[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2711632C1 - Method of underground facilities of subway monitoring and system for its implementation - Google Patents

Method of underground facilities of subway monitoring and system for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2711632C1
RU2711632C1 RU2019100363A RU2019100363A RU2711632C1 RU 2711632 C1 RU2711632 C1 RU 2711632C1 RU 2019100363 A RU2019100363 A RU 2019100363A RU 2019100363 A RU2019100363 A RU 2019100363A RU 2711632 C1 RU2711632 C1 RU 2711632C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phase
output
code
frequency
input
Prior art date
Application number
RU2019100363A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Иванович Дикарев
Борис Викторович Березин
Николай Петрович Казаков
Валерий Владимирович Лесничий
Original Assignee
Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева" filed Critical Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева"
Priority to RU2019100363A priority Critical patent/RU2711632C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2711632C1 publication Critical patent/RU2711632C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: computer engineering.SUBSTANCE: disclosed method and system relate to automation and computer engineering and can be used in constructing systems for automated monitoring of underground facilities of subway. System implementing said method comprises electronic identifiers 1.i (i=1, 2, …, n), reader 2 transmitting radio modem 3 with transceiver antenna 8, a receiving radio modem 5 with receiving antenna 23 connected to a computer. Each receiving identifier 1.i (i=1, 2, …, n) comprises piezocrystal 18, a microstrip transceiving antenna 19, electrodes 20, buses 21.1 and 21.2, a set of reflectors 22.1 and detecting element 22.2. Reader 2 comprises driving oscillator 6, circulator 7, high-frequency amplifier 9, phase detector 10, phase doubler 30, phase divider 31 for two, a second narrow-band filter 32, frequency detector 43, trigger 44 and a double balanced switch 45. Transmitting wireless modem 3 comprises first 11 and second 10 delay lines, pseudorandom sequence generator 12, adder 13, multiplier 14, narrowband filter 15, phase manipulator 16, power amplifier 17, phase meter 33, analogue-to-digital converter 34, reference phase shift generating unit 35, codes comparison unit 36, first 37, second 38 and third 39 keys, memory unit 41 and switch 42. Receiving radio modem 5 comprises high-frequency amplifier 24, demodulator 25 of phase-shift keyed signals, first 26 and second 27 multipliers, narrow-band filter 28 and low-pass filter 29.EFFECT: high noise-immunity of receiving a phase-shift keyed signal and reliability of determining coordinates of electronic identifiers, as well as accuracy of changing phase shift Δϕ by eliminating the phenomenon of "reverse operation" of the second type.2 cl, 6 dwg

Description

Предлагаемые способ и система относятся к автоматике и вычислительной технике и могут быть использованы при построении систем автоматизированного контроля состояния подземных сооружений метрополитена.The proposed method and system relates to automation and computer technology and can be used in the construction of automated monitoring systems for the status of underground metro structures.

Следует отметить, что решение транспортной задачи в крупных мегаполисах возможно только путем создания разветвленной сети метрополитена.It should be noted that the solution of the transport problem in large cities is possible only through the creation of an extensive metro network.

При этом, чем более сложной и разветвленной, становится строительство подземных сооружений, чем больше становится количество пассажиров, чем плотнее движение подвижного состава, тем более важной становится проблема обеспечения безопасности, как пассажиров, так и подземных сооружений метрополитена, как на этапе строительства, так и на этапе эксплуатации.At the same time, the more complex and ramified the construction of underground structures becomes, the larger the number of passengers becomes, the denser the movement of rolling stock, the more important becomes the problem of ensuring the safety of both passengers and underground metro structures, both at the construction stage and at the operation stage.

Известны способы и устройства определения координат подвижных объектов в закрытых помещениях (патенты РФ №№2.013.785, 2.105.993, 2.248.235, 2.284.542, 2.286.486, 2.350.982, 2.351.945, 2.245.396; патенты США №№4.916.455, 6.044.256, 7.151.447; патент Великобритании №2.256.730; патент Франции №2.630.565; Бурлаков В. Радиочастотная идентификация. Электронные компоненты, 2005, №5, с. 50-60 и другие).Known methods and devices for determining the coordinates of moving objects in enclosed spaces (RF patents Nos. 2,013.785, 2.105.993, 2.248.235, 2.284.542, 2.286.486, 2.350.982, 2.351.945, 2.245.396; US patents No. 4.916.455, 6.044.256, 7.151.447; UK patent No. 2.256.730; French patent No. 2.630.565; Burlakov V. Radio-frequency identification. Electronic components, 2005, No. 5, pp. 50-60 and others) .

Из известных способов и устройств наиболее близкими к предлагаемым являются «Способ мониторинга состояния подземных сооружений метрополитена и система для его реализации» (патент РФ №2.425.396, G01S 13/75, 2009), которые и выбраны в качестве базовых объектов.Of the known methods and devices closest to the proposed are the "Method for monitoring the status of underground metro structures and a system for its implementation" (RF patent No. 2.425.396, G01S 13/75, 2009), which are selected as the base objects.

Известные способ и система обеспечивают постоянный мониторинг состояния подземных сооружений метрополитена. Это достигается использованием электронных идентификаторов на поверхностных акустических волнах (ПАВ) с чувствительными элементами. В качестве электронных идентификаторов могут быть использованы датчики следующих физических величин: давления, деформации, температуры, освещенности, загазованности и т.п. Указанные датчики, установленные на подземные сооружения метрополитена, позволяют вести постоянный контроль за их состоянием с целью обеспечения конструкционной, газовой, пожарной и других видов безопасности. Причем контроль осуществляется визуально на мониторе ЭВМ, размещенной на конечной станции метрополитена.The known method and system provides continuous monitoring of the status of underground metro structures. This is achieved using electronic identifiers on surface acoustic waves (SAWs) with sensitive elements. Sensors of the following physical quantities can be used as electronic identifiers: pressure, deformation, temperature, illumination, gas contamination, etc. These sensors installed on underground metro structures allow constant monitoring of their condition in order to ensure structural, gas, fire and other types of safety. Moreover, the control is carried out visually on a computer monitor located at the final metro station.

При этом опорное напряжение (фиг. 5, д)In this case, the reference voltage (Fig. 5, d)

U4(t)=ν4Cos(ω(t)+ϕ1+Δϕ), 0≤t≤T1 U 4 (t) = ν 4 Cos (ω (t) + ϕ 1 + Δϕ), 0≤t≤T 1

необходимое для нормальной работы фазового детектора 10 и точного измерения фазового сдвига Δϕ в фазометре 33, выделяется непосредственно из принимаемого ФМн - сигнала U2(t) с помощью удвоителя 30 фазы, делителя 31 фазы на два и второго узкополосного фильтра 32. Указанные блоки реализуют схему Пистолькорса А.А., которой присуще явление «обратной работы» и которое может быть двух типов.necessary for the normal operation of the phase detector 10 and the accurate measurement of the phase shift Δϕ in the phase meter 33, is extracted directly from the received PSK signal U 2 (t) using a phase doubler 30, a phase divider 31 into two and a second narrow-band filter 32. These blocks implement the circuit Pistolkors AA, which is characterized by the phenomenon of “reverse work” and which can be of two types.

Первый тип «обратной работы» обусловлен неопределенностью начальной фазы опорного напряжения, выделяемого непосредственно из принимаемого ФМн-сигнала U2(t). При равновероятных значениях манипулированной составляющей фазы UK1(t)={0, π}, отсутствует признак, который позволял бы «привязать» фазу ϕ1 опорного напряжения U4(t) к одной из фаз сигнала. Поэтому фаза опорного напряжения всегда имеет два устойчивых состояния: ϕ1 (фиг. 5, д) и ϕ2+π (фиг. 5, ж). Это легко показать аналитически.The first type of “reverse operation” is due to the uncertainty of the initial phase of the reference voltage, which is extracted directly from the received PSK signal U 2 (t). When the manipulated component of the phase U K1 (t) = {0, π} is equally probable, there is no sign that would allow us to “bind” the phase ϕ 1 of the reference voltage U 4 (t) to one of the signal phases. Therefore, the phase of the reference voltage always has two stable states: ϕ 1 (Fig. 5, e) and ϕ 2 + π (Fig. 5, g). This is easy to show analytically.

Если произвести деление аналогичное предыдущему, но предварительно добавив к аргументу угол 2π, что не изменяет исходного напряжения, то после деления на два получится напряжение, сдвинутое по фазе на π (фиг. 5, ж)If the division is similar to the previous one, but after adding the angle 2π to the argument, which does not change the initial voltage, then after dividing by two, the voltage is shifted in phase by π (Fig. 5, g)

Figure 00000001
Figure 00000001

Следовательно, двузначность фазы полученного опорного напряжения вытекает из самого процесса деления. Физически указанная двузначность фазы объясняется неустойчивой работой делителя 31 фазы на два. Таким образом, даже имея в считывателе 2 опорное напряжение с постоянной начальной фазой ϕ1 и частотой ω1, равной частоте ω1 принимаемого ФМн-сигнала U2(t), можно выделить истинный модулирующий код M1(t) (фиг.5, е), либо инверсный модулирующий код

Figure 00000002
(фиг.5, з)Therefore, the ambiguity of the phase of the obtained reference voltage results from the division process itself. The physically indicated two-valued phase is due to the unstable operation of the phase divider 31 into two. Thus, even having a reference voltage in the reader 2 with a constant initial phase ϕ 1 and a frequency ω 1 equal to the frequency ω 1 of the received PSK signal U 2 (t), one can select the true modulating code M 1 (t) (Fig. 5, e) or inverse modulating code
Figure 00000002
(figure 5, h)

Однако, анализируя истинный M1(t) или инверсный

Figure 00000003
модулирующие коды, можно достоверно определить его параметры (закон фазовой манипуляции, длительность τэ и количество N элементарных посылок), т.е. координаты электронного идентификатора. При этом не принципиально, в прямом или инверсном виде анализируются модулирующий код M1(t). Необходимо, чтобы было обеспечено постоянство фазы опорного напряжения в течении всего времени приема и анализа. Именно такая ситуация возникает в тех реальных условиях приема, когда отсутствуют априорные сведения о параметрах принимаемого ФМн-сигнала U2(t). Поэтому в процессе когерентного приема и синхронного детектирования ФМн-сигнала U2(t) нет необходимости раскрывать неопределенность фазы опорного напряжения U4(t), которая является внутренним свойством данных сигналов.However, by analyzing the true M 1 (t) or inverse
Figure 00000003
modulating codes, it is possible to reliably determine its parameters (the law of phase manipulation, duration τ e and the number N of chips), i.e. coordinates of the electronic identifier. In this case, it does not matter, in direct or inverse form, the modulating code M 1 (t) is analyzed. It is necessary that the constancy of the phase of the reference voltage is ensured throughout the entire time of reception and analysis. It is this situation that arises in those real reception conditions when there is no a priori information about the parameters of the received PSK signal U 2 (t). Therefore, in the process of coherent reception and synchronous detection of the PSK signal U 2 (t), there is no need to disclose the phase uncertainty of the reference voltage U 4 (t), which is an internal property of these signals.

Таким образом, первый тип «обратной работы» не снижает помехоустойчивости приема ФМн-сигнала и достоверности определения координат электронного идентификатора, а также точности измерения фазового сдвига Δϕ.Thus, the first type of “reverse operation” does not reduce the noise immunity of the reception of the PSK signal and the reliability of determining the coordinates of the electronic identifier, as well as the accuracy of measuring the phase shift Δϕ.

Второй тип «обратной работы» обусловлен скачкообразными переходами фазы опорного напряжения

Figure 00000004
(фиг.6, б) из одного состояния ϕ1 в другое ϕ1+π под действием помех, кратковременного прекращения приема и других дестабилизирующих факторов. Эти переходы за время приема ФМН-сигнала U2(t) происходят в случайные моменты времени, например, t1, t2 (фиг. 6, б). При этом на выходе фазового детектора 10 выделяется искаженный модулирующий код M4(t) (фиг. 6, в). Данный тип «обратной работы» является весьма вредным в технике приема ФМн-сигнала U2(t) и делает невозможным достоверное определение координат электронных идентификаторов и точное измерение фазового сдвига Δϕ.The second type of “reverse operation” is due to spasmodic phase transitions of the reference voltage
Figure 00000004
(Fig.6, b) from one state ϕ 1 to another ϕ 1 + π under the influence of interference, short-term termination of reception and other destabilizing factors. These transitions during the reception of the FMN signal U 2 (t) occur at random times, for example, t 1 , t 2 (Fig. 6, b). Thus at the output of the phase detector 10 is allocated a distorted modulating code M 4 (t) (Fig. 6, c). This type of “reverse operation” is very harmful in the technique of receiving the QPSK signal U 2 (t) and makes it impossible to reliably determine the coordinates of electronic identifiers and accurately measure the phase shift Δϕ.

Технической задачей изобретения является повышение помехоустойчивости приема ФМн-сигнала и достоверности определения координат электронных идентификаторов, а также точности измерения фазового сдвига Δϕ1 путем устранения явления «обратной работы» второго типа.An object of the invention is to increase the noise immunity of the reception of the QPSK signal and the reliability of determining the coordinates of electronic identifiers, as well as the accuracy of measuring the phase shift Δϕ 1 by eliminating the phenomenon of "reverse work" of the second type.

Поставленная задача решается тем, что способ мониторинга состояния подземных сооружений метрополитена, основанный, в соответствии с ближайшим аналогом, на использовании электронных идентификаторов и считывателей, при этом считыватель устанавливают на подвижном объекте, а электронные идентификаторы закрепляют на элементах конструкций помещения, при приближении к электронному идентификатору подвижного объекта считывают код электронного идентификатора и вместе с кодом подвижного объекта передают через радиомодем на радиомодем электронно-вычислительной машины (ЭВМ), положение электронных идентификаторов определяют сеткой с постоянным шагом, нанесенной на план помещения, коды электронных идентификаторов и коды координат их положения запоминают в ЭВМ, в которой определяют координаты подвижного объекта и отображают его положение на мониторе совместно с планом помещения, в качестве электронного идентификатора используют пьезокристалл с нанесенным на его поверхность алюминиевым встречно-штыревым преобразователем, связанным с микрополосковой антенной, и набором отражателей, при приближении к электронному идентификатору подвижного объекта его считывателем облучают электронный идентификатор гармоническим колебанием несущей частоты ω1 принимают его на электронном идентификаторе, преобразуют в акустическую волну, обеспечивают ее распространение по поверхности пьезокристалла и обратное отражение, преобразуют отраженную акустическую волну опять в сложный сигнал с фазовой манипуляцией, внутренняя структура которого соответствует структуре встречно-штыревого преобразователя, переизлучают его в эфир, принимают считывателем подвижного объекта, усиливают по амплитуде, усиленный по амплитуде сложный сигнал с фазовой манипуляцией на частоте ω1 умножают и делят по фазе на два, выделяют гармоническое колебание на частоте ω1 и используют его в качестве опорного напряжения для синхронного детектирования принимаемого сигнала с фазовой манипуляцией на частоте ω1 и для сравнения его по фазе с гармоническим колебанием несущей частоты ω1, осуществляют синхронное детектирование принимаемого сигнала с фазовой манипуляцией на частоте ω1, выделяют низкочастотное напряжение, соответствующее коду электронного идентификатора, измеряют фазовый сдвиг, обусловленный воздействием параметров внешней среды на чувствительный элемент электронного идентификатора, преобразуют его в код, сравнивают с эталонным кодом и по результатам сравнения формируют управляющее напряжение, которое используют для разрешения дальнейшей обработки кодов подвижного объекта, электронного идентификатора и фазового сдвига, задерживают код электронного идентификатора на время, равное его длительности, суммируют его с кодом подвижного объекта, задерживают код фазового сдвига на время, равное сумме длительностей кодов подвижного объекта и электронного идентификатора, суммируют задержанный код фазового сдвига с задержанным кодом электронного идентификатора и кодом подвижного объекта, запоминают суммарный код, перемножают гармоническое колебание несущей частоты ω1 само на себя, выделяют гармоническое колебание несущей частоты ω2=2ω1, в момент остановки электропоезда на конечной станции метро, манипулируют суммарным кодом по фазе гармоническое колебание несущей частоты ω2=2ω1, сформированный сложный сигнал с фазовой манипуляцией на частоте ω2 излучают в эфир, принимают радиомодемом ЭВМ, усиливают по амплитуде, перемножают с опорным напряжением, выделяют низкочастотное напряжение, соответствующее суммарному коду, регистрируют и анализируют его, перемножают низкочастотное напряжение с принимаемым сложным сигналом с фазовой манипуляций, выделяют гармоническое колебание несущей частоты ω2 и использует его в качестве опорного напряжения, причем в качестве помещения используют транспортный тоннель метрополитена, а в качестве подвижного объекта используют кабину машиниста электропоезда, приемный радиомодем и ЭВМ и размечают на конечной станции метро, электронные идентификаторы снабжают чувствительным элементом, который размещают на пьезокристалле между встречно-штыревым преобразователем и набором отражающей, отличается от ближайшего аналога тем, что выделяют короткие разнополярные импульсы в моменты скачкообразного изменения фазы опорного напряжения под воздействием различных дестабилизирующих факторов, используют их для формирования прямоугольного положительного импульса, длительность которого соответствует длительности пораженного участка опорного напряжение, воздействует им на опорное напряжение, возвращая его фазу в исходное устойчивое состояние, формируют опорное напряжение со стабильной фазой и устраняют явление «обратной работы» второго типа.The problem is solved in that the method of monitoring the status of underground metro structures, based, in accordance with the closest analogue, using electronic identifiers and readers, while the reader is installed on a moving object, and electronic identifiers are fixed on the structural elements of the room, when approaching the electronic identifier of the mobile object, the electronic identifier code is read and, together with the code of the mobile object, is transmitted via a radio modem to an electronic radio modem Crown computer (computer), the position of electronic identifiers is determined by a grid with a constant step plotted on the floor plan, codes of electronic identifiers and coordinate codes of their position are stored in a computer in which the coordinates of the moving object are determined and its position is displayed on the monitor together with the floor plan , as an electronic identifier, a piezocrystal with an aluminum interdigital transducer deposited on its surface connected to a microstrip antenna and a set of printers, when approaching the electronic identifier of the moving object, the reader is irradiated with the reader by the harmonic oscillation of the carrier frequency ω 1 , it is received on the electronic identifier, converted into an acoustic wave, its propagation over the surface of the piezocrystal and back reflection, converted the reflected acoustic wave again into a complex signal with phase manipulation, the internal structure of which corresponds to the structure of the interdigital transducer, reradiate it ether, take reader moving object, increase in amplitude, increased in amplitude composite signal with a phase shift keying at the frequency ω 1 is multiplied and divided in phase two, isolated harmonic oscillation at frequency ω 1 and use it as a reference voltage for the synchronous detection of the received signal with phase shift keying at a frequency of ω 1 and to compare it in phase with the harmonic oscillation of the carrier frequency ω 1 , synchronously detect the received signal with phase shift keying at a frequency of ω 1 , isolate the low-frequency voltage corresponding to the code of the electronic identifier, measure the phase shift due to the influence of environmental parameters on the sensitive element of the electronic identifier, convert it into a code, compare it with the reference code and form the control voltage from the comparison results, which is used to allow further processing of the codes of the moving object , electronic identifier and phase shift, delay the electronic identifier code for a time equal to its long They summarize it with the code of the moving object, delay the phase shift code for a time equal to the sum of the durations of the codes of the moving object and the electronic identifier, summarize the delayed phase shift code with the delayed code of the electronic identifier and the code of the moving object, remember the total code, multiply the harmonic oscillation of the carrier frequency ω 1 on itself, emit a harmonic oscillation of the carrier frequency ω 2 = 2ω 1 , at the time of stopping the train at the final metro station, manipulate the total code in phase harmonic oscillation of the carrier frequency ω 2 = 2ω 1 , the generated complex signal with phase shift keying at the frequency ω 2 is broadcasted, received by a computer radio modem, amplified in amplitude, multiplied with a reference voltage, a low-frequency voltage corresponding to the total code is isolated, recorded and analyzed, multiply the low-frequency voltage with the received complex signal from phase manipulation, emit harmonic oscillation of the carrier frequency ω 2 and use it as a reference voltage, and as a place The stations use the transport tunnel of the subway, and as the moving object they use the driver’s cab of the electric train, the receiving radio modem and the computer and mark it up at the terminal metro station, the electronic identifiers are equipped with a sensitive element that is placed on the piezoelectric crystal between the interdigital transducer and the reflective set, differs from the closest analogue the fact that they emit short bipolar pulses at moments of abrupt change in the phase of the reference voltage under the influence of various destabilized factors, they are used to form a rectangular positive impulse, the duration of which corresponds to the duration of the affected area of the reference voltage, acts on the reference voltage, returning its phase to its initial stable state, form a reference voltage with a stable phase and eliminate the phenomenon of "reverse work" of the second type.

Поставленная задача решается тем, что система для мониторинга состояние подземных сооружений метрополитена, содержащая, в соответствии с ближайшим аналогом, электронные идентификаторы, размещенные на элементах конструкций помещения, считыватель установленный на подвижном объекте, передающий радиомодем, связанный со считывателем, и приемный радиомодем, подключенный к электронно-вычислительной машине, при этом положение электронных идентификаторов определяется сеткой с постоянным шагом, нанесенной на план помещения, коды электронных идентификаторов и коды координат их положения запоминаются в ЭВМ, в которой определяются координаты подвижного объекта и отображается его положение на мониторе совместно с планом помещения, считыватель выполнен в виде последовательно включенных задающего генератора, циркулятора, вход-выход которого связан с приемно-передающей антенной, усилителя высокой частотой, удвоится фазы, делителя фазы на два и второго узкополосного фильтра к выходу усилителя высокой частоты подключен фазовый детектор, передающий радиомодем выполнен в виде последовательно подключенных к выходу задающего генератора перемножителя, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, первого узкополосного фильтра, фазового манипулятора и усилителя мощности, вход которого соединен с вторым входом циркулятора, последовательно подключенных к выходу задающего генератора фазометра, аналого-цифрового преобразователя, блока формирования эталонного фазового сдвига первого ключа, второй вход которого соединены с входом аналого-цифрового преобразователя, второй линии задержки, сумматора, блока памяти и переключателя, вход которого соединен с вторым входом фазового манипулятора, последовательно подключенных к выходу блока сравнения кодов второго кольца, второй вход которого соединен с входом фазового манипулятора последовательно подключенных к выходу блока сравнения кодов второго кольца, второй вход которого соединенных с входом фазового детектора, и первой линии задержки, вход которой соединен с вторым входом сумматора, третий вход которого соединен через третий ключ с входом блока сравнения кодов и генератора последовательной последовательности электронный идентификатор выполнен в виде пьезокристалла и нанесенным на его поверхность алюминиевым тонкопленочным встречно-штыревым преобразователем, связанным микрополосковой антенной, чувствительным элементом и набором отражающей, встречно-штыревой преобразователь содержит два гребенчатые системы электродов, электроды каждой из гребенок соединены друг с другом шинами, связанными микрополосковой антенной, приемный радиомодем выполнен в виде последовательно включенных приемной антенна, усилителя высокой частоты, первого перемножителя, второй вход которого соединен с выходом фильтра нижних частот, узкополосного фильтра, второго перемножителя, второй вход которого соединен с выходом усилителя высокой частоты, и фильтра нижних частот, выход которого подключен к ЭВМ, чувствительный элемент размещены на пьезокристалле между встречно-штыревым преобразователем и набором отражателей, в качестве помещения использован транспортный тоннель метрополитена, а в качестве подвижного объекта использована кабина машиниста электропоезда, приемный радиомодем и ЭВМ размещены на конечной станции метро, отличается от ближайшего аналога тем, что считыватель снабжен частотным детектором, триггером и двойным балансным переключателем, причем к выходу второго узкополосного фильтра последовательно подключены частотный детектор, триггер и двойной балансный переключатель, второй вход которого соединен с выходом второго узкополосного фильтра, а выход подключен к второму входу фазового детектора и фазометра.The problem is solved in that a system for monitoring the status of underground metro structures, containing, in accordance with the closest analogue, electronic identifiers located on the structural elements of the room, a reader mounted on a moving object, a radio transmitting modem connected to the reader, and a receiving radio modem connected to electronic computer, while the position of electronic identifiers is determined by a grid with a constant step plotted on the floor plan, the codes are electronic identifiers and coordinates codes of their position are stored in a computer, in which the coordinates of the moving object are determined and its position is displayed on the monitor together with the floor plan, the reader is made in the form of sequentially connected master oscillator, circulator, the input-output of which is connected to the transmitting and receiving antenna, amplifier high frequency, phase doubles, phase divider into two and a second narrow-band filter, a phase detector is connected to the output of the high-frequency amplifier, the transmitting radio modem is made in the form of therefore connected to the output of the master oscillator of the multiplier, the second input of which is connected to the output of the master oscillator, the first narrow-band filter, phase manipulator and power amplifier, the input of which is connected to the second input of the circulator, serially connected to the output of the master oscillator of the phase meter, analog-to-digital converter, forming unit the reference phase shift of the first key, the second input of which is connected to the input of the analog-to-digital Converter, the second delay line, the adder, a memory unit and a switch, the input of which is connected to the second input of the phase manipulator, sequentially connected to the output of the second code code comparison unit, the second input of which is connected to the input of the phase manipulator, sequentially connected to the output of the second code code comparison unit, the second input of which is connected to the input of the phase detector , and the first delay line, the input of which is connected to the second input of the adder, the third input of which is connected through the third key to the input of the code comparison unit and the generator after In the sequential sequence, the electronic identifier is made in the form of a piezocrystal and an aluminum thin-film interdigital transducer deposited on its surface, connected by a microstrip antenna, a sensitive element and a set of reflective, interdigital transducer, contains two comb electrode systems, the electrodes of each of the combs are connected by buses, connected by a microstrip antenna, the receiving radio modem is made in the form of a series-connected receiving antenna, amplify I high-frequency, the first multiplier, the second input of which is connected to the output of the low-pass filter, a narrow-band filter, the second multiplier, the second input of which is connected to the output of the high-frequency amplifier, and the low-pass filter, the output of which is connected to the computer, the sensitive element is placed on the piezoelectric crystal between with an interdigital transducer and a set of reflectors, the metro transport tunnel was used as a room, and the electric train driver’s cab was used as a moving object, The receiving radio modem and the computer are located at the metro terminal station, differs from the closest analogue in that the reader is equipped with a frequency detector, a trigger and a double balanced switch, and a frequency detector, a trigger and a double balanced switch are connected in series to the output of the second narrow-band filter, the second input of which is connected to the output of the second narrow-band filter, and the output is connected to the second input of the phase detector and phase meter.

Структурная схема системы, реализующий предлагаемый способ, представлена на фиг. 1. Функциональная схема электронного идентификатора изображена на фиг. 2. Структурная схема считывателя 2 и передающего радиомодема 3 представлена на фиг. 3. Структурная схема приемного радиомодема 5 представлена на фиг. 4. Временные диаграммы, поясняющие принцип работы системы, изображены на фиг. 5 и 6.The structural diagram of the system that implements the proposed method is presented in FIG. 1. The functional diagram of the electronic identifier is shown in FIG. 2. The block diagram of the reader 2 and the transmitting radio modem 3 is shown in FIG. 3. The block diagram of the receiving radio modem 5 is shown in FIG. 4. Timing diagrams explaining the principle of the system are shown in FIG. 5 and 6.

Система для мониторинга состояния подземных сооружений метрополитена содержит электронные идентификаторы 1.i (i=1, 2 …, n), считыватель 2, передающий радиомодем 3 с приемопередающей антенной 8, приемный радиомодем 5 с приемной антенной 23, подключенной к ЭВМ 4 (рис. 1).The system for monitoring the status of underground metro structures contains electronic identifiers 1.i (i = 1, 2 ..., n), a reader 2, a transmitting radio modem 3 with a transceiving antenna 8, a receiving radio modem 5 with a receiving antenna 23 connected to a computer 4 (Fig. 1).

Электронные идентификаторы 1.i (i=1, 2 …, n) закрепляются на элементах конструкций подземных сооружениях метрополитена, считыватель 2 и передающий радиомодем 3 с приемопередающей антенной 8 устанавливаются в кабине машиниста электропоезда, приемный радиомодем 5 с приемной антенной 23 и ЭВМ размещаются на конечной станции метрополитена. Каждый электронный идентификатор 1.i (i=1, 2 …, n) выполнен в виде пьезокристалла 18 с нанесенным на его поверхность алюминиевым тонкопленочным встречно-штыревым преобразователем (ВШП), связанным микрополосовой приемопередающей антенной 19, набором отражателей 22.1 и чувствительным элементом 22.2 ВШП поверхностных акустических волн (ПАВ) содержит две гребенчатые системы электродов 20, шины 21.1 и 21.2, которые соединяют электроды 20 каждый из гребенок между собой. Шины 21.1 и 21.2, свою очередь, связаны с микрополосковой антенной 19 (рис. 2).Electronic identifiers 1.i (i = 1, 2 ..., n) are fixed on the structural elements of underground metro structures, the reader 2 and the transmitting radio modem 3 with the transceiver antenna 8 are installed in the driver’s cab of the electric train, the receiving radio modem 5 with the receiving antenna 23 and the computer are placed on subway station. Each electronic identifier 1.i (i = 1, 2 ..., n) is made in the form of a piezocrystal 18 with an aluminum thin-film interdigital transducer (IDT) deposited on its surface, connected by a micro-band transceiver antenna 19, a set of reflectors 22.1, and a sensitive element 22.2 IDT surface acoustic waves (SAW) contains two comb systems of electrodes 20, tires 21.1 and 21.2, which connect the electrodes 20 each of the combs to each other. Tires 21.1 and 21.2, in turn, are connected to the microstrip antenna 19 (Fig. 2).

Считыватель 2 выполнен в виде последовательно включенных задающего генератора 6, циркулятора 7, вход-выход которого связан с приемопередающей антенной 8, усилителя 9 высокой чистоты, удвоится 30 фазы, делителя 31 фазы на два, второго узкополосного фильтра 32, частотного детектора 43, триггера 44, двойного балансного переключателя 45, второй вход которого соединен с выходом усилителя 9 высокой частоты.The reader 2 is made in the form of series-connected master oscillator 6, circulator 7, the input-output of which is connected to the transceiver antenna 8, high-purity amplifier 9, doubles 30 phases, phase divider 31 into two, second narrow-band filter 32, frequency detector 43, trigger 44 , a double balanced switch 45, the second input of which is connected to the output of the high-frequency amplifier 9.

Передающий радиомодем 3 выполнен в виде последовательно подключенных к выходу задающего генератора 6 перемножителя 14, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора 6, первого узкополосного фильтра 15, фазового манипулятора 16 и усилителя 17 мощности, выход которого соединен с вторым входом циркулятора 7, последовательно подключенных к выходу задающего генератора 6, фазометра 33, второй вход которого соединен с выходом двойного балансного переключателя 45, аналого-цифрового преобразователя 34, блока 36 сравнения кодов, второй вход которого соединен с выходом блока 35 формирования эталонного фазового сдвига, первого ключа 37, второй вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя 34, второй линии задержки 40, сумматора 13, блока 41 памяти и переключателя 42 выход которого соединен с вторым входом фазового манипулятора 16. К выходу фазового манипулятора 16. К выходу фазового детектора 10 последовательно подключен второй ключ 38, второй вход которого соединен с входом блока 36 сравнение кодов, и первая линия задержки 11, вход которой соединен с вторым входом сумматора 13, третий вход которого через третий ключ 39 соединен с входом генератора 12 псевдослучайной последовательности и блока 36 сравнения кодов (рис. 3).The transmitting radio modem 3 is made in the form of a multiplier 14 connected in series to the output of the master oscillator 6, the second input of which is connected to the output of the master oscillator 6, the first narrow-band filter 15, the phase manipulator 16 and the power amplifier 17, the output of which is connected to the second input of the circulator 7, connected in series the output of the master oscillator 6, phase meter 33, the second input of which is connected to the output of the double balanced switch 45, analog-to-digital Converter 34, block 36 comparison of codes, the second input which is connected to the output of the reference phase shift generation unit 35, the first key 37, the second input of which is connected to the output of the analog-to-digital converter 34, the second delay line 40, the adder 13, the memory unit 41, and the switch 42 whose output is connected to the second input of the phase manipulator 16 . To the output of the phase manipulator 16. A second key 38 is connected in series to the output of the phase detector 10, the second input of which is connected to the input of the code comparison unit 36, and the first delay line 11, the input of which is connected to the second input of the sum Ator 13, the third input of which via the third switch 39 is connected to the reference input of the generator 12 and the pseudo-random sequence code block 36 (Fig. 3).

Приемный радиомодем 5 выполненный в виде последовательно подключенных к выходу приемной антенны 23, усилителя 24 высокой частоты, первого перемножителя 26, второй вход которого соединен с выходом фильтра 29 нижних частот, узкополосного фильтра 28, второго перемножителя 27, второй вход которого соединен с выходом усилителя 24 высокой частоты, и фильтра 29 нижних частот, выход которого подключен к ЭВМ 4.The receiving radio modem 5 is made in the form of series-connected to the output of the receiving antenna 23, the high-frequency amplifier 24, the first multiplier 26, the second input of which is connected to the output of the low-pass filter 29, the narrow-band filter 28, the second multiplier 27, the second input of which is connected to the output of the amplifier 24 high frequency, and a low-pass filter 29, the output of which is connected to a computer 4.

Первый 26 и второй 27 перемножители, узкополосный фильтр 28 и фильтр 29 нижних частот образуют демодулятор 25 сложных ФМн-сигналов.The first 26 and second 27 multipliers, a narrow-band filter 28 and a low-pass filter 29 form a demodulator 25 of complex QPSK signals.

Способ мониторинга состояния подземных сооружений метрополитена реализуют следующим образом.A method for monitoring the status of underground metro structures is implemented as follows.

Составляется (или берется готовый) план транспортного тоннеля между станциями метро. Замеряются расстояния по этому плану между электронными идентификации 1.i (i=1, 2 …, n), которые должны служить отметками координат. Возможен и другой вариант, когда электронные идентификаторы устанавливаются в определенных точках транспортного тоннеля с заранее известными координатами.A transport tunnel between metro stations is drawn up (or taken). The distances according to this plan are measured between electronic identifications 1.i (i = 1, 2 ..., n), which should serve as coordinate marks. Another option is also possible when electronic identifiers are installed at certain points of the transport tunnel with previously known coordinates.

При движении электропоезда по транспортному тоннелю (рис. 1) задающим генератором 6 считывателя 2 формируется высокочастотное колебание (рис. 5, а)When the electric train moves along the transport tunnel (Fig. 1), the master oscillator 6 of the reader 2 generates a high-frequency oscillation (Fig. 5, a)

u1(t)=ν1×Cos(ω1t+ϕ1), 0≤t≤T1,u 1 (t) = ν 1 × Cos (ω 1 t + ϕ 1 ), 0≤t≤T 1 ,

где ν1, ω1, ϕ1, T1 - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность высокочастотного колебания, которое через циркулятор 7 поступает в приемнопередающую антенну 8, излучается его в эфир и облучает ближайший электронный идентификатор 1.i (i=1, 2 …, n).where ν 1 , ω 1 , ϕ 1 , T 1 is the amplitude, carrier frequency, initial phase, and duration of the high-frequency oscillation, which, through the circulator 7, enters the transceiver antenna 8, is broadcasted, and irradiates the nearest electronic identifier 1.i (i = 1, 2 ..., n).

Высокочастотное гармоническое колебание ϕ1(t) на частоте ω1 улавливается микрополосковой приемнопередающей антенной 19, настроенной на частоту ω1, преобразуется встречно-штыревым преобразователем в акустическую волну, которая распространяется по поверхности пьезокристалла 18, со скоростью V, которая примерно на пять порядков меньше скорости С распространения электромагнитных волн (V<<C). Акустическая волна проходящая через чувствительный элемент 22.2, отражается от набора 22.1 отражателей и опять преобразуется в сложный сигнал с фазой манипуляций (ФМн) (рис. 5, в)The high-frequency harmonic oscillation ϕ 1 (t) at a frequency ω 1 is captured by a microstrip transceiver antenna 19 tuned to a frequency ω 1 , is converted by an interdigital transducer into an acoustic wave that propagates along the surface of the piezoelectric crystal 18, at a speed V, which is approximately five orders of magnitude lower the speed C of the propagation of electromagnetic waves (V << C). An acoustic wave passing through a sensitive element 22.2 is reflected from a set of 22.1 reflectors and is again converted into a complex signal with a manipulation phase (PSK) (Fig. 5, c)

u2(t)=ν2×Cos[ω1t+ϕk1(t)+ϕ1+Δϕ1], 0≤t≤T1,u 2 (t) = ν 2 × Cos [ω 1 t + ϕ k1 (t) + ϕ 1 + Δϕ 1 ], 0≤t≤T 1 ,

где ϕk1(t)={0,П} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M1(t) (рис. 5, б), отображающим координаты электронного идентификатора, причем ϕk1(t)=coust при

Figure 00000005
и может изменяться скачками при t=kτэ, т.е. на границах между элементарными посылками (K=1, 2, … N-1);where ϕ k1 (t) = {0, П} is the manipulated component of the phase, which displays the law of phase manipulation in accordance with the modulating code M 1 (t) (Fig. 5, b), which displays the coordinates of the electronic identifier, and ϕ k1 (t) = coust when
Figure 00000005
and can change in jumps at t = kτ e , i.e. at the borders between elementary premises (K = 1, 2, ... N-1);

Figure 00000006
- длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью
Figure 00000007
Figure 00000006
- the duration and number of chips that make up the signal duration
Figure 00000007

Δϕ1 - фазовый сдвиг, обусловленный воздействием на чувствительный элемент внешней среды.Δϕ 1 - phase shift due to the impact on the sensitive element of the external environment.

В качестве чувствительного элемента 22.2 может быть использован датчик какой-либо физической величины (давления, деформации, температуры, освещенности, загазованности и т.д.), который отражает воздействие различных параметров внешней среды на подземные сооружения метрополитена.As a sensitive element 22.2, a sensor of any physical quantity (pressure, deformation, temperature, illumination, gas contamination, etc.) can be used, which reflects the effect of various environmental parameters on underground metro structures.

Например, в качестве чувствительного элемента 22.2 может использоваться тонкая мембрана, на которую воздействует внешнее давление, вызывающее ее деформацию. В следствии деформации скорость V ПАВ в области мембраны будет изменяться и фаза отраженной от отражающей решетки 22.1 акустической волны также будет изменяться. Это изменение может быть измерено и использовано для получения нужной информации о состоянии подземных сооружений метрополитена. В настоящее время таким образом могут быть реализованы датчики деформации, температуры, освещенности, загазованности и др.For example, a thin membrane can be used as a sensing element 22.2, which is exposed to external pressure, causing its deformation. As a result of the deformation, the surfactant velocity V in the membrane region will change and the phase of the acoustic wave reflected from the reflecting array 22.1 will also change. This change can be measured and used to obtain the necessary information about the state of underground metro structures. Currently, deformation, temperature, light, gas, and other sensors can be implemented in this way.

При этом внутренняя структура сформированного сложного ФМн-сигнала U2 (t) определяется топологией ВШП, имеет индивидуальный характер и содержит информацию о местонахождении электронного идентификатора в соответствующем сооружении.In this case, the internal structure of the formed complex QPSK signal U 2 (t) is determined by the IDT topology, has an individual character and contains information about the location of the electronic identifier in the corresponding structure.

Таким образом, предложенная пассивная идентификационная метка на ПАВ с чувствительным элементом является устройством для совместного измерения параметров воздействия внешней среды и идентификации самого устройства.Thus, the proposed passive identification tag on a surfactant with a sensitive element is a device for joint measurement of environmental parameters and identification of the device itself.

Сформированный сложный ФМн-сигнал U2 (t) (рис. 5, в) излучается микрополосковой приемно-передающей антенной 19 в эфир, улавливается приемно-передающей антенной 8 считывателя 2 и через циркулятор 7 и усилитель 9 высокой чистоты поступает на первый (информационный) вход фазового детектора 10 и на вход удвоителя 30 фазы. На выходе последнего образуется гармоническое колебание (рис. 5, г)The formed complex QPSK signal U 2 (t) (Fig. 5c) is radiated by the microstrip receiving and transmitting antenna 19 into the air, is captured by the receiving and transmitting antenna 8 of the reader 2, and is transmitted to the first (information) channel through the circulator 7 and the high-purity amplifier 9 the input of the phase detector 10 and the input of the doubler 30 of the phase. At the output of the latter, harmonic oscillation is formed (Fig. 5, d)

U3(t)=ν3×Cos(2ω1t+2ϕ1+Δϕ1), 0≤t≤Tl,U 3 (t) = ν 3 × Cos (2ω 1t + 2ϕ 1 + Δϕ 1 ), 0≤t≤T l ,

где ν3=1/2 v2 2 where ν 3 = 1/2 v 2 2

Так как 2ϕk1(t)={0,2П}, то в данном колебании манипуляция фазы уже отсутствует. Это колебание делится по фазе на два, в делителе 31 фазы и выделяется узкополосным фильтром 32 (рис. 5, д)Since 2ϕ k1 (t) = {0.2P}, then in this oscillation phase manipulation is already absent. This oscillation is divided in phase into two, in the phase divider 31 and is allocated by a narrow-band filter 32 (Fig. 5, e)

U4(t)=ν4×Cos(ω1t+ϕ1+Δϕ1), 0≤t≤T1 U 4 (t) = ν 4 × Cos (ω 1 t + ϕ 1 + Δϕ 1 ), 0≤t≤T 1

Полученное гармоническое колебание используется в качестве опорного напряжения и через двойной балансный переключатель напряжения 45 подается на второй (опорный) вход фазового детектора 10. Двойной балансный переключатель 45 может находится в двух устойчивых состояниях. В первом устойчивом состоянии двойного балансного переключателя 45 опорное напряжение U4(t) проходит без изменения на опорный вход фазового детектора 10. Во втором устойчивом состоянии двойного балансного переключателя 45 фаза опорного напряжения, поступающего на опорный вход разового детектора 10, изменяется на 180 градусов.The obtained harmonic oscillation is used as a reference voltage and is fed through a double balanced voltage switch 45 to the second (reference) input of the phase detector 10. The double balanced switch 45 can be in two stable states. In the first stable state of the double balanced switch 45, the reference voltage U 4 (t) passes without change to the reference input of the phase detector 10. In the second stable state of the double balanced switch 45, the phase of the reference voltage supplied to the reference input of the one-time detector 10 changes by 180 degrees.

В результате синхронного детектирования на выходе разового детектора 10 образуется низкочастотное напряжение (фиг. 5, е, фиг. 6, ж)As a result of synchronous detection, a low-frequency voltage is generated at the output of the one-time detector 10 (Fig. 5, e, Fig. 6, g)

UH1(t)=νH1CosϕK1(t), 0≤t≤Tl,U H1 (t) = ν H1 Cosϕ K1 (t), 0≤t≤T l ,

где

Figure 00000008
Where
Figure 00000008

пропорциональное моделирующему коду M1(t) (фиг. 5, б).proportional to the modeling code M 1 (t) (Fig. 5, b).

Описанная выше работа считывателя 2 соответствующей случаю, когда явление «обратной работы» отсутствует.The operation of the reader 2 described above is appropriate for the case when the phenomenon of “reverse operation” is absent.

При скачкообразном изменении фазы опорного напряжения U4(t) на +180 градусов в момент времени t1 (фиг. 6, в) под действием помех, которые вызывают неустойчивую работу делителя 31 фазы на два на выходе частотного детектора 43 появляется короткий положительный импульс, а при скачке фазы на -180 градусов в момент времени t2 (возвращение фазы опорного напряжения в первоначальное состояние) - отрицательный короткий импульс (фиг. 6, г). Знакочередующие импульсы с выхода частотного детектора 43 управляют работой триггера 44, выходное напряжение (рис. 6, д) которого, в свою очередь, управляет работой двойного балансного переключателя 45. В устойчивом состоянии, когда фаза опорного напряжения U4(t) (рис. 6, е) совпадает, например, с нулевой фазой принимаемого ФМн - сигнала U2 (t) (рис. 5, в), на выходе триггера 44 образуется отрицательное напряжение и двойной балансный переключатель 45 находится в своем первоначальном положении, при котором опорное напряжение U4(t) с выхода узкополосного фильтра 32 поступает на опорный вход фазового детектора 10 без изменения.When an abrupt change in the phase of the reference voltage U 4 (t) by +180 degrees at time t 1 (Fig. 6, c) under the influence of interferences that cause unstable operation of the phase divider 31 into two, a short positive pulse appears at the output of the frequency detector 43, and when the phase jump by -180 degrees at time t 2 (return of the phase of the reference voltage to its original state) - a negative short pulse (Fig. 6, g). Alternating pulses from the output of the frequency detector 43 control the operation of the trigger 44, the output voltage (Fig. 6, e) of which, in turn, controls the operation of the double balanced switch 45. In a stable state, when the phase of the reference voltage is U 4 (t) (Fig. 6e) coincides, for example, with the zero phase of the received PSK signal U 2 (t) (Fig. 5c), a negative voltage is generated at the output of the trigger 44 and the double balance switch 45 is in its initial position at which the reference voltage 4 U (t) output from the narrowband f ltra 32 is supplied to the reference input of the phase detector 10 without change.

При скачкообразном изменении фазы опорного напряжения U4(t) (рис. 6, б) на +180 градусов, обусловленным, например, неустойчивой работой делителя 31 фазы на два под действием помех, триггер 44 положительным коротким импульсом с выхода частотного детектора 43 переводится в другое устойчивое состояние. При этом выходное напряжение триггера 44 в момент времени t1 становится и остается положительным до очередного скачка фазы в момент времени t2, который возвращает фазу опорного напряжения в первоначальное состояние. Положительное выходное напряжение триггера 44 (рис. 6, д), длительность которого соответствует искаженному участку опорного напряжения переводит двойной балансный переключатель 45 в другое устойчивое состояние, при котором опорное напряжение с выхода узкополосного фильтра 32 поступает на опорный вход фазового детектора 10 с изменением фазы на - 180°. Это позволяет устранить нестабильность фазы опорного напряжения, вызванную скачкообразным ее изменением под действием помех, и связанную с ней «обратную работу» второго типа.When the phase of the reference voltage U 4 (t) (Fig. 6b) changes stepwise by +180 degrees due to, for example, the unstable operation of the phase divider 31 into two under the influence of noise, the trigger 44 with a positive short pulse from the output of the frequency detector 43 is translated into another steady state. In this case, the output voltage of the trigger 44 at time t 1 becomes and remains positive until the next phase jump at time t 2 , which returns the phase of the reference voltage to its original state. The positive output voltage of the trigger 44 (Fig. 6, e), the duration of which corresponds to the distorted portion of the reference voltage, transfers the double balance switch 45 to another stable state, in which the reference voltage from the output of the narrow-band filter 32 is supplied to the reference input of the phase detector 10 with a phase change to - 180 °. This eliminates the instability of the phase of the reference voltage caused by its abrupt change under the influence of interference, and the associated "reverse work" of the second type.

Следовательно, частотный детектор 43 обеспечивает обнаружение момента возникновения явления «обратной работы» второго типа, а триггер 44 и двойной балансный переключатель 45 устраняют ее.Therefore, the frequency detector 43 provides detection of the moment of occurrence of the phenomenon of "reverse operation" of the second type, and the trigger 44 and the double balance switch 45 eliminate it.

Одновременно гармоничное колебание U4 (t) ее положительной фазой (рис. 6, е) поступает на первый вход фазометра 33, на второй вход которого подается высокочастотное колебание U1 (t) (рис. 5, а) с выхода задающего генератора 6. Фазометр 33 обеспечивает измерение фазового сдвига Δϕ1, пропорционального, например, внешнему давлению Р, который преобразуется аналого-цифровым преобразователем 34 в соответствующий код М2(t) и поступает на первый вход блока 36 сравнения кодов, на второй вход которого подается эталонный код Mэ(t), соответствующий эталонному фазовому сдвигу Δϕэ с выхода блока 35 формирование эталонного фазового сдвига.At the same time, the harmonic oscillation of U 4 (t) by its positive phase (Fig. 6, f) is fed to the first input of the phase meter 33, to the second input of which a high-frequency oscillation U 1 (t) (Fig. 5, a) is supplied from the output of the master oscillator 6. The phasometer 33 provides a measurement of the phase shift Δϕ 1 , which is proportional, for example, to the external pressure P, which is converted by an analog-to-digital converter 34 into the corresponding code M 2 (t) and fed to the first input of the code comparison unit 36, to the second input of which the reference code M e (t), corresponding to the reference F ovomu shift Δφ e output from block 35 forming a reference phase shift.

Эталонный код Mэ(t) соответствует условиям нормальной эксплуатации, когда параметры внешней среды, воздействуют на чувствительный элемент, не выходящий за допустимые пределы. Если коды M2(t) и Mэ(t) равны [M2(t)=Mэ(t)], то на выходе блока 36 сравнения кодов напряжение отсутствует. Это обстоятельство соответствует условию нормальной эксплуатации подземных сооружений метрополитена.The reference code M e (t) corresponds to the conditions of normal operation, when the parameters of the external environment act on a sensitive element that does not go beyond the permissible limits. If the codes M 2 (t) and M e (t) are equal to [M 2 (t) = M e (t)], then there is no voltage at the output of the code comparison unit 36. This circumstance corresponds to the condition of normal operation of underground metro structures.

Если коды M2(t) и Mэ(t) не равны [M2(t)»Mэ(t)], то на выходе блока 36 сравнения кодов формируется управляющее напряжение, которое поступает на управляющие входы ключей 37, 38 и 39, открывая их. В исходном состоянии ключи 37, 38 и 39 всегда закрыты. Данная ситуация соответствует условию зарождения дефектов в подземных сооружениях метрополитена, которые могут привести к аварии, и требует проведения профилактических мероприятий с целью обеспечения конструкционной, газовой, пожарной и других видов безопасности.If the codes M 2 (t) and M e (t) are not equal [M 2 (t) »M e (t)], then the control voltage is generated at the output of the code comparison unit 36, which is supplied to the control inputs of the keys 37, 38 and 39, revealing them. In the initial state, keys 37, 38 and 39 are always closed. This situation corresponds to the condition for the onset of defects in underground underground structures that can lead to accidents, and requires preventive measures to ensure structural, gas, fire and other types of safety.

Низкочастотное напряжение UH1(t) (рис. 5, а), пропорциональное модулирующему коду M1(t) (рис. 5, б), с выхода фазового детектора 10 через открытый ключ 38 поступает на вход линии 11 задержки, где задерживается на время τз1, равное длительности τ1 модулирующего кода M2(t) (τз1=τ1), и поступает на первый вход сумматора 13. На второй вход последнего подается код M3(t) подвижного объекта с выхода генератора 12 псевдослучайной последовательности (ПСП) длительностью τ3 через открытый ключ 39. Код M2(t) фазового сдвига Δϕ1 с выхода аналого-цифрового преобразователя 34 через открытый ключ 37 поступает на вход линии 40 задержки, где задерживается на время равное сумме τЗ2 кодов электронного идентификатора M1(t) (τ1) и подвижного объекта M3(t) (τ3) (τЗ2=τ2=τ1+τ3) и поступает на третий вход сумматора 13. На выходе сумматора 13 формируется суммарный модулирующий код MΣ(t)The low-frequency voltage U H1 (t) (Fig. 5, a), proportional to the modulating code M 1 (t) (Fig. 5, b), from the output of the phase detector 10 through the public key 38 is fed to the input of the delay line 11, where it is delayed by time τz 1 , equal to the duration τ 1 of the modulating code M 2 (t) (τ з1 = τ 1 ), and is supplied to the first input of adder 13. The second input of the last code M 3 (t) of the moving object is supplied from the output of the pseudo-random sequence generator 12 (SRP) of duration τ 3 via the public key 39. The code M 2 (t) phase shift Δφ 1 output from the analog to digital of transducers I 34 through the open key 37 to the input line 40 delays where delayed by the time equal to the sum of τ P2 codes electronic identifier M 1 (t) (τ 1) and the mobile unit M 3 (t) (τ 3) (τ P2 = τ 2 = τ 1 + τ 3 ) and enters the third input of the adder 13. At the output of the adder 13, a total modulating code M Σ (t)

MΣ(t)=M1(t)+M3(t)+M2(t),M Σ (t) = M 1 (t) + M 3 (t) + M 2 (t),

длительностью τΣ duration τ Σ

τΣ=τ1+τ3+τ2, который запоминается в блоке памяти 41.τ Σ = τ 1 + τ 3 + τ 2 , which is stored in the memory unit 41.

Высокочастотное колебание U1(t) (рис. 5, а) с выхода задающего генератора 6 одновременно поступает на два входа перемножителя 14, на выходе которого образуется следующее колебаниеThe high-frequency oscillation U 1 (t) (Fig. 5, a) from the output of the master oscillator 6 simultaneously enters two inputs of the multiplier 14, at the output of which the following oscillation

U5(t)=V5Cos (ω2t+ϕ2), 0≤t≤T,U 5 (t) = V 5 Cos (ω 2 t + ϕ 2 ), 0≤t≤T,

где V5=1/2V1 2 where V 5 = 1 / 2V 1 2

ω2=2ω1, ϕ2=2ϕ1 ω 2 = 2ω 1 , ϕ 2 = 2ϕ 1

Это колебание выделяется узкополосным фильтром 15 и поступает на первый вход фазового манипулятора 16. При остановке электропоезда на конечной станции по окончании рабочего дня машинистом замыкается переключатель 42 и суммарный код MΣ(t) с выходом блока 41 памяти, через замкнутый переключатель 42 подается на второй вход фазового манипулятора 16. На выходе фазового манипулятора 16 формируется сложный ФМн-сигналThis oscillation is distinguished by a narrow-band filter 15 and is fed to the first input of the phase manipulator 16. When the train stops at the end station at the end of the working day, the switch closes switch 42 and the total code M Σ (t) with the output of the memory unit 41, through the closed switch 42 it is supplied to the second the input of the phase manipulator 16. At the output of the phase manipulator 16 a complex QPSK signal is generated

U6(t)=V6Cos(ω2t+ϕК2(t)+ϕ2), 0≤t≤Т1,U 6 (t) = V 6 Cos (ω 2 t + ϕ K2 (t) + ϕ 2 ), 0≤t≤T 1 ,

где ϕК2(t)={0, π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с суммарным модулирующим кодом MΣ(t), который после усиления в усилителе 17 мощности через генератор 7 поступает в приемопередающую антенну 8, излучается ею в эфир, улавливается приемной антенной 23 и через усилитель 24 высокой частоты поступает на выход демодулятора 25 ФМн-сигнала, состоящего из перемножителей 26 и 27, узкополосного фильтра 28 и фильтра 29 нижних частот.where ϕ K2 (t) = {0, π} is the manipulated phase component that displays the phase manipulation law in accordance with the total modulating code M Σ (t), which after amplification in the power amplifier 17 through the generator 7 enters the transceiver antenna 8, is radiated it is captured by the receiving antenna 23 and fed through the high-frequency amplifier 24 to the output of the demodulator 25 FMN signal, consisting of multipliers 26 and 27, narrow-band filter 28 and low-pass filter 29.

На второй вход перемножителя 27 с выхода узкополосного фильтра 28 поступает опорное напряжениеThe second input of the multiplier 27 from the output of the narrow-band filter 28 receives the reference voltage

U0(t)=V0Cos (ω2t+ϕ2), 0≤t≤Т1 U 0 (t) = V 0 Cos (ω 2 t + ϕ 2 ), 0≤t≤T 1

На выходе перемножителя 27 образуется следующее напряжение:The output of the multiplier 27 forms the following voltage:

U7(t)=VH2Cos ϕК2(t)+VH2Cos[2(ω2t+ϕК2(t)+ϕ2), 0≤t≤Т1,U 7 (t) = V H2 Cos ϕ K2 (t) + V H2 Cos [2 (ω 2 t + ϕ K2 (t) + ϕ 2 ), 0≤t≤T 1 ,

где U7=1\2U6U0, из которого фильтром 29 нижних частот выделяется низкочастотное напряжениеwhere U 7 = 1 \ 2U 6 U 0 , from which the low-frequency voltage is allocated by the low-pass filter 29

UH2(t)=VH2Cos ϕК2(t), 0≤t≤T1,U H2 (t) = V H2 Cos ϕ K2 (t), 0≤t≤T 1 ,

которое пропорционально суммарному коду MΣ(t) и поступает в ЭВМ и на второй вход перемножителя 26. На выходе последнего образуется напряжениеwhich is proportional to the total code M Σ (t) and enters the computer and to the second input of the multiplier 26. At the output of the latter, a voltage is generated

U0(t)=V7Cos(ω2t+ϕ2)+V7Cos(ω2t+2ϕК2+ϕ2)=V0Cos(ω2t+ϕ2), 0≤t≤T1,U 0 (t) = V 7 Cos (ω 2 t + ϕ 2 ) + V 7 Cos (ω 2 t + 2ϕ K2 + ϕ 2 ) = V 0 Cos (ω 2 t + ϕ 2 ), 0≤t≤T 1

где V7=1/2V6VH2; V6=2V7,where V 7 = 1 / 2V 6 V H2 ; V 6 = 2V 7 ,

которое выделяется узкопольным фильтром 28 и используется в качестве опорного напряжения.which is allocated by a narrow-field filter 28 and is used as a reference voltage.

Предлагаемый демодулятор ФМн-сигнала обеспечивает выделение опорного напряжения, необходимого для синхронного детектирования ФМн-сигнала, непосредственно из самого принимаемого ФМн-сигнала, обладает высокой достоверностью и помехоустойчивостью, а также лишен такого недостатка, как явление «обратной работы» второго типа, присущего всем известным демодуляторам ФМн-сигналов (схемы Пистолькорса А.А., Сидорова В.И., Костаса Д.Ф., Травина Г.А.).The proposed demodulator of the QPSK signal provides the selection of the reference voltage required for synchronous detection of the QPSK signal directly from the received QPSK signal, has high reliability and noise immunity, and is also free from such a drawback as the phenomenon of “reverse operation” of the second type, inherent in all known demodulators of FMN signals (Pistolkors A.A., Sidorov V.I., Kostas D.F., Travin G.A. schemes).

На мониторе ЭВМ 4, установленном вместе с приемным радиомодемом 5 и приемной антенной 23 на конечной станции метро, отображается код подвижного объекта и только те электронные идентификаторы, установленные на подземных сооружениях метрополитена, у которых развиваются дефекты приводящие к аварии.The computer monitor 4, installed together with the receiving radio modem 5 and receiving antenna 23 at the metro terminal station, displays the code of the moving object and only those electronic identifiers installed on underground metro structures that develop defects leading to an accident.

Для развязки радиочастотных идентификаторов выбраны разные частоты ω1 и ω2=2ω1.For decoupling of radio frequency identifiers, different frequencies ω 1 and ω 2 = 2ω 1 were selected.

Сложные сигналы с фазовой манипуляцией открывают большие возможности в технике передачи сообщений. Они позволяют применять структурную селекцию. Это значит, что появляется возможность разделять сигналы, действующие в одной и той же полосе частот и в одни и те же промежутки времени.Complex signals with phase shift keying open up great opportunities in the messaging technique. They allow the use of structural selection. This means that it becomes possible to separate signals operating in the same frequency band and at the same time intervals.

С точки зрения обнаружения сложные ФМн-сигналы обладают высокой энергетической и структурной скрытностью. Предлагаемый способ и система позволяют своевременно обнаружить зарождающиеся дефекты в подземных сооружениях метрополитена, заблаговременно провести соответствующие профилактические мероприятия и в существенной степени сократить количество аварий, случаев травматизма и гибели людей.From the point of view of detection, complex QPSK signals have high energy and structural secrecy. The proposed method and system allows for timely detection of incipient defects in underground underground structures, to carry out appropriate preventive measures in advance, and to significantly reduce the number of accidents, injuries and deaths.

Таким образом, предлагаемые способ и система по сравнению с базовыми объектами и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивают повышение помехоустойчивости приема ФМн-сигнала и достоверности определения координат электронных идентификаторов, а также точности измерения фазового сдвига Δϕ1 Это достигается устранением явления «обратной работы» второго типа при когерентном приеме и синхронном детектировании сложных ФМн-сигналов в считывателе, установленном в кабине машиниста электропоезда. Указанное вредное явление устраняется простым методом с использованием частотного детектора, триггера и двойного балансного переключателя путем стабилизации фазы опорного напряжения, выделяемого непосредственно из самого принимаемого ФМн-сигнала. Причем частотный детектор обеспечивает обнаружение момента возникновения явления «обратной работы» второго типа, а триггер и двойной балансный переключатель устраняют ее.Thus, the proposed method and system, in comparison with basic objects and other technical solutions of a similar purpose, provides an increase in the noise immunity of the reception of the QPSK signal and the accuracy of determining the coordinates of electronic identifiers, as well as the accuracy of measuring the phase shift Δϕ 1 This is achieved by eliminating the phenomenon of "reverse work" of the second type with coherent reception and synchronous detection of complex PSK signals in a reader installed in the driver's cab of the electric train. This harmful phenomenon is eliminated by a simple method using a frequency detector, a trigger, and a double balanced switch by stabilizing the phase of the reference voltage extracted directly from the received PSK signal. Moreover, the frequency detector provides detection of the moment of occurrence of the phenomenon of "reverse work" of the second type, and the trigger and double balanced switch eliminate it.

Следует отметить, что данный тип «обратной работы» является весьма вредным в механике радиосвязи и делает невозможным достоверное определение параметров принимаемых сложных сигналов с фазовой манипуляцией. Именно из-за этого типа «обратной работы» классическая фазовая манипуляция долгое время не находила широкого применения в механике радиосвязи несмотря на ряд своих преимуществ.It should be noted that this type of “reverse operation” is very harmful in the mechanics of radio communications and makes it impossible to reliably determine the parameters of received complex signals with phase shift keying. It is precisely because of this type of “reverse work” that classical phase-shift keying has not been widely used in the mechanics of radio communications for a long time, despite its several advantages.

Claims (2)

Способ мониторинга состояния подземных сооружений метрополитена, основанный на использовании электронных идентификаторов и считывателей, при этом считыватель устанавливают на подвижном объекте, а электронные идентификаторы закрепляют на элементах конструкций помещения, при приближении к электронному идентификатору подвижного объекта считывают код электронного идентификатора и вместе с кодом подвижного объекта передают через радиомодем на радиомодем электронно-вычислительной машины (ЭВМ), положение электронных идентификаторов определяют сеткой с постоянным шагом, нанесенной на план помещения, коды электронных идентификаторов, и коды координат их положения запоминают в ЭВМ, в которой определяют координаты подвижного объекта, и отражают его положение на мониторе совместно с планом помещения, в качестве электронного идентификатора используют пьезокристалл с нанесенным на его поверхность алюминиевым встречно-штыревым преобразователем, связанным с микрополосковой антенной, и набором отражателем, при приближении к электронному идентификатору подвижного объекта его считывателем облучают электронный идентификатор гармоническим колебанием несущей частоты ω1, принимают его на электронном идентификаторе, преобразуют в акустическую волну, обеспечивают ее распространение по поверхности пьезокристалла и обратное отражение, преобразуют отраженную акустическую волну опять в сложный сигнал с фазовой манипуляцией, внутренняя структура которого соответствует структуре встречно-штыревого преобразователя, переизлучают его в эфир, принимают считывателем подвижного объекта, усиливают по амплитуде, усиленной по амплитуде сложный сигнал с фазовой манипуляцией на частоте ω1 умножают и делят по фазе на два, выделяют гармоническое колебание на частоте ω1 и используют его в качестве опорного напряжения для синхронного детектирования принимаемого сигнала с фазовой манипуляцией на частоте ω1 и для сравнения его по фазе с гармоническим колебанием несущей частоты ω1, осуществляют синхронное детектирование принимаемого сигнала с фазовой манипуляцией на частоте ω1, выделяют низкочастотное напряжение, соответствующее коду электронного идентификатора, измеряют фазовый сдвиг, обусловленный воздействием параметров внешней среды на чувствительный элемент электронного идентификатора, преобразуют его в код, сравнивают с эталонным кодом и по результатам сравнения формируют управляющее напряжение, которое используют для разрешения дальнейшей обработки кодов подвижного объекта, электронного идентификатора и фазового сдвига, задерживают код электронного идентификатора на время, равное его длительности, суммируют его с кодом подвижного объекта, задерживают код фазового сдвига на время, равное сумме длительности кодов подвижного объекта и электронного идентификатора, суммируют задержанный код фазового сдвига с задержанным кодом электронного идентификатора и кодом подвижного объекта, запоминают суммарный код, перемножают гармоническое колебание несущей частоты ω1 само на себя, выделяют гармоническое колебание несущей частоты ω2=2ω1, в момент остановки электропоезда на конечной станции метро манипулируют суммарным кодом по фазе гармоническое колебание несущей частоты ω2=2ω1, сформированный сложный сигнал с фазовой манипуляцией на частоте ω2 излучают в эфир, принимают радиомодемом ЭВМ, усиливают по амплитуде, перемножают с опорным напряжением, выделяют низкочастотное напряжение, соответствующее суммарному коду, регистрируют и анализируют его, перемножают низкочастотное напряжение с принимаемым сложным сигналом с фазовой манипуляцией, выделяют гармоническое колебание несущей частоты ω2 и используют его в качестве опорного напряжения, причем в качестве помещения используют транспортный тоннель метрополитена, а в качестве подвижного объекта используют кабину машиниста электропоезда, приемный радиомодем и ЭВМ размещают на конечной станции метро, электронные идентификаторы снабжают чувствительным элементом, который размещают на пьезокристалле между встречно-штыревым преобразователем и набором отражателей, отличающийся тем, что выделяют короткие разнополярные импульсы в моменты скачкообразного изменения фазы опорного напряжения под воздействием различных дестабилизирующих факторов, используют их для формирования прямоугольного положительного импульса, длительность которого соответствует длительности пораженного участка опорного напряжения, воздействуют им на опорное напряжение, возвращая его фазу в исходное устойчивое состояние, формируют опорное напряжение со стабильной фазой и устраняют явление «обратной работы» второго типа.A method for monitoring the status of underground metro structures based on the use of electronic identifiers and readers, in which case the reader is mounted on a moving object, and electronic identifiers are fixed on the structural elements of the room, when approaching the electronic identifier of the moving object, the electronic identifier code is read and transmitted along with the code of the moving object through the radio modem to the radio modem of the electronic computer (computer), the position of the electronic identifiers is the electronic codes are allocated with a grid with a constant step plotted on the floor plan, and the coordinates codes of their positions are stored in a computer in which the coordinates of the moving object are determined and its position is displayed on the monitor together with the floor plan, using a piezocrystal with the applied on its surface with an aluminum interdigital transducer connected to a microstrip antenna and a set of reflectors, when approaching the electronic identifier of a moving object its reader is irradiated with an electronic identifier harmonic oscillation of the carrier frequency ω 1, take it to the electronic identifier is converted into an acoustic wave, ensure its spread over the surface of the piezoelectric crystal and back reflection is converted reflected acoustic wave back to the complex signal with phase shift keying, the internal structure of which corresponds to the structure interdigital transducer, re-emit it on the air, take the reader of a moving object, amplify in amplitude, a strong amplitude complex signal with phase shift keying at a frequency of ω 1 is multiplied and divided by phase into two, a harmonic wave at a frequency of ω 1 is isolated and used as a reference voltage for synchronously detecting a received signal with phase shift keying at a frequency of ω 1 and to compare it of phase with the harmonic oscillation of the carrier frequency ω 1, is carried out synchronous detection of the received signal with phase shift keying at the frequency ω 1, allocate a low-frequency voltage corresponding to the electronic code id ntifier, measure the phase shift due to the influence of environmental parameters on the sensitive element of the electronic identifier, convert it into a code, compare it with the reference code and form the control voltage from the results of the comparison, which is used to allow further processing of the codes of the moving object, electronic identifier and phase shift, delay the code of the electronic identifier for a time equal to its duration, sum it with the code of the moving object, delay the phase shift code ha for a time equal to the sum of the duration of the codes of the moving object and the electronic identifier, summarize the delayed phase shift code with the delayed code of the electronic identifier and the code of the moving object, remember the total code, multiply the harmonic oscillation of the carrier frequency ω 1 by itself, isolate the harmonic oscillation of the carrier frequency ω 2 = 2ω 1, at the stopping time of the final electric subway station manipulated total code phase of a harmonic oscillation of the carrier frequency ω 1 = 2ω 2 formed complex sig Al phase shift keyed at a frequency ω 2 radiate in ether receiving radio modem computers, increase in amplitude is multiplied with the reference voltage, emit a low-frequency voltage corresponding to the total code, recorded and analyzed, multiply the low-frequency voltage with the received complex signal with phase shift keying, isolated harmonic oscillation of the carrier frequency ω 2 and use it as a reference voltage, wherein the space is used as a transport tunnel underground and as podvizhnog the facility uses the driver’s cab of the electric train, the receiving radio modem and the computer are placed at the terminal metro station, the electronic identifiers are equipped with a sensitive element that is placed on the piezoelectric crystal between the interdigital transducer and the set of reflectors, characterized in that they emit short bipolar pulses at the moments of a jump in the phase of the reference voltage under the influence of various destabilizing factors, use them to form a rectangular positive impulse, lasts lnost which corresponds to the duration of the reference voltage of the affected area, they act on the reference voltage, returning it to the initial phase of steady state, the reference voltage is formed from the stable phase and eliminate the phenomenon of "reverse operation" of the second type. 2. Система для мониторинга состояния подземных сооружений метрополитена, содержащая электронные идентификаторы, размещенные на элементах конструкций помещения, считыватель, установленный на подвижном объекте, передающий радиомодем, связанный со считывателем, и приемный радиомодем, подключенный к электронно-вычислительной машине, при этом положении электронных идентификаторов определяется сеткой с постоянным шагом, нанесенной на план помещения, коды электронных идентификаторов и коды координат их положения запоминаются в ЭВМ, в которой определяются координаты подвижного объекта и отображается его положение на мониторе совместно с планом помещения, считыватель выполнен в виде последовательно включенных задающего генератора, циркулятора, вход-выход которого связан с приемопередающей антенной, усилителя высокой частоты, удвоителя фазы, делителя фазы на два и второго узкополосного фильтра, к выходу усилителя высокой частоты подключен фазовый детектор, передающий радиомодем выполнен в виде последовательно подключенных к выходу задающего генератора перемножителя, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, первого узкополосного фильтра, фазового манипулятора и усилителя мощности, выход которого соединен с вторым входом циркулятора, последовательно подключенных к выходу задающего генератора фазометра, аналого-цифрового преобразователя, блока сравнения кодов, второй вход которого соединен с выходом блока формирования эталонного фазового сдвига, первого ключа, второй вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, второй линии задержки, сумматора, блока памяти и переключателя, выход которого соединен с вторым входом фазового манипулятора, последовательно подключенных к выходу блока сравнения кодов второго ключа, второй вход которого соединен с выходом фазового детектора, и первой линии задержки, выход которой соединен с вторым входом сумматора, третий вход которого соединен через третий ключ с выходом блока сравнения кодов и генератора псевдослучайной последовательности, электронный идентификатор выполнен в виде пьезокристалла с нанесенным на его поверхность алюминиевым тонкопленочным встречно-штыревым преобразователем, связанным с микрополосковой антенной, чувствительным элементом и набором отражателей, встречно-штыревой преобразователь содержит две гребенчатые системы электродов, электроды каждой из гребенок соединены друг с другом шинами, связанными с микрополосковой антенной, приемный радиомодем выполнен в виде последовательно включенных приемной антенны, усилителя высокой частоты, первого перемножителя, второй вход которого соединен с выходом фильтра нижних частот, узкополосного фильтра, второго перемножителя, второй вход которого соединен с выходом усилителя высокой частоты, и фильтра нижних частот, выход которого подключен к ЭВМ, чувствительный элемент размещен на пьезокристалле между встречно-штыревым преобразователем и набором отражателей, в качестве помещения использован транспортный тоннель метрополитена, а в качестве подвижного объекта использована кабина машиниста электропоезда, приемный радиомодем и ЭВМ размещены на конечной станции метро, отличающаяся тем, что считыватель снабжен частотным детектором, триггером и двойным балансным переключателем, причем к выходу второго узкополосного фильтра последовательно подключены частотный детектор, триггер и двойной балансный переключатель, второй вход которого соединен с выходом второго узкополосного фильтра, а выход подключен к второму входу фазового детектора и фазометра.2. A system for monitoring the status of underground metro structures, containing electronic identifiers located on the structural elements of the room, a reader mounted on a moving object, a transmitting radio modem connected to the reader, and a receiving radio modem connected to an electronic computer, with this position of the electronic identifiers is determined by a grid with a constant step plotted on the floor plan, codes of electronic identifiers and coordinate codes of their position are stored in a computer in which swarm the coordinates of the moving object are determined and its position is displayed on the monitor together with the floor plan, the reader is made in the form of sequentially connected master oscillator, circulator, the input-output of which is connected to the transceiver antenna, high-frequency amplifier, phase doubler, phase divider into two and second narrowband filter, a phase detector is connected to the output of the high-frequency amplifier, the transmitting radio modem is made in the form of a multiplier connected in series to the output of the master oscillator, the second input of which is connected to the output of the master oscillator, the first narrow-band filter, phase manipulator and power amplifier, the output of which is connected to the second input of the circulator, connected in series to the output of the master oscillator of the phase meter, analog-to-digital converter, code comparison unit, the second input of which is connected to the output a unit for generating a reference phase shift, a first key, the second input of which is connected to the output of an analog-to-digital converter, a second delay line, an adder, a memory unit a switch and a switch, the output of which is connected to the second input of the phase manipulator, connected in series to the output of the second code comparison unit, the second input of which is connected to the output of the phase detector, and the first delay line, the output of which is connected to the second input of the adder, the third input of which is connected through the third key with the output of the code comparison unit and the pseudo-random sequence generator, the electronic identifier is made in the form of a piezocrystal with thin-film aluminum deposited on its surface m interdigital transducer associated with a microstrip antenna, a sensing element and a set of reflectors, interdigital transducer contains two comb systems of electrodes, the electrodes of each of the combs are connected to each other by buses connected to a microstrip antenna, the receiving radio modem is made in the form of a series-connected receiving antenna, high-frequency amplifier, first multiplier, the second input of which is connected to the output of the low-pass filter, narrow-band filter, the second alternating an amplifier, the second input of which is connected to the output of the high-frequency amplifier, and a low-pass filter, the output of which is connected to a computer, the sensitive element is placed on the piezoelectric crystal between the interdigital transducer and the set of reflectors, the metro transport tunnel is used as a room, and the moving object is the driver’s cab of the electric train is used, the receiving radio modem and the computer are located at the terminal metro station, characterized in that the reader is equipped with a frequency detector, a trigger and a double a balanced switch, and a frequency detector, a trigger, and a double balance switch are connected in series to the output of the second narrow-band filter, the second input of which is connected to the output of the second narrow-band filter, and the output is connected to the second input of the phase detector and phase meter.
RU2019100363A 2019-01-09 2019-01-09 Method of underground facilities of subway monitoring and system for its implementation RU2711632C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019100363A RU2711632C1 (en) 2019-01-09 2019-01-09 Method of underground facilities of subway monitoring and system for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019100363A RU2711632C1 (en) 2019-01-09 2019-01-09 Method of underground facilities of subway monitoring and system for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2711632C1 true RU2711632C1 (en) 2020-01-17

Family

ID=69171702

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019100363A RU2711632C1 (en) 2019-01-09 2019-01-09 Method of underground facilities of subway monitoring and system for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2711632C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2351945C1 (en) * 2007-10-16 2009-04-10 Виктор Иванович Дикарев Method of determination mobile object coordinates in closed premises and system for its realisation
RU2425396C1 (en) * 2009-11-30 2011-07-27 Открытое акционерное общество "Авангард" Method of monitoring state of underground metropolitan structures and system for realising said method
RU2014111946A (en) * 2014-03-27 2015-10-10 Вячеслав Адамович Заренков METHOD FOR MONITORING THE CONDITION OF UNDERGROUND STRUCTURES OF THE METRO AND SYSTEM FOR ITS IMPLEMENTATION
US20160291126A1 (en) * 2011-08-17 2016-10-06 Zih Corp. Method and Apparatus for Modeling Time Relationships between Clocks
RU2656370C1 (en) * 2017-01-10 2018-06-05 Акционерное общество "ЗАСЛОН" Method for relative bearing matching of radio emission sources by their radio engineering characteristics using two-position passive radioelectronic means

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2351945C1 (en) * 2007-10-16 2009-04-10 Виктор Иванович Дикарев Method of determination mobile object coordinates in closed premises and system for its realisation
RU2425396C1 (en) * 2009-11-30 2011-07-27 Открытое акционерное общество "Авангард" Method of monitoring state of underground metropolitan structures and system for realising said method
US20160291126A1 (en) * 2011-08-17 2016-10-06 Zih Corp. Method and Apparatus for Modeling Time Relationships between Clocks
RU2014111946A (en) * 2014-03-27 2015-10-10 Вячеслав Адамович Заренков METHOD FOR MONITORING THE CONDITION OF UNDERGROUND STRUCTURES OF THE METRO AND SYSTEM FOR ITS IMPLEMENTATION
RU2656370C1 (en) * 2017-01-10 2018-06-05 Акционерное общество "ЗАСЛОН" Method for relative bearing matching of radio emission sources by their radio engineering characteristics using two-position passive radioelectronic means

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2837738A (en) Passive range measuring device
CN102042844B (en) Sound surface wave measuring sensor and parameter analytical method
WO2007029519A1 (en) Distance measuring device and distance measuring method
US2479568A (en) Doppler radar system
CN204719233U (en) A kind of target detection unit based on double-frequency laser
RU2351945C1 (en) Method of determination mobile object coordinates in closed premises and system for its realisation
RU2425396C1 (en) Method of monitoring state of underground metropolitan structures and system for realising said method
RU2507536C1 (en) Coherent pulsed signal measuring detector
RU2559869C1 (en) Method and system for radio-frequency identification and location of railway transport
RU2711632C1 (en) Method of underground facilities of subway monitoring and system for its implementation
RU2560130C1 (en) Pulsed radio signal detection and measurement device
Lamothe et al. Ultra‐wideband SAW sensors and tags
US2763857A (en) Two station navigation system
RU2302584C1 (en) Device for detecting sites of leakage on main pipelines
US2921301A (en) Distance measuring system
RU2717079C1 (en) Method of monitoring condition of underground structures and system for its implementation
US3397398A (en) Doppler range measuring system
CN108919273A (en) A kind of distance detection system and method
Franco Fundamentals of airborne acoustic positioning systems
US2421785A (en) Electric altimeter
RU2625212C1 (en) Method of control and registration of movement of vehicles
RU2740514C9 (en) Method for monitoring the state of underground structures of the subway and system for its implementation
US2836811A (en) Radar system for detecting object movement and velocity
US2507746A (en) Pulse-reflection distance measuring system
RU2528555C2 (en) Device for remote pressure measurement

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210110