Оговорюсь сразу, моя основная область - разработка ПО. Об электронике имею очень поверхностное представление, ограниченной пайкой мультивибратора 10 лет назад и цеплянию светодиодов к МК. Постараюсь описать задачу корректно на сколько удастся, но где-то могу ошибиться (возможно, довольно грубо). Вопрос, на данный момент, скорее теоритический, но практические примеры будут так же интересны.

Имеется объект, который перемещается по определенному пространству (дороге). Необходимо фиксировать момент прохождения определенных участков этого пространства. Сами участки представлены узкими (до 20-30см) полосами, по всей ширине дороги (от края до края, от 5 до 20 метров). Фиксировать прохождение нужно на самом объекте (т.е. на дороге передатчик, на объекте приёмник). Самих участков может быть несколько, но хотя бы 4 уникальных (что бы можно было точно определить какой именно участок из 4х пройден).

Какие возможны варианты решения задачи? На ум приходит построить передатчик с антенной в виде длинного "штыря", который укладывается под покрытие, и транслирует постоянно сигнал на определенной частоте и невысокой мощности - что бы приём был не дальше 50см от этого "штыря". Соответственно приёмник ждёт сигнал на заданной частоте, и сигнализирует в момент получения сигнала. В дальнейшем сигнал уходит на МК и там обрабатывается.

Пытался найти готовые решения, но практически все приёмо-передатчики бъют на 20-30 метров и более (вместо нужных 50см), и излучают сигнал из точки по радиусу (когда нужно, по узкой и длинной области).

Возможно ли подобное решение в принципе? Какие технические сложности могут возникнуть? Если не возможно, то какие-то иные варианты решения задачи возможны? Возможно есть какие-то готовые решения?

Спасибо.

Не достаточно данных. Например магнит в дороге и геркон на объекте может сработать.

уж очень расплывчато...
самое простое и дешевое - GPS

Так и вышло — не указана скорость объекта и наличие рядом с ним кучи других объектов.

Варианты с порчей покрытия абстрактной дороги сомнительны с юридической и финансовой целесообразности, но закопать можно, например, излучающий кабель (антенна примитивно модулированного генератора), или катушку индуктивности (примитивно модулированный передатчик по типу RFID).

Отлично. Критика есть, значит конкретизирую задачу.


В теории да. Вопрос в том, что бы сделать магнит, который бил бы а 15-20см из под асфальта/бетона, и был расположен по всей ширине дороги. Плюс, как идентифицировать что был пройден именно конкретный участок? Повторюсь - уникальных передатчиков должно быть хотя бы 4. Под уникальными, подразумеваю, что приёмником проходя над передатчиком, может точно определить какой именно из этих 4 передатчиков сейчас под ним.


GPS не подходит, т.к. имеет высокую погрешность. А так же, проблемы с работой в помещениях или просто закрытым небом.



Скорость до 30-40км/ч. Рядом с ним могут работать подобные объекты (у каждого должен быть свой приёмник). Сами объекты - металлические, плюс покрытие под ними может быть железобетонным, а зачит там тоже арматура.




Покрытие своё. А экономически больший интерес представляет невысокая стоимость конечных устройств.



Тогда, тут вопрос, будет ли выдерживаться условие о том, что сигнал должен распространяться на небольшое расстояние (дальше 50см), а так же на дороге иметь площадь покрытия в форме линии/прямоугольника, т.е. (условно говоря, что бы можно было начертить на дороге Прямую линию, обозначающую зону действия.)? Ну и, может есть какие-от промышленные решения? И где бы почитать об этом подробнее?

Это регулируется мощностью передатчика и чувствительностью приёмника.

А чем не подходит оптика?

Может применить графическую кодировку на поверхности, например штрих-код?

Покрасить дорогу в зебру , и подсчитывать полоски.

Это верно. Интересно, было бы найти какой-то готовый компонент приёмника-передатчика с возможностью регулирования мощьности.


Нет точных данных о степени загрязнения, запыления. Оптика может просто не сработать.




Да. Такой вариант уже рассматривался. Но, высока вероятность, что полоски будут очень быстро затерты или просто стерты. Придётся постоянно поддерживать работоспособность системы вручную.


Уж проще зебру на дороге нарисовать и полоски считывать. Кодировка не подходит практически ни по одному из пунктов

Считывать несколькими датчиками, или сделать 3D- зебру и считать подскоки.

Зебра со включениями металлического порошка, емнип, алюминиевая пудра должн прокатить на ура. На борту - металлодетектор, как раз в динамическом режиме отклик даст тот, что нужно. Расстояние от днища объекта до дороги???
Т.е. по VDI возможно отвязаться от ложных меток.

Ещё вариант — фотодетектор на крыше объекта и светодиод на столбе рядом с дорогой, или полоса со светодиодами над дорогой.

полностью поддерживаю всех кто говорил об оптике и устойчивом к стиранию рисунке на дороге.
Свое покрытие, говорите? тогда вплоть до мозаики плиткой соответствующего цвета-формы-рисунка .
Или светоотражающие столбики вдоль дороги с уникальным оптическим рисунком/кодом

Кстати, к теме. Видел в одной небедной стране такие дорожки в подземном переходе на крупной ж/д станции, с выходами на платформы. сначала не мог понять что это, а потом увидел слепого с палочкой, который по этим поребрикам шел. Более того- там у каждого выхода еще вроде бы уникальная комбинация, но в кадр не попала. то есть человек, пройдясь палочкой, может понять возле выхода на какую платформу он находится.
Вот, даже сфоткал это дело. Ощущение такое- что сделали много лет назад.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Да куча решений существукет давно. Например, это применяется в складском хозяйстве для автоматического движения тележек меж стеллажами. Применялось лет 20-30 назад для связи маршрутных автобусов с диспетчером на остановках. Электронные метки на товарах.
И еще есть решения. Не совсем ясно есть ли возможность запитать чем-то эти метки, допустимо ли излучение звука и т.д.
Как всегда. задача изложена очень отрывочно.
Гуглить нужно. Но осторожно. Например, GPS или аренда спутника - слишком по-эмбеддерски. Проще поставить служителя с пачкой квитанций.

зато изящно.

Вижу, что решение много. Добавлю конкретики к задаче.

Метки нужны для контроля объектами своего расположения. Но тонкость в том, что контроль должен вестись с определенной точностью - до 50см. Скажем, проехали метку А, получили сигнал, отмерили время прохождения метки, снизили скорость и ожидаем подъезда к метке Б. Когда достигли метки Б - остановились, или выполнить определенное действие.

1. GPS.
К сожалению, не подходит из-за невысокой точности, и невозможности работать в помещении.
2. Разметка.
Есть возможность встроить какие-то объекты (антенну, например) под покрытие. Но всё покрытие переделывать нет возможности. Перекрашивать поверхность так же не очень удобно - учитывая, что площадь не маленькая, придётся постоянно следить за состоянием и качеством рисунка. Не говоря уже о том, что краска стоит денег. Может вполне оказаться, что создание и поддержание в нужном состоянии разметки может по стоимости материлов и работы превысить стоимость передатчиков.

3. Металло- и магнито-детектирование.
Вариант поначалу казался интересным, и годным. Но основная проблема, в сложности кодирования. Точнее, придётся делать сложную разметку, подбирая расстояния между элементами, сравнивая со скоростью движения объектов. Можно легко сделать детектирование по факту наличия металлической/магнитной метки, но сложно сделать идентификацию метки и хоть какое-то кодирование.

3. Оптика.
Некоторая вероятность наличия пыли/несильного пара/дыма. Так же, световые метки необходимо делать узконаправленным, и точно отлаживать работу и детектирование каждой метки в каждом положении и разных положений приёмника. Плюс потенциальная проблема со стоимостью устройства. Скажем, сделать узкую световую метку длиной 15метров из светодиодов - ещё можно. Но этих меток предполагается иметь от 50штук. Цена начинает кусаться.


Интересен вариант с RFID. Готовый, промышленный. Практически ничего не нужно разрабатывать. Но очень уж много вопросов и мало информации. Основные вопросы по применению RFID:
1. Возможность детектирования на скорости.
2. Расстояние. Всё что видел, работает либо до 10см (маловато), либо от нескольких метров (слишком много).
3. Возможность создания узкой и длинной метки. Самих по себе меток 0.2 на 15метров не встречал. Была мысль расположить на расстоянии 10см друг от друга 150 меток по всей длине. Но во-первых, стоимость этих меток становится значительной, во-вторых не ясно будут ли они конфликтовать?
4. Стоимость ридеров. Однажды встречал подходящий UHF-ридер, но стоил он 2k$ - что многовато. Есть дешевые 125KHz и 13.56MHz, но у них проблемы с пунктами 1 и 2.

Но сами метки и ридеры, не выглядят очень сложными устройствами. Вот и копошиться в голове мысль, сделать что-то работающее по такому же принципу, но с удовлетворяющими характеристиками.

Поясните последний тезис — звучит так, как будто приёмник предлагается держать непредсказуемо трезвому водителю в вытянутой из кабины руке.

Технически разместить датчика над объектами удастся на высоте 3-4 метров. Если поверхность по которой перемещаются объекты будет иметь изгибы




то важно, что бы не оказалось "дыр" в приёме сигнала. При спуспке/подъеме, а так мже при баковых наклонах, сам датчик на объекте будет "смотреть" уже не строго "вверх", а значит, каждую метку придётся тестировать и проверять довольно тщательно. Это увеличивает сложность не только разработки, но и установки системы.

Но вообще, сам вариант оптических датчиков выглядит вполне интересны. Особенно если существуют решения в виде готовых модулей (приёмников и передатчиков) удовлетворяющих тебованиям.

Тогда всё ясно: по принципу RFID и надо.

Заложить в дорожное полотно металлические пластинки и обнаруживать их обычным металлоискателем, установленным на подвижном объекте. Несложный металлоискатель на ATMEGA8 у меня обнаруживал пятачки на расстоянии порядка 20 см. А вам, как я понял, нужно не более 50 ...

Вариант вполне годный. Хотя бы тем, что очень бюджетен. Вопрос в том, как определять в какой именно точке мы сейчас находимся? Таких уникальных точек должно быть хотя бы 4.

Вопрос в профессии. Системы создают инженеры с кое-каким опытом. А не новички и не программисты которым начальник выдает ТЗ "от и до".
Задача наверняка имеет с десяток решений. Даже изобретать не нужно (рутинная инженерная работа), нужно только поискать готовое

Ну как-то же беспроволочный телеграф более 100 лет существует и не на 50 см, а на 50 млн км запросто работает.
Трудности могут быть только в организационно-допустимых решениях. Проложите под дорогой провод на глубине 10-15см и прокачивайте десяток-другой килогерц, как через антенну. Как-то же кабельные и трубопроводные трассы под землей люди ищут?
"Окрасить" эти 15-25 кГц модуляцией поканально и выделять обычным телефонным декодером тонального набора.
Синхронный приемник на паре транзисторов и на каком нибудь часовом кварце за три рубли решит все проблемы.

Можно и оптический приемник сделать, можно прямо двумерную навигацию по реперным звуковым меткам. Глубина требуемого не очень понятна, а пределов совершенству нет. Я не уверен, например, что провод проложить поперек дороги можно в Вашем случае. Просто не знаю.

Ну изложите еще несколько способов самостоятельно. Если неделю всерьез поработать, то их должно накопиться уже достаточно. А обычно решения подобного рода у профессионала на полке стоят. Интересоваться нужно всем загодя а не по команде начальства.

Раз мнение снова дрейфует к теме металлодетектора(заметьте, именно различителя металлов, а не просто металлоискателя) - эти 4 уникальные точки Вы можете сделать, просто заложив разные металлы. Простенько и со вкусом. Золото, конечно, исключаем Остается - сталь, алюминий, латунь, медь.
Или вот - к размышлению.

Печально, что тема ушла в переход на личности и выпячиванию профессионализма. Считаю, что не стоит продолжать в этом ключе.


Как раз по той причине и задал вопрос на форуме. Что бы иметь представление загодя. Что бы хотя бы примерно оценить сложность и стоимость.


Что ж, если всё сводить к профессиональной деятельности, то к вам же и вопрос. Сколько стоит ваша консультация по данному вопросу? Сколько вы хотите за разработку систему? Сколько за сборку трёх десятков приёмников и столько же передатчиков? Профессионал с готовыми решениями стоит денег. Озвучьте свою цену или не мешайте.



Хм. Как вариант. Тогда ещё одна потенциальная сложность - покрытием может бетонным с железной арматурой внутри. Соответсвенно нужно как-то избещать или отсечь детектирование этой арматуры? Существуют ли простыре решения?

Нет, датчик на объекте естественно должен быть широкоугольным. Это к светодиоду передатчика нужно будет добавить соответствующую оптику, формирующую на крышах объектов полосу нужной ширины.

звуковые/ультразвуковые излучатели разных частот в местах регистрации... определение момента пересечения линии - на эффекте Допплера

Не. я сюда не деньги зарабатывать прихожу.
Ладно, не буду мешать. Никого обидеть не хотел.