CN1011016B - 通讯系统 - Google Patents

Abstract

一种特别适用干训练游泳者的通讯系统，它包括一个教练员通过产生的音调信号来召集受令的一名或多名游泳者的手持式装置和每个受令游泳者穿戴的一个物件，此物件含有电子放大装置和声频变换器。为使这些电子元件防水，把它们安置在一种密封的外壳内，然后封装在胶质的游泳帽里。用在电路中的电池可以靠一个强磁场穿透所说的防水层并驱动一个恒定电流电池充电装置在不拆除密封层的条件下而被再充电。

Description

本发明涉及用于命令组内成员及全组的通讯系统。

本发明起因于在训练游泳者过程中存在的一个问题。一个游泳教练员要在游泳池周围观察他的游泳者并且大声发出他的指令。游泳池，特别是室内游泳池是噪声大的场所，这样任何游泳者都难以听清教练员喊出的指令。通常许多游泳者同时进行训练，为此每个游泳者必须留心听发给他的任何指令，同时不去理采发给他人的指令，这对游泳者来说是件分心的事。然而本发明并非仅仅局限于向游泳者发指令而且还可以用大多数体育项目和其它通讯中。

美国专利3，492，582公开了一种无线电通信系统，用于与在头带上戴有接收器的游泳者或跑步运动员通信。然而，这种一对一的系统只能使教练接受一个训练者，因为发射机发射时间脉冲只能用于一对一的指令。

本发明的目的是提供一种通讯系统，用于命令一个班内或组内各成员及整个班或组。

本发明提供的用于命令组内各成员及全组的通讯系统包括由命令者所使用的发射机及组内每个成员的接收器，接收器由电池供电工作并安装在可拉伸物件上，由各成员戴在头上，其特征在于每个接收器与安在该物件上的天线相联，并包括：与稳定晶体振荡器相联的，产生信号的输入放大器;解码装置，检测信号中的一个音调指明该信号是用于全组的或另一音调指明该信号是用于某个接收人的;以及输出 电路，在两个音调之一测得后将信号传送给声频变换器;其特征还在于，发射机在指令者的控制下将一音调插入发射机的音频输入上，指明被命令的组员。

人们惊奇地发现水并不使使用在一个样机里的无线电频率衰减到足以使该样机不能用于游泳训练中，事实上该样机在六英呎深的水中使用时，即样机随一个受训者下潜在通常水深为六英呎（六英呎约相当于1.8米）的游泳池的底部时是有效的。

本发明将通过具体实例，对照附图被描述。

附图简介

图1是本发明用于训练游泳者的一种通讯系统的方框图。

图2表示另一种形式。

图3是一种指令装置的透视图。

图4是该指令装置的一个电路图。

图5是一个接收装置的一个电路图。

图6表示组成用于图5电路中的一个电池的原电池排列。

图7是一个戴着能体现本发明帽子的游泳者的示意图。

图8是沿图7中Ⅷ-Ⅷ线的详细剖视图。

图9是表示图8细节的图解剖视图。

图10用图解方式展示用于图5中的电池的一个再充电装置。

图11表示了图10中的装置是如何同充电电池相连的电路相配合的。

实施例的描述

图1表示了一个通讯系统的方框图。一个手持指令装置21包括：一个键盘和辅助逻辑电路22，该电路将在介绍图3时加以详细描述，一个内装的麦克风23，一个语音编码电路24，放大电路25以及拉杆线26，这些部件都靠电池27或电源电流供电，最好是采用可再充电的电池供电。一个接收装置28包括：一个电池29，一个天线30，射频放大级31，该放大级可以外差接收机形式，用于检测所接收到的信号是否含有一种鉴别该信号是该接收机所需成分的装置32，一个译码装置33，一个声频级放大器34以及一个供电逻辑电路35。传送频率可为27兆赫或49兆赫但并不要求很严格，发射的信号具有很低的功率，比如说1瓦而且最好是调频的。由发射机和接收装置的供应商决定，一个指令装置可以带有合理数目的接收装置。这些接收装置相互之间可以是相同的但它们的单元鉴别线路（unit-identifying    tracks）（未表示）是不同的，该线路在制造过程中可以被加工成得到一个独特的代码和适于一个组和一个次组的公共代码，从理论上说把公共代码作为独特的代码的一部分是可行的（因此独特的代码可以是ABA，ABB，ABC，等，这样组的代码是A，次组代码是AB，当接收机检测最后那个字母不是正确的字母时便切断该接收机）而且这将有效地利用该线路（tracks）。

图2表示了另一种形式，其中不是通过限制声范围而是利用低功率来避免干拢不在该指令区域的磁波谱，该指令区域36由一个中继装置38驱动的一个感应环路37所包围，所说的中继装置38是由电源39供电并能通过极低功率的无线电传送或通过一条电缆线40接收到该指令装置21发出的信号。

图3和图4表示了一种指令装置。该装置被安置在一个不透水的塑料壳体41中，该壳体的背面适于用一种石印笔或其它标记笔在其上面作记录。如图4所示，在壳体里的电路包括：一个停表集成电路块42，它由一个起动按键43控制（参见图3），一个停止按键44（参见图3），一个停止显示器45，一个麦克风46以及声频放大器集成电路块47，一个电池48，一个通断开关49，一个呼叫音调发生器集成电路块50，一系列寻址按键，它们中的一部分51用以对个人发出指令而其它按键52向一组人员发出指令，这些按键控制发出的音调，一个用来把音调发生器集成电路块的输出叠加到声频放大器输出上的集成电路块52′以及一个射频放大器集成电路块53，其频率确定振荡器54。因为还没有最后定下来明确的电路和元件，所以给出元件和明确的电路也许会使人产生误解。然而对于停表集成电路块的要求最好是这样一种类型：它不仅带有一个起动按键和一个停止按键而且还应该有一个准备按键55使得当收到一个从麦克风沿导线56而来的大信号时开始计时，所说的大信号指的是大的噪声如比赛开始信号。呼叫音调发生器可以是一个微处理机的形式，该机不仅能合成音调而且能在不花费过多费用的前提下通过一个程序使按键52覆盖不同组人员并且对于正确的按键51在代码之间循环音调，该程序包括这样一个步骤：即按压按键52稍过一会儿按 压按键51，这意味着此后按键52便意指被按压的按键51。本发明开发的接收装置依靠每一个具有相异的音调的按键51或52，因此它能被调整成两种音调或更多种。通过一个用橡胶材料包封的拉杆线26将集成电路块53的输出送出去。

图5是一种接收装置的电路图。尽管开发还不完善并且也没有象图4那样对信号进行拢频处理，但是开发已经足够详细。可以是一种拾波环形式的天线30通过一种如型号为Ceramic    Murata    SFE49的滤波器60把接收的信号传给一个如型号为Mallard    TDA    TO21的射频放大集成电路块61，此射频放大集成电路块具有一个由49.80兆赫晶体振荡器63控制的拍频振荡器62。集成电路块61的输出通过一个噪声消除过滤器65传送给一个如型号为CML    FX335SLVI的音调检测集成电路块64。此集成电路块64联有一个如1兆赫晶体频率的标准振荡器66和一系列易断的用以决定被检测到的音调的接线67。只有当检测到正确的音调时，与集成电路块61的输出相连的集成电路块64的输出才通过放大级（68）传送给一个声频变换装置69。此集成电路块64的另一个输出被传送给一个电源开关集成电路块69（如型号为74HCO2）该集成电路块69从电池70得到一个电压并能接通或切断此电压（这里“接通”意指直接或通过一个电压调整器71把电压加到其余电路上）。此集成电路块通过一个来自集成电路块64的信号或通过一个沿线72从天线30而来的大信号被转换成一种状态并且此状态是一种通过电压的状态。集成电路块69被保持在此状态下直到另一个如型号为74HC4060的集成电路块73对它进行翻转，此集成电路块73是一个设定滞后时间为30分的计数定时器。假如天线 距离发射机非常近，那么线路72中只是很大的信号，因此这被用来在训练开始时起动此接收装置，此后该信号逐渐变弱并且只是从集成电电路块64（已被接通）中来的信号控制集成电路块69。

图6表示形成图5中电池70的原电池80的排列。七个小型镍-镉原电池的排列方式是六个原电池环绕着中间的一个原电池，用适当的联接方式把它们串联起来使电池能产生8.40伏电压，并具有容量为60毫安小时、直径为5厘米、高度为6毫米，即使原电池被封包在一种防水的塑料材料里。

图7至图9表示了该接收装置的机械安排。图7表示了一个穿戴一种游泳帽82的游泳者，该游泳帽在每个耳部位置有一个突起部分83。图8表示了每个突起部分83带有一个包封在游泳帽里的部件84，这是通过具有附着在一个由第一铸模浸渍形成的层85上的可伸展的电连线87的部件和由第二铸模浸渍形成的连接来完成，第二层86形成在第一层和部件之上。部件84中的每一个都含有一个如Murata压电材料的声频变换器88和设备69的成形部件，每个部件都被装纳在一个密封的外壳89里，该外壳的各壁都与所说的变换器相隔，在该变换器的背面有一个自由空间和天线30，自由空间的一部分用以安放电池70，另一部分安放图5所示电路的印刷电路板90，该电路板同电池的尺寸一样大（这便于使用安装元件的表面）。

图10表示了该接收装置除安装在游泳帽里之外还可以有其它用途。图10真实地表现了一个用于下肢运动而穿戴在汗带里的接收装置，该接收装置可以是单件或两件组成。当防水不是一个关键问题时，不一定非要使用可再充电的电池。当用于需要保护头部的项目时，接收装置可被安装在安全帽里。

图11和图12表示了在不拆卸电池70或不直接与其接触的条件下，对电池进行充电的一种方式，因此该电池可在外壳里保持密封与游泳帽共存下去。若干游泳者的帽子可以放入一个非金属容器91里，该容器被一个与电容器93串联的线圈92环绕，此线圈和此电容器的共振频率是25千赫。一个在此频率下共振的振荡器94（例如型号为Levell    TH150DM）与一个如型号为GA28F    Mosfet的功率放大器95相连，此放大器95是由一个如型号为Farnell    LT30.2的供电装置96供电并且也能使线圈92保持在强共振状态下。由此产生的磁场被图12中的一个线圈97拾取，该线圈可以是拉杆线或天线30。此线圈然后同一个电流调整装置98连接以便在恒定的低电流状态下对电池充电，该电流调整装置包括一个恒压齐纳二极管99，电阻100和一个晶体管101。该线圈97的定向在一个宽的定向范围内似乎并不要求很严格。

以上描述的实施例中并没有对避免窃听采取预防措施，但这个问题仅是把能从商业上得到的拢频集成电路块加入到此电路中的问题。

Claims (3)

1、一种用于命令组内各成员及全组的通讯系统，包括由命令者所使用的发射机及组内每个成员的接收器，接收器由电池供电工作并安装在可拉伸物件上，由各成员戴在头上，其特征在于每个接收器与安在该物件上的天线相联，并包括：与稳定晶体振荡器相联的、产生信号的输入放大器；解码装置，检测信号中的一个音调指明该信号是用于全组的或另一音调指明该信号是用于某个接收人的；以及输出电路，在两个音调之一测得后将信号传送给声频变换器，其特征还在于，发射机在指令者的控制下将一音调插入发射机的音频输入上，指明被命令的组员。

2、根据权利要求1所述的系统，其特征为每个接收器包括一个定时器（73），用于在一段延时之后关断接收机内的电源。

3、根据权利要求1或2所述的系统，其特征为每个接收器的电池（70）包括一个或多个充电电池是每个接收器包含有不用将电池移去接收器即可对电池充电的电路（图11和12）。

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