Einrichtung zum Identifizieren von Gegenständen Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Identifizieren von Gegenständen, die in bezug auf eine Station beweglich sind, mit einer an der Station ange brachten Frageapparatur und je einer an jedem zu iden tifizierenden Gegenstand angebrachten Antwortappara tur. Die zu identifizierenden Gegenstände können z. B. Eisenbahnwagen oder auf einem Förderband befindliche Gegenstände sein.
Die Anforderungen, die in der Praxis eine Einrich tung zum Identifizieren von in Bewegung befindlichen Eisenbahnwagen gestellt werden müssen, sind sehr streng. Da eine grosse Anzahl von Daten gewünscht wird, muss die erteilte Information aus einer Kodezahl aus zehn oder mehreren dezimalen Ziffern bestehen, wobei jede Ziffer oder jede Ziffergruppe eine bestimmte Bedeutung hat und z: B. das Herkunftsland, den Standort, die Nummer des Wagens usw. kennzeichnet. Identifikation muss so wohl bei geringer Fahrgeschwindigkeit oder Stillstand als auch bei einer Fahrgeschwindigkeit von z. B. 160 km in der Stunde erfolgen können, in welchem letzteren Falle die für die Identifikation verfügbare Zeit sehr kurz ist.
Das sogenannte Puffern der Wagen, wobei die Wagen eine hin- und hergehende Bewegung ausführen, darf ebenso wenig wie die Bewegungsrichtung des Zuges einen Einfluss ausüben. Aus Sicherheitsgründen darf die Frage apparatur nicht in einem kleineren Abstand als z. B. 40 cm vom Zuge angeordnet werden, während anderseits auch im Zusammenhang mit den verschiedenen Breiten der Wagen der Abstand in der Praxis sogar 90 cm be tragen kann. Naturgemäss muss die Einrichtung unter allen Umständen, somit auch bei Schnee und Glatteis, zuverlässig wirken. Es ist ausserdem erwünscht, dass die Antwortapparatur auf den Wagen geringe Abmessungen hat und z. B. in einem Kasten von 20 cm x 20 cm x 5 cm untergebracht werden kann.
Eine besonders strenge An forderung ist auch die, dass Energiequellen auf dem Zuge, wie Akkumulatoren, von den Rädern angetriebene Dy namos, Traktionsenergie usw., nicht verwendet werden können. Es ist bereits bekannt, auf den Wagen einen oder mehrere Oszillatoren anzuordnen, die von auf drahtlosem Wege von der längs der Bahn feststehenden Frageappa- ratur auf die Antwortapparatur übertragener Energie ge speist werden und die auf drahtlosem Wege ein Signal nach der Frageapparatur zurücksenden, das auf eine die Wagen kennzeichnende Weise moduliert ist. Insbesondere wirken diese Apparaturen völlig elektronisch und werden die Schwinggeneratoren mit einem Mehrfrequenzkode modu liert.
Dies erfordet jedoch, eine Anzahl von Hilfsgeneratoren zum Erzeugen der verschiedenen Modulationsfrequenzen, elektronische Schalter usw. so dass die Antwortapparatur auf jedem Wagen eine verhältnismässig grosse Anzahl von Transistoren enthält und somit kostspielig ist. Aus- serdem verbrauchen diese Apparaturen infolge der gros sen Anzahl von Transistoren eine verhältnismässig grosse Energiemenge, so dass auch eine grosse Energiemenge eingestrahlt werden muss.
Die Erfindung bezweckt diese Nachteile zu beheben, ohne indes auf die Identifizierung von Eisenbahnwagen beschränkt zu sein. Die Einrichtung nach der Erfindung, bei welcher die Antwortapparatur ebenfalls mindestens einen Schwinggenerator enthält, der bei Empfang von auf drahtlosem Wege von der Frageapparatur ausgestrahlter Energie ein Antwortsignal erzeugt, das eine den betreffen den Gegenstand kennzeichnende Reihe von Impulskode gruppen umfasst und auf drahtlosem Wege ausgestrahlt wird, zeichnet sich erfindungsgemäss dadurch aus, dass die Antwortapparatur einen Motor aufweist, der durch die von der Frageapparatur erhaltene Energie angetrie ben wird und eine gegenseitige Bewegung zwischen einem Kodeträger und mindestens einem Ableseorgan herbei führt,
so dass das oder die Ableseorgane erstens die den Gegenstand kennzeichnende Reihe von Impulskodegrup pen erzeugen, wobei diese Reihe eine den Reihenanfang markierende Kodegruppe enthält, und anderseits auch eine Reihe von je den Anfang jeder Impulskodegruppe markierenden Synchronisierungsimpulsen erzeugen, und dass ferner der oder die Schwinggeneratoren von den Im pulskodegruppen und den Synchronisierungsimpulsen moduliert werden.
Als Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nach stehend eine in beiliegender Zeichnung dargestellte Iden- tifikationseinrichtung für Eisenbahnwagen näher er läutert.
Fig. 1 zeigt schematisch einen Teil einer an einer festen Stelle längs der Eisenbahn angeordneten Frage apparatur, und Fig. 2 veranschaulicht eine auf den Wa gen angeordneten Antwortapparatur.
Fig. 3 stellt ein Beispiel einer Kodescheibe dar, wäh rend Fig. 4 sich auf ein Impuls-Zeitdiagramm bezieht. Die Frageapparatur nach Fig. 1 enthält einen Hilfs sender ZE, der über eine Antenne AE Energie mit einer Frequenz von z. B. 20 kHz auf eine mittels eines Konden- sators KA auf diese Frequenz abgestimmte Empfangs antenne RE (fig. 2) auf einem vorbeirollenden Wagen übertragen kann. Die Antenne AE ist z.B. eine Rahmen antenne langgestreckter Form, z.
B. 1 m x 3 m, während die Antenne RE z.B. eine Rahmenantenne von 15 cm x 15 cm ist, so dass auch bei einem mit grosser Geschwin digkeit vorbeirollenden Zuge die Antenne RE sich wäh rend genügend langer Zeit innerhalb des Strahlungsfel des der Antenne AE befindet. Der Generator ZE braucht naturgemäss nur beim Passieren eines Zuges oder eines Wagens eingeschaltet zu werden.
Die von der Antenne RE der Antwortapparatur nach Fig. 2 empfangene Energie wird vom Gleichrichter CA gleichgerichtet, so dass über dem Glättungskondensator KB eine Gleichspannung - V erzeugt wird, die einerseits den Motor M antreibt und andererseits die Sender ZC und ZN speist. Die gesamte empfangene Leistung ist, z. B. von der Grössenordnung von 250 mW und wird beim Anlassen des Motors nahezu völlig von letzterem verbraucht. Die Nenngeschwindigkeit des Motors ist z. B. 25 Umdrehungen in der Sekunde und die Hälfte dieser Geschwindigkeit wird z.B. in 40 m/sec erreicht. Wenn der Motor seine Nenngeschwindigkeit erreicht hat, ist der Verbrauch z. B. nur 10 mW. Der Motor M treibt eine aus magnetisierbarem Material bestehende Kodescheibe CS an, die mit einer den Gegenstand kennzeichnenden Ver zahnung und mit Löchern AP versehen ist, wie in Fig. 3 dargestellt ist.
Die Verzahnung und die Löcher bewegen sich an Ausleseköpfen KN und KC entlang, die aus einer Wicklung auf einem dauernd vormagnetisierten Magnet kreis mit Luftspalt bestehen. Die Verzahnung und die Löcher ändern den magnetischen Widerstand des Kreises, so dass die Ausleseköpfe Impulse liefern, wie in Fig. 4a und 4b dargestellt ist.
Die von den Ausleseköpfen erzeugte Spannung ist der Änderung des Kraftflusses pro Zeiteinheit und somit der Geschwindigkeit proportional, mit der sich der magneti sche Widerstand ändert. Um den Ausgangsimpulsen der Ausleseköpfe eine nahezu rechteckige Form zu erteilen, haben die Zähne die Form eines Sägezahns mit einer schrägen Flanke und einer geraden Flanke. Die Kode scheibe CS nach Fig. 3 ist für einen Kode von acht Kode gruppen von je fünf Elementen eingerichtet, d.h. eine Startkodegruppe SC von fünf Arbeitselementen (Zähnen) und sieben durch einen 2-aus-5-Kode gebildete Identifi kationsziffern Cl, C2, ..... C7, d.h., dass jede Gruppe zwei Arbeitselemente (Zähne) und drei Ruheelemente hat. Z.
B. besteht die erste Ziffer Cl aus einem Ruheelement, zwei Arbeitselementen und zwei Ruheelementen. Die zweite Ziffer C2 besteht aus zwei Ruheelementen, einem Arbeitselement, einem Ruheelement und einem Arbeits element, usw. Die Öffnungen AP liegen im Anfang jeder Kodegruppe, so dass die vom Auslesekopf KC gelieferten Synchronisierimpulse den Anfang der aufeinanderfolgen den Kodegruppen markieren. Fig. 4a zeigt die Impulsreihe, die beim Drehen der Kodescheibe vom Auslesekopf KN geliefert wird, und Fig. 4 zeigt die Synchronisierimpulse des Kopfes KC. Durch Austausch der Kodescheibe lässt sich der Kode in einfacher Weise ändern. Eine neue Kodescheibekann mit Hilfe einer geeigneten Lochvorrichtung schnell hergestellt werden.
In der Praxis wird die Anzahl der Ziffern, die zum Identifizieren eines Wagens erforderlich ist, im all gemeinen grösser als 7 und z. B. gleich 12 bis 15 sein. Diese Ziffern kennzeichnen z. B. das Herkunftsland, den üblichen Standort, die Nummer des Wagens, usw. Im allgemeinen gehört ein solcher Kode unveränderlich einem bestimmten Wagen an und braucht somit nicht geändert zu werden. Jedoch kann es in der Praxis doch erwünscht sein, einen Teil des Kodes, z. B. einen den Bestimmungsort oder die von der Ladung abhängige Priorität, z. B. im Falle von tiefgefrorenen Waren, kenn zeichnenden Teil, veränderlich auszubilden.
In solchen Fällen ist es vorzuziehen, dass die Kodescheibe fest an geordnet wird und dass sich die Ausleseköpfe unter der Steuerung des Motors längs dieser Scheibe bewegen. Der veränderliche Teil des Kodes kann dann durch Schieber und dergleichen eingestellt werden.
Die von den Ausleseköpfen KC und KN erzeugten Impulsreihen werden zwei Sendern ZC bzw. ZN zugeführt, die auf entsprechende Weise eingerichtet sind. Die Im pulse des .Kopfes KC werden durch den Transistor TR verstärkt, dessen Emitter mit der positiven Klemme des Kondensators KB (Masse) verbunden ist, während sein Kollektor über eine Drossel SM mit dem Speisepunkt - V verbunden ist. Die Basis ist über die Wicklung des Auslesekopfes KC und über einen vom Kondensator KD entkoppelten Widerstand RC mit dem Speisepunkt -V verbunden.
Der Transistor TZ ist in eine Generator schaltung mit einem abgestimmten Kreis aufgenommen, der aus einer Induktivität LA, einem die Trägerfrequenz des Generators bestimmenden und mit dem Kollektor des Transistors TZ verbundenen Kondensator KF und aus einer mit der Basis des Transistors TZ verbundenen Rückkopplungswicklung LB besteht. Der Emitter des Transistors TZ ist mit Masse und die Basis ist über die Wicklung LB und den durch den Kondensator KE ent- koppelten Widerstand RD mit dem Speisepunkt - V ver bunden.
Eine Anzapfung an der Wicklung LA ist mit dem Kollektor des Transistors TR verbunden, so dass die Stärke der vom Generator erzeugten Schwingung ent sprechend den vom Auslesekopf KC gelieferten Synchro- nisiersignalen geändert wird. Die Wicklungen LA und LB sind auf demselben Ferritstab FS angebracht, der als Sendeantenne wirkt und der die in der Amplitude modu lierten Signale über die Empfangsantenne PC auf den Empfänger SC der Abfragevorrichtung nach Fig. 1 über trägt. Die Trägerfrequenz des Senders ZC ist z.
B. 55 KHz und die Trägerfrequenz des Senders ZN, der auf entsprechende Weise eingerichtet ist, ist 105 kHz. Der Sender ZN überträgt die Identifikationssignale, die vom Auslesekopf KN herrühren, über die Empfangsantenne PN auf den Empfänger SN der Abfragevorrichtung nach Fig. 1. In der dargestellten Ausführungsform werden die Sender in der Amplitude moduliert. Naturgemäss können die Sender jedoch auch in der Frequenz moduliert werden.
Die vom Empfänger SN gelieferten Identifikations- signalimpulse werden nach Begrenzung dem Eingang eines Schieberegisters SR zugeführt, das unter der Steue rung der vom Empfänger SC gelieferten Synchronisier- impulse über den Leiter BA in der Verzögerungsvorrich tung VR bei jedem Synchronisierimpuls in die Nullage versetzt wird. Das Schieberegister SR empfängt anderer seits über den Leiter BB Schiebeimpulse in den Augen blicken, die den Mitten der Elemente des Identifikations kodes entsprechen.
Unter der Steuerung dieser Schiebe impulse wird auf bekannte Weise die binäre Information im Schieberegister um eine Stelle verschoben, während auch die der Ausgangsspannung des Signalempfängers SN entsprechende binäre Information in diesem Augenblick im Schieberegister SR aufgezeichnet wird.
Die Elemente des Identifikationskodes werden somit in Augenblicken abgetastet, die den Mitten dieser Ele mente entsprechen, so dass, wenn die Impulse gewisser- massen verzerrt sind, die Elemente dennoch auf den richtigen Wert geschätzt werden. Es leuchtet ein, dass die Signalgeschwindigkeit mit der Drehgeschwindigkeit des Motors M zusammenhängt, d.h., dass beim Anlassen des Motors die Geschwindigkeit noch gering ist und die Dauer eines Kodeelementes oder einer Kodegruppe gege benenfalls um zwei oder mehrere Male grösser ist als beim Erreichen der nominalen Drehzahl des Motors. Da jedoch auch sich mit einer Geschwindigkeit von z. B.
160 km je Stunde bewegende Wagen identifiziert werden können müssen, ist es erwünscht, dass nicht gewartet wird, bis der Motor seine nominale Drehzahl erreicht hat, also das Auslesen der Information möglichst bald stattfinden muss. Um bei dieser veränderlichen Signal geschwindigkeit dennoch die Mitten der verschiedenen Kodeelemente anzeigen zu können, wurde in der Ab fragevorrichtung eine besondere Massnahme getroffen; diese Augenblicke werden dabei nämlich von der Dauer der vorhergehenden Periode zwischen zwei Synchronisier- impulsen abgeleitet. Dies ist möglich, da die Signalge schwindigkeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Kode gruppen sich nur verhältnismässig wenig, z. B. weniger als 100/p, ändert.
Zu diesem Zweck enthält die Frageapparatur einen Impulsgenerator GR, dessen Impulsfrequenz f, gegenüber der Impulsfrequenz der Kodesignale hoch ist. Die Im pulse des Generators GR werden einerseits der Zähl schaltung TC und andererseits dem Frequenzteiler FD zugeführt, der die Frequenz um einen Faktor 10 auf 0,1 f" herabsetzt und diese Impulse den Eingängen zweier Tore PA und PB zuführt, welche in Gegenphase von der bista- bilen Kippschaltung FA gesteuert werden.
Die Kippschal- tung FA empfängt über den Leiter BC vom Empfänger SC Synchronisierimpulse und seine Lage ändert sich bei jedem Impuls, so dass abwechselnd in der einen Periode zwischen zwei Synchronisierimpulsen das Tor PA die Ausgangsimpulse des Frequenzteilers FD auf die Zähl schaltung TA überträgt, wobei das Tor PB gesperrt ist, während in der anderen Periode das Tor PB die Impulse auf die Zählschaltung TB überträgt, wobei das Tor PA gesperrt ist.
In dem Augenblick, in dem das Tor PA leitend wird, liefert die Kippschaltung FA ebenfalls über den Leiter BD einen Impuls, der den Zähler TA in die Nullage versetzt, während umgekehrt, wenn das Tor PB leitend wird, die Zählschaltung TB durch einen Impuls von der Kippschaltung FA über den Leiter BE in die Nullage versetzt wird. Die Zählschaltungen zählen somit abwechselnd während je einer Periode zwischen zwei Synchronisierimpulsen und bleiben dann während der folgenden Periode in der angenommenen Endlage stehen, welche Endlage somit ein Mass für die Dauer der vor hergehenden Periode ist. Die Koinzidenzschaltungen CA bzw.
CB werden von der Kippschaltung FA derart ge steuert, dass während der Periode, in der der Zähler TA keine Impulse empfängt, die Koinzidenzschaltung CA wirksam ist und die angenommene Endlage des Zählers TA mit der sich stets ändernden Lage des Zählers TC vergleicht, während in der Periode, in der der Zähler TB stillsteht, die Koinzidenzschaltung CB die Endlage des Zählers TB mit der des Zählers TC vergleicht.
Der Zähler TC wird von jedem Synchronisierimpuls über den Leiter BF und das Mischtor MP in die Ruhe lage zurückversetzt und beginnt somit von null an zu zählen. Es sei angenommen, dass in einem solchen Au genblick der Zähler TA die die Dauer der vorhergehen den Periode kennzeichnende Lage eingenommen hat, die von der Koinzidenzschaltung CA mit der des Zählers TC verglichen wird. Da die Frequenz der vom Generator GR dem Zähler TC zugeführten Impulse jedoch das Zehnfache der Frequenz der während der vorhergehen den Periode dem Zähler TA zugeführten Impulse ist, wird und auf neue zu zählen anfängt, bis die Endlage des Zählers TA in einer Periode entspricht, die gleich 0,1 der Dauer der vorhergehenden Periode zwischen den Synchronisierimpulsen ist.
Beim Erreichen gleicher Lagen der Zähler liefert die Koinzidenzschaltung CA über den Leiter BG der bistabilen Schaltung FB einen Impuls, während andererseits von diesem Impuls der Zähler TC über das Mischtor MP wieder in die Ruhelage versetzt wird und aufs neue zu zählen anfängt, bis die Endlage des Zählers TA wieder erreicht ist, usw. Die Koinzidenz schaltung CA liefert somit während dieser Periode Im pulse in Augenblicken, die 0,1 Periode, 0,2 Periode, 0,3 Periode usw. nach dem Anfang der Periode entsprechen, d.h. in Augenblicken, die sowohl den Mitten der Kode elemente als auch dem Ende jedes Kodeelementes ent sprechen, während in entsprechender Weise während der folgenden Periode von der Koinzidenzschaltung CB Im pulse geliefert werden. Am Leiter BC treten Impulse auf, wie in Fig. 40 dargestellt ist.
Jedoch nur in den Augen blicken, die den Mitten der Elemente entsprechen, d.h. nach 0,1 Periode, 0,3 Periode, 0,5 Periode usw., müssen die Eingangssignale ausgelesen und die Schiebeimpulse dem Schieberegister zugeführt werden. Zu diesem Zweck wird die Kippschaltung FB bei jedem Synchronisier- impuls über den Leiter BF in einen bestimmten Ruhe zustand versetzt und dann ändert sich der Zustand der Kippschaltung FB bei jedem Impuls der Koinzidenzschal tungen CA und CB. Die Kippschaltung geht somit jeweils nach 0,1 Periode, 0,3 Periode, 0,5 Periode usw. nach einem Synchronisierimpuls in den Arbeitszustand über und liefert dabei über den Leiter BB dem Schieberegister SR einen Schiebeimpuls, wie dargestellt in Fig. 4d.
Das Schieberegister SR hat fünf Ausgänge, die einer seits mit den waagerechten Leitern eines Koinzidenz matrixspeichers MG und andererseits mit einer Koinzi- denzschaltung CC verbunden sind. Der Matrixspeicher MG ist auf bekannte Weise eingerichtet und besteht aus einer Anzahl von Speicherkernen M11, M12,-M21 usw. aus magnetischem Material mit rechteckiger Hysterese- schleife, die mit je einem senkrechten und einem waage rechten Steuerungsleiter gekoppelt sind. Die Anzahl waagerechter Leiter ist gleich der Anzahl der Ziffergrup- pen des Kodes.
Im Ausführungsbeispiel sind vier waage rechte Leiter dargestellt, aber in der Praxis beträgt diese Anzahl 12 bis 15. Die waagerechten Leiter HGl, HG2, ..... usw. sind mit verschiedenen Ausgängen einer Zählschal tung TD verbunden, die über das Tor PD Synchronisier- impulse vom Empfänger SG empfangen und dadurch in die folgende Zähllage versetzt werden kann.
In der Ruhe lage der Schaltung sind sämtliche Speicherkerne in einem bestimmten Remanenzzustand. Ein Kern kann nur in den entgegengesetzten Remanenzzustand versetzt werden, wenn zu gleicher Zeit den mit diesem Kern gekoppelten waagerechten und senkrechten Leiter ein Strom durch- fliesst. In der Ruhelage der Schaltungsanordnung ist das Tor PE jedoch gesperrt, so dass unabhängig von der Lage des Schieberegisters SR, kein Strom in den senkrechten Leitern fliessen kann.
Ein Impuls über einen waagerech ten Leiter tritt nur in Augenblicken auf, in denen die Zählschaltung TD die entsprechende Zähllage erreicht. In der Ruhelage ist das Tor PD gesperrt und empfängt die Zählschaltung TD keine Zählimpulse, so dass auch die waagerechten Leiter des Matrixspeichers MG keine Ströme durchfliessen werden.
Wie bereits bemerkt wurde, wird das Schieberegister SR von jedem Synchronisierimpuls in die Ruhelage zu rückversetzt. Unter der Steuerung der Schiebeimpulse werden die aufeinanderfolgenden Elemente der eintreten den Kodegruppe im Schieberegister aufgezeichnet, so dass am Ende der Periode eine ganze Kodegruppe auf gezeichnet worden ist. Diese Elemente werden von der Koinzidenzschaltung CC geprüft. Wenn die aus fünf Arbeitselementen bestehende Startkodegruppe empfangen ist, spricht die Koinzidenzschaltung CC an und führt über den Leiter BH der bistabilen Kippschaltung FC einen Impuls zu, wodurch diese Kippschaltung in den Arbeitszustand versetzt wird. Unter der Steuerung der Kippschaltung FC werden die Tore PE und PD entsperrt.
Auch wird von einem Impuls von der Koinzidenzschal tung CC über den Leiter BK die Zählschaltung TD in die Ruhelage versetzt. Der folgende Synchronisierimpuls versetzt das Schieberegister SR in die Nullage und die Zählschaltung TD macht dann einen Schritt, aber dabei wird keinem der waagerechten Leiter des Matrixspeichers MG ein Impuls zugeführt.
Während der folgenden Periode wird die erste Zif ferkodegruppe im Schieberegister SR aufgezeichnet und beim darauffolgenden Synchronisierimpuls macht die Zählschaltung TD einen Schritt, wobei dem ersten waage rechten Leiter HGl des Matrixspeichers ein Impuls zuge führt wird, so dass die erste Ziffer aus dem Schiebe register auf eine den Kernen Ml 1, M12, ..... usw. des Matrixspeichers entsprechende Linie aufgezeichnet wird. Auch versetzt der Synchronisierimpuls das Schieberegi ster SR in die Nullage. Um zu sichern, dass die Informa tion im Matrixspeicher aufgezeichnet worden ist, bevor sie im Schieberegister gelöscht wird, wird der Lösch- impuls über den Leiter BA einigermassen von der Ver zögerungsvorrichtung VR verzögert.
Auf entsprechende Weise werden die übrigen Kode ziffern im Matrixspeicher MG aufgezeichnet. Schliess- lich erscheint wieder die aus fünf Arbeitselementen be stehende Startkodekombination im Schieberegister, wo nach der Koinzidenzkreis CC wieder einen Ausgangs- impuls liefert und die Kippschaltung FC in den Ruhe zustand zurückversetzt wird, wodurch die Tore PE und PD gesperrt werden, während ausserdem die Kippschal- tung FC über den Leiter BX einen Impuls liefert, um an zuzeigen, dass der ganze Identifikationskode empfan gen ist.
Durch nicht näher dargestellte an sich bekannte Mit tel wird dann die Information aus dem Matrixspeicher MG ausgelesen, wodurch die Kerne dieses Speichers in den Remanenzzustand zurückgeführt werden.
Device for identifying objects The invention relates to a device for identifying objects which are movable with respect to a station, with a questioning apparatus attached to the station and a responder attached to each object to be identified. The objects to be identified can, for. B. be railroad cars or objects located on a conveyor belt.
The requirements that must be made in practice a device for identifying railway cars in motion are very strict. Since a large number of data is required, the information provided must consist of a code number consisting of ten or more decimal digits, with each digit or group of digits having a specific meaning and e.g. the country of origin, the location, the number of the car, etc. . indicates. Identification must both at low speed or at a standstill as well as at a speed of z. B. 160 km per hour, in which latter case the time available for identification is very short.
The so-called buffering of the wagons, whereby the wagons move back and forth, must have no influence, just as the direction of movement of the train. For safety reasons, the question must not apparatus in a smaller distance than z. B. 40 cm from the train, while on the other hand, in connection with the different widths of the car, the distance can even be 90 cm in practice. Naturally, the facility must work reliably under all circumstances, including snow and black ice. It is also desirable that the answering apparatus on the carriage be small in size and e.g. B. can be housed in a box of 20 cm x 20 cm x 5 cm.
A particularly strict requirement is that energy sources on the train, such as accumulators, dynamos driven by the wheels, traction energy, etc., cannot be used. It is already known to arrange one or more oscillators on the car, which are fed by energy transmitted wirelessly from the questioning apparatus fixed along the track to the answering apparatus and which wirelessly send back a signal to the questioning apparatus, which on modulated in a manner characteristic of the carriages. In particular, these devices are fully electronic and the oscillating generators are modulated with a multi-frequency code.
However, this requires a number of auxiliary generators for generating the different modulation frequencies, electronic switches, etc. so that the response apparatus on each carriage contains a relatively large number of transistors and is therefore expensive. In addition, as a result of the large number of transistors, these apparatuses consume a relatively large amount of energy, so that a large amount of energy must also be radiated.
The invention aims to remedy these disadvantages without, however, being limited to the identification of railroad cars. The device according to the invention, in which the response apparatus also contains at least one oscillating generator which, upon receipt of energy emitted by wireless means from the interrogation apparatus, generates a response signal which comprises a series of pulse code groups characterizing the relevant object and which is emitted wirelessly According to the invention, it is characterized in that the answering apparatus has a motor which is driven by the energy received from the questioning apparatus and which brings about a mutual movement between a code carrier and at least one reading element,
so that the reading device (s) firstly generate the row of pulse code groups characterizing the object, this row containing a code group marking the beginning of the row, and on the other hand also generate a row of synchronization pulses each marking the beginning of each pulse code group, and that also the oscillating generator (s) of the pulse code groups and the synchronization pulses are modulated.
As an embodiment of the invention, an identification device for railway cars shown in the accompanying drawing will be explained in more detail below.
Fig. 1 shows schematically a part of a arranged at a fixed point along the railroad questioning apparatus, and Fig. 2 illustrates a arranged on the Wa gene answer apparatus.
Fig. 3 shows an example of a code disk, while Fig. 4 relates to a pulse timing diagram. The questioning apparatus according to Fig. 1 includes an auxiliary transmitter ZE, the energy via an antenna AE with a frequency of z. B. 20 kHz to a by means of a capacitor KA tuned to this frequency receiving antenna RE (Fig. 2) can be transmitted on a passing car. The antenna AE is e.g. a frame antenna elongated shape, z.
B. 1 m x 3 m, while the antenna RE e.g. is a loop antenna of 15 cm x 15 cm, so that even with a train rolling past at high speed, the antenna RE is for a sufficiently long time within the radiation field of the antenna AE. The generator ZE naturally only needs to be switched on when a train or car is passing.
The energy received by the antenna RE of the response apparatus according to FIG. 2 is rectified by the rectifier CA, so that a direct voltage - V is generated across the smoothing capacitor KB, which on the one hand drives the motor M and on the other hand feeds the transmitters ZC and ZN. The total received power is e.g. B. of the order of magnitude of 250 mW and is almost completely consumed by the latter when the engine is started. The rated speed of the motor is z. B. 25 revolutions per second and half of this speed is e.g. reached in 40 m / sec. When the engine has reached its rated speed, the consumption z. B. only 10 mW. The motor M drives a code disk CS made of magnetizable material, which is provided with a toothing characterizing the object and with holes AP, as shown in FIG.
The teeth and the holes move along the reading heads KN and KC, which consist of a winding on a permanently pre-magnetized magnetic circuit with an air gap. The toothing and the holes change the magnetic resistance of the circuit, so that the readout heads deliver pulses, as shown in FIGS. 4a and 4b.
The voltage generated by the readout heads is proportional to the change in the flow of force per unit of time and thus the speed at which the magnetic resistance changes. In order to give the output pulses of the readout heads an almost rectangular shape, the teeth have the shape of a saw tooth with an inclined flank and a straight flank. The code disk CS of Fig. 3 is set up for a code of eight code groups of five elements each, i.e. a start code group SC of five working elements (teeth) and seven identification numbers formed by a 2-out-of-5 code Cl, C2, ..... C7, i.e. each group has two working elements (teeth) and three resting elements. Z.
B. the first digit Cl consists of a rest element, two work elements and two rest elements. The second digit C2 consists of two rest elements, a work element, a rest element and a work element, etc. The openings AP are at the beginning of each code group, so that the synchronization pulses supplied by the readout head KC mark the beginning of the successive code groups. FIG. 4a shows the pulse series which is supplied by the readout head KN when the code disk is rotated, and FIG. 4 shows the synchronization pulses of the head KC. The code can be changed in a simple manner by exchanging the code disk. A new code disk can be produced quickly using a suitable punching device.
In practice, the number of digits required to identify a car is generally greater than 7 and z. B. equal to 12 to 15. These digits identify e.g. B. the country of origin, the usual location, the number of the car, etc. In general, such a code invariably belongs to a particular car and therefore does not need to be changed. However, in practice it may be desirable to include part of the code, e.g. B. a destination or load-dependent priority, e.g. B. in the case of frozen goods, characterizing part, to be changeable.
In such cases it is preferable that the code disk is fixedly arranged and that the read heads move along this disk under the control of the motor. The variable part of the code can then be adjusted by sliders and the like.
The pulse series generated by the readout heads KC and KN are fed to two transmitters ZC and ZN, which are set up in a corresponding manner. The pulses of the .Kopfes KC are amplified by the transistor TR, whose emitter is connected to the positive terminal of the capacitor KB (ground), while its collector is connected to the feed point - V via a choke SM. The base is connected to the feed point -V via the winding of the reading head KC and via a resistor RC that is decoupled from the capacitor KD.
The transistor TZ is included in a generator circuit with a tuned circuit, which consists of an inductance LA, a carrier frequency of the generator determining and connected to the collector of the transistor TZ capacitor KF and a feedback winding LB connected to the base of the transistor TZ. The emitter of the transistor TZ is connected to ground and the base is connected to the feed point - V via the winding LB and the resistor RD, which is decoupled by the capacitor KE.
A tap on the winding LA is connected to the collector of the transistor TR so that the strength of the oscillation generated by the generator is changed in accordance with the synchronization signals supplied by the readout head KC. The windings LA and LB are mounted on the same ferrite rod FS, which acts as a transmitting antenna and which carries the signals modulated in amplitude via the receiving antenna PC to the receiver SC of the interrogation device according to FIG. 1. The carrier frequency of the transmitter ZC is z.
B. 55 KHz and the carrier frequency of the transmitter ZN, which is set up in a corresponding manner, is 105 kHz. The transmitter ZN transmits the identification signals which originate from the readout head KN via the receiving antenna PN to the receiver SN of the interrogation device according to FIG. 1. In the embodiment shown, the transmitters are amplitude modulated. Naturally, however, the transmitters can also be modulated in frequency.
The identification signal pulses supplied by the receiver SN are limited to the input of a shift register SR which, under the control of the synchronization pulses supplied by the receiver SC, is set to the zero position via the conductor BA in the delay device VR with each synchronization pulse. The shift register SR receives on the other hand via the conductor BB shift pulses in the eyes that correspond to the centers of the elements of the identification code.
Under the control of these shift pulses, the binary information in the shift register is shifted by one place, while the binary information corresponding to the output voltage of the signal receiver SN is recorded in the shift register SR at this moment.
The elements of the identification code are thus scanned at instants which correspond to the centers of these elements, so that if the pulses are distorted to a certain extent, the elements are nevertheless estimated to the correct value. It is clear that the signal speed is related to the speed of rotation of the motor M, i.e. that when the motor is started, the speed is still low and the duration of a code element or code group is possibly two or more times greater than when the nominal speed is reached of the motor. However, since also at a speed of z. B.
160 km per hour moving car must be identified, it is desirable that one does not wait until the engine has reached its nominal speed, so the information must be read out as soon as possible. In order to still be able to display the centers of the various code elements with this variable signal speed, a special measure was taken in the query device; these moments are derived from the duration of the preceding period between two synchronization pulses. This is possible because the Signalge speed between two consecutive code groups only relatively little, z. B. less than 100 / p, changes.
For this purpose, the interrogator contains a pulse generator GR, the pulse frequency f of which is high compared to the pulse frequency of the code signals. In the pulse of the generator GR are on the one hand the counting circuit TC and on the other hand the frequency divider FD fed, which reduces the frequency by a factor of 10 to 0.1 f "and supplies these pulses to the inputs of two gates PA and PB, which are in phase opposition from the bistable toggle switch FA can be controlled.
The flip-flop circuit FA receives synchronization pulses from the receiver SC via the conductor BC and its position changes with each pulse, so that the gate PA transmits the output pulses of the frequency divider FD to the counting circuit TA alternately in the one period between two synchronization pulses Gate PB is blocked, while in the other period the gate PB transmits the pulses to the counting circuit TB, the gate PA being blocked.
At the moment in which the gate PA becomes conductive, the flip-flop FA also delivers a pulse via the conductor BD, which sets the counter TA to the zero position, while conversely, when the gate PB becomes conductive, the counting circuit TB by a pulse from the flip-flop FA is set to the neutral position via the conductor BE. The counting circuits thus count alternately during one period between two synchronization pulses and then remain in the assumed end position during the following period, which end position is a measure of the duration of the preceding period. The coincidence circuits CA and
CB are controlled by the flip-flop FA in such a way that during the period in which the counter TA receives no pulses, the coincidence circuit CA is effective and compares the assumed end position of the counter TA with the continuously changing position of the counter TC, while in the Period in which the counter TB stands still, the coincidence circuit CB compares the end position of the counter TB with that of the counter TC.
The counter TC is reset to the rest position by each synchronization pulse via the conductor BF and the mixing gate MP and thus begins to count from zero. It is assumed that at such a moment the counter TA has assumed the position which characterizes the duration of the preceding period and which is compared by the coincidence circuit CA with that of the counter TC. However, since the frequency of the pulses supplied by the generator GR to the counter TC is ten times the frequency of the pulses supplied to the counter TA during the previous period, and starts counting again until the end position of the counter TA corresponds to a period which is equal to 0.1 the duration of the previous period between the sync pulses.
When the counters reach the same positions, the coincidence circuit CA delivers a pulse via the conductor BG of the bistable circuit FB, while on the other hand this pulse puts the counter TC back into the rest position via the mixing gate MP and starts counting again until the end position of the Counter TA is reached again, etc. The coincidence circuit CA thus delivers during this period In pulses in moments that correspond to 0.1 period, 0.2 period, 0.3 period, etc. after the beginning of the period, ie in moments which correspond to both the middle of the code elements and the end of each code element, while pulses are supplied in a corresponding manner during the following period from the coincidence circuit CB. Pulses appear on the conductor BC as shown in FIG.
However, look only in the eyes that correspond to the centers of the elements, i.e. after 0.1 period, 0.3 period, 0.5 period, etc., the input signals must be read out and the shift pulses fed to the shift register. For this purpose, the flip-flop FB is placed in a certain rest state with each synchronization pulse via the conductor BF and then the state of the flip-flop FB changes with each pulse of the coincidence circuits CA and CB. The flip-flop switches to the working state after 0.1 period, 0.3 period, 0.5 period, etc. after a synchronizing pulse and delivers a shift pulse to the shift register SR via the conductor BB, as shown in FIG. 4d.
The shift register SR has five outputs which are connected on the one hand to the horizontal conductors of a coincidence matrix memory MG and on the other hand to a coincidence circuit CC. The matrix memory MG is set up in a known manner and consists of a number of memory cores M11, M12, -M21 etc. made of magnetic material with a rectangular hysteresis loop, each of which is coupled to a vertical and a horizontal control conductor. The number of horizontal conductors is equal to the number of groups of digits in the code.
In the exemplary embodiment, four horizontal conductors are shown, but in practice this number is 12 to 15. The horizontal conductors HGl, HG2, ..... etc. are connected to different outputs of a counting circuit TD that synchronizes via the gate PD - Receive impulses from the receiver SG and can thus be set to the following counting position.
In the rest position of the circuit all memory cores are in a certain remanence state. A core can only be placed in the opposite remanence state if a current flows through the horizontal and vertical conductors coupled to this core at the same time. In the rest position of the circuit arrangement, however, the gate PE is blocked so that no current can flow in the vertical conductors regardless of the position of the shift register SR.
A pulse through a horizontal conductor occurs only in moments in which the counting circuit TD reaches the corresponding counting position. In the rest position, the gate PD is blocked and the counting circuit TD does not receive any counting pulses, so that no currents will flow through the horizontal conductors of the matrix memory MG either.
As already noted, the shift register SR is reset to the rest position by every synchronization pulse. Under the control of the shift pulses, the successive elements of the code group entering are recorded in the shift register, so that at the end of the period an entire code group has been recorded. These elements are checked by the coincidence circuit CC. When the start code group consisting of five working elements is received, the coincidence circuit CC responds and feeds a pulse to the bistable flip-flop FC via the conductor BH, whereby this flip-flop is put into the working state. The gates PE and PD are unlocked under the control of the toggle switch FC.
The counting circuit TD is also put into the rest position by a pulse from the coincidence circuit CC via the conductor BK. The following synchronization pulse sets the shift register SR to the zero position and the counting circuit TD then takes a step, but no pulse is fed to any of the horizontal conductors of the matrix memory MG.
During the following period, the first Zif ferkodegruppe is recorded in the shift register SR and with the following synchronizing pulse, the counting circuit TD makes a step, whereby the first horizontal conductor HGl of the matrix memory is supplied with a pulse so that the first digit from the shift register to one line corresponding to the cores Ml 1, M12, ..... etc. of the matrix memory is recorded. The synchronization pulse also shifts the sliding register SR into the zero position. In order to ensure that the information has been recorded in the matrix memory before it is erased in the shift register, the erase pulse is somewhat delayed by the delay device VR via the conductor BA.
In a corresponding manner, the remaining code digits are recorded in the matrix memory MG. Finally, the start code combination consisting of five working elements appears again in the shift register, where after the coincidence circuit CC again delivers an output pulse and the toggle circuit FC is set back to the idle state, whereby the gates PE and PD are blocked, while the toggle switch is also - device FC sends a pulse via conductor BX to indicate that the entire identification code has been received.
By means of tel, not shown in detail, the information is then read from the matrix memory MG, whereby the cores of this memory are returned to the remanence state.