DE3731852C2 - Signalfunksystem - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Signalfunksystem mit einem Funksender und min­ destens einem Funkempfänger nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es hat im Stand der Technik eine große Anzahl von Vorschlägen gegeben, um auf verschie­ dene Art und Weise die Handhabung von Stückpreis-Informationen in einem Einzelhandels- Kolonialwarengeschäft zu automatisieren.

Solch ein System ist attraktiv für Geschäftsinhaber wegen der wirtschaftlichen Vorteile, die sich z. B. aus der Verringerung oder Ausschaltung der Arbeitskosten ergeben, in Verbin­ dung mit der Beibehaltung der auf den neuen Stand gebrachten Regalbeschriftungen und -etiketten; die sich weiter aus der Reduzierung oder Elimination der Notwendigkeit ergeben, Preisschildchen an den Einzelwaren anzubringen; die sich weiterhin aus der Reduzierung oder Elimination eines Warenbestandsverlusts ergeben, welcher in dem Hinterherhinken beim Auszeichnen auftritt und in der Schwierigkeit einer schnellen Wie­ derauszeichnung einer großen Anzahl von bereits ausgezeichneten Einzelwaren; und um eine Optimierung der Preisaufteilung im Geschäft zu ermöglichen mit der Möglichkeit einer schnellen und wirtschaftlichen Vorsorge für zeitlich begrenzte Sonderangebote. Zu diesem Zweck sind eine Anzahl von Vorschlägen für solche Systeme gemacht worden.

Einige wichtige technische Probleme haben eine kostengünstige Entwicklung solcher Sys­ teme verhindert. Zum Beispiel werden die Regale, die heutzutage in den meisten Einzelhan­ delsbetrieben benutzt werden, immer wieder umgestellt. Jede direkte Leitungsverlegung wird unpraktisch und damit teuer. Darüberhinaus machen es Kostengesichtspunkte wichtig, daß die einzelnen Display-Module billig sind. Weiterhin würden teure, nicht korrodierende Gold-Leitungen, die die Module mit dem Leitungssystem verbinden, die Einheiten überteu­ ern. Nichtsdestoweniger ist viel Mühe auf die Schaffung sinnreicher Verbindungen von Leitungssystemen als Lösung verwandt worden. Drahtlose Systeme, darunter solche mit infraroter, akustischer und Radioübertragung sind vorgeschlagen worden, aber die meisten haben angenommen, daß solch ein System einfach zu unzuverlässig zum Übermitteln von wichtigen Preis- und Geschäftsinformation ist.

US 4 002 886 umfaßt ein "Elektronisches Regal", welches aus Modulen be­ steht, die an der Frontkante des Regals angeordnet sind und durch Drahtverbindungen mit den für die Anzeige erforderlichen Daten versorgt werden. Dieses lehrt, daß als Alternative zur direkten Verkabelung jedes der zehntausend oder mehr Module mit dem Zentralrechner ein einfaches Adress-Decodier-System benutzt werden könnte, wobei eine individuelle Ad­ resse zuerst übertragen wird, gefolgt von den Daten. Jedes Modul in der Kette besitzt eine eigene individuelle Adresse und, wenn die übermittelte Adresse mit der Modul-Adresse übereinstimmt, werden die Da­ ten vom Modul akzeptiert.

Die US 4 028 537 schlägt vor, daß ein serielles Adress-Schema benutzt wird. Jedes Modul ist in Reihe mit dem nächsten Modul verbunden, vergleichbar mit einer Weih­ nachtsbaumbeleuchtungskette, und es wird vorgeschlagen, daß die Adressdecodierung durch die Subtraktion einer Eins von der laufenden Nummer durchgeführt wird, bevor sie zum nächsten Modul gesendet wird. Das Modul, das eine Null empfängt, akzeptiert die Da­ ten als seine eigenen.

Die US 4 500 880 schlägt vor, daß der UPC-Code als Adresse benutzt wird an Stelle einer willkürlichen Zahl.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 27 15 865 A1 beinhaltet ein Informationsrundfunksystem, das aus einer Sendestation zur Kodierung und Übertragung von Daten, und einer Empfangssta­ tion zur Dekodierung der kodierten Daten besteht, wobei das Empfangsgerät aus einer Emp­ fangseinrichtung zum Empfangen und Dekodieren der kodierten Daten, einer Empfangsin­ terfaceeinrichtung, einer Verarbeitungseinrichtung zum Lesen der Daten in paralleler Form, einer Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen der Ausgangsdaten und einer Sammelschienenein­ richtung zum Verbinden der Empfangsinterfaceeinrichtung und der Anzeigeeinrichtung besteht. Dabei wird eine Phasenmodulation des Trägers mit der dreifachen Stereopilotfre­ quenz durchgeführt. Dieses Dokument enthält nicht ein Signalrundfunksystem, das eine Einrichtung am Sender zum Erzeugen eines zweiten Trägersignales einer zweiten Frequenz N/n, welche von der ersten Trägerfrequenz abgeleitet ist, worin der Nenner n größer als 1 ist, und eine Einrichtung am Empfänger zum Empfangen des ersten Trägersignales und zur Teilung dieses Signales durch den Nenner n, wobei ein Demodulator am Empfänger das zweite digitale modulierte Trägersignal und das Demodulationssignal empfängt.

Die US 43 99 437 beinhaltet eine Sender- und Empfängereinrichtung, worin dieses dadurch entstehende Kommunikationssystem in einem Frequenzbereich von 132 kHz bzw. 66 kHz arbeitet und einen Teiler, der die Trägerfrequenz durch den Faktor 2 teilt, be­ inhaltet.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Signalfunksystem geschaffen, welches einen Funksender und mindestens einen Funkempfänger aufweist, mit einer am Sender vorgese­ henen ersten Trägersignalerzeugungseinrichtung zur Erzeugung eines ersten Trägersignals mit einer ersten Referenzfrequenz N und zum Senden dieses Trägersignals, wobei

• - eine am Funksender vorgesehene zweite Trägersignalerzeugungseinrichtung zum Er­ zeugen eines zweiten Trägersignals einer zweiten Frequenz N/n, welche von der ersten Referenzträgerfrequenz abgeleitet ist, worin der Nenner 1 größer als 1 ist
• - eine Modulationseinrichtung zur Modulation des zweiten Trägersignals mit einem digi­ talen Modulationssignal gemäß der digitalen Information, die damit gesendet wird;
• - eine Funkeinrichtung zum Funken des digital modulierten zweiten Trägersignals;
• - eine am Funkempfänger vorgesehene Empfangseinrichtung zum Empfang des ersten Trägersignals und zur Teilung dieses Signals durch den Nenner n, um ein korrespondie­ rendes Demodulationssignal der Frequenz N/n zu erzeugen; und
• - einen am Funkempfänger vorgesehenen Demodulator (56), welcher das zweite digital modulierte Trägersignal und das Demodulationssignal empfängt und das zweite digital modulierte Trägersignal mit dem zweiten Demodulationssignal demoduliert, um ein re­ sultierendes digitales Informationssignal zu erzeugen.

Ein drahtloses Display-Modul für ein "elektronisches Regal" muß vier Bedingungen erfül­ len:

• 1. Zwei-Wege-Kommunikation
• 2. lange Lebensdauer der Batterien (3 bis 5 Jahre)
• 3. minimale Fehlerraten und
• 4. geringe Kosten.

Um alle vier Bedingungen gleichzeitig zu erfüllen, bedarf es einiger Kompromisse.

• 1. Um niedrige Fehlerraten und eine Zwei-Wege-Kommunikation zu erreichen, wird ein System mit Phasenmodulation benutzt. Dies hat zwar eine komplexe Schaltung bedingt, um das analoge Signal zu codieren und zu decodieren, wobei die Schaltung eine phasenstarre Schleife oder eine quadratische Struktur aufweist, sowie mehrere Verstärker und codierende und decodierende Schaltungstechnik.
  Ein zweiter wichtiger Bereich ist der, daß während es mit einiger Schwierigkeit möglich ist, eine Ein-Weg-Verbindung von der Basis-Station zum Modul zu schaf­ fen, das Rückkehrsignal vom Modul zur Basis-Station eine größere Herausforderung darstellt. Der Energieverbrauch jeder CMOS-Anordnung ist infolge der kapazitiven Entladung groß; somit wächst mit dem Anwachsen der Treiberfrequenz für den Empfang auch der Energieverbrauch. Trotzdem wird die Effizienz für feste Übertra­ gung bei abnehmender Übertragungsfrequenz sehr gering.

Diese Probleme werden durch die Erfindung verringert, indem ein System benutz wird, das eine einzige Phase codiert, und eine spezielle Referenzträgerfrequenz benutzt. Diese Refe­ renzträgerfrequenz beträgt in einer bevorzugten Ausführungsform 132 kHz und ist anfäng­ lich aktiviert, um die Übertragung von der Basis-Station in einer Hüllkurve mit vorbe­ stimmter Länge zu bilden. Das Modul nimmt die 132 kHz Trägerfrequenz und teilt sie durch 2, indem es einen konventionellen Flip-Flop benutzt, um eine interne 66 kHz-Referenz zu schaffen. Die Basis-Station kann dann digitale Daten übertragen durch die Phasenverschie­ bung einer zweiten 66 kHz-Trägerfrequenz, welche ebenfalls von der Referenzfrequenz abgeleitet ist. Das Modul macht einen direkten Vergleich mit dem durch 2 dividierten 132 kHz-Signal, um ein moduliertes digitales Ausgangssignal zu erhalten.

Wenn das Modul zurücksendet, benutzt es wieder das 132 kHz-Signal als Referenz und bil­ det eine 66 kHz-Trägerfrequenz. Diese 66 kHz-Trägerfrequenz ist phasenmoduliert, um die digitalen Daten zu codieren. Das vom Modul übertragene Signal wird innerhalb der Einhül­ lenden des Referenzsignals übertragen und zwar eine vorbestimmte Periode nachdem die Daten von der Basisstation empfangen worden sind. Das hat für die Basisstation den Vor­ teil, daß die mit großer Genauigkeit die Frequenz und den zeitlichen Verlauf des Rückkehr­ signals kennt. Das macht es möglich, akzeptable Daten trotz eines kleinen Signal-Rausch- Verhältnisses mit einem hohen Grad an Zuverlässigkeit zu extrahieren.

Beschreibung der Zeichnungen

Besonders bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden beispielhaft im folgenden beschrieben mit Bezug auf die beigefügten diagrammartigen Zeichnungen, wobei

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht ist, die eine typische Einrichtung eines Teils eines Ladens darstellt, in dem die erfindungsgemäße Vorrichtung eingebaut ist,

Fig. 2 ein Querschnitt durch eine Regaleinheit nach Fig. 1 ist, um das übertrieben dargestellte elektromagnetische Feld zu zeigen, das erhalten wird;

Fig. 3 einen Frontaufriß des Regal-Moduls gemäß der Erfindung zeigt, wobei eine der im Innern angeordneten Komponenten gestrichelt dargestellt ist,

Fig. 4 ein schematisches Diagramm der Schaltung eines der Module ist,

Fig. 5a-5e die Funksignale darstellen, die von den Modulen empfangen werden sowie die digitalen Signale, die daraus für den Betrieb des Moduls erzeugt werden,

Fig. 6 eine schematische Darstellung des Formats des binären Prozeßwortes ist, welches zum Modul gesendet wird;

Fig. 7a-7e die Übertragung von Basisstations-Daten zum Modul und umgekehrt darstellen, innerhalb einer ein Referenzsignal bildenden Hüllkurve;

Fig. 8 eine Vorrichtung zur Entdeckung der besten Phasenbe­ ziehung zum Senden und Empfangen für jedes Modul dar­ stellt;

Fig. 9 die Zeichnung eines typischen Diagramms der verschie­ denen Sende-Empfangs-Phasen-Beziehungen im Modulator und im Detektor in der Basisstation ist;

Fig. 10 ein detaillierteres, schematisches Schaltungsdiagramm der in Fig. 4 dargestellten "Pipper"-Schaltung ist;

Fig. 11 ein detaillierteres, schematisches Schaltungsdiagramm der Decoder-Schaltung von Fig. 4 ist;

Fig. 12 ein detaillierteres, schematisches Schaltungsdiagramm der Codier-Schaltung von Fig. 4 ist;

Fig. 13 ein detaillierteres Schaltungsdiagramm der "SYNC LOGIC" Schaltung von Fig. 4 ist;

Fig. 14 ein detaillierteres Schaltungsdiagramm der Phasen- Detektor/Modulator-Schaltung von Fig. 4 ist; und

Fig. 15 ein Schaltungsdiagramm einer Schaltung ist, die die Batterie der Schaltung aus Fig. 4 ersetzt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Die Erfindung wird insbesondere in ihrer Verwendung in einem Selbstbedienungs-Lebensmittelgeschäft beschrieben, insbeson­ dere vom Supermarkt-Typ, in dem typischerweise ungefähr 5000 bis 10000 verschiedene Waren verkauft werden, deren jeweilige Preise klar und positiv identifiziert werden müs­ sen, wobei man diesen Preis auf schnelle Weise ändern können muß, oft sofort, um saisonale Änderungen etc. in Großhand­ lungspreisen zu berücksichtigen, und um die Marktstrategie des Geschäfts erfüllen zu können.

Es ist trotzdem klar, daß die Erfindung auch auf andere Ge­ schäftstypen anwendbar ist, etwa auf Bekleidungsgeschäfte und Warenhäuser sowie auf gänzlich unterschiedliche In­ stallationstypen, wie Fabrikanlagen, Warenhäuser und Ver­ teilungszentren, Ausstellungs- und Tagungszentren, sowie für die Gestelle für Geräte und Lagerung in Erzeugerbetrie­ ben.

Fig. 1 stellt einen Teil eines typischen Ladengeschäfts dar, welcher aus einer Vielzahl von parallel nebeneinander auf­ gestellten Mehrfach-Regal-Einheiten 10 besteht, von denen jede eine Vielzahl von Regalen 12 aufweist, auf deren Front­ leisten nach oben geneigt eine Vielzahl von in Längsrichtung angeordneten Regal-Einheit-Modulen 14 angebracht ist, eines für jede Einzelware, deren Preis angezeigt werden soll. Das Geschäft beinhaltet auch eine Vielzahl von Registrierkas­ sen 16, von denen jede eine Preisanzeige aufweist, die mit Hilfe eines Scanners den Bar-Code lesen kann, der mittler­ weile fast überall einen integralen Bestandteil der Waren­ etiketten bildet, und diesen anzeigen und im Kassenre­ gister ablegen kann. Die Stationen 16 werden in typischer Weise von einem ladeneigenen Hauptrechner gesteuert und überwacht, zu dem von einem Zentralbüro die Informationen über eine Telefonverbindung 20 geleitet werden können, oder durch eine direkte Eingabe per Tastatur, Eprom, Band oder Floppy Disc, was im Ermessen des Fachmannes steht. Diese Informationen werden auch von dem Hauptrechner 18 zu einem Systemrechner 22 geleitet (der auch seinen eigenen Eingang 23 haben kann), welcher mit einem Basis-Stations- Sender/Empfänger (24) verbunden ist. Die Rechner und die Basis-Station zwischen ihnen speichern die für das Geschäft erforderlichen Informationen in Verbindung mit den verkauf­ ten Waren, wie

• a) den identifizierenden Bar-Code,
• b) den aktuellen Warenpreis,
• c) Informationen über die vorhergehende Preisgeschichte,
• d) Einzelheiten über einen Sonderangebotspreis, damit dieser am Tage zur bestimmten Zeit angeboten werden kann,
• e) den korrespondierenden Einheitspreis,
• f) die Örtlichkeiten der Laufgänge, der Regale und Regal­ positionen,
• g) die Anzahl der Verblendungen an den Regalen,
• h) die Menge einer Standardeinheit für das Neuordnen,
• i) die Liste von Wörtern, die jedes Modul auf Kommando reproduzieren kann, und
• j) das Programm, das auf den Modulen anzuzeigende Ankündi­ gungen bewirkt, wie "zum Verkauf", "15% weniger", etc. und die Zeiten, zu denen diese angezeigt werden sollen.

In dieser Vorrichtung ist die Basis-Station 24 ein Sender einer phasenmodulierten Radio-Frequenz, dessen Ausgang über Schalter 26 gespeist wird, die von der Station 24 über eine separate Steuerleitung 27 gesteuert werden, die zu den par­ allelen Segmenten 28 der im Laden angeordneten Rundfunk­ antenne führt, wobei die Antenne so angeordnet ist, daß die parallelen Rahmenebenen der Segmente horizontal sind. Jedes unmittelbar nebeneinanderliegende Paar von Schaltern steuert das Antennensegment zwischen ihnen. Jedes von diesen Seg­ menten verfügt über zwei horizontale, Leistung übertragende Leitungen des entsprechenden horizontalen Rahmens, welcher entlang den entsprechenden oben angeordneten Oberflächen der beiden miteinander in Verbindung stehenden Reihen der Metallregaleinheiten 10 verlaufen, so daß jede elektromagne­ tisch zu seiner entsprechenden Einheit gekoppelt ist.

Mit solch einer Anordnung und den verwendeten Frequenzen ist die Übertragung im Prinzip nahfeldinduktiv und die prakti­ sche Reichweite jedes Antennenelements ist nicht viel größer als ihre eigene Dimension, die über die Regaleinheit hinaus geht.

Die Schalter 26 erlauben die Auswahl des oder der Antennen­ elemente, die zu jeder Zeit stromführend sein müssen, um die Erregung der Module 14, die nicht angesprochen sind, zu vermeiden, wodurch deren unnötiges Betreiben und unnöti­ ger Energieaufwand vermieden werden, wie es aus der Be­ schreibung weiter unten klar wird. In dieser Ausführung sind die Verbindungen zu den Antennensegmenten mit 25 be­ zeichnet und durch den Raum oberhalb der Ladendecke verlegt, was nach unten führende Teile 30 erfordert, aber sie können auch durch den Fußboden und an den Stirnseiten der Regal­ einheiten emporverlegt sein.

Die Regaleinheiten 10 eines solchen Ladens sind wegen der hohen zu tragenden Lasten fast alle aus dünnem Stahlblech und es wurde unerwarteterweise gefunden, daß bei der Fre­ quenz, bei der das System vorzugsweise betrieben wird, was in Einzelheiten weiter unten beschrieben wird, indem man einen Teil des Antennensegments 28 in genügend engen Kontakt mit der Metallstruktur bringt, so daß es mit dieser elektromagnetisch gekoppelt ist, stark anwachsende lokale Strahlungsfelder an den äußeren Längskanten der Regale resultieren, an denen die Module 14 angeordnet sind, wie es durch die gestrichelten Linien 32 in Fig. 2 angedeutet ist. So wurden in einer Versuchsanordnung Spannungen, die am Ort des Moduls gemessen wurden, im Bereich von 0,5 bis 3 Volt erwartet, aber stattdessen wurden Spannungen im Bereich von 1 bis 9 Volt erhalten und darüber hinaus waren die Spannungen an den niedrigen Regalen, die weiter von den Antennen entfernt sind, höher als an den höheren Re­ galen.

Die Beschreibung der Fig. 3

Ein, am Regal angeordnetes Modul besteht aus einem Kunststoffkästchen 34, welches im wesentlichen rechteckig ist, wie man es im Grundriß und im Aufriß sieht, wobei die Frontpartie des Kästchens eine recht­ eckige Öffnung 36 aufweist, hinter der eine LCD-Anzeige 38 angeordnet ist, welche die erforderlichen Informationen anzeigen kann bei ausreichender Versorgung der Komponent­ segmente mit Energie. Ein Etikett ist an der Frontseite angeordnet, dessen oberer Teil die Warenidentifikation ent­ hält, während der untere Teil den korrespondierenden Bar- Code trägt und Instruktionen für die Betätigung eines sichtbaren Druckknopfes 40 für den Preis der Wareneinheit. Die Art der Betätigung des Druckknopfes 40 ist genauer in unserer US-PS 4 603 495 beschrieben, während eine bevorzugte Methode zum Anbringen des Moduls an der Regalkante in der US-Anmeldung 732 114 beschrieben ist, deren Offenbarungen hier durch die Angabe der Referenzen aufgenommen werden.

Hinter dem Etikett sind am Modul zwei "versteckte" Druckknöpfe 42 und 44 angeordnet, von denen der eine oberhalb und der andere unterhalb des sichtbaren Knopfes 40 angeordnet ist, wobei diese versteckten Druckknöpfe während der normalen Geschäftszeit in gewöhnlicher Weise nicht aktiviert sind, um eine zufällige Betätigung, z. B. durch die Berührung des Moduls durch ein Kind, zu verhindern. Die Funktionen und die Betätigung dieser beiden verborgenen Knöpfe, wenn sie aktiviert sind, wird weiter unten beschrie­ ben. Das Kästchen 34 trägt auch eine Sende-Empfangsrahmen­ antennenspule 46 mit niedriger Impedanz, niedriger Güte Q, die über einen Luftkern verfügt und mit ihrer Rahmenebene parallel zur Frontseite des Kästchens angeordnet ist und mit ihren längeren Seiten parallel zur Frontseite des Käst­ chens.

Das Kästchen weist ferner eine Empfangsantennenspule 48 mit einem Ferritkern, einer höheren Güte Q und höherer Im­ pedanz auf, welche mit der Rahmenebene in einem rechten Winkel zur Vorderseite des Kästchens und somit in einem rechten Winkel zur Ebene der Spule 46 steht; in dieser Ausführung ist ihre längere Rahmenseite auch parallel zur längeren Kästchenkante. Der Rahmen ist so zentral wie mög­ lich angeordnet und durch die relativ orthogonale Stellung ist die Kopplung zwischen den Antennen auf ein Minimum reduziert. Man erkennt aus Fig. 2, daß die Module unter einem Winkel geneigt zur Vertikalen auf den Regalkanten angeordnet sind, so daß die Rahmenebenen der beiden An­ tennen 46 und 48 nicht orthogonal zu denen der Rahmenanten­ nensegmente 28 sind, sondern unter einem Winkel mit diesem geneigt, was notwendig ist, wenn die Kopplung zwischen ihnen gut sein soll. Überraschenderweise wurde gefunden, daß die elektromagnetische Kopplung in Abhängigkeit von diesem Winkel stark anwächst, als wenn das Feld geneigt wäre, so daß die Übertragungs-Effizienz von den beiden Spulen zur Ladenantenne anwächst bei einer minimalen Kopp­ lung zwischen den Spulen selbst.

Jedes Modul enthält auch eine Schaltungsplatine, die in Fig. 3 nicht, in Fig. 4 aber schematisch dargestellt ist.

Die Energie für jedes Modul kommt von einer Energiequel­ le 50, die in diesem Beispiel eine Lithiumbatterie von 0,2 Ah Kapazität ist, die über eine potentielle Betriebs­ dauer von etwa 3 bis 5 Jahren bei der Schaltung verfügt. Angesichts der Tatsache, daß ein typi­ scher Einzelhandelsladen mindestens 5000 Module enthält, wird von der Industrie eine Verlängerung der Lebensdauer der Batterie gewünscht, da Batteriewechsel bei derart vielen Modulen eine zeitaufwendige und kostenträchtige Arbeit ist. Die Art, in der die Schaltung eine derartig verlängerte Regallebenszeit mit einer sol­ chen Batterie erreicht, wird unten beschrieben.

Der Basis-Stations-Sender sendet ein erstes Referenzträ­ gersignal der Frequenz N, welches in der vorliegenden Ausführungsform 132 kHz beträgt, wobei die Frequenz durch Herunterteilung von einem kristall-gesteuerten Oszillator bestimmt wird, um die gewünschte Stabilität zu erhalten. Das vorbereitete Modul wird mit Energie versorgt, um ein Signal zu empfangen, wie es unten be­ schrieben wird; dieses Signal wird von der kleineren Ferritantenne 48 empfangen, von dem Verstärker 52 verstärkt und geteilt durch eine natürliche Zahl n, welche im vor­ liegenden Beispiel 2 ist, und zwar vom Teiler 54, um ein Demodulations- oder Überlagerungssignal von 66 kHz Frequenz (N/n) zu erhalten, welches einer Schaltung 56 zuge­ führt wird, welche unten genauer beschrieben wird, und wel­ che alternativ als Zwei-Phasen-Detektor oder als Modulator arbeiten kann. Das Teiler-Ausgangssignal wird auch als Taktsignal benutzt, und zu diesem Zweck wird es einem "Pipper" 58, einem Teiler 60 und einem Decoder 62 zuge­ führt. Der Sender überträgt auch ein Informationen ent­ haltendes Signal, welches weiter unten ebenfalls ge­ nauer beschrieben wird, welches aus einem zweiten Trä­ gersignal von 66 kHz besteht, welches ebenfalls von demselben Quarzoszillator kommt, phasenmoduliert ist durch ein codiertes digitales Signal, wobei dieses zweite modulierte Trägersignal im Modul von der größeren Luft-Kern-Antenne 46 empfangen wird und der Schaltung 56, die wie ein Phasendetektor ausgebildet ist, zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Zwei-Phasen-Detektors ist ein Informationen enthaltendes, codiertes, digitales Impulssignal, wobei die Pulse, die positiv oder negativ bezogen auf Erde sind, aus der Demodulation des zweiten modulierten Trägersignals von der Antenne 46 resultie­ ren, wobei das geteilte Signal vom Teiler 54 als Demodu­ lations-Referenz benutzt wird. Dieses digitale Ausgangs­ signal wird einem Schmalbandfilter und einer Verstärkungs­ schaltung 66 zugeführt, indem es wie gewünscht geformt wird und unerwünschte Frequenzkomponenten (wie die 132 kHz Harmonischen) entfernt werden. In diesem Beispiel wird ein Frequenzbandfilter von 3 kHz benutzt.

Eine Ferrit-Kern-Spule 48 mit hohem Q wird für die Refe­ renz-Frequenzantenne bevorzugt, da sie relativ unempfind­ lich für die Effekte durch das Umgebungsrauschen ist, welches im besonderen Fall eines Lebensmittelladens mit der starken Beleuchtungsanlage, den Kühlaggregaten und der Klimaanlage relativ groß ist, insbesondere gegenüber den Wirkungen von Störspannungen, die auf andere Weise unerwünschte Frequenz- und Phasenwechsel verursachen.

Auf der anderen Seite bevorzugt man eine Luft-Kern-Spule mit niedrigem Q für die Empfangs/Sende-Antenne 46, insbe­ sondere wenn sie zum Senden dient, da mehr Leistung als von einer Ferritantenne abgestrahlt werden kann, und die Bandbreite des Empfängers kann größer sein, die es er­ laubt, höhere BAUD-Raten zu benutzen.

Die Fig. 5a bis 5e zeigen eine Folge von Signalen begin­ nend mit dem von den Antennen empfangenen und nachfolgend das vom Phasendetektor 56 erhaltene. Somit zeigt Fig. 5a ein typisches erstes 132 kHz-Träger-Signal, welches von der Antenne 48 empfangen wird und Fig. 5b zeigt das re­ sultierende geteilte Demodulations-Referenz-Signal vom Teiler 54. Fig. 5c zeigt ein typisches phasenmoduliertes Signal, welches von der Antenne 46 erhalten wird, welches zwei Phasenübergänge bei X und Y aufweist. Das Signal in Fig. 5d ist das Ausgangssignal des Phasendetektors, wel­ ches aus der Detektion, wenn man das Referenz-Frequenz- Signal 5b benutzt, resultiert; in Fig. 5e ist das resul­ tierende Signal nach Glättung und Filterung dargestellt, welches aus positiven und negativen Impulsen um die 0 Volt-Linie 0 V besteht.

Da alle folgenden Schaltungen vom binären, digitalen Typ sind, ist der Wert es hohen Pulses "1", während der des niedrigen Pulses "0" ist.

Der Informationsgehalt, der zu den Modulen übertragen wer­ den muß, ist relativ begrenzt und man hat gefunden, daß es hinreichend ist, mit einem 32-Binär-Betriebswort zu arbeiten, wie in Fig. 6 dargestellt, welches in acht 4-Bit-Einzelwörter N4 bis N11 unterteilt wird. Dem Wort gehen drei Password-Einzelworte N1 bis N3 voraus und es endet mit zwei Synchronisierungs-Einzelwörtern N12 und N13, deren Funktion unten beschrieben wird. Das erste Daten-Einzelwort N4 des Wortes bedeutet für das Modul den Instruktionsbeginn, während das zweite Einzelwort N5 eine Instruktionsmodifikation des Instruktionsbe­ ginns ist, wobei die beiden Instruktionen miteinander verbunden werden, um das Modul von der Handlung zu unter­ richten, die vorzunehmen ist mit den Daten-Einzelwörtern N6 bis N9. Die letzten beiden Einzelwörter N10 und N11 sind beide für die Dateneinzelwörter zusätzlich Kon­ trollsummen-verschlüsselt; die relativ lange Kontroll­ summenverschlüsselung wird benötigt, um die Genauigkeit der Daten unter den schwierigen Bedingungen, unter denen die Module arbeiten, zu gewährleisten. Das Komplement wird benötigt, um zu gewährleisten, daß eine positive Ant­ wort in jedem Fall erhalten wird, so daß immer eine "1" detektiert wird, um die Zweideutigkeit auszuschließen, die entsteht, wenn keine Antwort erhalten wird, was auf einem Modulfehler beruht.

Ein weiteres Sicherheitsniveau wird erreicht durch Codieren der digitalen Signale am Sender und durch Decodieren im Modul und umgekehrt, wenn das Modul gerade sendet, wobei es z. B. Zwei-Phasen-Markierungs- oder Zwischenraum-Verschlüsse­ lung benutzt. Da das System in keiner Weise zeitkritisch ist, kann ein konservatives Codier-System verwendet werden trotz der Tatsache, daß dadurch die Übertragungsgeschwin­ digkeit halbiert wird. Derartige Codierungen von digitalen Daten werden z. B. auf den Seiten 384 bis 395 sowie 535 bis 536 in "Introduction to Communication Systems", F. G. Stemier, veröffentlicht 1982 von Addison Wesley, Redding Mass, beschrieben. An der Basis-Station wird der Codier- und der Decodiervorgang in die Software des steuernden Mikroprozes­ sors eingeschlossen. Das Codiersystem bei dieser Ausführungs­ form ist so gewählt, daß beim Codieren sowohl die "0" als auch die "1" Pulse erzeugt wird mit Übergängen an den Enden entsprechender Bit-Periode, während eine "1" zusätzlich aus dem Übergang in der Mitte der Bit-Periode resultiert und umgekehrt beim Decodieren. Ein konservatives Verschlüsseln des Types hat die Vorteile, daß es eine mittlere Spannung gleich 0 ergibt, was sicherer ist als eines, das eine mitt­ lere positive oder negative Spannung ergibt, welche schwanken und vielleicht den Verlust von Daten verursachen kann und daß es eine eingebaute Uhr schafft, die es leichter macht, die codierten und die nicht codierten Bits der originalen Daten zu synchronisieren. Es wurde in der Praxis als wichtig empfunden, daß das benutzte Verschlüsselungssystem polaritäts­ unempfindlich ist, so daß Anfangsbedingungen der verwendeten Schaltungen die Gültigkeit der Daten nicht berühren.

Zurückkommend auf Fig. 4: Die Gesamtkontrolle des Systems wird von einem Mikroprozessor-Chip 68 aufrechterhalten, der ein Standard-Chip, wie in einer Digitaluhr, sein kann, wobei solch ein Chip bereits neben seinem Mikroprozessor und der inneren Uhr die Register für die Steuerung der LCD-Anzeige 38 beinhaltet, die einer gewöhnlichen LCD-Uhrenanzeige ent­ spricht; dabei wird die Steuerung durch die Verbindung 70 mit den notwendigen Daten ausgeführt, die in vielen Spei­ cherregistern im Chip gespeichert sind. Z. B. werden die Da­ ten für den Einzelwarenpreis, der gewöhnlich immer angezeigt werden muß, in dem Register gespeichert, welches normaler­ weise immer frei ist, während die korrespondierenden Daten für die Anzeige des Einzelpreises in einem anderen der Re­ gister gespeichert sind, welches frei ist, um Information des Einzelwarenpreises auf der Anzeige über dem Käufer wie­ der aufzunehmen, der den sichtbaren Knopf 40 drückt, wobei der Knopf mit dem Uhrenchip über ein entsprechendes Regi­ ster 72 verbunden ist. Der Chip kann auch Programmregister beinhalten, in etwa drei, welche so programmiert werden kön­ nen, daß, der Chip die Display Register in einer vorgeschrie­ benen Folge abfragen kann, so daß individuelle Wörter in diesen Registern in einer Folge angezeigt werden können, so daß jedes Programm eine entsprechende Nachricht veran­ laßt, die aus den in den Registern vorliegenden Wörtern ge­ bildet wird, indem eine spezielle Ankündigung zum Adressie­ ren des besonderen Programmregisters vorgesehen ist. Solch ein Chip kann z. B. bis zu 14 Anzeigeregister aufweisen, von denen der kleinste 16 Bits Kapazität aufweist, mit den vier Führungsbits, die für Anzeigeinstruktionen benötigt werden, während die verbleibenden 12 Bits für die Anzeigendaten verwendet werden; der Chip kann auch aus etwa vier Maintenance-Registern geringerer Kapazität bestehen, z. B. 8 oder 4 Bits, welche für andere Funktionen als die oben beschrie­ benen benutzt werden können. Eine andere wichtige Funktion des Mikroprozessor-Chips 68 ist es, eine stark reduzierte Einschaltdauer für die Radiofrequenzteile des Moduls vor­ zusehen, wie etwa für die Verstärker 52 und 66, welche einen relativ hohen Energieverbrauch haben. Der Chip soll ein programmierbares An- und Aus-Register beinhalten und das im Chip verwendete weist eine 16-Bit-Kapazität auf, wo­ bei die ersten vier Bits gebraucht werden, um die Länge der Einschaltzeit und die verbleibenden zwölf, um die Länge der Abschaltzeit festzulegen. Somit schaltet der Chip die RF-Schaltungen kontinuierlich für eine Periode von 0,5 Sekun­ den an und wenn kein erstes Referenzträgersignal während dieser Periode empfangen wurde, schaltet er diese wieder für eine viel längere Periode, typischerweise 10 Sekunden, aus, was eine Einschaltdauer von 20 s ergibt. Solange wie das erste Trägersignal detektiert wird, wie es oben be­ schrieben wurde, verbleibt der Chip in der Einschaltstellung, bis die Referenz für die "RF-An"-Zeit endet, welche in die­ ser Ausführungsform von 0,5 Sekunden Dauer ist. Ein der­ artiger Zyklus wird gewöhnlich die Batterielebensdauer um einen Faktor von ungefähr 2 verlängern, da jedes Modul nur in einem sehr kleinen Bruchteil der Gesamtzeit arbeitet, jedoch muß der Mikroprozessor-Chip selbst und andere Teile der Schaltung während der gesamten Zeit mit Energie ver­ sorgt werden.

Die Basisstation wird gewöhnlich immer mit Energie versorgt werden, jedoch im Ruhestadium, bis sie veranlaßt wird, an eines oder mehrere Module zu senden, worauf das erste Re­ ferenzträgersignal für mindestens 10 1/2 Sekunden gesendet wird, um sicherzugehen, daß die Sendung während der "An- Phase" aller Einschaltzyklen der Module geschieht; am Ende dieser Übertragung sind daher alle Module im Zustand "an". Das erste Trägersignal wird dann abgeschaltet für eine Periode von ungefähr 50 Millisekunden, was zu kurz ist, daß die Module abschalten, und beide, die erste Referenz und die zweiten modulierten Trägersignale werden nun simul­ tan gesendet. Dies erlaubt es, das erste Trägersignal da­ zu zu benutzen, die übertragenen Daten und die vom Modul empfangenen Daten miteinander zu verknüpfen, wie es unten beschrieben wird.

Wir kommen wieder auf Fig. 4 zurück: Man sieht die RF-Teile des Moduls, welche durch das Uhren-Chip-Signal von "RF Pow­ er On" aktiviert werden, sowie von dem Referenzträger- Signal und dem modulierten Trägersignal, welche während dieser Periode empfangen werden, wobei das Ausgangssignal des Verstärkers 66 dem Pipper 58 vom "REC DATA"-Terminal zum "REC DATA"-Terminal geleitet wird und das Uhrensignal vom Teiler 54 zur "66 kHz-Uhr". Der Pipper erzeugt einen Ausgangspuls oder "Pip" jedesmal, wenn es einen Zustands­ wechsel in den empfangenen Daten gibt und diese werden von ihrem "Pips"-Terminal zu dem "Pips"-Terminal des Decoders 62 geleitet, welcher die bi-phasen-codierten Daten zu normalen Binärcode-Daten decodiert. Somit entscheidet der Decoder, welcher auch das 66-kHz-Uhrensignal empfängt, ob ein Pip in der Mitte der Zeitperiode geschieht, und wenn das so ist, eine 1 erzeugt und wenn nicht, eine 0 erzeugt. Das decodierte Binärsignal ist vom Terminal "DEC DATA OUT" zum Terminal " INPUT" eines 4-Bit-Schieberegisters 74 geleitet, in welchem das Signal geschoben wird, während die Daten in dem Register vom Terminal "D OUT" zum Terminal "D IN" der "SYNC LOGIC"-Schaltung 76 geleitet werden. Wenn von der "SYNC LOGIC"-Schaltung 76 Synchronität zwischen den ersten Password-Einzelwörtern N1-N3 detektiert wurde, und nach einer Verzögerung von einem Einzelwort, wird ein "LATCH DATA" Signal von diesem Terminal der Schaltung 76 zu dem "LATCH" Terminal einer 4-Bit-Verriegelung 78 ge­ sandt, und die nachfolgenden Dateneinzelwörter N4 bis N11 werden aufeinanderfolgend vom Terminal "D OUT" zum Terminal "D IN" in der Verriegelung verriegelt, und über einen 3-Zustands-Puffer 80 zu einem "4-Bit-Daten" Terminal des Mikroprozessorchips zum Gebrauch DAT geleitet. Drei-Zustands­ puffer werden benötigt, da die Daten in beiden Richtungen zu und vom Mikroprozessor bewegt werden. Das Password N1-N3 wird für alle Module dasselbe sein und wird benutzt, um sicherzustellen, daß das Modul nicht versucht, auf un­ echte Daten zu antworten; drei Einzelwörter werden als zu­ sätzliche Sicherheit benötigt; typischerweise wird das Wort eine einzige dreiziffrige Zahl sein, wobei die erste von ihnen gewöhnlich die Null sein wird. Die erste Über­ tragung oder die ersten Übertragungen zum Chip 68 haben in den Instruktions- und Einzeldatenwörtern N4 bis N11 eine identifizierende Anweisung oder Anweisungen für das Modul, das gerade angesprochen ist; wenn der Chip 68 ent­ deckt, daß er gerade angesprochen ist, wird er in die Lage versetzt, weitere Daten zu empfangen und diese in die Register zu schreiben, während wenn er keinen Identifizie­ rer detektiert, er ruhig bleibt und die weiteren Daten, die er von den Puffern empfängt, ignoriert. Wie es klar wird, ist es wesentlich für eine korrekte Arbeitsweise, daß das Referenzträgersignal präsent ist; es wird von einem Teiler 60 detektiert, welcher ein 1/16 Uhrensignal (4125 Hz) vom Terminal Q3 zum korrespondierenden Terminal Q3 des "SYNC LOGIC" 76 sendet; die "SYNC LOGIC" Schaltung zählt die Anzahl der Zyklen, die in einer Zeitperiode, die durch dieses Uhrensignal festgesetzt ist, empfangen werden, und, wenn genügend gezählt sind, zu realisieren, daß dieses das verlangte Trägersignal ist, sendet es ein "Trägersignal erkannt"-Signal zum entsprechenden Mikroprozessor-Chip- Terminal, wohingegen der Uhrenchip ein "Empfang möglich"- Signal zum "SYNC LOGIC" zurückgibt. Das "Trägersignal er­ kannt"-Signal wird auch benutzt als Rücksetzsignal für das Schieberegister 74 und die Verriegelung 78. Das "SYNC LOGIC" kennzeichnet den Chip 68 während der Detektion des erforderlichen Passwords N1 bis N3 durch die "Data ready"-Verbindung und zwar alle 4 Bits synchron mit dem Verriegeln der Daten im Verriegler, so daß er bereit ist, die gebrauchten Daten zu empfangen. Bei Abschluß des Empfangs jedes der 4 Bits wird das "Data ready"-Signal vom Mikroprozessor-Chip aufgehoben, indem die "Data ac­ cepted"-Verbindung gepulst wird.

Wenn das Referenzträgersignal abgebrochen wird, bricht auch das Trägererkennungssignal zum Chip 68 ab und eine Abschaltzeitperiode beginnt, die gewöhnlich die gleiche Länge hat wie die Anschaltzeit und durch dasselbe Register erzeugt wird, wobei nach dieser Zeit die RF-Schaltungen abgeschaltet werden, bis eine neue Anschaltperiode von 10 Sekunden verstreicht. D. h., daß Anweisungen zum Modul mit einer schnelleren Rate übertragen werden müssen als diese Abschaltzeitperiode. Ein System, wie es soeben schon beschrieben worden ist, mit Modulen, die von je einer Bat­ terie betrieben werden, von denen jedes von einem Rundfunk­ sender individuell angesprochen werden kann, so daß keine Verkabelung nötig ist, ist schon von großem Wert in Bezug auf den Installationstyp, auf den es gerichtet ist. Gewöhnlich ist einiges nötig, um sicherzu­ stellen, daß die Daten sicher empfangen worden sind, und Systeme hierzu werden im fol­ genden beschrieben. Wie dem auch sei, ist der Wert des Systems noch größer, wenn vorge­ sehen ist, daß die Module taugliche Informationen zurück zur Basisstation und den Ge­ schäftskomputer senden. Z. B. ist es dann für das Personal, welches die Regale auffüllt, möglich, den Gang zwischen den Regalen entlangzugehen und sofort nach einer optischen Inspektion einer Ware die Identität dieser Ware zurückzusenden, sowie die Regallokalisie­ rung und die Menge, die für das Wiederauffüllen benötigt wird. All dieses ist auszuführen, wenn möglich ohne die Batterielebenszeit mehr als nötig zu verkürzen, so daß das ge­ wünschte Ziel einer drei bis fünf Jahre betragenden Lebenszeit oder noch länger erreicht wird. Die Art und Weise, in welcher dieses in der erfindungsgemäßen Ausführungsform erreicht wird, wird nach einer weiteren Beschreibung des Protokolls beschrieben, welches benutzt wird, um die Daten zum Modul zu senden.

Wie oben bereits angedeutet, bringt die Betreibung eines Signalfunksystems gemäß der Er­ findung zwei verschiedene schwere Probleme mit sich, nämlich die extrem geräuschvolle Umgebung, in der das System, was von Natur aus ein Niederleistungssystem ist, arbeiten muß, und der Bedarf nach extrem langlebigen Batterien, was einen extrem niedrigen Ener­ gieverbrauch impliziert. Die Leistung der Basisstation kann natürlich so groß wie nötig ge­ macht werden, wobei nur relativ geringe zusätzliche Kosten notwendig sind. Daher wurde ein phasenmoduliertes System ausgewählt, weil es von Natur aus eine hohe Geräuschtole­ ranz aufweist, und die digitale Codierung der übermittelten Daten wurden ausgewählt wegen der Niedrigleistung-Digital-Schaltungs­ elemente, die benutzt werden können, um solche Daten zu manipulieren. Die Codierung der übertragenen digitalen Signale in beide Richtungen bringt ein anderes Sicherheits­ niveau für die aufeinanderfolgende akurate Detektion der Daten mit sich. Das konventionelle Verfahren des Demodu­ lierens von phasenmodulierten Signalen ist es, im Detektor eine phasenstarre Rahmenantenne zu benutzen, jedoch besteht in der sehr geräuschvollen Umgebung die Gefahr, daß die Rahmenantenne auf Nebeninterferenzen anspricht, anstatt auf das Signal, oder bei dem Umgebungsgeräusch so lange braucht, um auf das Signal anzusprechen, daß die Datenübertragung unmöglich lang wird, auch wenn eine schnelle Übertragung gewöhnlich nicht unbedingt notwendig ist. Eine phasenstarre Rahmenantenne müßte daher in dauerndem Betrieb sein und könnte nicht in dem Zyklus betrieben werden, wie er oben beschrieben wurde, und würde zusätzlich einen genau ge­ steuerten Oszillator benötigen, was einen bemerkenswerten Energieverbrauch in jedem Modul mit sich bringt. Z. B. be­ nötigt eine Schaltung mit einer solchen Rahmenantenne einen Betriebsstrom von ungefähr 50 Mikroampere, welcher verglichen werden kann mit dem mittleren Verbrauch von ungefähr 5 µA die mit dem beschriebenen Modul erzielt werden, indem der Chip 68 einen Betriebsstrom in der Größenordnung von 3 bis 5 µA benötigt. Der Bedarf nach einer solchen Rahmenantenne wird vermieden durch die Vorrichtung, die eine Referenzfrequenz benötigt, welche durch die Basisstation erzeugt und im Modul geteilt wird, um die Demodulationsreferenz für das Datenträgersignal mit niedriger Frequenz zu erhalten.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung, welcher zu einem niedri­ geren Energieverbrauch führt, ist die Wahl einer Betriebs­ frequenz von 10 bis 500 kHz. Der Energieverbrauch von digi­ talen Bausteinen wie solchen vom CMOS-Typ, die gewöhnlich wegen ihrer niedrigen Kosten und ihres niedrigen Energie­ verbrauchs benutzt werden, ist direkt proportional zur Zahl der Schaltvorgänge, die für die Operation benötigt werden, und die gewählten geringen Geschwindigkeiten sind vollkommen ausreichend für die relativ langsame Datenüber­ tragung, die benötigt wird. Rundfunksignale in diesem Frequenzbereich sind von Natur aus kurzreichweitig, so daß mit der Benutzung einer Segmentantenne der Energieverbrauch reduziert wird, weil nur eine spezielle Gruppe von Modulen angesprochen werden kann, und die nicht gewünschten Module empfangen keine Daten, die sie nur ignorieren, wenn sie nicht an sie gerichtet sind. Die niedrige Frequenz erleich­ tert auch die elektromagnetische Kopplung an die Metall­ regaleinheiten wie oben beschrieben, was, auch die effektive Reichweite jedes Antennensegments begrenzt. Bei viel höheren Frequenzen besteht die größere Möglichkeit der Phasenver­ schiebung wegen der verschiedenen Abstände der Module von der Ladenantenne, obwohl das mit Hilfe des Systems wie oben beschrieben kompensiert werden kann. Der Anfangsanweisung von der Basisstation gehen Steuersignale zu den benötigten Schaltern 27 voraus, um die entsprechen­ den Antennensegmente anzuschalten, daher sind die Schalter alle zurückgestellt, um am Ende der Übertragung zu öffnen. Trotzdem gibt es auch Anwendungen der Erfindung, in denen eine solch lange Batterielebensdauer und eine einge­ schränkte Reichweite nicht erforderlich sind, und in diesen Fällen kann die benutzte Frequenz wesentlich höher sein, z. B. bis zu 50 MHz.

Wir kommen nun zu den Fig. 7a bis 7e. Ein weiterer Aspekt der Erfindung bezüglich der Bekämpfung der Stör- Umgebung liegt darin, daß die Daten von der Basisstation in Form von diskreten Worten übertragen werden, die von einer Referenz-Einhüllenden der Referenzfrequenzübertragung eingerahmt sind. Wenn dann das Modul angewiesen wird, zu­ rück zur Basisstation zu senden, dann ist jedes Datenwort, welches vom Modul übertragen wird, ebenfalls von der Re­ ferenz-Einhüllenden eingerahmt, die die Anweisung enthält; zusätzlich ist das Modul-Datenwort exakt innerhalb der Referenzeinhüllenden lokalisiert, so daß die Basisstation korrespondierend präzise Informationen darüber hat, zu welcher Startzeit das Modul das Wort gesendet hat, und somit kann die Basisstation die Vorderflanke des Wortes leichter detektieren, sogar bei erheblichen Störungen, und die korre­ spondierenden Daten akkurat lesen. Fig. 7a stellt die Re­ ferenzeinhüllende des 132-KHz-Referenzsignals dar, welches vom Basisstationssender erzeugt wird als Antwort auf die Anweisungen vom steuernden Mikroprozessor, die Dauer oder Länge der Einhüllenden, welche wie unten beschrieben fest­ gelegt wird. Der Empfang der Einhüllenden durch das Modul erzeugt das Träger-Erkennungssignal (Fig. 7b) vom "SYNC LOGIC" 76 mit einer leichten Übertragungsverzögerung (in der Größenordnung von 2 ms in dieser Ausführungsform) zwischen der entsprechenden vorderen und hinteren Flanke durch das System, und dieses Signal wird gefolgt von dem Signal "Empfang möglich" vom Chip 76, wieder mit einer ge­ ringen Systemverzögerung. Der Chip empfängt das von der Basisstation übermittelte Wort (Fig. 7c) und man wird sehen, daß wegen der Systemverzögerungen ein Teil des ersten Teilwortes N1 nicht empfangen werden kann; deswegen wird eine sehr großzügig bemessene Password-Anweisung, die aus drei Einzelwörtern besteht, benötigt, wobei das erste Teilwort gewöhnlich Null sein wird, so daß dessen Verlust nicht ins Gewicht fällt. Das Signal "Empfang möglich" bricht ab oder schließt am Ende des Wortes und kann während des Wortes irgendwann während N12 auftreten; das Empfangs­ signal ist durch den "SYNC LOGIC" synchronisiert, um am Ende von N12 zu enden. Ein sehr großzügig bemessenes Summenkontrollelement, welches aus zwei Einzelwörtern besteht, nämlich N10 bis N11, ist wegen der vergrößerten Sicherheit vorgesehen.

Die von der Basis gesendete Anweisung N4-N11 kann so sein, daß keine spezifische Antwort vom Modul erwartet wird; z. B. können einfach ein neuer Einzelwarenpreis und ein Einheitspreis in den entsprechenden Registern abge­ legt werden. Man zieht es gewöhnlich vor, doch irgend­ eine Antwort zu erhalten, und wenn es nur eine Empfangsbe­ stätigung vom Mikroprozessor-Chip ist, daß die Daten empfan­ gen und eingegeben sind, und das erfindungsgemäße System erlaubt eine schnelle Versicherung, daß die Daten vom Steuercomputer empfangen worden sind. Wird eine solche Empfangsbescheinigung von der Basisstation nicht empfangen, dann kann sie so programmiert sein, das Wort definiert oft zu wiederholen, eventuell dann noch einmal sooft nach einem oder mehreren Intervallen; wenn nach einer bestimmten Anzahl von Versuchen keine Empfangsbestätigung eingegangen ist, wird der Rechner von der nichteingegangenen Antwort unter­ richtet und wird anzeigen, daß das nichtanwortende Modul vom Servicepersonal einer Untersuchung unterzogen wird. Die Referenzrahmen werden ebenfalls eine genau festgesetzte Periode später übermittelt, wobei die Periode genügend lang ist, um sicherzustellen, daß das etwas langsam arbeitende Modul die notwendige Handlung vollbringen kann; in dieser Ausführungsform ist die bevorzugte Periode 100 Millisekunden lang. Eine typi­ sche Anweisung, die eine Antwort verlangt, die mehr als eine Empfangsbescheinigung ist, ist es, den Inhalt eines Wartungs­ registers auszulesen, welches von einem Angestellten mit Infor­ mationen über die benötigte Menge der aufzufüllenden Waren versehen worden ist.

Das Signal "Empfang möglich" endet wie oben beschrieben und das "Sync Logic" 76 synchronisiert dieses Signal mit der ab­ fallenden Flanke des Einzelwortes N12 und berechnet eine präzise Periode T1 für die Übertragung beim Beginn des Modul­ übertragungswortes n1-n6. Dieses wird von einem Teiler 60, einem Decoder 62, einem Codierer 82 und Zählern in der "Sync Logic" 76 fortlaufend gemacht, wobei das "Sync Logic" Vierbitperioden mit der niedrigeren Übertragungs-Baud-Rate zählt, bis eine Grenze erreicht ist, ab der eine Übertragung möglich ist, woraufhin mit der aufsteigenden Flanke der näch­ sten Vierbitperiode die Übertragung beginnt. Der Phasende­ dektor Modulator 56, betrieben als Modulator überträgt codier­ te Nullen, die aus den Daten links in dem Schieberegister stammen, wobei es Nullen sein müssen, weil der "Pipper" so­ lange nicht arbeitet, bis er gültige Daten für die Übertra­ gung empfängt, welche mit der aufsteigenden Flanke der besag­ ten nächsten Vierbitperiode beginnt. Das Signal "Übertragung möglich" (Fig. 7e) umfaßt die Periode, die für das Modulüber­ tragungswort benötigt wird, um es vom Modul zu übertragen. Wie oben beschrieben besitzt die Basisstation natürlich die Information bezüglich der Dauer der Einzelwörter N1-N11 der übertragenen Anweisung und durch Zufügung der bekannten Periode T1 auch die Information bezüglich der genauen Empfangs­ zeit der aufsteigenden Flanke des Einzelworts n1 der Modul­ übertragung. Das Signal "Übertragung möglich" ist so kurz wie möglich gemacht, um Energie zu sparen.

Die Länge der Periode T1 ist so gewählt, daß der Mikropro­ zessorchip diverse Berechnungen ausführen kann, die benötigt werden, bevor die korrespondierende Übertragungs­ information ausgeführt wird. In der vorliegenden Ausgestaltung des Systems besteht das Modulübertragungswort aus 24 Bits welches wiederum aus einer 16 Bit und vier Einzelwörter langen Anweisung n1-n4 besteht und einem acht Bit und zwei Einzelwörter langen Summenprüfungskomplement n5 und n6. Wiederum wird im Hinblick auf die störende Umgebung und die geringere Leistung der Modulübertragung die BAUD- Rate für die Modulübertragung viel kleiner gemacht als für die mit viel höherer Leistung arbeitende Basisstationsüber­ tragung, um das effektive Signal-Rausch-Verhältnis zu stei­ gern, und in dieser Ausführungsform beträgt die Modulüber­ tragungsrate 258 BAUD, während die Basisstationsübertragungs­ rate 1375 BAUD beträgt.

Das Signal "Übertragung möglich" wird von dem "XMIT" Terminal des "Sync Logic" zu dem entsprechenden Terminal des Codierers 82 und zum Phasendedektor und Modulator 56 gesandt, wobei der letztere von dem Signal geschaltet wird, um als Modulator des 66 kHz Signals zu dienen, welches er vom Teiler 54 empfangen hat. Die Daten, die übertragen werden sollen, gehen von dem "4-BITS DATA" Terminal des Chips 68 direkt zum Schieberregister 74 und zwar bei "DINS", wo sie von den "Sync Logic" 76 gezählt werden; jedesmal wenn ein 4-Bit Einzelwort gezählt wor­ den ist, unterrichtet die Logik 76 den Chip 68 über die Ver­ bindung "DATA READY" so daß das nächste Einzelwort empfangen werden kann, und instruiert das Schieberregister über "LOAD S/R" (send/receive) und "S/R CLOCK", das Einzelwort zu über­ tragen und zwar jeweils ein Bit (das signifikanteste Bit) und zwar zu einem Codierer, welcher in den Bi-Phasencode codiert. Das codierte Signal geht vom "XMIT DATA" Terminal zum entspre­ chenden Terminal der Schaltung 56, welcher es in ein 66 kHz Trägersignal umwandelt und das resultierende phasenmodulierte Signal zur Antenne 46 sendet, von wo es drahtlos zur Basis­ station übertragen wird.

Jeder der beiden verborgenen Knöpfe 42 und 44 ist mit einem entsprechenden Register 84 und 86 des Chips 68 verbunden und kann für verschiedene Funktionen benutzt werden, da diese Register vom Geschäftscomputer instruiert werden, z. B. kann wie oben beschrieben eines der Wartungsregister des Chips be­ nutzt werden, um die benötigte Wiederauffüllmenge aufzunehmen und zwar für die Ware, auf die es sich bezieht. Wenn das ver­ langt wird, können die beiden Knöpfe durch die Register be­ zeichnet werden, bzw. den Wert, der in diesem Register aufge­ nommen worden ist, zu erhöhen oder zu senken, so daß der gefor­ derte Wert verfügbar ist, wenn aufeinanderfolgend der Chip vom Geschäftscomputer instriert wird, ihn vom gespreicherten Wert zu unterrichten. Wenn die entsprechende Funktion zugewiesen worden ist, können die Knöpfe dazu benutzt werden, das entspre­ chende Register zu leeren oder aufzufüllen, oder sie können mit Hilfe eines bestimmten Codes beim Knopfdrücken den Computer in­ struieren, daß z. B. eine bestimmte Ware in den Regalen ausver­ kauft ausverkauft ist.

Eine der praktischen Schwierigkeiten, die mit einem System verbunden sind, welches als unitäres Netz funktioniert, ist die, daß es viele verschiedene Individuen innerhalb eines Ge­ schäftes gibt, die verschiedene Teile des Geschäfts zur selben Zeit zu überwachen haben. Z. B. können in einem typischen Super­ markt bis zu 10-15 Angestellte verantwortlich für verschie­ dene Regalgänge sein. Angestellter 1 möchte gerne seinen/ihren Gang in einer Weise betreiben, daß die Module das Lagerinventar anzeigen. Ein zweiter Angestellter möchte gerne neue Ware or­ dern. Angestellter 3 möchte die Anzahl an Einzelwaren anzeigen, um zu überprüfen, ob sie in Übereinstimmung mit einem revid­ ierten Geschäftsplan (Planogramm) steht, usw. Eine Lösung könnte sein, daß sich alle Angestellten an eine Computerauf­ sichtsperson wenden, oder man könnte sie lehren, wie man den Computer benutzt; aber dies ist nicht sehr praktisch.

Daher sind gemäß des Systems im Geschäft an verschiedenen Stellen leicht zugänglich für das Personal eine Anzahl von Modulen aufgestellt, die keinem spezifischen Produkt zugeord­ net sind, sondern statt dessen vom Personal benutzt werden können, zum Geschäftscomputer Informationen wie gewünscht zu übertragen. Der beste Ort für eine solches Modul ist in einem Regal und zwar dort an einer passenden Stelle; da das Modul auch dem Publikum zugänglich ist, ist es wünschenswert, daß ein spezifischer Sicherheitscode für die Betätigung des sichtbaren Knopfes 40 erforderlich ist, bevor das Modul Zugang zum Compu­ ter haben kann, oder bevor die verborgenen Knöpfe aktiviert worden sind. Diese unabhängigen Module können vom Computer in regelmäßigen Abständen abgefragt werden, z. B. alle 30 Sekunden, um zu entscheiden, welche Tätigkeit oder Information der Bedie­ nungsmann benötigt, wenn der Sicherheitscode eingegeben ist.

Z. B. kann durch das Eingeben eines vorher bestimmten Codes von Knopfdrücken mit dem sichtbaren und/oder den verborgenen Knöp­ fen der Computer instruiert werden, den speziellen Regalgang in den gewünschten Modus zu versetzen (z. B. Neubestellung, ver­ fügbarer Bestand, etc.), so daß der Bedienungsmann nun entlang des Ganges gehen kann, wobei er jedes der festen Module be­ dient, um die entsprechende Information zum Basisstationscompu­ ter zu übermitteln. Der bevorzugte Modus einer solchen Opera­ tion für den Bedienungsmann ist der, den Geschäftscomputer zu instruieren, um alle angeschlossenen Module in den Stand zu ver­ setzen, die gewünschte Information mit Hilfe eines Knopfcodes zu empfangen, welcher über irgendeinen der Knöpfe oder jede Kombination dieser Knöpfe eingegeben werden kann. Der Bedie­ nungsmann bewegt sich entlang des Ganges oder des Regals, in dem er jedes Modul betätigt, und zwar jedes mit Hilfe eines vorbestimmten Knopfdruckprotokolls, um die gewünschte Informa­ tion einzugeben. Wenn das ausgeführt ist, kann das Modusmodul dann betrieben werden, um den Computer zu instruieren, daß die Module bereit und verfügbar sind für die Informationen, die wiederaufgefunden werden sollen.

Ein anderes Problem, welches durch das System angesprochen und gelindert wird, resultiert aus den Herstellungszwängen bei der Herstellung einer Vorrichtung, die genügend kosteneffektiv für industriellen Einsatz ist, insbesondere für eine Industrie mit einer geringen Gewinnspanne wie der Lebensmitteleinzelhandel. Die Antennenspulen müssen so genau wie möglich auf die Arbeits­ frequenz abgestimmt werden, insbesondere die Spule 48 mit hohem Q, aber das kann teuer werden, da man ausgeklügelte Wickel­ maschinen und/oder Komponenten mit geringen Toleranzen (und somit auch teure Komponenten) benötigt, weil man abstimmbare Kerne und Komponenten benutzt. Die Spule 48 kann daher eine Resonanzfrequenz haben, welche bis zu +/-1 kHz vom geforderten Wert abliegt. Der Aufbau der Schaltplatte, insbesondere die Verbindung der Antennen, kann resultieren aus den Wechseln in der Phasenantwort der angeschlossenen Module, welche von Modul zu Modul differiert. Die Anordnung des Moduls bezüglich der Geschäftsantenne, die Position auf dem Metallregal und auch die Frage, ob die zusammengefaßten Einzelwaren in metallischen oder nichtmetallischen Containern sind, kann ihre Antwort beein­ flussen. Das Problem ist gelindert durch das System, welches schematisch in der Fig. 8 dargestellt wird, wobei jedes Modul 14 zuerst an seinem Bedienungsort montiert wird bevor die Be­ dienungsdaten zu ihm übermittelt werden und dann wird von der Basisstation 24 ein Standardsignal übertragen, mit einer als Nullphase bezeichneten Phase, wobei das Signal das Modul in­ struiert, mit einem Rücksignal zu antworten; die Spannung des Rücksignals, welches an der Basisstation über ihren Detektor 24a empfangen wird, wird gemessen und aufgenommen ebenfalls mit einer als Nullphase bezeichneten Phase. Diese Übertragung wird wiederholt, während die Phase des Detektors an der Basis­ station in gleichen diskreten Schritten um 180 Grad ge­ wechselt wird und zwar durch einen Phasenwechsler 24b; es wurde in der Praxis gefunden, daß es sinnvoll ist, die Phase in dieser Art und Weise in acht gleichen Schritten von 22 1/2 Grad zu wechseln. Die acht Werte, die heraus­ kommen, sind als Grundlinie der Tabelle in Fig. 9 auf­ gezeichnet. Die Phase des übertragenen Signals wird um den gleichen Schritt (d. h. 22 1/2 Grad) mit Hilfe des Phasenwechslers 24c gewechselt, welcher mit dem Übertra­ gungsmodulator 24d zusammenarbeitet, wonach die Phase des Detektors wieder in acht Schritten um 180 Grad ge­ dreht wird und die Resultate aufgezeichnet werden. Diese Prozedur wird solange wiederholt, bis die Phase des übermittelten Standard-Signals auch in acht Schritten um 180 Grad gedreht wurde. In der Praxis wird dieses Wechseln und das Aufnehmen mit Hilfe der Steuerung eines Programms im Geschäftscomputer durchgeführt. Ein typisches Diagramm der 64 Resultate, die auf diese Weise erhalten werden, ist in Fig. 9 dargestellt, wobei ein Sternchen eine Gut-Kombination darstellt, ein Kreuz eine Kombination, in welcher einige Datenfehler auftauchten und damit eliminiert werden muß, und ein Punkt zeigt eine unbrauchbare Kombination. Eine der brauchbaren Kombina­ tionen, vorzugsweise eine unter einer Anzahl von neben­ einanderliegenden hohen Werten, wird dann ausgewählt und in den Computer programmiert, so daß es in dem entspre­ chenden Modul während jeder Zusammenarbeit dieses mit dem Computer benutzt werden kann. Man kann daher sehen, daß eine beträchtliche Toleranz in dem System erreichbar ist, wenn es betrieben wird, um ganz weite Toleranzen in dieser elektrischen Charakteristik der Modulschaltung auszugleichen.

Fig. 10

Die Pipperschaltung 58 in dieser Ausführungs­ form arbeitet als 2-Bitschieberegister, wobei es aus zwei Flip- Flops 88 und 90 besteht, welche von ihrem Empfangsdaten­ terminal und dem 66 kHz Taktterminal versorgt werden, wobei die Flip-Flops sowohl Takt- als auch inverse Takteingangs­ signale für ihren Betrieb benötigen. Die Flip-Flops werden wie oben beschrieben aktiviert nach dem Empfang eines Signals im Empfangsterminal, wobei ihre Ausgangssignale einem Exklusiv -OR Gatter 92 zugeführt werden, welches das Ausgangssignal erzeugt, das dem Decoder zugeführt wird. Wenn also die emp­ fangenen Daten einen Zustandswechsel von 1 nach 0 oder von 0 nach 1 aufweisen, wird der Übergang im durch die Flip-Flops geformten Schieberegister geschoben, und dort gibt es dann eine Differenz zwischen den Zuständen von 88 und 90 wie sie dem Gatter 92 zugeführt worden sind. Wenn eine solche Differenz auftaucht, wird vom Gatter ein Ausgangspuls erzeugt und beim "PIPS" Terminal herausgeführt.

Fig. 11

In der Decoderschaltung 62 können die kurzen Impulse, die von der "Pipper" Schaltung 58 am "PIPS" Terminal empfangen werden, von zwei Kategorien sein, nämlich zum einen Löschim­ pulse, welche am Ende jedes Übergangs erzeugt werden und zum anderen Datenimpulse, welche zwischen den Übergängen am Bitende erzeugt werden, die aufgrund ihrer Auftauchzeit dedektiert werden, um anzuzeigen, daß die Daten den Zustand "1" oder "hoch" aufweisen. Diese Impulse werden NAND Gattern 94 und 96 zugeführt, wobei das letztere das "Decoder Data Out"-Terminal über das NAND-Gatter 98, den Inverter 100 und das Flip-Flop 102 auf Null setzt, wobei das vorgesehene Gatter 98 durch ein "RF ON" Signal aktiviert wird. Der andere Eingang des Gatters 94 wird vom Flip-Flop 104 versorgt, der durch das 66 kHz Signal vom Teiler 54 getaktet wird, wobei das Signal auf dem entspre­ chenden Terminal empfangen wird. Dieser Flip-Flop empfängt sei­ ne Eingangssignale am Terminal D von zwei in Serie geschalteten Flip-Flops 106 und 108, die durch das Q4 Signal vom Teiler 60 mit einer 1/16 Taktrate getaktet werden (d. h. 4125 Hz mit einer Pulslänge von 242 Mikrosekunden); diese zählen die Eingangs­ pulse, und der Zustand des Ausgangs des Flip-Flops 108 ent­ scheidet darüber, ob der Impuls ein Lösch- oder Datenimpuls ist, der Ausgang des Flip-Flops 108 wird durch den Flip-Flop 104 versorgt, und es ist das Ausgangssignal des letzteren, welches zum Gatter 94 und zum NAND Gatter 110 geleitet wird, wobei der Zweck dieses Flip-Flop ist, sicherzustellen, daß die Pulse eine spezifische Länge aufweisen, in dieser Ausführungsform 15 Mikrosekunden. Der Ausgang des Gatters 94 versorgt das NAND Gatter 102, welches ebenfalls das "RF ON"-Signal empfängt und welches die Löschpulse erzeugt, die zum "RESET" Terminal geleitet wer­ den, und ebenso die Flip-Flops 106 und 108. Man kann sehen, daß die Schaltung fortwährend auf Null zurückgesetzt wird, immer wenn "RF ON" nicht an ist, was ebenfalls sicherstellt, daß die Schaltung nicht durch Störungen aktiviert werden kann. Die Flip- Flops 106 und 108 zählen die Zeit vom vorhergehenden Löschim­ puls und die beiden NAND Gatter 96 und 110 führen einen Im­ puls, der von seiner zeitlichen Abfolge her ein Datenimpuls ist, zum Datenausgangsflip-flop 102. Der Ausgang Q6 des Flip- Flops 108 wird im Codierer 82 benötigt und der Decoder läuft frei je nachdem ob er zum decodieren benutzt wird oder nicht. Inverter werden überall in dieser und in den anderen Schaltun­ gen benötigt, um die nötige Signalrichtung zu schaffen, wie es für Fachleute einleuchtend ist, und braucht daher nicht spe­ ziell abgehandelt zu werden. Auch kann das Signal, das für ei­ nen korrekten Betrieb benötigt wird, entweder das Signal selbst oder sein Komplement, (-B) sein, oder beide, wie es ebenfalls für Fachleute selbstverständlich ist und auch in diesem Fall keine spezifische Darstellung erfordert.

Codierschaltung nach Fig. 12

Die beiden Flip-Flops 114 und 116 weisen wieder einen Zwei-Zustands-Zähler auf, welcher von den Terminals Q6 und Q6-B des Decoders versorgt wird, welches ein Viertel der Eingangsfrequenz zum Codierer (d. h. 1031 Hz) be­ trägt, da die BAUD Rate, mit der die Moduldaten übertragen wer­ den, geringer ist. Das Ausgangsflip-Flop 118 wird vom Ausgang des Flip-Flops 114 zweimal in der Übertragungsbitperiode ge­ taktet, und der Ausgang des Flip-Flops 116, welcher von den NAND-Gattern 120, 122 und 124 und durch das ausschließliche OR-Gatter 126 versorgt wird, stellt sicher, daß das Flip-Flop 108 am Ende einer Bitperiode kippt; es wird zweimal während der Bitperiode gekippt und, in der Mitte der Bitperiode, wenn das Flip-Flop 116 nicht gesetzt ist, entscheidet der Zustand des signifikantesten Bits, welches am Terminal MSB-SR vom Schieberegister 74 ankommt, ob es ein zusätzliches Kippen in der Periodenmitte gibt. Das Ausgangssignal des Flip-Flops 116 wird ebenfalls vom Codierer am Terminal "SHIFT E" zum "Sync Logic" 76 und von da über "LOAD S/R" und "S/R CLOCK" weiterge­ leitet, um das Schieberegister zu sperren, während jedes Bit getaktet und codiert wird.

"Sync Logic" Schaltung der Fig. 13

Das 32 kHz Taktsignal, das vom Chip 68 zur Verfügung gestellt wird, wird einer 5-Flip- Flop-Teiler-Kette 128-136 zugeführt, wobei das resultierende Rechtecksignal von 1 kHz vom letzten Flip-Flop 136 einen sech­ sten Flip-Flop 138 taktet. Das Ausgangssignal des Flip-Flops 136 wird ebenfalls durch eine 3-Inverter-Kette 140-144 gelei­ tet, wobei eine einzige Inversion durchgeführt wird, und der mittlere der Inverter ein langsamer Inverter ist, um auch eine Zeitverzögerung in dem NAND-Gatter 146 zu erreichen, welches Pulse erzeugt, korrespondierend zu Anstiegsflanke jedes Pulses. Ein folgendes NAND-Gatter 148 wird durch das "RF ON"-Signal aktiviert und führt diese Pulse als Löschpulse zu einer Pulszählerkette, die aus Flipflops 150-156 besteht, wel­ che weiterhin das Q3-Signal, das anfangs das erste Referenz­ signal mit einer Frequenz von 132 kHz war, zu einer Frequenz herunterzählt (0,6875 kHz), bei welcher es mit dem 1 kHz Signal verglichen werden kann, welches vom Chiptaktgeber abgeleitet ist. Der Flipflop 138 ist daher der Detektor des Trägersignals und gibt sein Ausgangssignal einem entspre­ chenden Terminal. Zu gleicher Zeit öffnet es ein RS-Flip­ flop, welches aus den NAND-Gattern 158 und 160 gebildet wird und dazu benutzt wird, zu detektieren, ob die Passwordeinzelwörter N1 bis N3 gültig sind oder nicht (in dieser Ausführungsform 005), so daß die folgenden Da­ teneinzelwörter akzeptiert werden. Im Hexadezimalsystem wird die Zahl 5 als Zahl 0101 geschrieben und wenn diese Übereinstimmung von der Kombination eines NOR-Gatters 162 und eines NAND-Gatters 164 detektiert wird und in die Ter­ minals D(0), D(1), D(2) und D(3) eingespeist wird, wird der RS-Flipflop gesetzt und veranlaßt in diesem Zustand die drei Flipflops 166, 168 und 170 zu laufen. Die beiden Flipflops 166 und 168 zählen die vier Bits jedes Einzel­ wortes und versorgen das Flipflop 170 durch das NOR-Gatter 171, wobei das Flipflop für eine Ein-Bitverzögerung aus zeitlichen Gründen sorgt, wobei sein Ausgangssignal das "Einklink"-Signal ist und aus dem "Einklink"-Terminal herausgeht, um so das Einzelwort im Schieberregister einzu­ klinken. Das Einklinksignal setzt auch den Flipflop 172, welcher das "DATA READY" Signal zum Chip 68 gibt, welches an­ zeigt, daß die Daten in der Verriegelung 78 (Latch) fertig zum Ausgang aus der Verriegelung sind; dieses Flipflop wird durch den Chip mit Hilfe eines Eingangssignals am Terminal "DATA ACCEPTED" zurückgestellt, nachdem die Daten von ihm ge­ lesen worden sind. Das Verriegelungssignal von 170 taktet ebenfalls das Flipflop 174, welcher zusammen mit den NAND- Gattern 176-180 eine Schaltung umfaßt, die die Empfangsbe­ reitschaft mit der Verriegelung synchronisiert und sicher­ stellt, daß es zu einem geeigneten Zeitpunkt in dem Basis­ stationswort abbricht, nämlich am Ende des Einzelwortes N12, wobei das zusätzliche Einzelwort N13 vorgesehen ist als Redundanz. Das Übertragung-Bereit-Signal von Chip 68 wird einem NOR-Gatter 182 zugeführt und zwar mit diesem Synchroni­ sationssignal und wird zu dem "LOAD S/R"-Signal für das Schieberegister, um jedes Einzelwort von dem Register zum Codierer zu schieben. Das "SHIFT E" vom Codierer wird in das "Sync Logic" und durch das NOR-Gatter 184 zu dem Flipflop 170 ge­ leitet. Die zeitliche Abfolge der Periode T1 (Fig. 7c) von der abfallenden Flanke des Dateneinzelwortes N11 ist weiter oben beschrieben. Eine zweite kürzere Periode T2 (Fig. 7e) zwischen der abfallenden Flanke von N11 und dem Beginn der Übertragungsbereitschaft ist die Aufgabe des Mikroprozessor­ chips; das ist die Periode, während welcher der Mikroprozes­ sor seine Berechnungen ausführt und ist so genau bekannt wie die Periode T1. In dieser Ausführungsform der Erfindung be­ trägt sie annäherungsweise 44 Millisekunden und ist ungefähr 2 Millisekunden kürzer als T1.

Fig. 14

Der Phasendedektor und Modulator 56 beinhaltet einen Taktkondensator 186, der parallel zur 66 kHz Spule 46 zwischen zwei Verbindungspunkten einer Brückenschaltung geschaltet ist, welche von vier Übertragungsgattern 188-194 gebildet wird, wobei die beiden anderen Verbindungspunkte zwischen Erde und "POWER ON" Terminal über das Übertragungsgatter 195 verschaltet sind. Die Gatter sind dabei so verschaltet, daß entweder das eine Paar 190/192 oder das Paar 188/194 leitend sind, so daß abhängig vom leitenden Paar das korrespondierende Ende der Spule geerdet ist und die Phase um 180 Grad gedreht ist. Das 66 kHz Signal wird einem ausschließlichen OR-Gatter zugeführt, welches auch das XMIT Datensignal vom Codierer 82 empfängt, welches im Empfangsmodus niedrig gehalten wird, während der Ausgang der gleiche ist wie der Eingang, nämlich das 66 kHz Signal multipliziert mit plus oder minus eins, welches auf die Brücke gegeben wird, um das phasenmodulierte 66 kHz Signal zu demodulieren, welches von der Antenne 46 empfangen wird. Die Schaltung beinhaltet weiterhin zwei andere Übertragungsgatter 198 und 200 und alle drei Gatter werden von dem XMIT ENABLE-Terminal gesteuert. Somit wird dieses Signal beim Emp­ fang ebenfalls niedrig gehalten, während die Vorrichtungen 196 und 200 entaktiviert werden und die Vorrichtung 198 akti­ viert wird, so daß das demodulierte Signal an der Verbindungs­ stelle 202 der Brücke dem Verstärker 66 zugeführt wird.

Im Übertragungsmodus ist das XMIT ENABLE-Signal nunmehr hoch und die Gatter 196 und 200 sind aktiviert; das Gatter 198 ist entaktiviert, so daß der Verstärker 66 mit der Erde verbunden ist und zwar durch das Gatter 200, somit kann kein Signal mehr weitergeleitet werden. Das zu übertragende Wort wird im XMIT- Datenterminal eingespeist; wenn das Datensignal niedrig ist, ist das Ausgangssignal des ausschließlichen OR-Gatters 196 das selbe wie das Eingangssignal, nämlich wiederrum das 66 kHz Taktsignal; wenn das Datensignal hoch ist, ist das Ausgangs­ signal invertiert, so daß die Phase des Signals bei 202 modu­ liert wird in Übereinstimmung mit den Daten, und dieses Sig­ nal wird auf die Spule 46 gegeben, welche es in Resonanz ver­ setzt, und es zum entsprechenden Antennensegment überträgt.

In der oben dargestellten Ausführungsform besteht die Energie­ quelle 50 für das Modul aus einer Lithiumbatterie, die eine Kapazität hat, die es ermöglicht den mittleren Strom, der von den Modulschaltungen gezogen wird und ungefähr 5 Mikroampere beträgt, für etwa 3-5 Jahre zu gewährleisten. Eine alterna­ tive Quelle ist in den Fig. 1 und 15 dargestellt, wobei diese Quelle aus einer Gleichrichterbrücke 204 besteht, die im Modul direkt mit der Antenne 48 verbunden ist und die so empfangene Energie einem großen Kondensator 206 zum Aufladen desselben zu­ geführt wird, dessen maximale Ladespannung durch eine Zener Diode 208 begrenzt ist. Es ist nun möglich, kleine, relativ billige Kondensatoren mit einer Kapazität bis zu einem Farad zu bekommen, und solch ein Kondensator sorgt für einen Strom von 5 Mikroamperes für eine Periode von ungefähr einer Woche, so daß genügend Leistung vorhanden ist, die Modul RAMs sogar bei Energieausfall aufrechtzuerhalten.

Alternativ könnte der Kondensator durch eine wiederaufladbare Batterie ersetzt werden. Die Energie, die nötig ist, um die La­ deschaltung zu betätigen, könnte von dem Basisstationssender 24 zur Verfügung gestellt werden, aber statt dessen kann zu diesem Zweck ein spezieller Sender 210 vorgesehen sein, welcher vom Geschäftscomputer während der Perioden betrieben wird, während der die Module nicht benötigt werden.

Obwohl die Kombination einer Luft-Kern- und einer Ferrit-Kern- Modul-Antenne beschrieben worden ist, ist es klar, daß beide Antennen auch nur vom Ferrittyp sein können; es wird nicht im­ mer bevorzugt, eine Luft-Kern-Antenne auch für das Referenzsig­ nal zu benutzen, aus den oben beschriebenen Gründen, und es wird schwierig, zwei große Luft-Kern-Antennen in einem kompak­ ten Modulkästchen unterzubringen, weil ja eine orthogonale An­ ordnung nötig ist. Die beiden Ferrit-Kern-Antennen können in einer L oder T Formation relativ zueinander angeordnet werden.

Obwohl in den oben beschriebenen Systemen von Phasenmodulation gesprochen wurde, ist es auch möglich, eine Amplitudenmodulat­ ion des zweiten Trägersignals zu benutzen.

Claims (10)

1. Signalfunksystem mit einem Funksender (24) und mindestens einem Fun­ kempfänger (14), welches eine am Sender vorgesehene erste Trägersig­ nalerzeugungseinrichtung zur Erzeugung eines ersten Trägersignals mit einer ersten Referenzfrequenz N und zum Senden dieses Trägersignals aufweist, gekennzeichnet durch,
eine am Funksender vorgesehene zweite Trägersignalerzeugungseinrich­ tung zum Erzeugen eines zweiten Trägersignals einer zweiten Frequenz N/n, welche von der ersten Referenzträgerfrequenz abgeleitet ist, worin der Nenner n größer als 1 ist
eine Modulationseinrichtung zur Modulation des zweiten Trägersignals mit einem digitalen Modulationssignal gemäß der digitalen Information, die damit gesendet wird;
eine Funkeinrichtung zum Funken des digital modulierten zweiten Träger­ signals;
eine am Funkempfänger vorgesehene Empfangseinrichtung zum Empfang des ersten Trägersignals und zur Teilung dieses Signals durch den Nenner n, um ein korrespondierendes Demodulationssignal der Frequenz N/n zu erzeugen; und
einen am Funkempfänger vorgesehenen Demodulator (56), welcher das zweite digital modulierte Trägersignal und das Demodulationssignal emp­ fängt und das zweite digital modulierte Trägersignal mit dem zweiten De­ modulationssignal demoduliert, um ein resultierendes digitales Informa­ tionssignal zu erzeugen.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Refe­ renzfrequenz N im Bereich zwischen 10 kHz und 500 kHz liegt.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichent, daß der Nenner eine gerade ganze Zahl ist.

4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Nenner gleich 2 ist.

5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Trägersignal mit Hilfe eines digitalen Modulationssignals phasenmoduliert wird.

6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichet, daß das zweite digi­ tale Modulationssignal ein binär kodiertes Signal ist und das zweite Trägersignal durch das binär kodierte digitale Modulationssignal phasen­ moduliert wird.

7. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Funk­ empfänger eine Trägersignalerzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines zweiten Trägersignales mit der Referenzfrequenz N/n und zum Senden des zweiten Trägersignales umfaßt und daß auch der Funksender eine Emp­ fangseinrichtung zum Empfangen des zweiten Trägersignales von dem Empfänger umfaßt, wobei der Funkempfänger im Sendemodus die zweite Trägerfrequenz N/n zum Modulieren des gesendeten Funksignals benötigt.

8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Funksender ein Basissender (24) ist und ebenso ein Empfänger zum Empfangen des zweiten Trägersignals ist und daß der Funkempfänger ein Modulempfänger ist und ebenfalls eine Trägersignalerzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines zweiten Trägersignales mit der Frequenz N/n und zum Senden des Trägersignales umfaßt, wobei das erste Trägersignal am Basissender erzeugt wird und davon in Form von aufeinanderfolgenden Einzel-Hüllkurven gesendet wird;
daß der Basissender, wenn er sendet, ein Basisdatenwort (N1 bis N13) erzeugt, das gesendet werden soll, das zweite Trägersignal damit moduliert und das resultierende modulierte zweite Trägersignal, graphisch gesehen, innerhalb der jeweiligen Hüllkurve sendet;
daß die Empfangseinrichtung an dem Modulempfänger das Basisdatenwort detektiert und als Antwort auf das Ende dieses Wortes eine Verzögerun­ gszeitperiode (T1) erzeugt, welche zwischen das empfangene Basisdaten­ wort und ein durch den Modulempfänger zu sendendes assoziiertes Modulda­ tenwort eingeschoben wird; und
daß eine Sendeeinrichtung am Modulempfänger das zweite Trägersignal mit dem Moduldatenwort moduliert und das resultierende modulierte zweite Trägersignal am Ende der Zeitperiode sendet.

9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Modulemp­ fänger das erste Trägersignal in Form der aufeinanderfolgenden Einzel- Hüllkurven empfängt und worin die Länge von jedem Basis- und Modul­ datenwort und die eingeschobene Zeitperiode so sind, daß das Moduldaten­ wort mit einer entsprechenden empfangenden ersten Trägersignal- Hüllkurve endet, so daß sowohl das Basis- als auch das Moduldatenwort hierdurch eingerahmt werden.

10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichent, daß die Empfang­ seinrichtung des Senders in einem empfangenden zweiten Trägersignal, das durch das Moduldatenwort moduliert ist, die ansteigende Flanke von jedem Moduldatenwort am Ende der besagten Zeitperiode (TZ1) detektiert, welche der Beendigung des korrespondierenden Senderdatenwortes unter Bezugnahme auf das Senden innerhalb der Zeitperiode der jeweiligen Einzel- Hüllkurve des jeweiligen Basisdatenwortes der jeweiligen Zeitperiode folgt.