CZ197798A3

CZ197798A3 - Způsob přenosu digitálních signálů po optoelektronické datové dráze a zařízení k provádění tohoto způsobu

Info

Publication number: CZ197798A3
Application number: CZ981977A
Authority: CZ
Inventors: Horst Ziegler
Original assignee: Horst Ziegler
Priority date: 1996-10-24
Filing date: 1997-10-01
Publication date: 1999-02-17
Also published as: SK83298A3; DE19644174A1; EP0868802A1; HUP9901983A2; HU221403B1; EP0868802B1; DE19644174B4; DE59711914D1; HUP9901983A3; WO1998018243A1; ATE276616T1; PL327236A1

Description

Způsob přenosu digitálních signálů po optoelektronické datové dráze a zařízeni X provádění tohoto způsobu.

Oblast technikv

Vynález se týká způsobu přenosu digitálních signálů po optoelektronické datové dráze, u kterého se budí vysílací jednotka, vydávající světlo, podle dat, která chceme přenášet, a u kterého na světlo reaguje přijímací jednotka, která přeměňuje modulované světlo, odevzdávané vysílací jednotkou, na elektrické signály.

Dosavadní Btav technikv

Optoelektronické datové přenosové dráhy k předávání digitálních signálů se používají mimo jiné tehdy, když chceme zabránit galvanickému spojení mezi datovým zdrojem a při j ímačem dat, nebo také tehdy, když chceme data předávat od datového zdroje k přijímači u infračerveného ovládáni.

dat bez kabe1u, např.

U takových způsobů přenosu je často datovým zdrojem přístroj napájený baterii. Příklady pro to jsou např. měřiče spotřeby, zejména měřiče spotřeby tepla, měřiče spotřeby teplé a studené vody, které se instaluji v budově, kde přitom není k dispozici elektrické napájení, nezávisle na vnějším napájení, příklady o manipulaci.

Dalšími nebo které musí pracovat aby se vyloučily pokusy jsou bateriově napájené infračervené dálkové ovladače.

Ačkoliv mezitím existuji optoelektronické datové dráhy.

které mohou být provozovány s menší energii, bylo by žádoucí ·· 00 *

0 0 0 0 0 0 0000 0 000 000 0· 00 zaručit, ještě delší dobu provozu při použití udané baterie s dlouhou životnosti.

Podstata vynálezu

Tento úkol splňuje způsob přenosu digitálních signálů po optoelektronické datové dráze, u kterého se budi vysilači jednotka, vydávající světlo, podle dat, která chceme přenášet, a u kterého na světlo reaguje přijímací jednotka, která přeměňuje modulované světlo, odevzdávané vysílací jednotkou, na elektrické signály, jehož podstatou je. Že digitální signály se přeměňuji na přenosové signály, kódované Časovými intervaly, přičemž aleepoň dílčí množství znaků znakového souboru, který chceme přenášet, se kóduje jediným časovým intervalem, a Že výstupní signály přijímací jednotky se zpětně převádějí na digitální signály způsobem, inverzním ke kódování časovými intervaly.

U způsobu podle vynálezu se zohledňuje, že mezi digitálními signály, předávanými po optoelektronické datové dráze, jsou takové, které se vyskytují často (při použití u měřeni např. číslice 0 až 9), a jiné, které jsou zapotřebí jenom zřídka. Podle vynálezu se nyní navrhuje, digitální signály, které jsou nejčastěji zapotřebí, kódovat pomoci jediného časového intervalu uvnitř vysílací periody. Předání takového digitálního signálu se tak nechá uskutečnit pomocí jediného světelného záblesku, jehož íáze k vzhledem k vysílacímu časovacímu rastru obsahuje informaci, kterou chceme předávat.

Přednostní dalši provedení vynálezu jsou udána ve vedlejších nárocích.

Další provedení vynálezu podle nároku 2 umožňuje předávání dalšího počtu digitálních signálů pomocí použiti pouze dvou světelných záblesků různé íáze vzhledem k vysílacímu časovacimu rastru. Také zde je spotřeba energie jeété malá ve srovnání se spotřebou energie v případe, že by se jednoduše posílaly znaky v běžném kódování, např. v ASCII-kódování, po datové dráze.

Protože synchronizaci přijímací Části datové dráhy s vysílacím CaBovacím rastrem je zapotřebí provádět pouze zřídka, může se zde pro daný účel použit několik světelných záblesků, následujících za sebou, jak je udáno v nároku 3.

DalSí provedení vynálezu podle nároku 4 je výhodné vzhledem k dalšímu zmenšení energie, vyžadované vysílací jednotkou.

Další provedení vynálezu podle nároku 5 je výhodné vzhledem ke spolehlivému opětovnému získání digitálních signálů na přijímací straně.

Nároky 6 a 7 udávají opět účelné kódování, které se zvláště hodí pro přenos výsledků měřeni. Celkem se užívají čtyři Časové intervaly, takže počet znaků, přenášených na časovou jednotku u dnes běžných polovodičových zdrojů světla a polovodičových detektorů světla, může ležet v oblasti přibližně 50 znaků/s, přesto je ale pro přenos signálu zapotřebí jenom málo světelných záblesků.

Podle nároku 7 se ještě může uspořit energie, když se přenášejí pouze desítková čísla, protože pro jejich znázorněni se potřebuje právě jenom jeden světelný impuls.

Vícenásobné světelné impulsy jsou podle nároku 8 zapotřebí ke znázornění méně potřebných zvláštních znaků (např. negativního znaménka, desetinné čárky, exponentu, koncového znaku znakového řetězce). Tímto kódováním βθ doeáhne další redukce spotřeby energie na vysílací straně, přičemž se v praxi nechá stále přenášet přibližné 15 znaků/s, což postačuje pro mnoho použití.

Další provedeni vynálezu podle nároku 9 umožňuje znázorněni většího souboru zvláštních znaků při menším počtu časových intervalů na znakové okénko.

Dalším provedením vynálezu podle nároku 10 se dosahuje toho, že při měřeních, která sahají přes velkou oblast fyzikální veličiny, uvnitř měřené oblasti tam, kde si obvykle přejeme přesnou kontrolu, se data přenášejí s vysokým rozlišením, zatímco v úsecích měřené oblasti, které nás zajímají méné, dojde přitom diky průběhu kódováni k poklesu rozlišení.

Často máme zájem znát na místě, které je vzdáleno od měřicího stanoviště, absolutní hodnotu měřené nebo sledované veličiny. Úplný přenos měřené hodnoty ale vyžaduje předáni všech míst měřené hodnoty. Podle návrhu nároku 11 se po datové přenosové dráze předávají pouze změny měřené nebo sledované hodnoty a tyto se integrují na přijímací straně. Změnám měřené hodnoty zpravidla odpovídají malá čísla, takže se musí přenášet pouze málo znaků.

Pomocí předávání absolutní hodnoty ve větších Časových odstupech a nastavení integrátoru na přijímací straně na předávanou absolutní hodnotu se zamezuje dlouhodobému driftu naměřené hodnoty, která je k dispozici na přijímací straně, od skutečné měřené hodnoty, jak je udáno v nároku 12.

U způsobu, uvedeného v nároku 13, může být převedení úplné absolutní hodnoty veličiny, kterou chceme měřit, vyžadováno od vyhodnocovací jednotky.

• 4

Se zařízením, uvedeným v nároku 14, se nechají signály, které chceme přenáěet, kódovat časovými intervaly při použití jednoduchých elektronických standardních spínacích obvodů, a provádění je velmi variabilní (přepisování paměti kodéru).

Zařízení podle nároku 15 se hodí k přenosu signálů z různých zdrojů, zejména také ke střídavému přenosu přírůstku signálu a absolutní hodnoty signálu podle nároku 11.

U zařízení podle nároku 16 je možno lehce zadat pořadí a írekvenci, se kterou se přenáSeji různé signály.

U zařízení podle nároku 17 se přitom může vyhodnocovací jednotkou ovlivnit standardní sled struktury přenosu, např. při pevně nastavených nepravidelnostech nebo v době, ve které přichází pouze málo měřených hodnot (např. u měřičů nákladů na topení v létě).

U zařízeni podle nároku 18 se data, přijatá ve vyhodnocovací jednotce, rozděluji automaticky na různé vyhodnocovací obvody.

Přehled obrázků, na výkresech

Vynález je dále blíže vysvětlován podle příkladných provedeni se zřetelem k obrázkům. V těchto znázorňují:

obr. 1: blokové schéma zapojení jednosměrné optoelektronické datové přenosové dráhy, která se používá v dezentralizovaně zvoleném uspořádáni měření spotřeby tepla;

obr. 2 a 3: časový průběh různých signálů, které se používají v datové přenosové dráze podle obr. 1; a obr.4: dalSí použiti optoelektronické datové přenosové * · a · dráhy, jak je znázorněna na obr. 1, pro průběžnou kontrolu teploty, spotřeby vody a spotřeby tepla u potrubí s teplou vodou v nijaké budové.

Příklady provedeni vynálezu

Na obr. 1 je jako 10 označeno digitální teplotní Čidlo, které zahrnuje analogový teplotní snímač 12 a analogové/digitálni převodník 14. Teplotní čidlo 10 je řízeno jedním z výstupních signálů generátoru 16 hodinových impulsů, typicky v přibližné minutových odstupech. PřísluSný výstupní signál generátoru 16 hodinových impulsů aktivuje dále integrátor (čítač) 18. jehož vstup je spojen s výstupem teplotního čidla 10 Výstupní signál integrátoru 18 je tak méřltkem pro výdej tepla pomoci zdroje tepla (např. topného télesa), se kterým je teplotní čidlo 10 tepelné spojeno.

Výstupní signál integrátoru 18 se kóduje ve vétélch časových odstupech, např. jednou za hodinu, pomoci kodéru 20. speciálním, pozdéji jeété přesnéji popsaným způsobem. Takto kódovaný výstupní signál se pomocí paralelné/sériového převodníku 22 přemértuje, řízen generátorem 16 hodinových pulsů, na sled impulsů , které se předávají na řídící svorku optoelektronické vysílací jednotky 24. která v praxi zahrnuje LED.

Světlo, odevzdávané vysilači jednotkou 24 se dostává na optoelektronickou přijímači jednotku 26, která v praxi může zahrnovat íototranzistor.

Výstupní signál přijímači jednotky 26 . která kvůli tvarování signálu obsahuje vhodné obvody, přichází na vstup identifikačního obvodu 28 pro synchronizační signál. Tento vytváří první vstupní signál pro fázový řidiči obvod 30. Druhý vstupní signál dostane fázový řídicí obvod 30 od jednoho ·♦

z výstupů generátoru 32 hodinových impulsů na přijímací straně, který připravuje impulsy se stejnou frekvencí, se kterou je řízen převodník 22. Fázový řídící obvod 30 vytváří na svém výstupu chybový signál, který je přiřazen fázovému rozdílu mezi fázovým synchronizačním signálem, zjištěným identifikačním obvodem 2S., a. signály, obdrženými od generátoru 32 hodinových impulsů. Tímto chybovým signálem se od generátoru 32 hodinových impulsů požaduje, aby nastavil svoji fázi na fázi přijímaných signálů.

Pomocí hodinových impulsů, přiváděných ve fázi, se synchronizuje sériově/paralelní převodník 24· Od něho se dostává signál přes dekodér 36, který provádí inverzní operaci vzhledem ke kodéru 20. na vstup vyhodnocovacího zařízení 38. které dále zpracovává vstupující data a výsledky zpracováni ukládá a popř. zobrazuje. U tohoto zařízeni se může jednat např. o procesor s příslušnými periferiemi. Zavádění nových dat pomoci vyhodnocovacího zařízeni 38 je rovněž řízeno generátorem 32 hodinových impulsů.

Z důvodu jednoduché instalace ale také s ohledem na jednoduchou ochranu proti manipulaci jsou teplotní čidlo 10 a spínací obvody 12 až 26 napájeny baterii 40 s dlouhou životnosti, a celá měřící sestava je umístěna v zaplombovaném pouzdru.

Přenos dat po optoelektronické datové přenosové dráze se uskutečňuje světelnými impulsy, vysílanými vysílací jednotkou 24 Aby se udržel jejich počet celkově malý a tím aby se zaručil dlouhodobý provoz měřiče tepla s baterii s dlouhou životnosti, kódují takovým speciálním se má přenášet se signály, vystupující z integrátoru 18. způsobem, Že pro každé místo čísla, které a které reprezentuje výstupní signál integrátoru 18. se potřebuje jenom jeden světelné impulsy.

maximálně dva ·· *

U příkladného provedeni podle obrázku 2 ee nechá znázornit 16 různých signálů vždy jediným světelným impulsem. K tomu je signálové okénko T rozděleno na 16 malých Časových intervalů 1, stejné Šířky. Přitom hodinové impulsy udávají převodníku 22 vždy začátek vysílaného signálového okénka. Jednotlivá okénka jsou označena 0 až 9 a A až F, jak je znázorněno v nej hořejším řádku obrázku 2.

Druhý řádek obrázku 2 znázorňuje kódování číslic 1, 2 a 3 přiřazením příslušného časového intervalu v signálovém okénku. K číslicím 0 až 9 se může dodatečná přenášet pět které jsou na obrázku schematicky Přitom se může např. ¹¹ A přiřadit zatímco ostatní různých zvláštních znaků, označeny jako A až F. desetinné Čárce, B” minusovému znaménku, znaky mohou vykonávat určité řídící íunkce.

Podrobné může takové kódování například vypadat takto:

čísla:

desítková číslice

Časový interval 1 zvláštní znaky:

význam vzorek Časových intervalů (příklad, 10 Časových intervalů) chyba synchronizační/startovací impuls abecední řetězec konec řetězce prázdné místo exponent desetinná Čárka celková hodnota kladná celkovou hodnotu zdvojnásobit celkovou hodnotu zečtyřnásobit celkovou hodnotu zdesetinásobit celková hodnota záporná celková hodnota záporná, zdvojnásobit celková hodnota záporná, zečtyřnásobit celková hodnota záporná, zdesetinásobit

0, 1, 2, 3, 4

0, 1, 2

9, 2

9, 3

9, 4

9, 5

9, 6

3, 1

3, 2

3, 4

3, 0

5, 1

5, 2

5, 4

5, 0

Při obdrženi znaku “abecední řetězec se následující znaky interpretuji ve vyhodnocovacím zařízení 38 jako písmena, jak bude vysvětleno ještě později.

Třetí řádek obrázku 2 znázorňuje hodinové impulsy, ležící ve středu časového intervalu a dodávané na hodinový vstup převodníku 22, a ve Čtvrtém řádku obrázku 2 se rozeznávají krátké řídící impulsy, které jsou k dispozici na výstupu převodníku 22 a které slouží pro vysílací jednotku 24. kterou se přenáší znakový řetězec 123. V praxi může šířka těchto řídících impulsů spolu s běžně prodávanými svíticími diodami, které se používají pro optoelektronické datové přenosové dráhy, obnášet přibližně 4 ms.

Obrázek 3 znázorňuje speciální synchronizační impulsy, které sahají přes tři sousední časové intervaly a nacházejí se • ···· · · · « ··· * · • · · ♦ · · · b- ···» · ··· ««» ·· ·· v odstupech T, pokud se má uskutečňovat přenos dat.

Identifikační obvod 28 rozeznává synchronizační impulsy na základě jejich větší délky a vytváří pro vzestupnou hranu těchto dlouhých impulsů vždy impuls o normální šířce, který se přivádí na vstup fázového řídicího obvodu 30 Tyto Široké impulsy nejsou dále předávány od instrukčního-identifikačniho obvodu 28 k převodníku 34.

Rozeznává se, že u nahoře vylíčené datové přenosové dráhy se mohou optoelektronicky předávat desítková čísla při malé spotřebě energie. V praxi se nechá podle uspořádáni podle velikosti přenášet 15 znaků za sekundu, což je postačující v mnoha dlouhodobých aplikacích pro vzorkování naměřené veličiny, které se uskutečňuje v určitých odstupech.

Také pro další aplikace, u kterých je množství přenášených znaků menší, např. pro infračervená dálková ovládání pro televizory, videorekordéry atd. se nechá s výhodou použit výše popsané kódování čistě pomoci časových intervalů.

Pokud si přejeme přenos většího počtu znaků na časovou jednotku, můžeme volit počet znaků na časovou jednotku menší. Tak zjevně postačuje k přenosu desítkových čísel 0 až 9 také deset časových intervalů. Pro ještě rychlejší přenos měřených hodnot se může počet znaků, přenášených na časovou jednotku, zvětšit ještě tím, že pro některé ze znaků se připouští také kombinace dvojice časových intervalů jako kódováni.

znázornění světelných

Kódováni souboru βθ také znaků je zde provádí tak, že ke zapotřebí co možná nejméně impulsů. Jako přiklad takového kódováni se může pozorovat případ, ve kterém signálové okénko T obsahuje jenom čtyři časové intervaly Kódováni znaků časovými intervaly se nechá znázornit formálně analogicky k BCD-kódování (dvojkově

IV*;

• * » · · · · «·Μ * ··· ··· ·· ·♦ kódovaný desítkový kód), přičemž vedle sebe stojící logické hodnoty l a 0 ale znázorňují jenom časovou posloupnost časových intervalů, ve kterých je nebo není vysílán Bvětelný impuls vysílací jednotkou 24.

Pro desítkové číslice 0 až 9 se může při dělení znakového okénka do čtyř časových intervalů zvolit např. následující kódování vzorku časového intervalu (čísla časových intervalů stoupají zprava (0) doleva (3))·· desítkové číbIo časový interval (n) vzorek časového intervalu

0	0		0001
1	1		0010
2	2		0100
3	3		1000
4	0,	1	0011
5	0,	2	0101
6	0,	3	1001
7	1,	2	0110
8	1,	3	1010
9	2,	3	1100
U tohoto způsobu	kódováni je zapotřebí pro	každé
desítkové číslo v průměru	1,6 světelného impulsu.
Při kódování,	uvažovaném nahoře, jsou	k dispozici	jeStě
dalSi znaky, které	neodpovídají Žádným	číslicím (zvláStní
znaky): čtyři další	znaky, které mohou být	znázorněny	třemi
světelnými impulsy,	a	jeden znak, který	může být kódován
Čtyřmi světelnými impulsy	. Tyto kombinace časových intervalů,
které potřebuj 1 k	přenosu více energie, se přiřazují	pouze
málo používaným znakům. Zpravidla postačuje.	když se tyto málo
používané znaky nacházejí uvnitř znakového řetězce	pouze

*jednou. Tyto znaky se umisťují přednostné na začátek znakového řetězce, např. na levý krajní digit desítkové číslice.

Tak se např, může při přenosu zvláštního znaku domluvit pro levý krajní digit při kódování se čtyřmi časovými intervaly na znakové okénko následující význam:

význam časový interval vzorek časového intervalu chyba 0, synchronizační/ startovací impuls 0, abecední řetězec 0, prázdné místo; celková hodnota kladná 0, celková hodnota záporná 1,

1, 2, 3 1111

1, 2 0111

1, 3 1011

2, 3 1101

2, 3 1110

Pokud je první znak znakového řetězce zvláštní znak abecední řetězec. ve vyhodnocovacím zařízení se od zvláštního znaku vždy dvě po sobě následující číslice složí do dvoumístného čísla, které leží mezi 0 a 99. K tomuto číslu se přičte číslo 32 a k součtu. který dostaneme, se potom vytvoří příslušný 7-Bit-ASCII. Tímto způsobem se mohou přenášet také krátké texty z měřící jednotky k vyhodnocovacímu zařízení.

Výskytu takového časového víceintervalového kódu uvnitř a/nebo na konci znakového řetězce se průběžně. nebo v závislosti na místě. např. pouze pro druhé místo znakového řetězce, přidělí různý význam, což pro různé zvláštní znaky může být různě vysvětlováno, např.:

• 0 · «00 « »0 ·« • 0 0 « 0 0««

0 « * « « 0 • 0 00 význam

Časové Intervaly vzorek časového intervalu desetinná čárka (od 2.) znak exponentu (od 3.) zdvoj násobí t hodnotu (pouze 2.) zečtyřnásobit hodnotu (pouze 2.) zdesetinásobit hodnotu (pouze 2.)

0, 1, 2 0, i, 3

0, 1, 3

0, 2, 3

1. 2, 3

0111

1011

1101

1110

U tohoto typu kódování tak leží část informace na místě, na kterém se ve znakovém řetězci vyskytuje zvláštní znak, který nepředstavuje žádnou desítkovou číslici.

Pokud se používá více časových intervalů než čtyři, mohou tyto další znaky zase získat jednoznačné, na místě závislé kódování, jak již bylo ukázáno nahoře pro deset časových intervalů.

Pro mnoho aplikací není nutné, aby mezi místem měření a kontrolním místem, které je od něho vzdáleno a je připojeno pomocí optoelektronické datové přenosové dráhy, se průběžně předávala absolutní hodnota sledované veličiny. Stačí, když se v menších odstupech předávají pouze změny sledované veličiny, takže kontrolní místo získá integrací změn přehled o absolutní hodnotě, přičemž se smiřuje s menšími odchylkami. Ve větších Časových odstupech se potom přenáší úplná absolutní hodnota, a na základě této přenášené hodnoty se potom uskutečňuje opět aktualizace na základě přenášených dat přírůstku.

Obrázek 4 znázorňuje přenos dat takového typu na příkladu měřiče teplé vody pro použití v domě pro více rodin.

Vodovodní potrubí je schematicky znázorněno jako 50. Je spojeno s teplotním čidlem 52, ke kterému je připojen A/D fanalogově-digitální) převodník 54. Tento je řízen aktivačními impulsy EP. z generátoru 56 hodinových impulsů.

S vodovodním potrubím Sfi. je dále spojen digitální průtokoměr který dává vždy impuls po protečení předem zadaného základního objemu (v praxi 10 ml nebo 100 ml).

Impulsy průtokoměru 58 se načítají v pomocném čítači 60. Tento se vždy na konci měřícího a přenosového cyklu vynuluje nulovacím impulsem RP generátoru 56 hodinových impulsů.

Výstupní signály teplotního čidla 52 a průtokoměru 58 se předávají na oba vstupy digitálního multiplexeru 62. Jeho výstupní signál, odpovídající okamžitému tepelnému výkonu, se předává na vstup počítadla 64 množství tepla. Výstupní signál průtokoměru SS. se dále přivádí na vstup vodoměru žé- Výstupní signály z teplotního čidla 52, počítadla 64 množství tepla a vodoměru 66 se předávají dála na displej 68.

Výstupní signál digitální derivační hodinového impulsu vstupního signálu.

teplotního čidla 52 se předává dále na obvod 70, který např. vždy při obdržení odečte neodbavený vstupní signál od obdrženého v předchozím taktu, a nově obdržený signál uloží k dalšímu zpracováni v příštím cyklu.

Signálová výhybka 72 je spojena s výstupy teplotního čidla 52 a průtokoměru 58. multiplexeru 62 a počitadla 64 množství tepla a vodoměru 66 a aktivuje podle buzení pomocí výhybkového řídicího obvodu 74 jeden z těchto signálů na výstupu. Výhybkový řídící obvod 74 pracuje v závislosti na dalších výstupních signálech generátoru hodinových impulsů 5JĚ.· Celé se to uskutečňuje přednostně tak, že signálová výhybka 72 aktivuje po sobě v malých časových odstupech • 0 0 · · • 0 »000 0 výstupní signály pomocného filtafie 60 a derivačniho obvodu 70, zatímco výstupní signály od počitadla 64 množství tepla a vodoměru zahrnující větší množství dat, se předávají pouze ve větších Časových odstupech.

Digitální signál, aktivovaný vždy na výstupu signálové výhybky 72, se přes modemový Clen 76 na vysílací straně optoelektronické datové přenosové dráhy, který zahrnuje obvody 20. 22, 24, znázorněné na obrázku 1, předává na modemový člen 78 na přijímací straně, který zahrnuje obvody 26 až 36 z obrázku 1.

Signálová výhybka 80 na přijímací straně spojuje svůj vstup vždy s velkým počtem výstupů. Toto se uskutečňuje řízením generátorem 82 hodinových impulsů na přijímací straně, který se synchronizuje pomocí modemového členu 78 na přijímací straně způsobem, vylíčeným nahoře s odkazem k obrázku 1.

Generátor 82 hodinových impulsů řídl podle spínací předlohy, odpovídající naprogramováni generátoru 56 hodinových impulsů, signálovou výhybku 80 a aktivuje dále příslušně jeden ze tří čítačů £4, 86, 88, které slouží k aktualizaci měření teploty, měřeni spotřeby vody a měření spotřeby tepla.

Po jednom z výstupů signálové výhybky 80 je spojeno se sčitací svorkou A čítačů £4, 86, ££, zatímco další výstupní svorky Bignálové výhybky 80 jsou spojeny s nastavovacími svorkami Y čítačů 84, 86. ££. Výstupy čítačů £4, 86, 88 jsou spojeny s vyhodnocovacím zařízením 90, kterým může být např. mikroprocesor s příslušnou periferií, včetně monitoru.

U nahoře popsaného zařízení k dálkovému měřeni teploty, okamžitého průtoku vody a spotřeby vody, jakož i spotřeby tepla, se uskutečňuje vlastní měřeni spotřeby tak, aby bylo jištěno proti manipulaci, a to přímo v místě spotřeby (čidla.

vyhodnocovací elektronika a modemový Clen se nacházejí v hermeticky uzavřeném a zaplombovaném pouzdru).

Na aktuální aktuální teplotě. zařízeni kontrolním místě je stále měření spotřeby, dále ale o aktuálním průtoku vody centrálním přehled o informace

Tímto způsobem se nechají rychle k dispozici také stále a aktuální rozeznat závady na například prasklé potrubí nebo výpadek ohřevu vody.

V praxi stačí pro aktualizaci teplotního měřeni a měřeni epotřeby tepla a měřeni spotřeby vody na centrálním kontrolním místě dva znaky pro přenos informace o přírůstku, které se přenáSejí ve čtyř-intervalovém znázornění.

Na základě nahoře popsaného speciálního kódování je k přenosu malých čísel zapotřebí pouze málo světelných impulsů. Tato čísla jsou ale při přenosu přírůstků nejčastější.

U výše popsaných způsobů kódování znaků se mohou desítková čísla 0 až 99 kódovat exaktně jako řetězec dvou znaků. Desítková čísla 10 až 990 se mohou kódovat násobitelem 10 se středním rozlišením rovným pěti.

Při jiném výběru násobítele nebo jiné úmluvě ohledně vzorku násobitele časového intervalu se tím může zmenšit celková přenášená oblast a příslušně i změnit skok v rozlišeni mezi oběma oblastmi přenosu. Pokud se např. domluví jako násobítel čislo 2, mohou se čísla 0 až 99 kódovat přesně, čísla 2 až 199 s nepřesností rovnou jedné.

Při úmluvě většího počtu násobítelů (popř. při zřeknutí se zvláštních znaků) se může zřídit i více než dvě přenosové oblasti čísel o rozdílné přesnosti. Pokud máme např. pouze kladné naměřené hodnoty, mohou se domluvit jako faktory čísla 2, 4 a 10, čímž dostaneme volitelné střední rozlišení rovno jedné, dvěma popř. pěti.

Pro kontrolní účely se tímto mohou s dostatečnou přesností předávat pomocí přenosu dvou znaků kladná a záporná čísla, která se obvykle vyskytují při měřeni, a to s dostatečnou přesností a s malou spotřebou energie, na kontrolní stanoviště.

Pokud se princip, popsaný nahoře, použije pro vodoměr a pokud vysílací jednotka 24 obsahuje LED, která je vždy aktivována přibližně 4 me, aby se označil časový interval, a výstupní data týkající se přírůstku množství vody, uložená v pomocném čítači 60, se vydávají v odstupech 36 sekund pomocí dvou znaků, takže střední hodnota spotřeby proudu je 0,24 μΑ. Pokud·pracuje průtokoměr 58 se základním objemem 10 ml, může se počitadlo provozovat s maximálním průtokem až 20 m³/h (jmenovitý průtok 10 m³/h), přičemž rozlišení externího ukazetele průtoku je potom v 10 ml-módu při průtocích až do 8m³/h pouze 1 1/h. Při průtocích až 16 m³/h by byla nepřesnost v průtoku 2 1/h a potom 4 1/h. Pokud pracuje průtokoměr SJĚL s elementárním objemem 100 ml, nechá se počítadlo realizovat s maximálním průtokem až do 200 m³/h (jmenovitý průtok 100 m³/h) b dálkovým odečítáním, přičemž rozlišení průtoku na místě, kde dochází k indikaci, je příslušným způsobem přirozeně horši o faktor 10.

Pokud se odstup mezi dvěma přenosy přírůstku redukuje na 4 sekundy, zvyšuje se proudová spotřeba vysílací jednotky na 2,1 μΑ. Rozsah průtoku u průtokoměru 58 se základním objemem 10 ml je potom omezen na 180 m³/h (u základního objemu 100 ml na 1 800 m³ / h) .

výše uvedené rozlišeni vodoměru s velmi malé spotřebě detailní analýzy spotřeby energie a dálkovým odečítáním je patrné, že při energie se dosahuje pro praxi dalece • · teplou vodu, uvedeného výše s patrné, že se tam na vzdálené tři přírůstky k aktualizaci postačující přesnosti dálkového odečítání.

popisu vodoměru na odkazem na obrázek 4, je odečítací místo předávají výchozích hodnot: změna teploty, průtok vody a okamžitý tepelný výkon. K předávání těchto tři přírůstků jsou třeba tři páry dvoumístných čísel. Při jinak stejných přenosových poměrech je spotřeba proudu 0,7 μ,Α, pokud se předáváni přírůstků uskutečňuje každých 36 sekund, při zvětšeni odstupů mezi přenosy, následujícími po sobě, na 60 sekund, je Bpotřeba proudu ještě 0,4 μΑ.

Jak již bylo objasněno nahoře, čísla, která jsou během přenosu naměřených hodnot častá, se podle vynálezu kódují jedním nebo dvěma Časovými intervaly. Zbývající kódování časovými intervaly se mohou použít pro málo používané zvláštní znaky, např. aby na straně přijímače synchronizovaly generátor hodinových impulsů, jak je popsáno nahoře, aby se přijímači sdělilo. Že nyní místo hodnot přírůstku se přenášejí absolutní hodnoty, že existuji zvláštní provozní stavy (např. porucha, překročení nějakého termínu atd.). Zvláštní znaky mohou být obecně použity k buzení obvodových části na straně přijímače, které následuji za přijímací jednotkou 26. Obráceně se jedna z nich může použít pomocí velkého počtu zvláštních znaků, kódovaných časovými intervaly, k tomu, že se přezkouší funkčnost přenosové dráhy a spínacích obvodů, které jsou s ní spojené, přičemž takový zvláštní znak se vysílá ve větších časových odstupech (např. 5 minut).

Jako modifikaci výše uvedených příkladných provedení se může zřídit mezi vyhodnocovacím zařízením 38 popř. 90 a jednotkou na sběr naměřených hodnot obousměrná optoelektronická datová přenosová dráha, aby se mohly jednotce na sběr naměřených hodnot předávat příkazy a data.

Vyhodnocovací zařízení 90 pracuje potom, jak je na obr. 4 znázorněno čárkovaně, společně a modemovým členem 92. Tento tvoří spolu s modemovým členem 94 na přijímací etraně optoelektronickou datovou přenosovou dráhu, jak jak je popsáno výše s odkazy na modemový člen 76 a 78. Modemový člen 94 je spojen se vstupem procesoru 96 jednotky na sběr naměřených hodnot, která řídí generátor 56 hodinových impulse.

U modemového členu 94 na přijímací straně, který musí být rovněž provozován z baterie o dlouhé životnosti z měřící jednotky, pracují různé spínací obvody, zejména přijímací jednotka ££, které jsou řízeny hodinovými impulsy v malých časových okénkách, která leží u středu časových intervalů. Prvek modemového členu 24, citlivý na světlo, který odpovídá přijímací jednotce 26 z obrázku 1, je typicky aktivován ve středu časového intervalu a krátce před tím popř. krátce poté za středem časového intervalu. Takto se spolehlivě zjistí, když u středu časového intervalu dopadne světelný impuls na prvek, citlivý na světlo. Prvek, citlivý na světlo, a za ním zapojený kanál na zpracování signálu, naopak spotřebují pouze má1o proudu.

U jednotky na sběr naměřených hodnot, která je spojena takovou obousměrnou optoelektronickou datovou přenosovou dráhou s vyhodnocovacím zařízením, mohou odpadnout interní hodiny a výstup absolutních hodnot, uskutečňovaný pouze ve větéích časových odstupech, se může provádět na vyžádání od vyhodnocovacího zařízení. Také tlm se spotřeba proudu měřícím a zjišťovacím zařízením udrží malá.

Pomoci buzení vysílací jednotky £4, které se uskutečňuje pouze ve středu časového intervalu sice dostaneme při zohlednění běžných časových konstant přijímací jednotky na bázi CMOS snížení citlivosti o maximálně 30%, tomu se ale může čelit zvýšením napájecího proudu vysílací jednotky 24 o 30%.

Celkově dostaneme jako dříve značnou úsporu energie oproti systémům, u kterých je vysílací jednotka 24 aktivována po celou dobu bitu. Pro zvýšené impulsy napájecího proudu, kterými je vysílací jednotka 24 napájena, nehraje žádnou roli vysoký vnitřní odpor baterie, protože střední hodnota proudu zůstává stejná a běžný 10 jjlF vyhlazovací kondenzát or může dobře vyhlazovat krátké proudové špičky až do 10 mA, protože se může znovu nabit v příslušně dlouhých pauzách mezi vysokými proudovými impulsy, které následují za sebou.

Pro praktická příkladná provedeni datové přenosové dráhy podle vynálezu jsou tedy v jednotce na sběr naměřených hodnot, provozované z baterii, zapotřebí baterie s dlouhou životností a vyhlazovací kondenzátor přibližně 10 μΑ s malým svodovým proudem. Nejen v jednotce na sběr naměřených hodnot, ale i na straně vyhodnocovacího zařízeni se používají křemíkové přesné sériové sběrnice (VART), a řízeni světelných diod na vysílací straně se uskutečňuje právě přes transistory nebo součástky budícího obvodu, protože sběrnice nemohou spolehlivě předávat a ani přijímat mikroprocesorové proudové špičky až do 10 mA, obsažené v jednotce na sběr naměřených hodnot popř. ve vyhodnocovacím zařízení.

Ke kódování časovými intervaly naměřených hodnot, které jsou nejdříve zobrazeny paralelně, má kodér 20 k dispozici přednostně kódovací paměť, na jejíž adresové svorky se přivádějí právě znaky, které chceme přenášet a jejíž paměťové buňky obsahují bitovou strukturu, která odpovídá struktuře časových intervalů, příslušející znakům. Touto kódovací pamětí může být permanentní paměť, v případě varianty, na obrázku 4 znázorněné čárkovaně, ale i zapisovači/čtecí paměť, ťakže kódování může být měněno z vyhodnocovacího zařízení 90 přes procesor 96 . který je za tím účelem spojen s kódovací pamětí.

Podobně dekodér 36 může mít dekódovací paměť, která je »« adresována přijatými signálovými vzorky, které jsou převedeny do paralelního zobrazení, a jejíž paměťové buňky obsahují znaky, které jsou přiřazeny jednotlivým vzorkům časovým intervalů.

Claims

PATENTOVÉ

NÁROKY

1. Způsob přenosu optoelektronické datové dráze, jednotka (24), vydávající světlo, podle dat, která chceme přenášet, a u kterého na světlo reaguje přijímací jednotka (26), která přeměňuje modulované světlo, odevzdávané vysílací jednotkou, na elektrické signály, vyznačující se tím, že digitální signály se přeměňují na přenosové signály, kódované časovými intervaly, přičemž alespoň dílčí množství znaků znakového souboru, který chceme přenášet, se kóduje jediným časovým intervalem, a že výstupní signály přijímací jednotky (26) se zpětně převádějí na digitální signály způsobem, inverzním ke kódování časovými intervaly.

digitálních signálů po u kterého se budí vysílací
2. Způsob podle t í m, že další dílčí chceme přenášet, se intervalů.

nároku 1, vyznačující se množství znaků znakového souboru, který kóduje pomocí kombinace dvou časových
3. Způsob podle nároku tlm, že synchronizační

1 nebo 2, vyznačuj ící impulsy se kódují pomocí dvou nebo více časových intervalů, které následují za sebou.
4. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 3, vyznačující se tlm, že vysílací jednotka (24), vydávající světlo, se aktivuje vždy pouze pro zlomek časového intervalu.
5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že doby aktivace vysílací jednotky (24) leží vždy u středu časového intervalu.
6. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 5, vyznačujíc! se tím, že počet časových intervalů, které máme k dispozici pro kódování jednoho znaku, je čtyři, a kódováni poloviny desítkových čísel 0 až 9 se uskutečňuje vždy pomocí jediného časového intervalu, a kódování zbývajících desítkových číslic se uskutečňuje vždy pomocí kombinace dvou časových intervalů, např.:

desítkové číslo časový interval

0, 1

0, 2

0, 3

1, 2

1, 3

2, 3 vzorek časového intervalu

0001

0010

0100

1000

0011

0101

1001

0110

1010

1100
7. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že počet časových intervalů, které jsou k dispozici ke kódování znaku, je deset, a kódování desítkových čísel se uskutečňuje vždy pomocí časového intervalu, jako např.:

desítkové číslo časový interval • ·
8. Způsob podle nároku 6 nebo 7, vyznačuj Ící se t í m, že další kombinace časových intervalů mají alespoň jeden z následujících významů:

význam vzorek časového intervalu (přiklad, 10 časových intervalů) e

chyba synchronizační/startovací impuls abecední řetězec konec řetězce prázdné místo exponent desetinná čárka celková hodnota kladná celkovou hodnotu zdvojnásobit celkovou hodnotu zečtyřnásobit celkovou hodnotu zdesetinásobit celková hodnota záporná celková hodnota záporná, zdvoj násobit celková hodnota záporná, zečtyřnásobit celková hodnota záporná, zdesetinásobit

0, 1, 2, 3, 4 0, 1, 2 9, 2 9, 3 9, 4 9, 5 9, 6 3, 1 3, 2 3, 4 3, 0 5, 1

5, 2

5, 4

5, 0
9. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že alespoň jedna kombinace časových intervalů má na alespoň dvou různých místech znakového řetězce vždy různý význam.
10. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 9, přičemž digitálními signály, získanými z měřící jednotky, jsou naměřené hodnoty fyzikálních veličin jako teplota, íluidní průtok nebo velikost spotřeby, vyznačující se tím, že při kódování se alespoň v dílčí oblasti celkové Siře variací fyzikální veličiny přeměříuje velký počet různých sousedních naméřených hodnot ve stejné kódovaný přenosový signál.
11.

ti m, že hodnot a zařízení,

Způsob podle nároku 10,vyznačuj ící se přenosové signály odpovídají přírůstku naméřených na přijímací strané se integruji do vyhodnocovacího spojeného s přijímací jednotkou.
12. Způsob podle nároku 11, vyznačující se tím. Že digitální signály se v časových odstupech posílají po datové dráze, odpovídají absolutním hodnotámí naméřených fyzikálních veličin a jsou opatřeny alespoň jedním přepisovacim řídícím znakem, a že hodnota, integrovaná do vyhodnocovací jednotky, se přepisuje předávanou absolutní hodnotou, když se obdrží přepisovací řídicí znak.
13. Způsob podle nároku 12, přičemž se používá obousměrná optoelektronická datová přenosová dráha, vyznačuj íci se tím, že od měřicí jednotky se k vyhodnocovací jednotce přenáSí digitální signál, odpovídající absolutní hodnotě, pokud se před tím od vyhodnocovací jednotky obdrží vysílací řídící signál pro absolutní hodnotu.
14. Zařízení k prováděni způsobu podle jednoho z nároků 1 až 13 pro digitální signály vs tvaru znaků v paralelním zobrazení, s paralelním/sériovým převodníkem (22), zpracovávajícím znaky v paralelním zobrazení, s vysílací jednotkou (24), která je jím řízena, s přijímací jednotkou (26), vystavenou světlu, vysílanému vysílací jednotkou (24) a se sériovým/paralelním převodníkem (34), připojeným k přijímací jednotce (26), vyznačující se tím, Že vstup paralelního/sériového převodníku (22) je spojen s výstupem adresovatelné paměti kodéru (20), který se adresuje znaky, které chceme přenášet a v jehož paměťových buňkách je obsažena bitová struktura, odpovídající kódováni časových intervalů, a že výstup seriového/paralelního převodníku (34) je spojen s adresovými svorkami paměti dekodéru (36), v jehož paměťových buňkách se odkládají znaky, časových intervalů.

odpovídající kódování
15. Zařízení podle nároku 14, vy značující se tím, že adresové svorky kodéru (20) se nechají spojit přes řiditelnou signálovou výhybku (72) s větším počtem zdrojů (60, 62, 64, 66, 70) signálu.
16. Zařízení podle nároku 15, vyznačující se tím, že signálová výhybka (72) se přepíná pomocí časového řízení (56, 74) mezi svými různými polohami.
17. Zařízeni podle nároku 15 nebo 16, vyznačující se tím, že signálová výhybka (72) se nechá řídit přes druhou datovou přenosovou dráhu (92, 94) pomoci vyhodnocovací jednotky (80 - 90).
18. Zařízení podle jednoho z nároků 15 až 17, vyznačující se tím, že vyhodnocovací jednotka (80 - 90), spojená s pamětí vyhodnocovacích obvodů (84, 86, dekodéru má velký počet 88), které jsou spojeny s výstupem pomocí druhé ovladatelné signálové výhybky (80).