PL B1 PRZEDSIĘBIORSTWO BADAWCZO- -PRODUKCYJNE I USŁUGOWO-HANDLOWE MICON SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, KATOWICE, PL

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (51) Int.Cl. H04L 29/00 ( ) H04L 23/00 ( ) G06F 3/00 ( ) (54) Czujnik cyfrowy (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 26/05 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 05/10 (73) Uprawniony z patentu: PRZEDSIĘBIORSTWO BADAWCZO- -PRODUKCYJNE I USŁUGOWO-HANDLOWE MICON SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, KATOWICE, PL (72) Twórca(y) wynalazku: BOLESŁAW FIRGANEK, BESTWINKA, PL STEFAN RYGULSKI, PIEKARY ŚLĄSKIE, PL DARIUSZ OZIEMBLEWSKI, KATOWICE, PL (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Masłowski Andrzej Kancelaria Prawa Patentowego Autorskiego i Gospodarczego PL B1

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest czujnik cyfrowy przeznaczony do współpracy z kopalnianymi systemami informatycznymi, realizujący wymianę danych z systemem poprzez szeregową, dwukierunkową transmisję cyfrową z modulacją typu FSK (Frequency Shift Keying) o prędkości 1200b/s, za pomocą dwuprzewodowej linii teletechnicznej, służącej równocześnie do zasilania czujnika. Z polskiego opisu patentowego nr jest znany układ transmisji szeregowej z wielostacyjnym dostępem do linii transmisyjnej, składający się ze stacji centralnej połączonej równolegle z wieloma stacjami lokalnymi za pośrednictwem linii sygnału informacyjnego i linii sygnału taktującego. Każda stacja lokalna zawiera multiplekser do komutacji wejść z czujników pomiarowych, którego wyjście jest połączone z jednym wybranym w każdej stacji lokalnej wejściem drugiego multipleksera do komutacji stacji lokalnych o liczbie wejść równej liczbie stacji lokalnych. Wyjście multipleksera do komutacji stacji lokalnych jest połączone poprzez linię sygnału informacyjnego ze stacją centralną. Ostatnie z wejść multipleksera do komutacji wejść z czujników pomiarowych jest połączone poprzez przerzutnik z najwolniej zmieniającym się wyjściem licznika, którego wejście jest połączone z kolei z najwolniej zmieniającym się wyjściem drugiego licznika mającego wejście, połączone poprzez linię sygnału taktującego ze stacją centralną. Wejścia sterujące liczników są połączone z dekoderem, który jest połączony z linią sygnału taktującego. Z polskiego opisu patentowego numer jest znany układ do odbioru informacji dla komputera nadawanej w postaci synchronicznej transmisji szeregowej, w którym pomiędzy wyjścia buforów wejścia a wejścia układu transmisji szeregowej jest włączony układ zapisu i odczytu wartości próbek informacji odbieranej. Wyjście interfejsu systemowego jest połączone z wejściem podukładu syntezy częstotliwości sygnałów taktujących, którego wyjście jest połączone z wejściami układu transmisji szeregowej oraz z wejściami podukładu sterowania układu zapisu i odczytu wartości próbek informacji odbieranej. Układ zapisu i odczytu wartości próbek zawiera pamięć danych wartości próbek informacji odbieranej połączoną z przerzutnikiem danych, poprzez multiplekser danych, przy czym wejście adresowe pamięci danych jest połączone z wyjściem multipleksera adresowego. Układ zapisu i odczytu zawiera pamięci sygnałów modemowych, których wyjścia są połączone z przerzutnikami sygnałów modemowych, poprzez multipleksery sygnałów modemowych, przy czym wejścia adresowe tych pamięci są połączone z wyjściem multipleksera adresowego. Natomiast wejście multipleksera adresowego jest połączone z wyjściem licznika adresów zapisu wartości próbek informacji odbieranej, z wyjściem licznika adresów odczytu wartości próbek oraz z wyjściem licznika kanałów transmisji szeregowej. Wyjście licznika adresów odczytu jest połączone z wejściem pamięci stanu licznika odczytu, a wyjście licznika kanałów jest połączone z wejściem adresowym multipleksera danych, z wejściami adresowymi multiplekserów sygnałów modemowych oraz z wejściem adresowym pamięci stanu licznika odczytu wartości próbek informacji odbieranej, którego wyjście jest połączone z wejściem programującym licznika adresów odczytu wartości próbek. Wyjście tego licznika jest połączone z wejściem podukładu synchronizacji odczytu, przy czym wejście to jest połączone z wyjściem licznika adresów zapisu wartości próbek. Wejście programujące licznika adresów zapisu jest połączone z wejściem programującym licznika kanałów transmisji szeregowej oraz z wyjściem interfejsu systemowego. Czujnik cyfrowy z dwukierunkową transmisją cyfrową według wynalazku znajdujący zastosowanie przykładowo jako czujnik tlenku węgla, metanu i temu podobnych składa się z interfejsu liniowego, który poprzez układ modemowy jest połączony z wejściami procesora współpracującego z alfanumerycznym wyświetlaczem ciekłokrystalicznym. Do wejść interfejsu liniowego jest przyłączona dwuprzewodowa linia teletechniczna, z której jest zasilany prądowo moduł zasilacza, przy czym linia zasilająca jest równocześnie przeznaczona do transmisji danych oraz informacji tekstowych z i do czujnika. Wejście interfejsu liniowego jest przeznaczone dla sygnału cyfrowego z toru nadawczego czujnika, natomiast wyjście interfejsu jest połączone z wejściem części odbiorczej czujnika oraz z procesorem sterowanym między innymi sygnałem quasi cyfrowym w wyjścia interfejsu. Nadto z procesorem współpracuje pomiarowa komora przetwarzająca informację o wielkości mierzonej na sygnał elektryczny, a także moduł sterujący urządzeniem wyłączającym oraz moduł zdalnego sterowania odbierający sygnały w podczerwieni sterujące procesem kalibracji czujnika. Z procesorem współpracuje również moduł zegara czasu rzeczywistego. Jeden ze wzmacniaczy operacyjnych w bloku interfejsu liniowego pełni funkcję stabilizatora napięcia, natomiast drugi wzmacniacz operacyjny wzmacnia sygnały transmisji cyfrowej odbierane z linii telemetrycznej.

3 PL B1 3 Przedmiot wynalazku jest pokazany w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy czujnika cyfrowego według wynalazku, natomiast fig. 2 ukazuje schemat ideowy modułu interfejsu liniowego wchodzącego w skład czujnika cyfrowego. Jak pokazano na fig. 1 rysunku czujnik cyfrowy z dwukierunkową transmisją cyfrową składa się z interfejsu liniowego (2), który poprzez układ modemowy (3) jest połączony z wejściami procesora (9) współpracującego z alfanumerycznym wyświetlaczem ciekłokrystalicznym. Do wejść interfejsu liniowego (2) jest przyłączona dwuprzewodowa linia teletechniczna, z której zasilany jest prądowo moduł zasilacza (1), przy czym linia zasilająca jest równocześnie przeznaczona do transmisji danych oraz informacji tekstowych z i do czujnika. Wejście (2.1) interfejsu (2) jest przeznaczone dla sygnału cyfrowego z toru nadawczego czujnika, natomiast wyjściem (2.2) interfejsu (2) sygnał quasi cyfrowy jest przekazywany do części odbiorczej czujnika i do procesora (9). Nadto z procesorem (9) współpracuje pomiarowa komora (4) przetwarzająca informację o wielkości mierzonej na sygnał elektryczny, moduł (5) sterujący urządzeniem wyłączającym (6), a także moduł zdalnego sterowania (7) odbierający sygnały w podczerwieni sterujące procesem kalibracji czujnika, jak również moduł zegara czasu rzeczywistego (8). Z kolei jak pokazano na fig. 2 rysunku wzmacniacz operacyjny (U1A) w bloku interfejsu (2) pełni funkcję stabilizatora napięcia na rezystorze (R7), natomiast wzmacniacz operacyjny (U1B) wzmacnia sygnały transmisji cyfrowej odbierane z linii telemetrycznej. Opisany czujnik cyfrowy realizuje transmisję cyfrową szeregową w standardzie CCITT V.23/ETSI, z modulacją FSK (Frequency Shift Keying) z prędkością 1200b/s, w systemie duplex. Transmisja danych z i do czujnika odbywa się po dwuprzewodowej linii zasilającej. Czujnik posiada swój numer identyfikacyjny zawierający indywidualny adres i typ czujnika, który jest przesyłany do systemu sterującego. Nadto jest wyposażony w funkcję pomiaru temperatury - informacja o temperaturze może służyć do korekcji temperaturowej wskazań czujnika oraz może być przesłana do systemu sterującego. Ujawniony czujnik transmituje dane do systemu sterującego na żądanie systemu po stwierdzeniu zgodności adresu (numeru) własnego z odebranym. Czujnik ma wbudowany zegar czasu rzeczywistego synchronizowany z systemu oraz posiada wbudowane urządzenie wyłączające o dwóch niezależnych wyjściach i dwóch niezależnych progach zadziałania. Czujnik według wynalazku charakteryzuje się prostą i zwartą, modułową budową i brakiem mechanicznych elementów do obsługi i regulacji, takich jak potencjometry, czy przełączniki, natomiast obsługa i regulacja czujnika odbywa się za pomocą dołączanej do niego przystawki bezprzewodowo, na podczerwień. Graniczne parametry pracy czujnika są następujące: zakres temperatur od -20 C do +40 C; wilgotność: 5-90% Zastrzeżenia patentowe 1. Czujnik cyfrowy z dwukierunkową transmisją cyfrową znajdujący zastosowanie w kopalnianych systemach telemetrycznych jako czujnik tlenku węgla, metanu i temu podobnych parametrów kopalnianego systemu wentylacyjnego, znamienny tym, że składa się z interfejsu liniowego (2), który poprzez układ modemowy (3) jest połączony z wejściami procesora (9) współpracującego z alfanumerycznym wyświetlaczem ciekłokrystalicznym, przy czym do wejść interfejsu liniowego (2) jest przyłączona dwuprzewodowa linia teletechniczna, z której zasilany jest prądowo moduł zasilacza (1), z tym, że linia zasilająca jest równocześnie przeznaczona do transmisji danych oraz informacji tekstowych z i do czujnika, natomiast wejście (2.1) interfejsu (2) jest przeznaczone dla sygnału cyfrowego z toru nadawczego czujnika, z kolei wyjście (2.2) interfejsu (2), na którym pojawia się sygnał quasi cyfrowy jest połączone z częścią odbiorczą czujnika i z procesorem (9), przy tym z procesorem (9) współpracuje pomiarowa komora (4) przetwarzająca informację o wielkości mierzonej na sygnał elektryczny, moduł (5) sterujący urządzeniem wyłączającym (6), a także moduł zdalnego sterowania (7) odbierający sygnały w podczerwieni sterujące procesem kalibracji czujnika, jak również moduł zegara czasu rzeczywistego (8). 2. Czujnik według zastrz. 1, znamienny tym, że usytuowany w bloku interfejsu (2) wzmacniacz operacyjny (U1A) pełni funkcję stabilizatora napięcia na rezystorze (R7), natomiast wzmacniacz operacyjny (U1B) wzmacnia sygnały transmisji cyfrowej odbierane z linii telemetrycznej.

4 4 PL B1 Rysunki

5 PL B1 5

6 6 PL B1 Departament Wydawnictw UP RP Cena 2,00 zł.