Электронный маркер

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Его использование для маркирования объектов и сооружений, в том числе и под землей, позволяет снизить энергопотребление. Электронный маркер содержит колебательный контур, выпрямитель, аккумулятор 3, стабилизатор напряжения, коммутатор и блок памяти. Технический результат обеспечивается благодаря выполнению аккумулятора 3 программируемым на группе 7 накопительных элементов, аналого-цифровом преобразователе 8, блоке 9 обработки данных, регистрах 10, 11, блоке 12 сравнения, блоке 13 ключевых элементов и триггере 14. Блок 9 вычисляет скорость накопления энергии на аккумуляторе 3 и управляет подключением дополнительных накопительных элементов группы 7. 2 ил.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для маркирования объектов и сооружений, в том числе расположенных под землей.

Известна система идентификации, электронный маркер которой содержит колебательный контур, соединенный с выпрямителем, аккумулятором и цепью питания запоминающего и управляющего устройств [1] Недостатком этого электронного маркера является высокое энергопотребление, так как аккумулятор запасает энергию в зависимости от расстояния между электронным маркером и антенной энергоснабжения, вследствие чего при работе на малых расстояниях электронный маркер запасает избыток энергии и после этого начинает передавать информацию. Это обуславливает повышенный расход энергии у системы питания.

Наиболее близким к изобретению является электронный маркер, содержащий колебательный контур, первый вывод которого через выпрямитель соединен с первым выводом аккумулятора и входом стабилизатора напряжения, выход которого подключен к информационному входу коммутатора, и блок памяти, причем второй вывод колебательного контура объединен с вторым выводом аккумулятора [2] Недостатком этого электронного маркера является также неэкономное расходование энергии, так как аккумулятор запасает количество энергии в зависимости от расстояния между электронным маркером и антенной энергоснабжения.

Целью изобретения является снижение энергопотребления.

Цель достигается тем, что в электронном маркере, содержащем колебательный контур, первый вывод которого через выпрямитель соединен с первым выводом аккумулятора и входом стабилизатора напряжения, выход которого подключен к информационному входу коммутатора, и блок памяти, причем второй вывод колебательного контура объединен с вторым выводом аккумулятора, аккумулятор выполнен программируемым на аналого-цифровом преобразователе (АЦП), блоке обработки данных, первом и втором регистрах, блоке сравнения, триггере, группе накопительных элементов и блоке электронных ключей, информационный вход которого объединен с входом АЦП и подключен к выходу выпрямителя, при этом выходы АЦП соединены с первыми входами блока сравнения, информационными входами второго регистра и входами блока обработки данных, управляющий выход которого подключен к управляющим входам регистров, информационные выходы блока обработки данных соединены с информационными входами первого регистра, выходы которого подключены к управляющим входам блока ключей, выходы которых через соответствующие накопительные элементы соединены с вторым выводом колебательного контура, выходы второго регистра подключены к вторым входам блока сравнения, выход которого соединен с С-входом триггера, S-вход и выход которого подключены соответственно к выходу окончания работы блока памяти и управляющему входу коммутатора, выход которого соединен с входом питания блока памяти.

Выполнение аккумулятора программируемым позволяет снизить энергопотребление за счет ограничения накопления излишков и аккумуляции такого количества энергии, сколько необходимо электронному маркеру для передачи информации.

На фиг. 1 представлена структурная схема электронного маркера; на фиг. 2 структурная схема программируемого аккумулятора.

Электронный маркер содержит колебательный контур 1, последовательно соединенный с выпрямителем 2, программируемым аккумулятором 3, стабилизатором 4 напряжения, коммутатором 5 и блоком 6 памяти, выход окончания работы которого соединен с управляющим входом программируемого аккумулятора 3, а выход программируемого аккумулятора соединен с управляющим входом коммутатора 5.

Программируемый аккумулятор содержит (фиг. 2) группу 7 накопительных элементов (конденсаторов С0, С1, CN), АЦП 8, блок 9 обработки данных, первый и второй регистры 10 и 11, блок 12 сравнения, блок 13 электронных ключей и триггер 14. Конденсаторы С1 CN через соответствующие контакты электронных ключей соединены параллельно выводам "+" и "-" программируемого аккумулятора 3. Вход АЦП 8 подключен к "+" программируемого аккумулятора, выходы АЦП 8 соединены с входами блока 9 (микропроцессора), входами первого регистра 10 и первыми входами блока 12 сравнения. Информационные выходы блока 9 соединены с входами второго регистра 11, выходы которого соединены с вторыми входами блока 12 сравнения. Выход блока 12 соединен с С-входом триггера 14, S-вход и выход которого подключены соответственно к выходу окончания работы блока 6 и управляющему входу коммутатора 5.

Электронный маркер работает следующим образом.

При облучении электромагнитным полем обмотки колебательного контура 1 электронного маркера в контуре 1 возбуждается переменный ток с частотой, равной частоте возбуждающего поля. Переменное напряжение в контуре 1 поступает на выпрямитель 2, где преобразуется в постоянное напряжение U_зар(t). С выхода выпрямителя 2 выпрямленное напряжение U_зар(t) накапливается в программируемом аккумуляторе 3 и попадает на вход стабилизатора 4 напряжения, на выходе которого образуется стабилизированное напряжение. Стабилизированное напряжение поступает на разомкнутые контакты коммутатора 5 и не поступает в цепь питания блока 6 памяти.

При поступлении напряжения U_зар(t) на программируемый аккумулятор 3 конденсаторы С1 СN группы 7 отключены от "+" программируемого аккумулятора, выпрямленное напряжение попадает на вход АЦП 8 и конденсатор С0 заряжается. По мере заряда конденсатора С0 АЦП 8 следящего типа преобразует напряжение U_зар(t) в цифровой код U_зар(nT), который поступает на вход блока 9. При этом напряжение на входе АЦП 8 растет и значение U_зар(nT) возрастает до тех пор, пока С0 не зарядится до напряжения на выходе выпрямителя 2. Блок 9 считывает каждое текущее значение U(nT) и вычисляет разность между настоящим и предыдущим значениями: ΔU(nT) U_зар(i ˙ T) U_зар((i 1) ˙ Т).

По мере заряда конденсатора С0 величина разности ΔU(nT) ->> ε, где ε некоторая бесконечно малая величина. После выполнения условия ΔU(nT) ≅ ε последнее принятое значение U_зар(i ˙ T) преобразуется блоком 9 в выходной цифровой код С (iT), соответствующий необходимой для подключения величине емкости С1 CN из группы 7, обеспечивающей накопление энергии, необходимой для передачи всей информации электронным маркером. Значения U_зар(i ˙ T) и С(iT) остаются фиксированными на время передачи всей информации электронным маркером. Блок 9 записывает значения U_зар(i ˙ T) и С(iT) в регистры 10 и 11, причем в первый регистр 10 записывается значение C(iT), а в второй регистр 11 значение U_зар(i ˙ T). С выхода первого регистра 10 электрический сигнал поступает на управляющий вход блока 13 электронных ключей, который подключает необходимое для обеспечения маркера энергией количество конденсаторов из группы 7.

В момент подключения конденсаторов Ci к цепи питания напряжение питания U_зар(t) резко уменьшается и начинается процесс заряда емкости С0 + Ci до значения напряжения U_зар(nT). Затем блок 9 переходит в отключенное состояние, АЦП 8 выставляет каждое текущее значение U_зар(nT) на первые входы блока 12 сравнения, на вторых входах которого постоянно присутствует записанное ранее в момент включения только емкости С0 значение U_зар(iT). Текущее значение U_зар(nT) постоянно сравнивается с ранее записанным значением U_зар(iT), и при равенстве этих значений в момент окончания заряда подключенных к шине питания накопительных элементов сигнал с выхода блока 12 сравнения изменяет состояние триггера 14. С выхода триггера 14 поступает сигнал на коммутатор 5, который подключает цепь питания блока 6 к выходу стабилизатора 4 напряжения.

После передачи информации электронным маркером блок 6 своим сигналом возвращает триггер 14 в исходное состояние, при этом от блока 6 отключается питание. Это означает, что информация с маркера передана и рабочий цикл закончен. Для повторного чтения необходимо сразу же включить внешнюю энергоснабжающую систему, пока подключенные конденсаторы сохраняют достаточный для питания программируемого аккумулятора 3 уровень напряжения. При отсутствии внешнего энергоснабжения состояние программируемого аккумулятора переходит в исходное.

Таким образом, выполнение аккумулятора программируемым позволяет снизить энергопотребление за счет ограничения накопления излишков энергии и аккумуляции такого количества энергии, которое необходимо электронному маркеру для передачи информации.

Формула изобретения

ЭЛЕКТРОННЫЙ МАРКЕР, содержащий колебательный контур, первый вывод которого через выпрямитель соединен с первым выводом аккумулятора и входом стабилизатора напряжения, выход которого подключен к информационному входу коммутатора, и блок памяти, второй вывод колебательного контура объединен с вторым выводом аккумулятора, отличающийся тем, что аккумулятор выполнен программируемым на аналого-цифровом преобразователе, блоке обработки данных, первом и втором регистрах, блоке сравнения, триггере, группе накопительных элементов и блоке электронных ключей, информационный вход которого объединен с входом аналого-цифрового преобразователя и подключен к выходу выпрямителя, выходы аналого-цифрового преобразователя соединены с первыми входами блока сравнения, информационными входами второго регистра и входами блока обработки данных, управляющий выход которого подключен к управляющим входам регистров, информационные выходы блока обработки данных соединены с информационными входами первого регистра, выходы которого подключены к управляющим входам блока электронных ключей, выходы которых через соответствующие накопительные элементы соединены с вторым выводом колебательного контура, выходы второго регистра подключены к вторым входам блока сравнения, выход которого соединен с C-входом триггера, S-вход и выход которого подключены соответственно к выходу окончания работы блока памяти и управляющему входу коммутатора, выход которого соединен с входом питания блока памяти.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2