. Die A/D-Umsetz
schaltung 25 berechnet die erforderliche Anzahl n auszulas
sender Wellenimpulse in solcher Weise, daß der Energiepegel
kleiner als der Schwellenenergiepegel wird. In der Codie
rungsschaltung 10 wird die Zeit für n Impulse von jeder Dau
er für den Pegel HOCH abgezogen und zu jeder Dauer für den
Pegel NIEDRIG in einem codierten Signal hinzugezählt.
Wenn eine Wellenenergieverringerung in einem Schritt ausge
führt wird, erfolgt dies gemäß der folgenden Regel:
- 1) Wenn zwei Elemente von Sendedaten SD keine Änderung auf weisen, wie HH oder LL, werden (21-n) Trägerwellenimpulse für HOCH und (7+n) Impulse für NIEDRIG in einem ASK-modu lierten Signal erzeugt;
- 2) wenn die Datenelemente HL sind, werden (7-n) Impulse für HOCH und (7+n) Impulse für NIEDRIG in einem ASK-modulierten Signal erzeugt; und
- 3) wenn die Datenelemente LH sind, werden (35-n) Impulse für HOCH und (7+n) Impulse für NIEDRIG in einem ASK-modulierten Signal erzeugt.
Bei Verwendung dieser Wellenenergieverringerung besteht kein
Bedarf, das Begrenzungssignal mehrere Male und alle Kommuni
kationen für Überprüfungszwecke zu senden. So wird die Zeit
zum Erzielen der vollständigen Wellenenergieverringerung
stark verringert.
Es ist möglich, die Lebensdauer des Speichers 51 zu erhöhen.
Die typische Lebensdauer beträgt 10 000 Schreibvorgänge. Um
die Lebensdauer des Speichers 51 zu erhöhen, werden eine
Leerschreibprozedur und eine Scheinanweisung verwendet, um
die Anzahl von Schreibvorgängen hinsichtlich des Speichers
51 zu verringern.
Das Ausführungsbeispiel 3 stimmt mit Ausnahme einer Leer
schreibprozedur in einer Schreib-Anweisung mit dem Ausfüh
rungsbeispiel 1 überein.
Das Schaltbild eines Sendeempfängers 4, der eine Leer
schreibprozedur ausführt, ist genau dasselbe wie das anhand
von Fig. 7 beschriebene. Die Leerschreibprozedur wird im
folgenden beschrieben, da die anderen Schritte der Schreib-
und der Lese-Anweisung genau dieselben sind, wie anhand von
Fig. 8 beschrieben.
Was die Leerschreibprozedur betrifft, gibt die Abfrageein
richtung 2 einen Leerschreibbefehl an den Sendeempfänger 4
weiter, nachdem die vorige Antwort durch die Steuerung 1
überprüft wurde. Die Protokollanalyseeinheit 86 empfängt den
Inhalt des Leerschreibbefehls und überprüft das Flag. Wenn
der Befehl korrekt ist und das Flag gesetzt ist, liefert die
Einheit 86 die Antwort Ja an die Abfrageeinrichtung 2. Die
positive Antwort wird an die Steuerung geliefert. Wenn die
Steuerungsprüfung Ja ergibt, liefert die Abfrageeinrichtung
2 denselben Leerschreibbefehl von der Steuerung erneut an
die Einheit 86. Demgemäß wird vom Spannungserhöher 83 die
selbe Menge an elektrischem Strom wie für den Scheinschreib
vorgang beim Ausführungsbeispiel 1 verbraucht, jedoch be
steht kein Einschreiben in den Speicher 51.
Wenn jedoch entweder das Flag während der Leerschreibproze
dur rückgesetzt ist oder der Befehl inkorrekt ist, beendet
die Einheit 86 die Leerschreibprozedur und die Schreib-An
weisung unmittelbar.
Es ist auch möglich, die Lebensdauer des Speichers 51 unter
Verwendung einer RAM-Schreibprozedur gewaltig zu verlängern.
Das Ausführungsbeispiel 4 stimmt mit Ausnahme der Tatsache,
daß die Schreib/Lese-Anweisungen mit einem RAM ausgeführt
werden, genau mit dem Ausführungsbeispiel 1 überein.
Fig. 9 veranschaulicht ein einfaches Schaltbild eines Sende
empfängers 4A, der eine RAM-Schreibprozedur ausführt. Der
Sendeempfänger 4A weist eine Protokollanalyseeinheit 86A,
eine Schreibbefehlssteuerung 82A, einen Speicher 95, eine
Spannungsquellensteuerung 81A und einen RAM 94 auf. Gleiche
Teile sind mit denselben Zahlen mit dem Zusatzbuchstaben "A"
gekennzeichnet.
Der Speicher 95 verfügt über eine Effektivpartition 95B,
eine Antwortpartition 95D und eine Fehlermeldungspartition
95E.
Fig. 10 zeigt ein Flußdiagramm für eine Schreib-Anweisung
für das Ausführungsbeispiel unter Verwendung des Sendeem
pfängers 4A mit dem RAM 94. Die Schreib-Anweisung umfaßt
folgendes: (i) eine Erlaubnisflagprozedur, (ii) eine RAM-
Scheinschreibprozedur, (iii) eine RAM-Scheinleseprozedur,
(iv) eine Speicherschreibprozedur und (v) eine Speicherprüf
prozedur.
Was die Erlaubnisflagprozedur betrifft, liefert die Steue
rung 1 Sendedaten SD einschließlich einer Adresse, einer
Bitzahl, eines Flagbefehls und anderer nützlicher Informa
tion an die Abfrageeinrichtung 2. Diese Abfrageeinrichtung 2
liefert den Flagbefehl an die Protokollanalyseeinheit 86A,
die den Befehl überprüft. Ein Erlaubnisflag in der Schreib
befehlssteuerung 82A wird eingeschaltet, nachdem ein Signal
von der Einheit 86 geliefert wurde. Dann initialisiert die
Spannungsquellensteuerung 81A den RAM 94. Wenn die Spannung
des Sendeempfängers 4 größer als die für einen Schreibvor
gang erforderliche Spannung ist, liefert die Schreibbefehls
steuerung 82A ein Signal an die Protokollanalyseeinheit 86
für eine Flagüberprüfung zurück. Wenn die Befehlsprüfung und
die Flagprüfung in der Einheit 86 als positiv bestätigt wur
den, wird die aus der Antwortpartition 95D ausgelesene Ant
wort Ja an die Empfangssteuerschaltung 52A weitergegeben,
und es erfolgt eine Rücksendung an die Abfrageeinrichtung 2.
Dann geht die Schreib-Anweisung zur nächsten Prozedur wei
ter.
Wenn jedoch die Antwort Nein ist, weil entweder der Befehl
inkorrekt ist oder das Flag wegen unzureichender Spannung
zurückgesetzt ist, liefert die Einheit 86 die aus der Ant
wortpartition 95D ausgelesene Antwort Nein an die Steuerung
1, die die Antwort überprüft. Die Schreib-Anweisung wird un
mittelbar beendet.
Was die RAM-Scheinschreibprozedur betrifft, liefert die Ab
frageeinrichtung 2 einen RAM-Scheinschreibbefehl von der
Steuerung 1 an den Sendeempfänger 4A, nachdem die vorige
Antwort in der Steuerung 1 überprüft wurde. Die Protokoll
analyseeinheit 86A des Sendeempfängers 4A sieht den Inhalt
des Befehls durch und überprüft das Flag. Wenn die Prüfungen
für den Befehl und das Flag Ja ergeben, liefert die Einheit
86A die Antwort Ja an die Abfrageeinrichtung 2. Die Steue
rung 1 bestätigt die Antwort und liefert denselben Befehl
erneut an den Sendeempfänger 4A. Dann schreibt die Einheit
86A die Daten entsprechend dem Befehl in den RAM 94 ein. Die
Schreib-Anweisung geht zur nächsten Prozedur weiter.
Wenn die Spannung der Spannungsquellensteuerung 81A auf eine
kleinere Spannung abnimmt, als sie für einen Scheinschreib
vorgang erforderlich ist, wird das Erlaubnisflag durch diese
Spannungsquellensteuerung 81A zurückgesetzt. Der RAM 94 wird
initialisiert, und die Schreib-Anweisung wird beendet. Wenn
der RAM-Scheinschreibbefehl inkorrekt ist, wird die Schreib-
Anweisung unmittelbar beendet. Im Ergebnis ist die Antwort
von der Einheit 86A Nein. Die Steuerung 1 erkennt die nega
tive Antwort.
Was die RAM-Scheinleseprozedur betrifft, liefert die Abfra
geeinrichtung 2 einen Scheinlesebefehl an die Einheit 86A,
nachdem die vorige Antwort in der Steuerung 1 überprüft
wurde. Die Einheit 86A liest die bei der vorigen Prozedur in
den RAM 94 eingeschriebenen Daten entsprechend dem RAM-Lese
befehl und liefert die Daten an die Steuerung 1, die die Da
ten überprüft. Wenn die Daten korrekt in den RAM 94 einge
schrieben sind, geht die Schreib-Anweisung zur nächsten Pro
zedur weiter.
Wenn die Daten jedoch inkorrekt eingeschrieben sind, endet
die Schreib-Anweisung.
Was die Speicherschreibprozedur betrifft, liefert die Ab
frageeinrichtung 2, nach der Bestätigung der eingeschriebe
nen Daten durch die Steuerung 1, einen Speicher-Effektiv
schreibbefehl an die Protokollanalyseeinheit 86A. Diese
überprüft den Befehl und das Flag. Wenn diese Überprüfungen
mit Ja bestätigt werden, liefert die Einheit 86A die Antwort
Ja an die Abfrageeinrichtung 2. Die Steuerung 1 überprüft
die Antwort. Wenn die Antwort ebenfalls mit Ja bestätigt
wird, liefert die Steuerung 1 denselben Befehl erneut an die
Einheit 86A, die Daten entsprechend dem Befehl in den Spei
cher 95B schreibt. Die Schreib-Anweisung geht zur nächsten
Prozedur weiter.
Wenn jedoch die Antwort Nein ist, beendet die Einheit 86A
die Schreib-Anweisung unmittelbar.
Was die Speicherprüfprozedur betrifft, d. h. die letzte Pro
zedur, liefert die Abfrageeinrichtung 2 einen Speicherprüf
befehl von der Steuerung 1 an den Sendeempfänger 4A. Die
Protokollanalyseeinheit 86A prüft den Befehl und das Flag.
Wenn diese Überprüfungen mit Ja bestätigt werden, liefert
die Einheit 86A die Antwort Ja an die Abfrageeinrichtung 2.
Die Steuerung 1 überprüft die Antwort. Wenn die Steuerungs
prüfung Ja ergibt, liefert die Steuerung 1 denselben Befehl
an die Einheit 86A, die die abgespeicherten Daten entspre
chend dem Befehl aus dem Speicher 95B ausliest. Die gelese
nen Daten werden in Form eines Eigenresonanzsignals vom Re
sonanzkreis 41A über die Abfrageeinrichtung 2 an die Steue
rung 1 gesendet. Die Steuerung 1 prüft nicht nur die Ant
wort, sondern sie führt auch einen Vergleich der gelesenen
Daten mit den Daten aus, die eingeschrieben werden sollten.
Dann wird das Vergleichsergebnis an den Hostcomputer gelie
fert (die gelesenen Daten werden nicht an den Hostcomputer
geliefert).
Betreffend die Lese-Anweisung unter Verwendung des Sendeem
pfängers 4A mit dem RAM 94 liefert die Abfrageeinrichtung 2
einen Effektivlesebefehl von der Steuerung 1 an den Sende
empfänger 4A. Sowohl der Befehl als auch das Flag werden von
der Protokollanalyseeinheit 86A überprüft. Wenn diese Über
prüfungen mit Ja bestätigt werden, liest die Einheit 86A die
Antwort Ja aus der Partition 95D und die abgespeicherten
Daten aus der Partition 95B aus. Dann liefert die Einheit
86A die Antwort Ja und die Daten an die Abfrageeinrichtung
2. Die Steuerung 1 überprüft die Antwort und die Daten. Das
Ergebnis der Datenüberprüfung wird an den Hostcomputer be
richtet.
Wenn die Effektivschreibprozedur nicht erfolgreich ist und
das Flag abgeschaltet ist, liest die Protokollanalyseeinheit
86A die Antwort Nein aus der Partition 95D und eine Fehler
meldung aus der Fehlerpartition 95E aus. Die Einheit 86A
liefert die Fehlermeldung und die Antwort Nein an die Abfra
geeinrichtung 2. Die Steuerung 1 überprüft die Antwort und
die Fehlermeldung.
Es ist möglich, negative, von der Protokollanalyseeinheit 86
an die Steuerung 1 gelieferte Antworten sowie Negativant
wortüberprüfungen durch die Steuerung 1 für eine Schreib-
Anweisung zu umgehen. Diese Antwortüberprüfung-Entsprechun
gen sind zeitaufwendig und unwirtschaftlich, da gesonderte
Speicherstellen im Speicher 51 erforderlich sind. So ist es
möglich, alle Negativantworten und Negativantwortüberprüfun
gen aus Fig. 8 wegzulassen. Immer dann, wenn Antworten mit
Nein in einer Schreib-Anweisung enden, beendet der Sende
empfänger 4 die Schreib-Anweisung unmittelbar und erwartet
einen Weckruf von der Steuerung 1.
Es ist sogar möglich, die Negativantwort, die Negativant
wortüberprüfung und die Fehlermeldungsantwort in der Lese-
Anweisung wegzulassen. Der Vorteil dieses Weglassens beruht
auf der Vereinfachung des Speichers 95, was zu einer Kosten
verringerung führt, sowie der Beseitigung ineffektiver Kom
munikationszeit, wie sie durch diese Antworten und Prüfungen
hervorgerufen wird, was zu gleichmäßigerer Kommunikation
führt. Im Fall der vorigen Lese-Anweisung ist es erforder
lich, einen zusätzlichen Speicherort für die Fehlermeldung
bereitzustellen.
Das Ausführungsbeispiel 5 stimmt mit dem Ausführungsbeispiel
1 mit Ausnahme des Weglassens der von der Protokollanalyse
einheit 86 gelieferten Negativantworten und der Negativant
wortüberprüfungen durch die Steuerung 1 sowie der Speicher
partitionen, die für eine negative Antwort und die Fehler
meldungsantwort zuständig sind, und der Speicherpartition,
die für die Antwort zuständig ist, genau überein.
Im folgenden wird eine Schreib-Anweisung unter Verwendung
des Ausführungsbeispiels 5 beschrieben. In diesem Fall benö
tigt der Speicher 51 die Effektivpartition 51B und die
Scheinpartition 51C sowie die Antwortpartition 51D, die tat
sächlich kleiner als die beim Ausführungsbeispiel 1 ist.
Die Schreib-Anweisung beim Ausführungsbeispiel hat dieselbe
Kategorie kleiner Prozeduren, d. h.: (i) Erlaubnisflagproze
dur, (ii) Scheinschreibprozedur, (iii) Effektivschreibproze
dur und (iv) Prüfleseprozedur.
Was die Erlaubnisflagprozedur betrifft, liefert der Host
computer Sendedaten SD einschließlich einer Adresse, einer
Bitzahl, eines Flagbefehls und anderer nützlicher Informa
tion an die Steuerung 1. Die Steuerung 1 liefert den Flag
befehl über die Abfrageeinrichtung 2 an die Protokollanaly
seeinheit 86. Der Befehl läuft über den Resonanzkreis 41,
den Taktimpulsgenerator 47, den Hüllkurvengenerator 48 und
den Datenanalysator 49 und erreicht die Einheit 86. Der Be
fehl wird von der Einheit 86 geprüft. Wenn der Befehl kor
rekt ist, liefert die Einheit 86 ein Signal zum Setzen eines
Erlaubnisflags in der Schreibbefehlssteuerung 82. Dann setzt
diese Schreibbefehlssteuerung 82 das Erlaubnisflag. Wenn die
Spannung im Sendeempfänger 4 kleiner als die für einen
Schreibvorgang erforderliche Spannung wird, wird das Flag
durch die Schreibbefehlssteuerung rückgesetzt. Wenn die
Spannung ausreicht und das Flag noch eingeschaltet ist, lie
fert die Schreibbefehlssteuerung 82 ein Signal an die Proto
kollanalyseeinheit 86 zurück. Sobald sowohl die Befehlsprü
fung als auch die Flagprüfung mit Ja bestätigt sind, liest
die Protokollanalyseeinheit 86 die Antwort Ja aus der Ant
wortpartition 51D für die Antwort Ja aus. Die Antwort Nein
ist ebenfalls in dieser Speicherpartition abgespeichert. Die
Antwort Ja wird an die Empfangssteuerschaltung 52 weiterge
geben und an die Abfrageeinrichtung 2 und später an die
Steuerung 1 für eine Steuerungsprüfung übertragen. Wenn die
se Prüfung erfolgreich ist, geht die Schreib-Anweisung zur
nächsten Prozedur weiter.
Wenn jedoch entweder der Befehl inkorrekt ist oder das Flag
rückgesetzt oder abgeschaltet ist, liest die Einheit 86 die
Antwort Nein aus der Antwortpartition 51D aus und liefert
eine negative Antwort an die Steuerung 1. Dann wird die
Schreib-Anweisung unmittelbar in der Erlaubnisflagprozedur
beendet. Der Sendeempfänger 4 erwartet einen Weckruf von der
Steuerung 1.
Was die Scheinschreibprozedur betrifft, gibt die Abfrageein
richtung 2, nachdem die vorige Antwort Ja in der Steuerung 1
überprüft wurde, einen Scheinschreibbefehl von der Steuerung
1 an die Protokollanalyseeinheit 86 weiter. Die Einheit 86
sieht den Inhalt des Scheinschreibbefehls durch und über
prüft das Flag. Wenn die Antwort Ja ist, liefert die Einheit
86 eine positive Antwort an die Abfrageeinrichtung 2 und
später für eine Steuerungsprüfung an die Steuerung 1. Wenn
auch diese Prüfung Ja ergibt, liefert die Abfrageeinrichtung
denselben Scheinschreibbefehl von der Steuerung 1 an die
Einheit 86. Dann schreibt die Einheit 86 Daten abhängig vom
Befehl in die Scheinpartition 51C (Segment FF). Dann geht
die Schreib-Anweisung zur nächsten Prozedur weiter.
Wenn jedoch entweder der Befehl inkorrekt ist oder das Flag
rückgesetzt oder abgeschaltet ist, wird die Schreib-Anwei
sung durch die Einheit 86 unmittelbar beendet. Der Sendeem
pfänger 4 erwartet einen Weckruf von der Steuerung 1.
Betreffend die Effektischreibprozedur liefert die Abfrage
einrichtung 2 einen Effektivschreibbefehl von der Steuerung
1 an die Protokollanalyseeinheit 86, nachdem die vorige Ant
wort Ja von der Steuerung 1 überprüft wurde. Die Einheit 86
überprüft den Befehl und das Flag. Wenn die Antwort Ja ist,
liefert die Einheit 86 die positive Antwort an die Abfrage
einrichtung 2. Wenn die Steuerungsprüfung mit Ja bestätigt
wird, wird derselbe Effektivschreibbefehl erneut an die Ein
heit 86 geliefert, und die Daten werden gemäß dem Befehl in
die Effektivpartition 51B eingeschrieben. Dann geht die
Schreib-Anweisung zur nächsten Prozedur weiter.
Wenn entweder der Befehl inkorrekt ist oder das Flag rückge
setzt oder abgeschaltet ist, endet die Schreib-Anweisung un
mittelbar. Der Sendeempfänger 4 erwartet einen Weckruf von
der Steuerung 1.
Was die Prüfleseprozedur betrifft, d. h. die letzte Proze
dur, sendet die Abfrageeinrichtung 2 einen Prüflesebefehl
von der Steuerung 1 an die Einheit 86, nachdem die vorige
Antwort Ja von der Steuerung 1 überprüft wurde. Die Proto
kollanalyseeinheit 86 empfängt den Prüflesebefehl und über
prüft das Flag. Wenn die Antwort Ja ist, liefert die Einheit
86 die positive Antwort an die Abfrageeinrichtung 2. Dann
liest die Einheit 86 die eingeschriebenen Daten entsprechend
dem Prüflesebefehl aus der Effektivpartition 51B aus. Die in
Form eines Eigenresonanzsignals gelesenen Daten werden vom
Resonanzkreis 41 an die Drossel 16 der Abfrageeinrichtung 2
und die Steuerung 1 gesendet. Die Steuerung 1 überprüft
nicht nur die Antwort, sondern sie führt auch einen Ver
gleich der gelesenen Daten mit denjenigen aus, die einge
schrieben werden sollten. Dann wird das Vergleichsergebnis
an den Hostcomputer geliefert (die gelesenen Daten werden
nicht an den Hostcomputer geliefert).
Wenn jedoch entweder der Befehl inkorrekt ist oder das Flag
rückgesetzt oder abgeschaltet ist, wird die Prüfleseprozedur
beendet. Die Schreib-Anweisung wird verlassen. Der Sendeem
pfänger 4 erwartet einen Weckruf von der Steuerung 1.
Nachfolgend wird die Lese-Anweisung mit der genannten Weg
lassung beschrieben. Wenn die Schreib-Anweisung nicht er
folgreich ist und das Flag rückgesetzt ist, erkennt die Ein
heit 86 das abgeschaltete Flag und beendet dann die Lese-
Anweisung unmittelbar und wartet auf einen Weckruf von der
Steuerung 1. Wenn während der Lese-Anweisung entweder der
Befehl inkorrekt ist oder das Flag rückgesetzt oder abge
schaltet ist, beendet die Einheit 86 die Lese-Anweisung
ebenfalls unmittelbar und wartet auf einen Weckruf von der
Steuerung 1.
Claims (11)
1. Erkennungssystem für bewegliche Objekte, mit:
- - einer Abfrageeinrichtung (2), die ein Sendedaten angeben des HF-Sendesignal sendet; und
- - einem Sendeempfänger (4), der so ausgebildet ist, daß er am beweglichen Objekt angebracht werden kann, um ein HF- Antwortsignal, das die in diesem Sendeempfänger verfügbaren Antwortdaten angibt, an die Abfrageeinrichtung zu senden, wenn das Sendesignal empfangen wird, wobei dieser Sendeem pfänger eine Energiespeichereinrichtung beinhaltet, die Energie aus dem HF-Sendesignal speichert, um den Sendeem pfänger mit Energie zu versorgen; dadurch gekennzeichnet, daß
- - die Abfrageeinrichtung folgendes aufweist:
- -- eine Codiereinrichtung (10) zum Erzeugen eines codierten Signals aus den Sendedaten, wobei ein logischer Pegel der Sendedaten durch eine erste Reihe binärer Ziffern repräsen tiert wird und der andere logische Pegel der Sendedaten durch eine zweite Reihe binärer Ziffern repräsentiert wird;
- -- einen Trägerwellengenerator (11) zum Erzeugen einer Trä gerwelle; und
- -- einen Modulator (12) zum Modulieren der Trägerwelle mit dem codierten Signal mit einer Amplitudenumtastungs(ASK)- Technik, um ein ASK-moduliertes Signal zu erhalten, in dem die binäre Ziffer "1" im codierten Signal durch die maximale Amplitude der Trägerwelle repräsentiert ist, und die binäre Ziffer "0" durch das Fehlen der Trägerwelle repräsentiert ist, wobei das ASK-modulierte Signal das Sendesignal bildet; und
- - der Sendeempfänger folgendes aufweist:
- -- einen Demodulator (41) zum Demodulieren des ASK-modulier ten Signals in ein demoduliertes Signal (mit einer Folge von Impulsen unterschiedlicher Breiten) und
- -- eine Decodiereinrichtung zum Decodieren des demodulierten Signals in die Sendedaten;
- - wobei die Codiereinrichtung der Abfrageeinrichtung so auf gebaut ist, daß sie die erste und zweite Reihe binärer Zif fern liefert, wobei in jeder die Anzahl der binären Ziffer "1" größer als die Anzahl der binären Ziffer "0" ist.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
- - sowohl die erste als auch die zweite Reihe binärer Ziffern nur die eine binäre Ziffer "0" enthält und
- - sowohl die erste als auch die zweite Reihe mit der binären Ziffer "1" beginnt oder endet.
3. System nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß sowohl die erste als auch die zweite Bi
närreihe aus drei Binärziffern "1" und einer einzelnen Bi
närziffer "0" besteht.
4. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß
- - der Sendeempfänger (4) folgendes aufweist:
- -- einen Resonanzkreis (41), der in Resonanz mit dem ASK-mo dulierten Signal schwingt, um innerhalb einer Periode, die dem Fehlen der Trägerwelle entspricht, eine Eigenschwingung hervorzurufen, wobei diese Periode einen Antwortrahmen defi niert, innerhalb dem der Sendeempfänger das Antwortsignal sendet; und
- -- einen FSK-Modulator zum Modulieren der Antwortdaten in einer Frequenzumtastungs (FKS) -Technik, um ein Antwortsignal zu ergeben, bei dem ein logischer Pegel der Antwortdaten durch eine erste Frequenz repräsentiert ist und der andere logische Pegel der Antwortdaten durch eine zweite Frequenz repräsentiert ist, wobei der Modulator eine Umschalteinrich tung beinhaltet, die mit dem Resonanzkreis verbunden ist, so daß der Resonanzkreis die Eigenschwingung im Antwortrahmen selektiv bei der ersten Frequenz oder der zweiten Frequenz ausführt, abhängig vom variierenden Logikpegel der Antwort daten; und
- - die Abfrageeinrichtung (2) einen FSK-Demodulator (21) aufweist, der das Antwortsignal in die Antwortdaten demodu liert.
5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
- - der Sendeempfänger (4) eine Einrichtung aufweist, die dazu dient, ein Testsignal als Antwortsignal an die Abfrageein richtung (2) zurückzusenden, und zwar auf eine Kalibrieran weisung am Beginn des Sendesignals hin, wobei das Testsignal eine Testfrequenz aufweist, die der ersten Frequenz ent spricht und die sich mit veränderlichen Schaltungskonstanten des Resonanzkreises verändert;
- - der FSK-Demodulator (21) eine Einrichtung aufweist, die die erste und die zweite Frequenz des Antwortsignals mit einer Schwellenfrequenz vergleicht, um das Antwortsignal in die Antwortdaten zu modulieren; und
- - die Abfrageeinrichtung eine Einrichtung beinhaltet, die dazu dient, die Schwellenfrequenz als Funktion der Testfre quenz zu bestimmen, wie sie auf die Kalibrieranweisung em pfangen wird.
6. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Abfrageeinrichtung (2) folgendes aufweist:
- - eine Komparatoreinrichtung zum Vergleichen des Pegels des Antwortsignals von der Abfrageeinrichtung (2) mit einem Schwellenwert, um ein Grenzsignal zu erzeugen, wenn der Pegel des Antwortsignals den Schwellenpegel überschreitet; und
- - eine Codiersteuereinrichtung, die auf das Grenzsignal an spricht, um die Codiereinrichtung so zu steuern, daß die Anzahl von Impulsen im ASK-modulierten Signal verringert wird, die die Binärziffer "1" repräsentieren.
7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Codiersteuereinrichtung auf das Grenzsignal anspricht, um
die Codiereinrichtung so zu steuern, daß die Anzahl von Im
pulsen im ASK-modulierten Signal, die die Binärziffer "1"
repräsentieren, um einen Impuls verringert wird und die an
schließende Fehlperiode im ASK-modulierten Signal, das die
Binärziffer "0" anzeigt, um eine Zeit verlängert wird, die
einem Impuls entspricht.
8. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
- - die Komparatoreinrichtung die Differenz zwischen dem Pegel des Antwortsignals und dem Schwellenpegel bestimmt, um das Grenzsignal zu erstellen, das für die Differenz repräsenta tiv ist; und
- - die Codiersteuereinrichtung auf das Grenzsignal anspricht, um die Anzahl von Impulsen im ASK-modulierten Signal, die die Binärziffer "1" repräsentieren, um einen Wert zu verrin gern, der der Differenz entspricht, und um die anschließende Fehlperiode im ASK-modulierten Signal, die die Binärziffer "0" anzeigt, um eine Zeit zu verlängern, die der verringer ten Anzahl von Impulsen entspricht.
9. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
- - der Sendeempfänger (4) einen Speicher (51) aufweist, in den Sendedaten von der Abfrageeinrichtung (2) eingeschrieben werden und aus dem dieser Sendeempfänger die Antwortdaten entsprechend einer Lese-Anweisung innerhalb den Sendedaten liest, und
- - die Abfrageeinrichtung eine Steuerungseinrichtung (1) beinhaltet, die auf eine Schreib-Anweisung hin an den Sende empfänger einen Prüfbefehl zum Einschreiben der Sendedaten in einen gesonderten Bereich des Speichers unter Energiever brauch in der Energiespeichereinrichtung liefert, und zwar vor dem Einschreiben der Sendedaten in einen speziellen Bereich des Speichers;
- - wobei eine Spannungsüberwachungseinrichtung (46) im Sende empfänger enthalten ist, um die Spannung zu überwachen, die an der Energiespeichereinrichtung zur Verfügung steht, wobei die Spannungsüberwachungseinrichtung es ermöglicht, daß die Sendedaten in den Speicher eingeschrieben werden, wenn die überwachte Spannung für ein Einschreiben der Sendedaten in den Speicher ausreicht, und wobei sie das Einschreiben der Daten in den Speicher verhindert, wenn die überwachte Span nung nicht dazu ausreicht, diese Sendedaten in den Speicher einzuschreiben.
10. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
- - der Sendeempfänger (4) einen Speicher (51) aufweist, in den Sendedaten von der Abfrageeinrichtung (2) eingeschrieben werden und aus dem dieser Sendeempfänger die Antwortdaten entsprechend einer Lese-Anweisung innerhalb den Sendedaten liest, und
- - die Abfrageeinrichtung eine Steuerungseinrichtung (1) auf weist, die auf eine Schreib-Anweisung hin an den Sendeem pfänger eine Scheinanweisung liefert, gemäß der die Sendeda ten nicht tatsächlich in den Speicher eingeschrieben werden, sondern dieselbe Energie verbraucht wird, wie sie zum Ein schreiben der Sendedaten erforderlich ist, und zwar vor dem tatsächlichen Einschreiben der Sendedaten in einen speziel len Bereich des Speichers;
- - wobei eine Spannungsüberwachungseinrichtung (46) im Sende empfänger enthalten ist, um die Spannung zu überwachen, die an der Energiespeichereinrichtung zur Verfügung steht, wobei die Spannungsüberwachungseinrichtung es ermöglicht, daß die Sendedaten in den Speicher eingeschrieben werden, wenn die überwachte Spannung für ein Einschreiben der Sendedaten in den Speicher ausreicht, und wobei sie das Einschreiben der Daten in den Speicher verhindert, wenn die überwachte Span nung nicht dazu ausreicht, diese Sendedaten in den Speicher einzuschreiben.
11. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
- - der Sendeempfänger (4) folgendes aufweist:
- -- einen Speicher (51), in den Sendedaten von der Abfrage einrichtung (2) eingeschrieben werden und aus dem dieser Sendeempfänger die Antwortdaten entsprechend einer Lese-An weisung in den Sendedaten liest;
- -- einen RAM, in den die Sendedaten von der Abfrageeinrich tung zeitweilig eingeschrieben werden, wobei der RAM im we sentlichen denselben Energieverbrauch hinsichtlich der Ener giespeichereinrichtung hat wie der Speicher beim Einschrei ben der Sendedaten; und
- -- eine Spannungsüberwachungseinrichtung (46), die die an der Energiespeichereinrichtung verfügbare Spannung überwacht und den RAM initialisiert, wenn die überwachte Spannung nicht dazu ausreicht, die Sendedaten in den RAM einzuschrei ben; und
- - die Abfrageeinrichtung folgendes aufweist:
- -- eine Steuereinrichtung (1), die auf eine Schreib-Anwei sung hin einen ersten Schreib-Befehl zum Einschreiben der Sendedaten in den RAM und einen Lese-Befehl zum Lesen der Daten aus dem RAM und zum Zurücksenden der Daten an die Ab frageeinrichtung liefert; und
- -- eine Prüfeinrichtung, die prüft, ob die vom RAM des Sen deempfängers zurückgesendeten Daten gültig sind oder nicht, und die an den Sendeempfänger einen zweiten Schreib-Befehl liefert, um die Sendedaten in den Speicher einzuschreiben, wenn die Daten vom RAM gültig sind.
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