RU2127023C1 - Device for establishing interface between devices - Google Patents

Abstract

FIELD: computer engineering, in particular, bank equipment, systems for access restriction. SUBSTANCE: device has mobile part, which consists of information receiving circuit, control unit, information transmission circuit, electromagnetic resonance circuit, which is connected through information exchange lines to information receiving circuit and information transmission circuit, each of which is connected through control signal lines to control unit, which together with both information exchange circuits is supplied through power supply lines. In addition device has stationary part, which consists of information transmission circuit, control unit, information receiving unit, electromagnetic resonance circuit, which is connected through information exchange lines to information transmission circuit and information receiving circuit, each of which is connected through control signal lines to control unit. Resonance circuits of mobile and stationary parts are connected by means of electromagnetic field and information exchange lines. In addition mobile part of device has power supply circuit and storage batteries. Said power supply circuit is connected through control signal line to control unit and through additional power supply transmission lines to electromagnetic resonance circuit and storage batteries, which are connected through power supply lines to information receiving circuit, control unit and information transmission circuit. In addition stationary part of device has power transmission circuit, which is connected through control signal line to control unit and through power transmission line to electromagnetic resonance circuit. Resonance circuits are connected by means of additional power transmission line through electromagnetic waves. EFFECT: mobile part is independent from any power sources, both stationary and mobile. 3 dwg

Description

Предполагаемое изобретение относится к вычислительной технике, используемой в банковском деле, к системам ограничений доступа, а более конкретно к устройствам межприборной связи. The alleged invention relates to computer technology used in banking, access restriction systems, and more particularly to inter-device communication devices.

Известна рация, позволяющая обмениваться аналоговыми и цифровыми данными (Справочная книга радиоконструктора. Под редакцией Чистякова Н.И. -М.: Радио и связь, 1990, стр.247). Рация включает в свой состав не менее двух приемопередающих устройств, каждое из которых обеспечивает прием и выдачу данных. A walkie-talkie is known for exchanging analog and digital data (Reference book of a radio designer. Edited by Chistyakova NI-M.: Radio and Communications, 1990, p. 247). The radio includes at least two transceiver devices, each of which provides data reception and output.

Недостатком известной рации является обязательное наличие блока питания, обеспечивающего электроэнергией каждый из приемопередатчиков. Источником энергии является или внешняя линия передачи энергии или сменные батарейки. Прерывание линии передачи энергии или разрядка батареек приводит к прекращению работы рации. A disadvantage of the known walkie-talkie is the obligatory presence of a power supply unit that provides electric power to each of the transceivers. The energy source is either an external power transmission line or replaceable batteries. Interruption of the power transmission line or the discharge of batteries leads to the termination of the radio.

Наиболее близким по технической сущности к предполагаемому изобретению является устройство межприборной связи (фиг. 3), содержащее мобильную часть 1, состоящую из тракта 2 приема информации, схемы 3 управления, тракта 4 передачи информации и электромагнитного контура 5, соединенного через линии 6 передачи информации с трактом 2 приема информации и с трактом 4 передачи информации, каждый из которых связан через линии 7 сигналов управления со схемой 3 управления, которая вместе с обоими трактами получает энергию по линиям 8 передачи энергии, и стационарную часть 9, состоящую из тракта 10 передачи информации, схемы 11 управления, тракта 12 приема информации и электромагнитного контура 13, соединенного через линии 6 передачи информации с трактом 10 передачи информации и с трактом 12 приема информации, каждый из которых связан через линии 7 сигналов управления со схемой 11 управления, электромагнитный контур 5 мобильной части и электромагнитный контур 13 стационарной части связаны через электромагнитное поле и линиями 6 передачи информации. Электроника мобильной части получает энергию от блока питания 14. (Гречинский Д.А. и др. "Магнитоиндуктивные установки оперативной связи". -М.: Связь, 1970, стр. 26). The closest in technical essence to the alleged invention is an inter-instrument communication device (Fig. 3), containing a mobile part 1, consisting of a path 2 for receiving information, a control circuit 3, a path 4 for transmitting information and an electromagnetic circuit 5 connected via information transmission lines 6 to path 2 for receiving information and with path 4 for transmitting information, each of which is connected via control signal lines 7 to a control circuit 3, which together with both paths receives energy via power transfer lines 8, and stationary part 9, consisting of information transmission path 10, control circuit 11, information reception path 12 and electromagnetic circuit 13 connected via information transmission lines 6 to information transmission path 10 and to information receiving path 12, each of which is connected via signal lines 7 control circuit 11, the electromagnetic circuit 5 of the mobile part and the electromagnetic circuit 13 of the stationary part are connected through an electromagnetic field and lines 6 of information transfer. The electronics of the mobile part receives energy from the power supply 14. (Grechinsky D.A. et al. "Magneto-Inductive Installations of Operational Communication".-M.: Communication, 1970, p. 26).

В известном устройстве в передатчике (стационарная часть) формируется кодированная информационная посылка, которая принимается приемником (мобильной частью), находящимся в режиме ожидания. В приемнике сообщение декодируется, после чего формируется и отправляется ответный сигнал. Передатчик обслуживает несколько приемников. Сообщение передается через электромагнитное поле, образованное широкополосным трансформатором. In the known device in the transmitter (stationary part), an encoded information package is formed, which is received by the receiver (mobile part), which is in standby mode. At the receiver, the message is decoded, after which a response signal is generated and sent. The transmitter serves several receivers. The message is transmitted through an electromagnetic field formed by a broadband transformer.

Стационарная часть получает электропитание от сетей электропитания. Мобильная часть имеет в своем составе блок питания, который может быть выполнен в виде батареек, требующих периодической замены. Таким образом, при разрядке батарейки приемник не принимает сообщение от передатчика, что соответствует временному отказу в работе устройства (до смены батареек). The stationary part receives power from the power supply network. The mobile part incorporates a power supply, which can be made in the form of batteries requiring periodic replacement. Thus, when the battery is low, the receiver does not receive a message from the transmitter, which corresponds to a temporary failure of the device (until the batteries are changed).

Недостатками известного устройства являются:
привязанность передатчика и приемников к системам электропитания, а особенно питание приемников от требующих периодической замены батареек, что существенно понижает надежность и отказоустойчивость связи;
передача информации в аналоговой форме, что создает сложности при обслуживании большого количества приемников, кодирование (шифрование) передаваемой информации затруднено, сложно обеспечить помехоустойчивость передаваемых сообщений.The disadvantages of the known device are:
the attachment of the transmitter and receivers to power supply systems, and especially the power of receivers from batteries requiring periodic replacement, which significantly reduces the reliability and fault tolerance of the connection;
the transmission of information in analog form, which creates difficulties in servicing a large number of receivers, encoding (encryption) of the transmitted information is difficult, it is difficult to ensure noise immunity of the transmitted messages.

Технический результат, обеспечиваемый предполагаемым изобретением, заключается в том, что мобильная часть (приемник) энергонезависима от любых источников энергии, как стационарных, так и мобильных (батареек). Передача энергии от передатчика к приемнику, а также обмен информацией между мобильной и стационарной частями осуществляются в импульсной (цифровой) форме на постоянной частоте через электромагнитное поле, создаваемое двумя резонансными контурами. The technical result provided by the alleged invention is that the mobile part (receiver) is non-volatile from any energy sources, both stationary and mobile (batteries). The energy transfer from the transmitter to the receiver, as well as the exchange of information between the mobile and stationary parts, is carried out in a pulsed (digital) form at a constant frequency through an electromagnetic field created by two resonant circuits.

Представление информации в цифровой форме позволяет:
осуществлять коррекцию передаваемой информации;
вести индивидуальную идентификацию каждого приемника.Presentation of information in digital form allows you to:
carry out the correction of the transmitted information;
individually identify each receiver.

Обмен информацией между приемником и передатчиком с использованием резонансного контура, создающего электромагнитные колебания, может быть двухсторонним, т.е. как от передатчика к приемнику, так и в обратную сторону. The exchange of information between the receiver and transmitter using a resonant circuit that creates electromagnetic waves can be two-way, i.e. both from the transmitter to the receiver, and in the opposite direction.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве межприборной связи, содержащем мобильную часть, состоящую из тракта приема информации, схемы управления, тракта передачи информации и резонансного контура электромагнитных колебаний соединенного через линии передачи информации с трактом приема информации и с трактом передачи информации, каждый из которых связан через линии сигналов управления со схемой управления, которая вместе с обоими трактами получает энергию по линиям передачи энергии, и стационарную часть, состоящую из тракта передачи информации, схемы управления, тракта приема информации и резонансного контура электромагнитных колебаний, соединенного через линии передачи информации с трактом передачи информации и с трактом приема информации, каждый из которых связан через линии сигналов управления со схемой управления, резонансные контуры электромагнитных колебаний мобильной и стационарной частей связаны через электромагнитное поле линиями передачи информации, в мобильную часть дополнительно введены тракт приема энергии и аккумуляторы, причем тракт приема энергии соединен через линии сигналов управления со схемой управления, а через дополнительные линии энергии с резонансным контуром электромагнитных колебаний и с аккумуляторами, которые связаны через линии передачи энергии с трактом приема информации, со схемой управления и с трактом передачи информации, а в стационарную часть дополнительно введен тракт передачи энергии, соединенный через линию сигналов управления со схемой управления, а через линию передачи энергии с резонансным контуром электромагнитных колебаний, резонансные контуры электромагнитных колебаний мобильной и стационарной частей соединены дополнительно линией передачи энергии через электромагнитное поле, создаваемое двумя резонансными контурами. The specified technical result is achieved by the fact that in the inter-instrument communication device comprising a mobile part consisting of an information receiving path, a control circuit, an information transmitting path, and an electromagnetic resonance circuit connected through information lines to an information receiving path and to an information transmitting path, each which is connected via control signal lines to a control circuit that, together with both paths, receives energy via energy transmission lines, and the stationary part, consisting of from the information transmission path, the control circuit, the information receiving path and the resonant circuit of electromagnetic waves connected through the information transmission lines to the information transmission path and the information receiving path, each of which is connected via the control signal lines to the control circuit, the resonant circuits of the electromagnetic waves of the mobile and stationary parts are connected through an electromagnetic field by information transmission lines, an energy reception path and batteries are additionally introduced into the mobile part, moreover, the energy receiving path is connected via control signal lines to the control circuit, and through additional energy lines to the resonant circuit of electromagnetic waves and to the batteries, which are connected through the energy transmission lines to the information receiving path, to the control circuit and to the information transfer path, and to the stationary a power transmission path is additionally introduced, connected via a control signal line to a control circuit, and through an energy transmission line with a resonant circuit of electromagnetic waves s, resonant circuits of electromagnetic oscillations of mobile and fixed parts are connected to the power transmission line further through the electromagnetic field produced by the two resonant circuits.

На фиг.1 показана временная диаграмма функционирования устройства межприборной связи. На фиг. 2 - структурная схема предлагаемого устройства. На фиг.3 - структурная схема прототипа. Figure 1 shows a timing diagram of the operation of the device inter-instrument communication. In FIG. 2 is a structural diagram of the proposed device. Figure 3 is a structural diagram of a prototype.

Устройство межприборной связи включает в себя мобильную часть 1 (приемник), состоящую из тракта 2 приема информации, схемы 3 управления, тракта 4 передачи информации, резонансного контура 5 электромагнитных колебаний, соединенного через линии 6 передачи информации с трактом 2 приема информации и с трактом 4 передачи информации, каждый из которых связан через линии 7 сигналов управления со схемой 3 управления, которая вместе с обоими трактами 2 и 4 получает энергию по линиям 8 передачи энергии, стационарную часть 9 (передатчик), состоящую из тракта 10 передачи информации, схемы 11 управления, тракта 12 приема информации, резонансного контура 13 электромагнитных колебаний, соединенного через линии 6 передачи информации с трактом 12 приема информации, каждый из которых связан через линии 7 сигналов управления со схемой 11 управления, резонансные контуры 5 и 13 электромагнитных колебаний мобильной части 1 и стационарной части 9 связаны электромагнитным полем и линиями 6 передачи информации, в мобильную часть 1 дополнительно введены тракт 14 приема энергии и аккумуляторы 15, причем тракт 14 приема энергии соединен через линию 16 сигналов управления со схемой 3 управления, а через дополнительные линии 17 передачи энергии с резонансным контуром 5 электромагнитных колебаний и с аккумуляторами 15, которые связаны через линии 8 передачи энергии с трактом 2 приема информации, со схемой 3 управления и с трактом 4 передачи информации, а в стационарную часть 9 дополнительно введен тракт 18 передачи энергии, соединенный через линию 16 сигналов управления со схемой 11 управления, а через линию 17 передачи энергии с резонансным контуром 13 электромагнитных колебаний, резонансные контуры 5 и 13 соединены дополнительной линией 17 передачи энергии. The inter-instrument communication device includes a mobile part 1 (receiver), consisting of an information receiving path 2, a control circuit 3, an information transmitting path 4, an electromagnetic resonance resonance circuit 5 connected via an information transmitting path 6 to the information receiving path 2 and to the path 4 information transmission, each of which is connected via control signal lines 7 to a control circuit 3, which, together with both paths 2 and 4, receives energy via power transmission lines 8, stationary part 9 (transmitter), consisting of a path 10 information transmission, control circuit 11, information receiving path 12, resonant circuit 13 of electromagnetic waves connected via information transmission lines 6 to information receiving path 12, each of which is connected via control signal lines 7 to control circuit 11, resonant circuits 5 and 13 electromagnetic waves of the mobile part 1 and the stationary part 9 are connected by an electromagnetic field and information transmission lines 6, an energy reception path 14 and batteries 15 are additionally introduced into the mobile part 1, the reception path 14 energy is connected via a control signal line 16 to a control circuit 3, and through additional power transmission lines 17 with a resonant circuit 5 of electromagnetic waves and to batteries 15, which are connected via energy transmission lines 8 to an information receiving path 2, to a control circuit 3 and to a path 4 of information transmission, and in the stationary part 9, an energy transmission path 18 is additionally connected, connected via the control signal line 16 to the control circuit 11, and through the energy transmission line 17 with the resonant circuit 13 of the electromagnetic oscillations, the resonant circuits 5 and 13 are connected by an additional line 17 of energy transfer.

Устройство межприборной связи работает следующим образом. The inter-device communication device operates as follows.

Основной принцип организации работы устройства заключается в том, что передача энергии и обмен данными проводятся с использованием двух резонансных контуров, настроенных на одну выбранную частоту. Один контур 5 входит в состав мобильной части 1, а второй контур 13 - в составе стационарной части 9 устройства. The main principle of the organization of the device is that the energy transfer and data exchange are carried out using two resonant circuits tuned to one selected frequency. One circuit 5 is part of the mobile part 1, and the second circuit 13 is part of the stationary part 9 of the device.

В качестве элемента, обеспечивающего обмен данными и передачу энергии, может быть использован широкополосный трансформатор, обмотками которого являются катушки стационарный и мобильной частей. Однако при этом КПД передачи энергии очень мал, т.е. для обеспечения передачи необходимых мощностей требуются катушки большого размера, существенно влияющие на размеры мобильной части. Поэтому вместо широкополосного трансформатора в предполагаемом изобретении используются два связанных и настроенных на одну частоту резонансных контура 5 и 13 в мобильной 1 и стационарной 9 частях соответственно. As an element providing data exchange and energy transfer, a broadband transformer can be used, the windings of which are coils of stationary and mobile parts. However, the efficiency of energy transfer is very small, i.e. To ensure the transfer of the required capacities, large coils are required, significantly affecting the size of the mobile part. Therefore, instead of a broadband transformer, the alleged invention uses two connected and tuned to the same frequency resonant circuits 5 and 13 in the mobile 1 and stationary 9 parts, respectively.

Применение связанных контуров позволило повысить КПД канала в шесть - десять раз по сравнению с устройством, использующим широкополосный трансформатор (как в известном устройстве). The use of coupled circuits made it possible to increase the channel efficiency by six to ten times in comparison with a device using a broadband transformer (as in the known device).

Инициатором обмена является стационарная часть. В соответствии с программой, заложенной в схеме управления 11, по линиям 16 передаются сигналы управления, которые активизируют тракт передачи энергии 18, начинающий генерировать энергию, представленную в виде последовательности импульсов строго определенной частоты. Эти импульсы передаются через линию передачи энергии 17 на контур 13, создавая магнитное поле (на той же частоте). Энергия передается во вне с помощью этого поля. The initiator of the exchange is the stationary part. In accordance with the program laid down in the control circuit 11, control signals are transmitted via lines 16 that activate the energy transfer path 18, which begins to generate energy, which is represented as a sequence of pulses of a strictly defined frequency. These pulses are transmitted through an energy transmission line 17 to circuit 13, creating a magnetic field (at the same frequency). Energy is transmitted outside through this field.

При попадании мобильной части 1 в зону действия магнитного поля контур 5 мобильной части начинает принимать электромагнитную энергию и преобразовывать ее в электрические импульсы без изменения частоты. Эти импульсы передаются по линиям 17 на тракт приема энергии 14, где преобразуются в постоянный ток, который передается по линиям 17 в аккумулятор 15, который является неотъемлемым элементом мобильной части. Накопление энергии в аккумуляторе осуществляется за время T (фиг. 1). Контроль времени зарядки аккумуляторов осуществляет схема управления 3 по своей внутренней программе. When the mobile part 1 enters the magnetic field, the circuit 5 of the mobile part begins to receive electromagnetic energy and convert it into electrical pulses without changing the frequency. These pulses are transmitted through lines 17 to the energy receiving path 14, where they are converted into direct current, which is transmitted through lines 17 to the battery 15, which is an integral element of the mobile part. The accumulation of energy in the battery is carried out during time T (Fig. 1). The battery charging time is controlled by the control circuit 3 according to its internal program.

В соответствии с сигналами управления 7 схема управления 3 отключает Тракт 14 приема энергии от контура 5 и подключает к нему тракт 2 приема информации или тракт 4 передачи информации через линии передачи информации 6. Схема управления 3 определяет какой из трактов 2 или 4 подключать к контуру 5 в зависимости от направления обмена. Время обмена данными t. In accordance with the control signals 7, the control circuit 3 disconnects the Energy Receiving Path 14 from the circuit 5 and connects to it an information receiving path 2 or an information transmitting path 4 via the information transmission lines 6. The control circuit 3 determines which of the 2 or 4 paths to connect to the circuit 5 depending on the direction of exchange. Communication time t.

За время обмена данными происходит разрядка аккумулятора. Схема управления 3 осуществляет контроль времени работы и через время t отключает тракт 2 приема или тракта 4 передачи информации и вновь подключает к контуру 5 линии 17 приема энергии. После чего аккумуляторы начинают заряжаться по описанной схеме. На фиг.1 показана временная диаграмма работы прибора, на которой показано чередование соответствующих временных отрезков (T и t). During the data exchange, the battery is discharged. The control circuit 3 monitors the operating time and after a time t turns off the reception path 2 or the information transmission path 4 and reconnects the circuit 5 of the power reception line 17. Then the batteries begin to charge according to the described scheme. Figure 1 shows a timing diagram of the operation of the device, which shows the alternation of the corresponding time intervals (T and t).

Схема управления 11 стационарной части реализует ту же (фиг.1) временную диаграмму работы что обеспечивает синхронизацию обмена данными и передачу энергии. The control circuit 11 of the stationary part implements the same (Fig. 1) time diagram of operation, which ensures synchronization of data exchange and energy transfer.

Резонансные контуры стационарной 13 и мобильной 5 частей настроены на одну частоту, которая определяется схемой управления 11 стационарной части. Эта частота является задающей для схемы 3 управления мобильной части, что обеспечивает синхронную работу обоих частей прибора при обмене цифровыми (импульсными) данными. The resonant circuits of the stationary 13 and mobile 5 parts are tuned to one frequency, which is determined by the control circuit 11 of the stationary part. This frequency is the setting for the control circuit 3 of the mobile part, which ensures the synchronous operation of both parts of the device during the exchange of digital (pulse) data.

Таким образом, предполагаемое изобретение обеспечивает построение мобильной части (приемника) энергонезависимым от любых источников энергии, как стационарных, так и мобильных (батареек). Передача энергии от передатчика к приемнику, а также обмен информацией между мобильной и стационарной частями осуществляются в импульсной (цифровой) форме на постоянной частоте через электромагнитное поле, создаваемое двумя резонансными контурами. Thus, the alleged invention provides for the construction of a mobile part (receiver) non-volatile from any energy sources, both stationary and mobile (batteries). The energy transfer from the transmitter to the receiver, as well as the exchange of information between the mobile and stationary parts, is carried out in a pulsed (digital) form at a constant frequency through an electromagnetic field created by two resonant circuits.

Claims (1)

Устройство межприборной связи, содержащее мобильную часть, состоящую из тракта приема информации, схемы управления, тракта передачи информации, контура электромагнитных колебаний, соединенного через линии передачи информации с трактом приема информации и с трактом передачи информации, каждый из которых связан через линии сигналов управления, которая вместе с обоими трактами получает энергию по линиям передачи энергии, и стационарную часть, состоящую из тракта передачи информации, схемы управления, тракта приема информации и контура электромагнитных колебаний, соединенного через линии передачи информации с трактом передачи информации и с трактом приема информации, каждый из которых связан через линии сигналов управления со схемой управления, контуры электромагнитных колебаний мобильной и стационарной частей связаны электромагнитным полем и линиями передачи информации, отличающееся тем, что в мобильную часть дополнительно введены тракт приема и аккумуляторы, причем тракт приема энергии соединен через линию сигналов управления со схемой управления, а через дополнительные линии передачи энергии - с трактом приема информации, со схемой управления и с трактом передачи информации, а в стационарную часть дополнительно введен тракт передачи энергии, соединенный через линию сигналов управления со схемой управления, а через линию передачи энергии - с контуром электромагнитных колебаний, причем контуры электромагнитных колебаний мобильной и стационарной частей выполнены резонансными и настроены на одну частоту электромагнитных колебаний. An inter-instrument communication device containing a mobile part consisting of an information receiving path, a control circuit, an information transmitting path, an electromagnetic oscillation circuit connected via information transmission lines to an information receiving path and to an information transmission path, each of which is connected via control signal lines, which together with both paths it receives energy through energy transmission lines, and the stationary part, consisting of an information transmission path, a control circuit, an information receiving path and an e electromagnetic vibrations connected through information transmission lines to the information transmission path and to the information receiving path, each of which is connected through the control signal lines to the control circuit, the electromagnetic oscillation circuits of the mobile and stationary parts are connected by an electromagnetic field and information transmission lines, characterized in that the mobile part additionally introduced the reception path and batteries, and the energy reception path is connected via a control signal line to the control circuit, and through power transmission lines are provided with an information receiving path, with a control circuit and with an information transfer path, and an energy transmission path is added to the stationary part, connected via a control signal line to a control circuit, and through an energy transmission line to an electromagnetic oscillation circuit, the electromagnetic oscillation circuits of the mobile and stationary parts are resonant and tuned to the same frequency of electromagnetic oscillations.

Images