Технические науки/6.Электротехника и радиоэлектроника

Т.ғ.к., профессор Джунисбеков М.Ш.

М.Х.Дулати Тараз Мемлекеттік Университеті, Тараз қ., Қазақстан

Беттік акустикалық толқындарда деректерді кодтау ұсынысы

БАТ-дағы транспондерлерде негізінен деректерді кодтаудың келесі әдістері қолданылады: импульсті іске қосу-ажырату әдісімен кодтау және импульстің уақыттық позициясын кодтау.

Деректердің үлкен сыйымдылығы бар заманауи БАТ-транспондерлер алдыңғы буындардан артықшылығы: деректердің жоғары тығыздықты және сигналдың әр импульсына биттердің үлкен санын қолданатын кодтаудың жаңа әдістерін қолдану. Бұл бір уақыттық фазалық ығысуды қолданатын уақыт бойынша импульстердің біртіндеп жабылуына негізделген сандық модуляция әдісі арқасында мүмкін болды.

Деректердің үлкен сыйымдылығы бар транспондер мысалына – БАТ-дағы ауқымды транспондерді GST (Global SAW Tag) келтіруге болады. GST-транспондердің деректер бит саны көп, ендіретін жоғалтулары едәуір аз және кристалл ауданы кіші.

1-суретте ауқымды БАТ-транспондерінде пайдаланылатын деректерді кодтаудың мысалы келтірілген. Әдістің бір қатар артықшылықтарын көрсетуге болады:

- Импульстің көптеген уақыттық позицияларына рұқсат беріледі;

- Такт ұзақтығы импульс ұзақтығынан едәуір кіші;

- Әр кіші такт фаза секірісімен бірге жүреді;

- Топта екі немесе одан да көп импульс пайдаланылады;

- Найквист критерийі орындалуы үшін импульстер арасындағы аралық жеткілікті шартымен импульстердің бір-бірін жабуына рұқсат беріледі.

251658240

Сурет 1 TOPPS модуляциясын пайдалану арқылы деректерді кодтау

Найквист критерийіне сәйкес болу үшін импульстер арасындағы жіберілетін минималды қашықтық көрші импульспен біртіндеп жабылуынан кез-келген берілген импульс фазасының қатты бұзылуын болдырмас үшін ұлғайтылуы керек. Сандық модуляцияның берілген әдісі біп уақыттық фазалық ығысуды – TOPPS (Time Overlapped pulse with simultaneous Phase offset modulation) қолдану арқылы уақыт бойынша импульстердің біртіндеп жабылуын пайдалануға негізделген.

TOPPS модуляциясы БАТ-транспондерлердің кешігудің көлдеңен желілерін кодтау үшін қолданылады.

Беттік акустикалық толқындарда радиожиіліктік идентификацияның ауқымды жүйесі (Global SAW Tag RFID System) қазіргі таңда айырықша RFID-жүйесі болып табылады.

Жүйе 2,4 ГГц жиілігінде жұмыс істейді. Жүйе ақпаратты оқудың жоғары жылдамдығы мен дәлдігін ұсынады. RF SAW-транспондерлері радиациялық сәулеленуге орнықты болып келеді және температураның кеңейтілген диапазонында жұмыс жасайды. Беттік толқын технологиясы негізіндегі транспондер пассивтік құрылғы болып табылады, яғни пьезоэлектрлік эффект арқасында қысқы жоғары жиілікті импульс сыртқы энергиясыз белсендірілген шағылысатын элементтердің кодталған тізбектілігін тікелей оқиды. Сондықтан БАТ-дағы транспондерлер интегралды схемалардағы транспондерлерге тән шектеулерге ие емес. БАТ-дағы транспондерлер орнықты оқылады, егер ридер сигналының қуаты кіші болса да немесе сигнал уақытша үзілсе де (нақты жағдайларда жиі кездесетін жағдай). Транспондерлердің бұл қасиеттері БАТ-дағы RFID-жүйелерінің жұмыс істеу ұзақтығы мен сенімділігін едәуір арттыруға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, БАТ-дағы RFID жүйесінің ридері транспондерге дейінгі жылдамдықты, қозғалыс бағыты мен қашықтығын анықтай алады.

Әр түрлі объектілерді бақылау мен тіркеуге арналған пассивтік маркер (БАТ-белгі) негізінде радиожиіліктік идентификация кешені ұсынылады.

Кешен пассивтік маркерден (БАТ-белгі), деректерді USB порты арқылы компьютерге жіберетін ақпаратты оқу құрылғысынан (ридерден) және деректерді өңдеу бағдарламасынан тұрады.

Пассивтік маркер – қашықтықа бақыланатын объектінің идентификациясын қамтамасыз ететін антеннамен жабдықталған кодты чип түрінде орындалған элемент.

Кешеннің келесі техникалық сипаттамалары бар:

- жиіліктің жұмысшы диапазоны: 902 - 928 MГц;

- код разрядтылығы: 96 бит дейін;

- маркердің қозғалу жылдамдығы: 120 км/сағ дейін;

- оқу ұзақтылығы: 0,2 м – 10 м;

- маркердің жұмысшы температуралар диапазоны: - 40 … 150⁰ С.

БАТ белгі көмегімен жиіліктік идентификацияның негізгі артықшылықтары:

- белгіні металл және сұйықтықта орналастыру кезінде де оқылады;

- оқудың үлкен аймағы;

- бақыланатын объектінің температурасын анықтау;

- маркер мен антеннаның компактілі өлшемі;

- ридер қуатының қауіпсіз деңгейі;

- жоғары температура кезінде белігінің жұмыс қабілетінің сақталуы (150⁰ С дейін);

- тауардың электронды кодтарымен ЕРС-64 және ЕРС-96 БАТ-белгі кодталуының үйлесімділігі;

- қоректену көзінің жоқ болуы.

Оқылатын сигналдың сандық-аналогты түрлендірудің бағдарламасы деректерді өңдеуді кез-келген пайдаланушылық интерфейспен түйісуін қамтамасыз етеді.

Жеткізілетін тауарларды тіркеу мен бақылау үшін пассивтік маркерлерді (радиожиіліктік белілерді) пайдалану осы процестің автоматтандырылуы арқасында белгіленетін объектілердің шынайылығын арттыру мен ақпаратының тез оқылуын іске асырады.

Ридер сипаттамасы:

- жоғары жиілікті ридер;

- жолақ ені 26 МГц (902-928 МГц);

- шығыстық қуаты, мах 2 Bт;

- іске қосу индикациясы (іске қосу/ажырату).

Интерфейс:

- USB порт;

- қоректену көзі: ПТ 9-36 В; 5 Вт;

- 4 антеннаға дейін (ішкі қосылумен).

Габариттері:

- Өлшемі В x Ш x Д 45 x 115 x 210 мм;

- Салмағы 0,9 кг.

БАТ маркердің техникалық сипаттамалары:

- идентификациялық сыйымдылық - 96 бит;

- оқу дистанциясы - 10 м дейін;

- жұмысшы температура - - 40-тан 150⁰ C дейін;

- Өлшемі В x Ш x Д - 3,5 x 10 x 85 мм;

- Типі – пассивтік.

ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ:

1. Багдасарян А.С., Карапетьян Г.Я. Импедансные ПАВ фильтры для сотовых систем связи. Системы и средства связи, телевидения и радиовещания, М. Вып.1, 2008.

2. Багдасарян А.С., Карапетьян Г.Я., Катаев В.Ф., Катаева О.В. - Акустические датчики для дистанционного контроля давления// Журнал Технология и конструирование электронной аппаратуры, 2008. №2(74), 31-33 с.