FR2563028A1 - Method for data transmission by carrier waves between at least two elements, and device implementing this method - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne d'une part un procédé permettant de transmettre entre au moins deux éléments séparés des données numériques sur de courtes distances par propagation d'ondes porteuses, et d'autre part un dispositif utilisant ce procédé. The present invention relates on the one hand to a method for transmitting between at least two separate elements of digital data over short distances by propagation of carrier waves, and on the other hand to a device using this method.
On connait déja des procédés pour transmettre des données sans fil sur de courtes distances. There are already known methods for transmitting data wirelessly over short distances.
Les procédés basés sur la propagation d'ondes hyperfréquences (micro-ondes) assurent une transmission sur des distances de 1 a 2 mètres. The processes based on the propagation of microwave waves (microwaves) ensure transmission over distances of 1 to 2 meters.
Un de leurs inconvénients réside dans le fait qu'ils sont directifs c'est-a-dire que l'émetteur et le récepteur doivent être orientés avec précision l'un vers l'autre. De plus, ils nécessitent l'installation coûteuse d'antennes d'émission et/ou de réception. Enfin, la propagation des ondes hyperfréquences est perturbée par la présence de masses métalliques. Ces inconvénients rendent de tels dispositifs assez délicats à installer dans une ambiance industrielle, et impropres a la transmission de données entre un véhicule automobile classique en déplacement (voiture particulière ou camion) et un poste fixe.One of their drawbacks lies in the fact that they are directive, that is to say that the transmitter and the receiver must be oriented precisely towards one another. In addition, they require the costly installation of transmitting and / or receiving antennas. Finally, the propagation of microwave waves is disturbed by the presence of metallic masses. These drawbacks make such devices rather delicate to install in an industrial environment, and unsuitable for the transmission of data between a conventional motor vehicle on the move (private car or truck) and a landline.
Les procédés basés sur la propagation d'ondes radio (ondes HF) sont soumis pour leur exploitation a un agrément des autorités chargées d'attribuer des bandes de fréquences radio. Dans le cas ou des émetteurs sont placés sur des véhicules amenés a emprunter des voies publiques, l'obtention d'un tel agrément est très difficile par par ailleurs les émetteurs peuvent provoquer une reelle pollution radio. The processes based on the propagation of radio waves (HF waves) are subject to their operation to an approval of the authorities responsible for allocating radio frequency bands. In the case where transmitters are placed on vehicles brought to borrow public roads, obtaining such approval is very difficult moreover transmitters can cause real radio pollution.
Les procédés basés sur la propagation d'ondes infrarouges présentent l'inconvénient d'une grande directivité. Ceci limite leur champ d'application ils ils sont notamment impropres a la communication entre un véhicule en mouvement et un poste fixe. The methods based on the propagation of infrared waves have the disadvantage of a high directivity. This limits their field of application. They are notably unsuitable for communication between a moving vehicle and a fixed station.
Certains dispositifs utilisent la propagation d'ondes ultrasonores. Some devices use the propagation of ultrasonic waves.
Ces dispositifs ne permettent en général que la transmission d'une information binaire correspondant a l'absence ou la présence d'émission ils sont utilisés le plus souvent pour assurer des fonctions de télécom- mande manuelle. Ils ne permettent donc pas la transmission automatique de données plus générales. Ceci est dû principalement au fait que dans un environnement variable (chariots, véhicules ou mobiles quelconques se deplaçant a proximité de l'émetteur ou du récepteur), la propagation d'ondes ultrasonores peut être sujette a des extinctions ou occultations, et a des perturbations dues a un bruit ultrasonore ambiant. These devices generally only allow the transmission of binary information corresponding to the absence or presence of transmission; they are most often used to provide manual remote control functions. They therefore do not allow automatic transmission of more general data. This is mainly due to the fact that in a variable environment (trolleys, vehicles or any mobile moving close to the transmitter or receiver), the propagation of ultrasonic waves can be subject to extinctions or occultations, and to disturbances due to ambient ultrasonic noise.
Ainsi, aucun des procédés connus ne permet d'assurer avec fiabilité une transmission de données entre deux éléments séparés et situés dans un environnement perturbant. Thus, none of the known methods allows reliable transmission of data between two separate elements located in a disturbing environment.
La présente invention propose un procédé permettant de résoudre les difficultés que l'on rencontre lorsqu'on veut transmettre des données par l'intermédiaire d'ondes porteuses entre au moins un élément interrogateur et un élément a interroger. De façon connue en soi, le procédé consiste a établir une liaison entre ces deux éléments puis a assurer entre eux une communication par l'émission et la réception réciproque de trains d'ondes porteuses de données a partir de chacun des deux éléments, le dit procédé étant caractérisé en ce que l'on transforme l'onde porteuse reçue en signaux analogiques eux-mêmes transformés en signaux numériques et, inversement, un signal numérique à émettre est transformé en signaux analogiques eux-mêmes transformés en onde porteuse émise, au moins les signaux analogiques transformés par l'un des éléments étant émis sur au moins deux fréquences comprises dans la bande passante de l'onde porteuse, tandis qu'au moins les signaux analogiques transformés après réception par l'autre élément font l'objet d'une comparaison des fréquences du signal reçu avec des plages de fréquences de référence, ce qui permet de décider de la validité ou de la non-validité du signal reçu. The present invention provides a method for solving the difficulties encountered when it is desired to transmit data by means of carrier waves between at least one interrogator element and one element to be interrogated. In a manner known per se, the method consists in establishing a connection between these two elements then in ensuring between them a communication by the reciprocal emission and reception of wave trains carrying data from each of the two elements, the said process characterized in that the received carrier wave is transformed into analog signals which are themselves transformed into digital signals and, conversely, a digital signal to be transmitted is transformed into analog signals which are themselves transformed into a transmitted carrier wave, at least the analog signals transformed by one of the elements being transmitted on at least two frequencies included in the passband of the carrier wave, while at least the analog signals transformed after reception by the other element are the subject of a comparison of the frequencies of the received signal with reference frequency ranges, which makes it possible to decide on the validity or non-validity of the received signal.
De préférence, afin de renforcer encore la fiabilité, la transmission des signaux analogiques sera effectuée sur plusieurs paires de fréquences. Preferably, in order to further enhance reliability, the transmission of the analog signals will be carried out on several pairs of frequencies.
De même, on pourra adjoindre,lors du traitement de l'information reçue, un signal de validité de l'information utilisé pour détecter et corriger les erreurs pouvant résider dans le message transmis. Similarly, it is possible to add, during the processing of the information received, a signal for the validity of the information used to detect and correct the errors which may reside in the message transmitted.
Grâce au système de l'invention, un avantage décisif est de pouvoir utiliser comme ondes porteuses soit les ultrasons (dans le cas notamment où il n'est pas possible d'obtenir une directivité parfaite des trains d'ondes) ou des infrarouges, les signaux emis étant alors caractérisés par des fréquences de modulation de l'onde infra-rouge. Thanks to the system of the invention, a decisive advantage is to be able to use, as carrier waves, either ultrasound (in the case in particular where it is not possible to obtain perfect directivity of the wave trains) or infrared, emitted signals then being characterized by modulation frequencies of the infrared wave.
Le procédé de l'invention est particulièrement intéressant dans le cas ou il est appliqué a un système dans lequel au moins un des éléments (par exemple l'élément à interroger) est un mobile qui se déplace par rapport a l'autre élément dans dans un tel cas, l'émission du message d'interrogation pourra être déclenchée par un dispositif signalant à l'élément interrogateur la présence dans une zone définie d'un élément à interroger. The method of the invention is particularly advantageous in the case where it is applied to a system in which at least one of the elements (for example the element to be interrogated) is a mobile which moves relative to the other element in in such a case, the transmission of the interrogation message may be triggered by a device signaling to the interrogator element the presence in a defined area of an element to be interrogated.
L'invention concerne également un dispositif permettant la transmission de données entre au moins un élément interrogateur et un élément à interroger, ce dernier portant un moyen d'identification et/ou des moyens pour recevoir et émettre un train d'ondes porteuses d'informations, l'élément interrogateur comportant quant à lui des moyens d'émission d'un train d'ondes en direction de l'élément à interroger et des moyens deré- ception et de traitement des informations reçues en réponse de l'élément à interroger.Le dispositif se caractérise par le fait que l'élément à interroger comporte au moins un transducteur assurant la transformation des ondes en signaux électriques analogiques et inversement, un démodulateur transformant l'onde porteuse en signaux logiques binaires, un récepteur asynchrone série-parallele transformant les signaux binaires en signaux numériques, un décodeur traitant l'information numérique, un codeur susceptible de délivrer une information numérique, un émetteur asynchrone parallele-série transformant l'information numérique en une suite temporelle de signaux binaires, un modulateur multi-fréquences qui transforme les signaux binaires en signaux analogiques sur au moins deux fréquences comprises dans la bande passante du transducteur l'élément interrogateur comporte au moins un tranducteur assurant la transformation des ondes en signaux électriques analogiques et inversement, un démodulateur multi-fréquences mesurant la fréquence du signal reçu et fournissant un signal de validité de ce dernier, un récepteur asynchrone transformant les informations binaires reçues du démodulateur en informations numériques, un système de détection et de correction d'erreurs, un décodeur traitant l'information numérique résultante, un codeur fournissant sous forme numérique un message à émettre en direction de l'élément à interroger, un émetteur asynchrone parallèle-série transformant l'information numérique en éléments binaires, et un modulateur transformant les éléments binaires en signaux analogiques. The invention also relates to a device allowing the transmission of data between at least one interrogator element and one element to interrogate, the latter carrying an identification means and / or means for receiving and transmitting an information-carrying wave train. , the interrogator element comprising meanwhile transmitting a wave train towards the element to be interrogated and means for receiving and processing the information received in response to the element to be interrogated. The device is characterized by the fact that the element to be interrogated comprises at least one transducer ensuring the transformation of the waves into analog electrical signals and vice versa, a demodulator transforming the carrier wave into binary logic signals, an asynchronous serial-parallel receiver transforming the binary signals into digital signals, a decoder processing digital information, an encoder capable of delivering digital information, an async transmitter parallel serial hrone transforming digital information into a temporal sequence of binary signals, a multi-frequency modulator which transforms binary signals into analog signals on at least two frequencies included in the passband of the transducer the interrogator element includes at least one transducer ensuring the transformation of waves into analog electrical signals and vice versa, a multi-frequency demodulator measuring the frequency of the received signal and providing a validity signal of the latter, an asynchronous receiver transforming the binary information received from the demodulator into digital information, a system error detection and correction, a decoder processing the resulting digital information, an encoder providing in digital form a message to be sent towards the element to be interrogated, an asynchronous parallel-series transmitter transforming the digital information into elements binaries, and a modulator transforming the é binary elements in analog signals.
Le démodulateur de l'élément à interroger transformant l'onde porteuse en signaux logiques binaires etle modulateur de l'élément interrogateur pourront être des modulateur et démodulateur 1 fréquence dans le cas notamment où le message à transmettre et recevoir est simple, comme par exemple un code d'interrogation En revanche, dans le cas d'une transmission d'informations plus complexe, on aura intérêt à utiliser un modulateur et un démodulateur multi-fréquences. The demodulator of the element to be interrogated transforming the carrier wave into binary logic signals and the modulator of the interrogator element may be 1 frequency modulator and demodulator in the case in particular where the message to be transmitted and received is simple, such as for example a interrogation code On the other hand, in the case of a more complex transmission of information, it will be advantageous to use a multi-frequency modulator and demodulator.
Une application particuliere de l'invention a été étudiée pour le contrôle de l-accès de véhicules se présentant à un poste de contrôle comme cela se produit notamment a l'entrée d'un parking. A particular application of the invention has been studied for controlling the access of vehicles presenting themselves at a checkpoint, as occurs in particular at the entrance to a parking lot.
C'est ce cas particulier, non limitatif, que l'on décrira à présent a titre d'exemple dans la description qui suit, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
La figure 1 est un schéma représentant une application typique du dispositif d'identification suivant l'invention, à savoir l'identif i- cation automatique de véhicules automobiles aux portes d'un garage ou d'un parking.It is this particular, non-limiting case which will now be described by way of example in the description which follows, with reference to the appended drawings in which:
FIG. 1 is a diagram representing a typical application of the identification device according to the invention, namely the automatic identification of motor vehicles at the doors of a garage or a parking lot.
La figure 2 est une vue en perspective d'un badge d'identification et d'un communicateur, constituant le dispositif d'identification suivant l'invention. Figure 2 is a perspective view of an identification badge and a communicator, constituting the identification device according to the invention.
La figure 3 représente le schéma fonctionnel d'un badge d'identification. FIG. 3 represents the functional diagram of an identification badge.
La figure 4 represente les fréquences ultrasonores émises par le badge, pour chaque signal élémentaire binaire transmis par le procédé suivant l'invention. FIG. 4 represents the ultrasonic frequencies emitted by the badge, for each binary elementary signal transmitted by the method according to the invention.
La figure 5 représente le schéma fonctionnel d'un communicateur. Figure 5 shows the block diagram of a communicator.
La figure 1 représente schématiquement une application spécifique de l'invention au cas de l'identification a distance de mobiles et notamment de véhicules automobiles. FIG. 1 schematically represents a specific application of the invention in the case of the remote identification of mobiles and in particular of motor vehicles.
Dans cette application, il s'agit d'acquérir sans intervention humaine des informations tels que codes identifiant les véhicules (1) se présentant a l'entrée et à la sortie d'un garage (2), et éventuel- liement autres données techniques (charge du véhicule, distance parcourue, etc...). In this application, it is a question of acquiring information without human intervention such as codes identifying the vehicles (1) presenting themselves at the entrance and at the exit of a garage (2), and possibly other technical data. (vehicle load, distance traveled, etc.).
Les véhicules (1) sont équipés de badges d'identification (3) pla cés sous leurs capots. Les badges d'identification qui constituent les éléments a interroger, communiquent avec des communicateurs (4) par le procédé suivant l'invention, les communicateurs étant les éléments interrogateurs. Des boucles électrolagnétiques (5) sont placées a quelques centimetres sous le sol, aux endroits de passage des véhicules lorsqu'ils se présentent a l'entrée ou a la sortie du garage. Lors du passage deux véhicule au-dessus de l'une de ces boucles électromagnétiques, la boucle concernée envoie un signal au communicateur correspondant (entrée ou sortie).Lors de la réception de ce signal, le communicateur envoie vers le badge du véhicule détecté un message d'interrogation, sous forme d'un train d'ondes porteuses (par exemple ultrasons dans le cas présenté). The vehicles (1) are fitted with identification badges (3) placed under their covers. The identification badges which constitute the elements to be interrogated communicate with communicators (4) by the method according to the invention, the communicators being the interrogating elements. Electromagnetic loops (5) are placed a few centimeters below the ground, at the places of passage of vehicles when they appear at the entrance or exit of the garage. When two vehicles pass over one of these electromagnetic loops, the loop concerned sends a signal to the corresponding communicator (entry or exit). When this signal is received, the communicator sends a badge to the detected vehicle interrogation message, in the form of a carrier wave train (for example ultrasound in the present case).
Sur réception de ce message, le badge visé répond éventuellement, en emettant a son tour un code d'identification par l'intermédiaire d'un autre train d'ondes porteuses (par exemple des ultrasons). Cette réémission n'a lieu que si le message d'interrogation appartenait à un ensemble prédéterminé de messages : le badge ne répond qu'aux communicateurs appartenant a la même installation que lui. Après réception du code d'identification, le communicateur commande éventuellement l'ouverture de barrières (6), et transmet l'information à un calculateur (7) de gestion du parc de véhicules. Dans le cas de l'identification de véhicules on préférera utiliser des ultrasons qui permettent d'éviter une trop grande directivité de l'émission, ce qui serait difficile voire impossible.Dans d'autres cas, notamment lorsque les éléments présentent moins d'aléas de positionnement , on pourra utiliser par exemples des infra-rouges.On receipt of this message, the targeted badge possibly responds, by transmitting in its turn an identification code via another carrier wave train (for example ultrasound). This re-transmission takes place only if the interrogation message belonged to a predetermined set of messages: the badge only responds to communicators belonging to the same installation as him. After reception of the identification code, the communicator possibly controls the opening of barriers (6), and transmits the information to a computer (7) for fleet management. In the case of vehicle identification, it is preferable to use ultrasound which makes it possible to avoid too much directivity of the emission, which would be difficult or even impossible. In other cases, in particular when the elements have fewer hazards positioning, we can use for example infrared.
La figure 2 représente un badge et un communicateur, constituant le dispositif suivant l'invention. FIG. 2 represents a badge and a communicator, constituting the device according to the invention.
Le badge d'identification (3) comporte une carte électronique (8) disposée dans un coffret (9). Un fil blindé (10) relie le badge a un transducteur (11), qui émet ou reçoit des ondes ultrasonores (12). Un fil d'alimentation (13) relie le badge à une source électrique, par exemple la batterie d'un véhicule. Dans d'autres réalisations, l'alimentation peut être assurée par des piles disposées à l'intérieur du coffret (9). The identification badge (3) comprises an electronic card (8) arranged in a box (9). An armored wire (10) connects the badge to a transducer (11), which emits or receives ultrasonic waves (12). A supply wire (13) connects the badge to an electrical source, for example the battery of a vehicle. In other embodiments, power can be supplied by batteries arranged inside the box (9).
Le communicateur (4) comprend également une ou plusieurs cartes électroniques (14) disposées dans un coffret (15), ainsi qu'un transducteur (16) relié au communicateur par un fil (17), et un cordon d'alimentation (18). Le communicateur est également relié au calculateur (7) par une liaison numérique (19). Dans d'autres réalisations, le dispositif pourra être autonome et ne pas comporter d'interface ordinateur. The communicator (4) also includes one or more electronic cards (14) arranged in a box (15), as well as a transducer (16) connected to the communicator by a wire (17), and a power cord (18) . The communicator is also connected to the computer (7) by a digital link (19). In other embodiments, the device may be autonomous and not include a computer interface.
Ou encore, il pourra comporter une interface opérateur, permettant d'échanger des informations avec un opérateur humain.Or, it may include an operator interface, allowing information to be exchanged with a human operator.
La figure 3 représente le schéma fonctionnel d'un badge d'identification (3). Ce badge comporte un transducteur ultrasonique (11), capable de transformer des ondes ultrasonores en signaux électriques analogiques (réception) ou bien des signaux électriques analogiques en ondes ultrasonores (émission). Le transducteur ultrasonique est d'un modèle courant. FIG. 3 represents the functional diagram of an identification badge (3). This badge includes an ultrasonic transducer (11), capable of transforming ultrasonic waves into analog electrical signals (reception) or else analog electrical signals into ultrasonic waves (emission). The ultrasonic transducer is of a current model.
I1 reçoit ou émet des ondes dans la bande de fréquences 34 - 46 KHz. En mode de réception, les signaux électriques provenant du transducteur sont amplifiés par un amplificateur (20), puis filtrés par un premier filtre (21). Les signaux amplifiés et filtrés passent par un circuit démodulateur (22), à la sortie duquel un signal logique indique la présence ou l'absence d'un signal ultrasonore. Dans l'exemple spécifique représenté, le démodulateur 22 sera de préférence un démodulateur 1 fréquence car le message reçu est simple. En revanche dans le cas de messages plus complexes, on aura intérêt à utiliser un démodulateur multi-fréquences. It receives or emits waves in the frequency band 34 - 46 KHz. In reception mode, the electrical signals from the transducer are amplified by an amplifier (20), then filtered by a first filter (21). The amplified and filtered signals pass through a demodulator circuit (22), at the output of which a logic signal indicates the presence or absence of an ultrasonic signal. In the specific example shown, the demodulator 22 will preferably be a 1 frequency demodulator because the message received is simple. On the other hand, in the case of more complex messages, it will be advantageous to use a multi-frequency demodulator.
Un second filtre (23) permet de lisser les variations du signal logique à la sortie du démodulateur, afin de s'affranchir des erreurs de démodulation passagères ou extinctions. Un récepteur asynchrone série-parallèle (24) transforme les signaux logiques binaires, présents à la sortie du second filtre lors de la réception d'un signal ultrasonore, en signaux numériques à 8 éléments binaires (mots). Les signaux numériques, obtenus après chaque transmission de 8 signaux binaires, sont transmis par une ligne parallèle (25) à un système de décodage (26) qui traite l'information numérique et decide si une émission du code d'identification doit avoir lieu. En mode d'émission, un système de codage (27) envoie les mots du code d'identification à un émetteurasynchrone parallele-série (28), qui transforme ces mots en une suite temporelle de signaux binaires.Ces signaux binaires sont envoyés à un modulateur multi-fréquences (29), qui les transforme en signaux analogiques, sur plusieurs fréquences comprises dans la bande passante du transducteur. Les signaux analogiques obtenus sont amplifiés par un amplificateur (30), puis envoyés au transducteur (11). Un séquenceur (46) gère la succession dans le temps des opérations de réception et d'émission. Un oscillateur (47) fournit les fréquences analogiques porteuses de l'émission.A second filter (23) makes it possible to smooth the variations of the logic signal at the output of the demodulator, in order to be free from transient demodulation errors or extinctions. An asynchronous serial-parallel receiver (24) transforms the binary logic signals, present at the output of the second filter when an ultrasonic signal is received, into digital signals with 8 binary elements (words). The digital signals, obtained after each transmission of 8 binary signals, are transmitted by a parallel line (25) to a decoding system (26) which processes the digital information and decides whether a transmission of the identification code should take place. In transmission mode, a coding system (27) sends the words of the identification code to a parallel-serial asynchronous transmitter (28), which transforms these words into a temporal sequence of binary signals.These binary signals are sent to a multi-frequency modulator (29), which transforms them into analog signals, on several frequencies included in the passband of the transducer. The analog signals obtained are amplified by an amplifier (30), then sent to the transducer (11). A sequencer (46) manages the succession in time of the reception and transmission operations. An oscillator (47) supplies the analog frequencies carrying the transmission.
La partie supérieure du tableau de la figure 4 (indiquée "ETAPE 1") représente les fréquences F des signaux analogiques obtenus en sortie du modulateur multi-fréquences (29), dans le cas où deux fréquences f1 et f2 sont utilisées, et pour les deux signaux binaires Sb possibles à l'entrée du modulateur. Lorsque le signal est 0, on a F-f1. Lorsque le signal est 1, on a F-f2. On verra par la suite comment l'émission d'un mot par le badge vers le communicateur peut s'effectuer en deux etapes sur deux paires de fréquences différentes. The upper part of the table in FIG. 4 (indicated "STEP 1") represents the frequencies F of the analog signals obtained at the output of the multi-frequency modulator (29), in the case where two frequencies f1 and f2 are used, and for the two binary signals Sb possible at the input of the modulator. When the signal is 0, we have F-f1. When the signal is 1, we have F-f2. We will see below how the transmission of a word by the badge to the communicator can be carried out in two stages on two pairs of different frequencies.
La figure 5 représente le schéma fonctionnel d'un communicateur (4) faisant partie du dispositif suivant l'invention. En émission, les mots numériques à émettre sont fournis par un circuit de codage (31). L'émetteur asynchrone parallèle-série (32) transforme ces mots en une suite d'éléments binaires, qui sont transformés en signaux analogiques par un modulateur 1 fréquence (33). Comme on l'a fait remarquer plus haut pour le démodulateur 22, le modulateur 33 utilisé ici est un modulateur 1 fréquence en raison du message reçu. Pour des messages plus complexes on utilisera un modulateur multi-fréquences. Lorsque l'élément binaire present est 0, aucun signal n'est émis. Lorsque l'élément binaire est 1, un signal est émis sur une fréquence déterminée, fournie par un oscillateur (34).Le signal obtenu est amplifié par un amplificateur (35), puis il est émis en ondes ultrasonores par le transducteur (16). En réception, le signal passe par un amplificateur (36) et un filtre (37). Un démodulateur multi-fréquences (38) transforme ce signal analogique en un signal binaire. FIG. 5 represents the functional diagram of a communicator (4) forming part of the device according to the invention. In transmission, the digital words to be transmitted are supplied by a coding circuit (31). The parallel-serial asynchronous transmitter (32) transforms these words into a series of binary elements, which are transformed into analog signals by a 1 frequency modulator (33). As noted above for the demodulator 22, the modulator 33 used here is a 1 frequency modulator due to the message received. For more complex messages, a multi-frequency modulator will be used. When the binary element present is 0, no signal is transmitted. When the binary element is 1, a signal is emitted on a determined frequency, supplied by an oscillator (34). The signal obtained is amplified by an amplifier (35), then it is emitted in ultrasonic waves by the transducer (16) . On reception, the signal passes through an amplifier (36) and a filter (37). A multi-frequency demodulator (38) transforms this analog signal into a binary signal.
Le démodulateur multi-fréquences (38) mesure la fréquence du signal reçu. Le principe de cette mesure sera décrit précisément par la suite. The multi-frequency demodulator (38) measures the frequency of the received signal. The principle of this measurement will be described precisely below.
La mesure de fréquence effectuée peut être exploitee de différentes manières. Dans la réalisation décrite, elle est comparée à des plages de fréquences. En se reportant à la figure 4 , on comprend que l'absence simultanée des deux fréquences fl et f2 peut se produire lors de l'émis- sion normale d'un signal binaire élémentaire (0 ou 1) par le badge. Cette information est utilisée en réception : si aucun signal n'est reçu, ou si le signal reçu n'a pas une fréquence correspondant à fl ou f2, une erreur doit avoir lieu dans la transmission.Le démodulateur (38) transmet a un récepteur (39) les deux informations binaires ainsi obtenues, à savoir la validité ou la non-validité de la transmission du signal binaire élé- mentaire (présence de f1 ou f2, ou bien absence de f1 et f2), et la valeur du signal binaire élémentaire (pour le cas où la transmission était valide).The frequency measurement carried out can be used in different ways. In the embodiment described, it is compared to frequency ranges. Referring to FIG. 4, it is understood that the simultaneous absence of the two frequencies f1 and f2 can occur during the normal transmission of an elementary binary signal (0 or 1) by the badge. This information is used in reception: if no signal is received, or if the received signal does not have a frequency corresponding to fl or f2, an error must take place in the transmission. The demodulator (38) transmits to a receiver (39) the two binary items of information thus obtained, namely the validity or non-validity of the transmission of the elementary binary signal (presence of f1 or f2, or else absence of f1 and f2), and the value of the binary signal elementary (in case the transmission was valid).
Le récepteur (39) transforme la suite des informations binaires reçues (deux pour chaque signal binaire transmis) en mots numériques, disponibles sur une liaison parallèle (40). Un circuit de détection et de correction d'erreurs (41) reconstitue, à partir de ces mots, les mots initialement émis par le badge. Pour cela, il utilise les informations décrites précédemment zone de plus, des informations de parité sont émises avec les messages proprement dits, pour pouvoir detecter et corriger des erreurs de transmission. Ce circuit 41 transmet ensuite les informations a un circuit de décodage (42) qui les traite, pour décider s'il y a lieu d'ouvrir ou non la barrière devant laquelle le véhicule se présente. The receiver (39) transforms the sequence of binary information received (two for each binary signal transmitted) into digital words, available on a parallel link (40). An error detection and correction circuit (41) reconstructs, from these words, the words initially emitted by the badge. For this, it uses the information described above in addition, parity information is sent with the messages themselves, to be able to detect and correct transmission errors. This circuit 41 then transmits the information to a decoding circuit (42) which processes it, to decide whether or not to open the barrier in front of which the vehicle comes.
Ce circuit de décodage transmet d'autre part les informations reçues à un circuit interface ordinateur < 43), qui dialogue avec un calculateur de gestion du parc (7) exterieur au dispositif.This decoding circuit also transmits the information received to a computer interface circuit <43), which dialogues with a fleet management computer (7) outside the device.
Un séquenceur (44) germe la succession dans le temps des opérations. A sequencer (44) germinates the succession in time of the operations.
Il est relié à un circuit d'interface industrielle (45). Ce dernier est connecté a la boucle électromagnétique (5), extérieure au dispositif, qui déclenche le processus d'émission des messages d'interrogation. I1 est relié d'autre part aux barrières (6), pour commander leurs mouvements.It is connected to an industrial interface circuit (45). The latter is connected to the electromagnetic loop (5), external to the device, which triggers the process of sending interrogation messages. I1 is connected on the other hand to the barriers (6), to control their movements.
Dans d'autres applications, le processus d'interrogation pourrait être declenche autrement que par une boucle électromagnétique, par exemple par des cellules photoélectriques, par une commande manuelle, ou par tout autre dispositif permettant de détecter la présence du mobile porteur du badge a identifier.In other applications, the interrogation process could be triggered other than by an electromagnetic loop, for example by photoelectric cells, by a manual control, or by any other device making it possible to detect the presence of the mobile carrying the badge to be identified. .
On comprend que dans le dispositif suivant l'invention, la transmission ultrasonore s'effectue alternativement suivant deux méthodes distinctes. Lors de la transmission du communicateur vers le badge, l'émis sion a lieu sur une seule fréquence à a la réception, on détecte simple-
Ment la présence ou l'absence de la fréquence significative. Lors de la transmission du badge vers le communicateur par contre, l'émission a lieu sur deux fréquences ; a la réception, le démodulateur multi-fréquences (38) fournit, en plus de l'information reçue elle-m8me, un signal de validité de cette information. Ce signal est ensuite utilisé pour détecter et corriger les erreurs dans les messages transmis.Les procédures de détection et de correction utilisent de plus des informations supplé dentaires de parité. Un aspect essentiel de ce procédé est que le dispositif de transmission est capable de faire la différence entre une extinction du signal, et la transmission d'une information binaire nulle.It is understood that in the device according to the invention, the ultrasonic transmission is carried out alternately according to two separate methods. When transmitting from the communicator to the badge, the transmission takes place on a single frequency at reception, it is detected simply-
Lies the presence or absence of significant frequency. On the other hand, when transmitting the badge to the communicator, the transmission takes place on two frequencies; on reception, the multi-frequency demodulator (38) supplies, in addition to the information received itself, a signal for the validity of this information. This signal is then used to detect and correct errors in transmitted messages. The detection and correction procedures also use additional parity information. An essential aspect of this method is that the transmission device is capable of making the difference between an extinction of the signal, and the transmission of zero binary information.
De plus, lors de la transmission sur deux fréquences, une mesure de fre- quence est effectuee et comparée numériquement à des plages de fréquences.In addition, when transmitting on two frequencies, a frequency measurement is performed and compared numerically with frequency ranges.
Ceci permet une discrimination précise entre des signaux reçus à des fréquences différentes. Cette discrimination permet une grande immunité aux bruits ambiants. Ces derniers, en effet, ne seront pas pris en compte par le système s'ils sont extérieurs aux bandes de fréquences définies par les seuils de détection. Lors d'une transmission effectuée sur une seule fréquence, au contraire, tous les bruits situés dans la bande passante de l'ensemble transducteur (16) + amplificateur (36) + filtrage analogique (37) sont considérés comme des signaux transmis. Or cette dernière bande passante est beaucoup plus large, et moins facile a modifier, que les bandes de fréquences que l'on peut définir avec des seuils sur la mesure de fréquence.Pour un même spectre de bruit ambiant, donc, l'énergie du bruit susceptible de perturber la transmission est beaucoup plus faible avec une transmission sur deux fréquences. Enfin, un dernier avantage du procédé de démodulation par mesures de fréquences est la possibilité d'émettre sur plusieurs paires de fréquences différentes. Ceci est rendu possible par la précision de la discrimination des signaux par leurs fréquences, apportée par ce procédé. Ainsi, dans le dispositif suivant l'invention, l'émission d'un mot par le badge vers le communicateur peut s'effectuer en deux étapes. La première étape est la transmission du mot suivant le procédé décrit, sur deux fréquences fl et f2.Dans la deuxième étape, le même mot est transmis suivant le même procédé, mais sur une nouvelle paire de fréquences f3 et f4. Sur la figure 4 , on a indiqué les fréquences d'émission ultrasonore F lors d'une transmission sur deux paires de fréquences successives, ceci pour les deux valeurs possibles (0 et 1) du signal binaire Sb a transmettre. Ceci permet d'effectuer la transmission, même si un bruit important et constant empêche toute transmission sur l'une des paires de fréquences (fl, f2) et (f3, f4). D'autre part, ceci permet de détecter et de corriger certaines erreurs qui n'auraient pas été détectées lors de la transmission du mot en une seule fois.Cette nouvelle fonction de détection et de correction d'erreur est effectuée, comme les fonctions de détectioncorrection décrites précédemment, par le circuit (41).This allows precise discrimination between signals received at different frequencies. This discrimination allows great immunity to ambient noise. The latter, in fact, will not be taken into account by the system if they are outside the frequency bands defined by the detection thresholds. During a transmission carried out on a single frequency, on the contrary, all the noises situated in the passband of the transducer (16) + amplifier (36) + analog filtering (37) assembly are considered as transmitted signals. However, this latter bandwidth is much wider, and less easy to modify, than the frequency bands which can be defined with thresholds on the frequency measurement. For the same ambient noise spectrum, therefore, the energy of the noise that can interfere with transmission is much lower with transmission on two frequencies. Finally, a last advantage of the demodulation method by frequency measurements is the possibility of transmitting on several pairs of different frequencies. This is made possible by the precision of the discrimination of the signals by their frequencies, brought by this process. Thus, in the device according to the invention, the transmission of a word by the badge to the communicator can be carried out in two stages. The first step is the transmission of the word according to the method described, on two frequencies f1 and f2. In the second step, the same word is transmitted according to the same method, but on a new pair of frequencies f3 and f4. In FIG. 4, the ultrasonic emission frequencies F have been indicated during a transmission on two successive pairs of frequencies, this for the two possible values (0 and 1) of the binary signal Sb to be transmitted. This makes it possible to carry out the transmission, even if a strong and constant noise prevents any transmission on one of the pairs of frequencies (fl, f2) and (f3, f4). On the other hand, this makes it possible to detect and correct certain errors which would not have been detected during the transmission of the word at once. This new error detection and correction function is performed, such as the functions of detection-correction described above, by the circuit (41).
I1 apparaît donc que la modulation et la démodulation multifréquences basée sur une mesure de fréquence, jouent un rôle essentiel pour la fiabilité et les performances du procédé de transmission suivant l'invention. It therefore appears that multi-frequency modulation and demodulation based on a frequency measurement play an essential role for the reliability and the performance of the transmission method according to the invention.
Dans d'autres réalisations du dispositif suivant l'invention, la démodulation multi-fréquences pourra être effectuée d'une manière dif férente. Par exemple, au lieu de transmettre des informations binaires sur deux fréquences, on pourra transmettre des informations ternaires sur 3 fréquences. La démodulation sera dans ce cas effectuée en comparant les mesures de fréquence à des seuils. Les protocoles d'échange, par ailleurs, seront adaptés a chaque application : c'est-a-dire que le nombre des informations de parité transmises, le nombre de répétitions successives d'un même message, et le nombre de paires de fréquences ultra sonores utilisées pourront varier. In other embodiments of the device according to the invention, the multi-frequency demodulation may be carried out in a different manner. For example, instead of transmitting binary information on two frequencies, we can transmit ternary information on 3 frequencies. In this case, the demodulation will be carried out by comparing the frequency measurements with thresholds. The exchange protocols, moreover, will be adapted to each application: that is to say the number of parity information transmitted, the number of successive repetitions of the same message, and the number of ultra frequency pairs. sound levels may vary.
Le dispositif d'identification à distance suivant l'invention pourra trouver de nombreuses applications industrielles. Tout d'abord, installé sur les véhicules d'un parc automobile, il permet la saisie automatique des mouvements des vehicules en vue d'une gestion précise du parc. The remote identification device according to the invention can find numerous industrial applications. First of all, installed on vehicles in a vehicle fleet, it allows automatic entry of vehicle movements for precise fleet management.
I1 peut également être utilisé pour contrôler l'accès de véhicules dans des zones de sécurité, civiles ou militaires. It can also be used to control vehicle access to security, civil or military zones.
D'autre part1 installé sur des produits, palettes ou chariots automoteurs dans un atelier flexible ou une ligne de production mixte auto matisée, il permet au système informatique de contrôle de reconnaitre les éléments mobiles dans l'atelier, ceci pour assurer des fonctions de tri, de routage, et de gestion de production. On the other hand1 installed on self-propelled products, pallets or trolleys in a flexible workshop or a self-mating mixed production line, it allows the control computer system to recognize the mobile elements in the workshop, this to ensure sorting functions , routing, and production management.
Par ailleurs, le procédé de transmission de données par ultrasons suivant l'invention pourra être utilisé dans d'autres applications de communication industrielle. Par exemple, des badges qui posséderaient des capacités de mémorisation temporaire, pourront être utilisés pour échanger toute information entre des chariots automoteurs d'une part, un système informatique de contrôle d'atelier d'autre part. Ceci permet d'orienter en temps réel les chariots dans un atelier (ou, par exemple, un hôpital). Furthermore, the ultrasonic data transmission method according to the invention can be used in other industrial communication applications. For example, badges which would have temporary storage capacities, could be used to exchange any information between self-propelled carts on the one hand, a computer system for workshop control on the other hand. This makes it possible to orient the carts in real time in a workshop (or, for example, a hospital).
Enfin, comme on l'a aéja dit, l'invention n'est pas limitée à l'utilisation d'ondes porteuses ultrasonores, mais peut utiliser d'autres types d'ondes adéquates telles notamment que les infra-rouges. Finally, as has already been said, the invention is not limited to the use of ultrasonic carrier waves, but can use other types of suitable waves such as in particular the infrared.
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Priority Applications (1)
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| FR8405945A FR2563028A1 (en) | 1984-04-13 | 1984-04-13 | Method for data transmission by carrier waves between at least two elements, and device implementing this method |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |