устройство для учета рейсов автосамосвалов

Формула изобретения

Устройство для учета рейсов автосамосвалов, содержащее на каждом контролируемом автосамосвале последовательно включенные датчик давления, элемент И, второй вход которого соединен с выходом датчика положения кузова, блок кодирования, передатчик и передающую антенну, а на пункте контроля последовательно включенные приемную антенну, приемник и дешифратор, к выходам которого подключены по числу контролируемых автосамосвалов исполнительные блоки, каждый из которых состоит из последовательно подключенных к дешифратору элемента запрета, блока регистрации и формирователя длительности импульсов, выход которого соединен с запрещающим входом элемента запрета, при этом передающие антенны контролируемых автосамосвалов через каналы радиосвязи соединены с приемной антенной пункта контроля, отличающееся тем, что каждый контролируемый автосамосвал снабжен датчиком расхода топлива и датчиком пройденного пути, подключенными к блоку кодирования, причем передатчик выполнен в виде последовательно подключенных к блоку кодирования фазового манипулятора, второй вход которого соединен с выходом генератора высокой частоты, и усилителя мощности, на пункте контроля амплитудным детектором, ключом, частотомером, счетчиком расхода топлива, счетчиком пройденного пути и дополнительным блоком регистрации, причем приемник выполнен в виде последовательно подключенных к приемной антенне усилителя высокой частоты, смесителя, второй вход которого через гетеродин соединен с выходом блока поиска, усилителя промежуточной частоты, первого перемножителя, второй вход которого соединен с выходом фильтра нижних частот, узкополосного фильтра, второго перемножителя, второй вход которого соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, и фильтра нижних частот, выход которого подключен к дешифратору, к выходу усилителя промежуточной частоты последовательно подключены амплитудный детектор, ключ, второй вход которого соединен с вторым выходом гетеродина, частотомер и дополнительный блок регистрации, второй, третий и четвертый входы которого соединены непосредственно и через счетчик расхода топлива и счетчик пройденного пути с соответствующими выходами дешифратора.

Описание изобретения к патенту

Устройство относится к области технических средств контроля и регистрации рейсов, может быть использовано при перевозке твердых бытовых отходов и сыпучих грузов самосвалами.

Известны устройства для учета перевезенного груза автосамосвалами, мусоровозами, автотягами и т. п. (авт. свид. СССР 215.536, G 01 D 5/248, 1967; 477.330, G 01 М 13/60, 1972; 498.636, G 07 С 5/08, 1974; 696.508, G 07 С 5/10, 1977; 529.936, G 07 С 5/10, 1975; 769.581, G 07 С 5/10, 1978; 830.447, G 07 С 5/08, 1977; 1.123.041, G 07 С 5/08, 1983; Храмцов Ю.В., Фигуров Н.В., Шур 0.3. Современные методы получения и обработки экспериментальных данных при испытаниях автомобилей. НИИавтопром. - М.: 1975 и др.).

Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому является Устройство для учета рейсов автосамосвалов (авт. свид. СССР 1.123.041, G 07 С 5/08,1983), которое и выбрано в качестве прототипа.

Указанное устройство обеспечивает учет рейсов автосамосвалов, но не позволяет контролировать и регистрировать расход топлива и пройденный путь автосамосвалами.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем контроля расхода топлива и пройденного пути автосамосвалами.

Поставленная задача решается тем, что устройство для учета рейсов автосамосвалов, содержащее на каждом контролируемом объекте последовательно включенные датчик давления, элемент И, второй вход которого соединен с выходом датчика положения кузова, блок кодирования, передатчик и передающую антенну, а на пункте контроля последовательно включенные приемную антенну, приемник и дешифратор, к выходам которого подключены по числу контролируемых объектов исполнительные блоки, каждый из которых состоит из последовательно подключенных к дешифратору элемента запрета, блока регистрации и формирователя длительности импульсов, выход которого соединен с запрещающим входом элемента запрета, при этом передающие антенны контролируемых объектов через каналы радиосвязи соединены с приемной антенной пункта контроля, снабжено на каждом контролируемом объекте датчиком расхода топлива и датчиком пройденного пути, подключенными к блоку кодирования, причем передатчик выполнен в виде последовательно подключенных к блоку кодирования фазового манипулятора, второй вход которого соединен с выходом генератора высокой частоты, и усилителя мощности, на пункте контроля амплитудным детектором, ключом, частотомером, счетчиком расхода топлива, счетчиком пройденного пути и дополнительным блоком регистрации, причем приемник выполнен в виде последовательно подключенных к приемной антенне усилителя высокой частоты, смесителя, второй вход которого через гетеродин соединен с выходом блока поиска, усилителя промежуточной частоты, первого перемножителя, второй вход которого соединен с выходом фильтра нижних частот, узкополосного фильтра, второго перемножителя, второй вход которого соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, и фильтра нижних частот, выход которого подключен к дешифратору, к выходу усилителя промежуточной частоты последовательно подключены амплитудный детектор, ключ, второй вход которого соединен со вторым выходом гетеродина, частотомер и дополнительный блок регистрации, второй, третий и четвертый входы которого соединены непосредственно и через счетчик расхода топлива и счетчик пройденного пути с соответствующими выходами дешифратора.

Структурная схема предлагаемого устройства представлена на фиг.1. Временные диаграммы, поясняющие работу устройства, изображены на фиг.2.

Устройство содержит на каждом контролируемом объекте последовательно включенные датчик 1 давления, элемент И 3, второй вход которого соединен с выходом датчика 2 положения кузова, блок 4 кодирования, второй и третий входы которого соединены с выходами датчика 11 расхода топлива и датчика 12 пройденного пути соответственно, фазовый манипулятор 14, второй вход которого соединен с выходом генератора 13 высокой частоты, усилитель 15 мощности и передающую антенну 16. Фазовый манипулятор 14, генератор 13 высокой частоты и усилитель 15 мощности образуют передатчик 5.

Устройство содержит на пункте контроля последовательно включенные приемную антенну 17, усилитель 18 высокой частоты, смеситель 21, второй вход которого через гетеродин 20 соединен с выходом блока 19 поиска, усилитель 22 промежуточной частоты, перемножитель 24, второй вход которого соединен с выходом фильтра 27 нижних частот, узкополосный фильтр 26, перемножитель 25, второй вход которого соединен с выходом усилителя 22 промежуточной частоты, фильтр 27 нижних частот, дешифратор 7, к выходам которого подключены по числу контролируемых объектов исполнительные блоки, каждый из которых состоит из последовательно подключенных к дешифратору 7 элемента 9 запрета, блока 8 регистрации и формирователя 10 длительности импульсов, выход которого соединен с запрещающим входом элемента 9 запрета. К выходу усилителя 22 промежуточной частоты последовательно подключены амплитудный детектор 23, ключ 28, второй вход которого соединен со вторым выходом гетеродина 20, частотомер 29 и блок регистрации 32, второй, третий и четвертый входы которого соединены непосредственно и через счетчик 30 расхода топлива и счетчик 31 пройденного пути - с соответствующими выходами дешифратора 7.

Устройство работает следующим образом.

При подъеме кузова с грузом давление в масляной магистрали подъема кузова увеличивается, датчик 1 давления выдает сигнал в элемент И 3. Последний выдает сигнал только тогда, когда в него поступит также сигнал от датчика 2 положения кузова, который выдает сигнал лишь при поднятом в верхнее положение кузова. При наличии двух сигналов от датчика 1 давления и датчика 2 положения кузова элемент И 3 выделяет сигнал на первый вход блока 4 кодирования.

При движении автосамосвала сигнал от датчика 11 расхода топлива и датчика 12 пройденного пути в виде серии импульсов также поступает на второй и третий входы блока 4 кодирования. Блок 4 кодирования формирует модулирующий код ₁(t) (фиг. 2,б), в котором "зашита" информация о номерном знаке автосамосвала, количестве подъема кузова с грузом, расходе топлива и пройденном пути. Модулирующий код M₁(t) содержит N элементарных посылок длительностью _э. При этом первые n элементарных посылок несут в цифровом виде информацию о номерном знаке автосамосвала, m элементарных посылок отводятся количеству подъема кузова с грузом, l элементарных посылок сообщают о расходе топлива и Z элементарных посылок отражают пройденный путь автосамосвалом ( N = n + m + l + z).

Модулирующий код M₁(t) (фиг.2,б) с выхода блока 4 кодирования поступает на первый вход блока фазового манипулятора 14, на второй вход которого подается гармоническое колебание с выхода генератора 13 (фиг.2,а)

U₁(t) = U₁cos(2f₁t+₁), 0tT₁,

где U₁, f₁, ₁, T₁ - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность колебания.

На выходе фазового манипулятора 14 образуется фазоманипулированный (ФМн) сигнал (фиг.2,в)

U₂(t) = U₁cos[2f₁t+_K1(t)+₁], 0tT₁,

где _K1(t) = {0,} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M₁(t), причем _K1(t) = const при K_Э<t<(K+1)_Э и может изменяться скачком при t = K_Э, т. е. на границах между элементарными посылками (К=1,2,...N-1);

N,_Э - количество и длительность элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью T₁(T₁ = N_Э); который после усиления в усилителе мощности 15 с помощью передающей антенны 16 излучается в эфир.

Следует отметить, что каждому автосамосвалу присущи свой модулирующий код Mi(t) и несущая частота fi (i=1,2,...S), где S - количество контролируемых автосамосвалов.

На пункте контроля поиск ФМн - сигналов, принадлежащих различным автосамосвалам, осуществляется с помощью панорамного приемника 6. Для этого блок поиска 19 периодически с периодом Тп по пилообразному закону изменяет частоту f г гетеродина 20.

Принимаемый ФМн - сигнал U₂(t) с выхода приемной антенны 17 через усилитель 18 высокой частоты поступает на первый вход смесителя 21, на второй вход которого подается напряжение гетеродина 20

U_Г(t) = U_Гcos(2f_гt+t²+_г), 0tT_п,

где U_г, f_г, _Г, Т_п - амплитуда, начальная частота, начальная фаза и период повторения напряжения гетеродина;

скорость изменения частоты гетеродина (скорость просмотра заданного диапазона частот Df).

На выходе смесителя 21 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 22 выделяется напряжение промежуточной (разностной) частоты (фиг. 2,г)



где U_пр=1/2К₁U₁U_г;

f_пp=f_i-f_г- промежуточная частота;

_пр = ₁-₁;

K₁ - коэффициент передачи смесителя;

которое поступает на входы перемножителей 24 и 25. На второй вход перемножителя 25 подается напряжение с выхода узкополосного фильтра 26 (фиг.2, д)

U₃(t) = U₃cos[2f_прt-t²+_пр], 0tT_C.

На выходе перемножителя 25 образуется низкочастотное напряжение (фиг.2, е)

U_н(t) = U_нcos_пр(t), 0 t T_c,

где U_н=1/2К₂U_прU₃;

k₂ - коэффициент передачи перемножителя; пропорциональное модулирующему коду M₁(t) (фиг.2,б).

Это напряжение поступает на второй вход перемножителя 24, на выходе которого образуется напряжение U₃(t) (фиг. 2,д). Одновременно напряжение U_н(t) с выхода фильтра 27 нижних частот поступает на вход дешифратора 7, который в зависимости от кода транспортного средства выдает сигнал через элемент 9 запрета на вход блока регистрации. Блок 8 регистрации, получив и запомнив сигнал, что рейс произведен, выдает сигнал на формирователь 10, который закрывает вход блока 8 от дешифратора 7 на минимальное время рейса, исключая ложный зачет рейса в блоке регистрации 8 при повторном поднятии кузова в случае налипания материала на стенки кузова. Кроме того, при подъеме порожнего кузова датчик 1 давления не выдает сигнала.

Напряжение U_пp(t) (фиг.2,г) одновременно поступает на вход амплитудного детектора 23, который выделяет его огибающую U_АD(фиг.2,ж). Последняя поступает на управляющий вход ключа 28, открывая его. В исходном состоянии ключ 28 всегда закрыт. При этом напряжение гетеродина 20 через открытый ключ 28 поступает на вход частотомера 29, где измеряется несущая частота f₁ принимаемого ФМн - сигнала

f₁ = f_г1 + f_пp,

где f_г1 - частота гетеродина в данный момент времени.

Измеренное значение несущей частоты фиксируется блоком 32 регистрации, где одновременно фиксируются бортовой номер автосамосвала, пройденный им путь и расход топлива.

Датчик 1 давления, датчик 2 положения кузова, датчик 12 пройденного пути, элемент И 3, блок 4 кодирования, передатчик 5 и передающая антенна устанавливаются на каждом транспортном средстве. Количество выходов дешифратора 7 на пункте контроля, элементов 9 запрета, формирователей 10 длительности импульсов, количество блоков регистрации 8 и 32, счетчиков 30 расхода топлива и счетчиков 31 пройденного пути определяется по максимальному количеству используемых автосамосвалов.

Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом обеспечивает расширение функциональных возможностей регистрации эксплуатационных показателей транспортных средств, повышает оперативность получения конечных результатов. При этом для передачи эксплуатационных показателей транспортных средств на пункт контроля используются сложные ФМн-сигналы, обладающие высокой энергетической и структурной скрытостью.

Энергетическая скрытность данных сигналов обусловлена их высокой сжимаемостью во времени или по спектру при оптимальной обработке, что позволяет снизить мгновенную излучаемую мощность. Вследствие этого сложный ФМн-сигнал в точке приема может оказаться замаскированным шумами.

Причем энергия сложного ФМн-сигнала отнюдь не мала, она просто распределена по частотно-временной области так, что в каждой точке этой области мощность сигнала меньше мощности шумов.

Структурная скрытность сложных ФМн-сигналов обусловлена большим разнообразием их форм и значительными диапазонами изменения значений параметров, что затрудняет оптимальную или хотя бы квазиоптимальную обработку сложных ФМн - сигналов априорно неизвестной структуры.

Предлагаемое устройство позволяет высвободить людей, занятых учетом и регистрацией эксплуатационных показателей транспортных средств, и предусматривает возможность единой диспетчеризации на объекте.