Способ контроля подлинности и перемещения сельскохозяйственной продукции и система для его реализации

Предлагаемые способ и система относятся к области электронных информационных систем, в частности к способам и системам, реализующим информационное обеспечение в сетях удаленного доступа и направленным на идентификацию сельскохозяйственной продукции, поступающей на реализацию.

В настоящее время подлинность реализуемой сельскохозяйственной продукции, как правило, определяется внешними признаками, например, соответствующими документами, сопровождающими сельскохозяйственную продукцию, символьными маркировками, наносимыми на сельскохозяйственную продукцию. Отсутствие таких внешних признаков, как правило, указывает на то, что сельскохозяйственная продукция относится к категории фальсифицированной, контрафактной или неучтенной. Но даже наличие внешних признаков у сельскохозяйственной продукции в сегодняшних условиях широкого и доступного использования высоких технологий не позволяет достоверно считать, что реализуемая сельскохозяйственная продукция является подлинной.

Известен способ контроля подлинности продукции, по которому подлинность продукции определяют по соотношению ее внешних признаков соответствующим установленным производителем этой продукции маркировочным данным (ГОСТ 16317-87 Приборы холодильные электрические бытовые, общие технические условия, раздел 3.27 «Маркировка», 1987).

Недостатком данного способа является его низкая эффективность и трудоемкость установления факта соответствия внешних признаков установленных производителем маркировочным данным, так как указанное соответствие может быть установлено только специалистами в результате товароведческой экспертизы. Проведение экспертизы требует времени и является дорогостоящей услугой. Такой подход неприемлем при проведении операций по купле-продаже в отношении продукции, которая поступает не напрямую от производителя, а через посредников.

Известны также способы и системы контроля подлинности продукции (авт. свид. СССР №1.832.318; патенты РФ №2.106.689, 2.128856, 2.132.569, 2.181.503, 2.183.340, 2.199.781, 2.225.032, 2.292.032, 2.292.587, 2.439.696, 2.538.311; патенты США №4.641.347, 5.170.044, 5.528.490, 6.005.960, 6.542.645; патент Японии №5.165.852; патент ЕР №0.773.503, 0.773.505, 0.820.505, 0.820.029; патент WO №93/22.745, 97/19.821 и другие.

Из известных способов и систем наиболее близкими к предлагаемым являются «Способ контроля подлинности и перемещения алкогольной продукции и система для его реализации» (патент РФ №2.538.311, G06K 5/02, 2013), которые и выбраны в качестве базовых объектов.

Известные технические решения обеспечивают подавление ложных сигналов (помех), принимаемых по зеркальному и комбинационным каналам.

Однако в ряде случаев с точки зрения расширения диапазона рабочих частот без расширения диапазона частотной перестройки гетеродинов целесообразно не подавлять дополнительные каналы приема, а использовать их. Это, в первую очередь, касается зеркальных каналов приема. Потому что коэффициент преобразования Кпр по этим каналам такой же, как и коэффициент преобразования Кпр по основному каналу приема. Следовательно, указанные каналы приема являются равноценными, равнозначными.

Технической задачей изобретения является расширение диапазона рабочих частот без расширения диапазона частотной перестройки гетеродинов путем использования зеркальных каналов приема.

Поставленная задача решается тем, что способ контроля подлинности и перемещения сельскохозяйственной продукции на производстве, заключающийся, в соответствии с ближайшим аналогом, в том, что каждой единице сельскохозяйственной продукции присваивают идентификационный код, который вводят в базу данных сервера производителя, а контроль подлинности сельскохозяйственной продукции определяют путем сравнения идентификационного кода единицы сельскохозяйственной продукции с кодом, имеющимся в указанной базе идентификационных кодов, и при совпадении кодов выдают сообщение о подлинности данной единицы сельскохозяйственной продукции, при этом в качестве носителя идентификационных кодов для каждой единицы сельскохозяйственной продукции используют радиочастотную метку, при производстве на конвейере каждой единицы сельскохозяйственной продукции встраивают радиочастотную метку под этикетку, или пробку, или крышку, осуществляют считывание ридером первичной кодовой информации радиочастотной метки и дополняют первичную кодовую информацию радиочастотной метки кодовой информацией о производителе и виде продукции, содержащей как минимум сведения о виде, свойствах, времени изготовления продукции, ее составе, образующих идентификационный код единицы продукции, и электронную подпись, а затем вводят идентификационный код единицы продукции в базу данных сервера производителя, при перемещении продукции с конвейера на склад на последнем производят считывание ридером данных с радиочастотной метки каждой единицы вывозимой продукции и вводят отметку в базу данных сервера на складе о перемещении этой продукции, при этом в качестве радиочастотной метки используют пьезокристалл с нанесенным на его поверхность тонкопленочным алюминиевым встречно-штыревым преобразователем поверхностных акустических волн и набором отражателей, формируют высокочастотное колебание с частотой ω₁, облучают им каждую единицу продукции на конвейере, принимают микрополосковой антенной, преобразуют в акустическую волну, обеспечивают ее распространение по поверхности пьезокристалла и обратное отражение, преобразуют отраженную акустическую волну в сложный электромагнитный сигнал с фазовой манипуляцией, внутренняя структура которого соответствует структуре встречно-штыревого преобразователя, переизлучают его в эфир, улавливают приемо-передающей антенной ридера, усиливают по амплитуде, осуществляют синхронное детектирование на частоте ω₁ с использованием в качестве опорного напряжения зондирующего высокочастотного колебания с частотой ω₁, выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное идентификационному коду M₁(t) каждой единицы продукции, задерживают его на время, равное длительности идентификационного кода M₁(t), суммируют с идентификационным кодом М₂(t) производителя продукции, содержащим как минимум сведения о виде, свойствах, времени изготовления продукции, ее составе, перемножают высокочастотное колебание с частотой ω₁ само на себя, выделяют высокочастотное колебание с частотой ω₂=2ω₁, манипулируют его по фазе суммарным кодом M_Σ(t)=M₁(t)+М₂(t), формируя тем самым сложный сигнал с фазовой манипуляцией на частоте ω₂, усиливают его по мощности, излучают в эфир, принимают антенной аппаратуры производителя, усиливают его по амплитуде, преобразуют по частоте с использованием напряжений первого и второго гетеродинов, частоты ωr₁ и ωr₂ которых разносят на удвоенное значение промежуточной частоты

ωr₂-ωr₁=2ωup

и выбирают симметричными относительно частоты ω₁ основного канала приема

ω₁-ωr₁=ωr₂-ω₁=ωup,

выделяют первое и второе напряжение промежуточной частоты, перемножают их между собой, выделяют низкочастотное напряжение, пропорциональное корреляционной функции R(τ), сравнивают его с пороговым напряжением U_пор. и в случае его превышения принимают решение о приеме сложного сигнала с фазовой манипуляцией по основному каналу на частоте ω₁ и разрешают его синхронное детектирование, которое заключается в том, что принимаемый сложный сигнал с фазовой манипуляцией на промежуточной частоте перемножают с первым опорным напряжением и со вторым опорным напряжением, сдвинутым по фазе на 180°, выделяют первое и второе низкочастотные напряжения, пропорциональные суммарному коду M_Σ(t), вычитают второе низкочастотное напряжение из первого, формируют суммарное низкочастотное напряжение, вводят его в базу данных сервера производителя, одновременно первое низкочастотное напряжение перемножают с принимаемым сложным сигналом с фазовой манипуляцией на промежуточной частоте ωup, выделяют первое гармоническое колебание с частотой ωup и используют его в качестве первого опорного напряжения, второе низкочастотное напряжение сдвигают по фазе на 180°, перемножают его с принимаемым сложным сигналом с фазовой манипуляцией на промежуточной частоте ωup, выделяют гармоническое колебание с частотой ωup, сдвигают его по фазе но 180° и используют в качестве второго опорного напряжения, отличается от ближайшего аналога тем, что в процессе преобразования по частоте принимаемого сложного сигнала с фазовой манипуляцией дополнительно выделяют третье напряжение промежуточной частоты, первое и второе напряжения утроенной промежуточной частоты 3ωup, второе напряжение промежуточной частоты детектируют по амплитуде, продетектированное напряжение используют для разрешения синхронного детектирования сложного сигнала с фазовой манипуляцией на промежуточной частоте ωup, принимаемого по основному каналу на частоте ω₁, первое напряжение утроенной промежуточной частоты 3ωup детектируют по амплитуде, продетектированное напряжение используют для разрешения синхронного детектирования сложного сигнала с фазовой манипуляцией на промежуточной частоте ωup, принимаемого по первому зеркальному каналу на частоте ω_з1, второе напряжение утроенной промежуточной частоты 3ωup детектируют по амплитуде, продетектированное напряжение используют для разрешения синхронного детектирования сложного сигнала с фазовой манипуляцией на промежуточной частоте ωup, принимаемого по второму зеркальному каналу на частоте ω_з2.

Поставленная задача решается тем, что система контроля подлинности и перемещения сельскохозяйственной продукции, содержащая, в соответствии с ближайшим аналогом, ридер, радиочастотную метку, встроенную под этикетку, или пробку, или крышку каждой единицы продукции, и приемную аппаратуру производителя, при этом ридер содержит последовательно включенные задающий генератор, дуплексер, вход-выход которого связан с приемопередающей антенной, усилитель высокой частоты, фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, блок сравнения кодов, второй вход которого соединен с выходом базы данных идентификационных кодов, ключ, второй вход которого соединен с выходом фазового детектора, линию задержки, сумматор, второй вход которого соединен с выходом генератора псевдослучайной последовательности, фазовый манипулятор и усилитель мощности, выход которого соединен со вторым входом дуплексера, к выходу задающего генератора последовательно подключены перемножитель, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, и узкополосный фильтр, выход которого соединен со вторым входом фазового манипулятора, радиочастотная метка выполнена в виде пьезокристалла с нанесенным на его поверхность тонкопленочным алюминиевым встречно-штыревым преобразователем поверхностных акустических волн и набором отражателей, встречно-штыревой преобразователь содержит две гребенчатые системы электродов, соединенных друг с другом шинами, связанными с микрополосковой антенной, приемная аппаратура производителя содержит последовательно включенные приемную антенну, усилитель высокой частоты, первый смеситель, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина, первый усилитель промежуточной частоты, коррелятор, пороговый блок, первый ключ и первый блок универсальных демодуляторов сложных Фмн сигналов, который состоит из последовательно подключенных к выходу первого ключа первого перемножителя, второй вход которого соединен с выходом первого фильтра нижних частот, первого узкополосного фильтра, второго перемножителя, второй вход которого соединен с выходом первого ключа, блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом второго фильтра нижних частот и базы данных сервера производителя, из последовательно подключенных к выходу первого ключа третьего перемножителя, второй вход которого соединен с выходом второго фазоинвертора, второй фильтр нижних частот, первый фазоинвертор, четвертый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом первого ключа, второй узкополосный фильтр и второй фазоинвертор, последовательно подключенные к выходу усилителя высокой частоты второй смеситель, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, и второй усилитель промежуточной частоты, выход которого соединен со вторым входом коррелятора, частоты ωr₁ и ωr₂ первого и второго гетеродинов разнесены на удвоенное значение промежуточной частоты

ωr₂-ωr₁=2ωup

и выбраны симметричными относительно частоты ω₁ основного канала приема

ω₁-ωr₁=ωr₂-ω₁=ωup,

отличается от ближайшего аналога тем, что приемная аппаратура потребителя снабжена третим усилителем промежуточной частоты, двумя усилителями утроенной промежуточной частоты, тремя амплитудными детекторами, вторым, третьим и четвертым ключами, вторым и третьим блоками универсальных демодуляторов сложных Фмн сигналов, причем к выходу второго усилителя промежуточной частоты последовательно подключены первый амплитудный детектор и второй ключ, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя промежуточной частоты, а выход подключен ко второму входу первого ключа, к выходу второго смесителя последовательно подключены первый усилитель утроенной промежуточной частоты, второй амплитудный детектор и третий ключ, второй вход которого через третий усилитель промежуточной частоты соединен с выходом первого смесителя, а выход подключен к входу второго блока универсальных демодуляторов сложных Фмн сигналов, к выходу первого смесителя последовательно подключены второй усилитель утроенной промежуточной частоты, третий амплитудный детектор и четвертый ключ, второй вход которого соединен с выходом второго усилителя промежуточной частоты, а выход подключен к входу третьего блока универсальных демодуляторов сложных Фмн сигналов.

Структурная схема ридера, реализующего предлагаемый способ, представлена на фиг. 1. Функциональная схема радиочастотной метки на поверхностных акустических волнах представлена на фиг. 2. Частотная диаграмма, иллюстрирующая образование зеркальных каналов приема, показана на фиг. 3. Структурная схема аппаратуры производителя представлена на фиг. 4. Структурная схема блока 56 (57.58) универсальных демодуляторов сложных Фмн сигналов изображена на фиг. 5.

Ридер содержит последовательно включенные задающий генератор 1, дуплексер 2, вход-выход которого связан с приемопередающей антенной 3, усилитель 4 высокой частоты, фазовый детектор 5, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора 1, блок 7 сравнения кодов, второй вход которого соединен с выходом базы 6 данных идентификационных кодов, ключ 8, второй вход которого соединен с выходом фазового детектора 5, линию 9 задержки, сумматор 11, второй вход которого соединен с выходом генератора 10 псевдослучайной последовательности, фазовый манипулятор 14 и усилитель 15 мощности, выход которого соединен со вторым входом дуплексера 2. К выходу задающего генератора 1 последовательно подключены перемножитель 12, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора 1, и узкополосный фильтр 13, выход которого соединен со вторым входом фазового манипулятора 14.

Радиочастотная метка выполнена в виде пьезокристалла 16 с нанесенным на его поверхность тонкопленочным алюминиевым встречно-штыревым преобразователем (ВШП) поверхностных акустических волн (ПАВ) и набором 21 отражателей. ВШП содержит две гребенчатые системы электродов 18, соединенных друг с другом шинами 19 и 20, связанными с микрополосковой антенной 17.

Приемная аппаратура производителя содержит последовательно включенные приемную антенну 22, усилитель 23 высокой частоты, первый смеситель 32, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина 30, первый усилитель 34 промежуточной частоты, коррелятор 36, пороговый блок 37, первый ключ 38 и первый блок 56 универсальных демодуляторов сложных Фмн сигналов. К выходу усилителя 23 высокой частоты последовательно подключены второй смеситель 33, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина 31, и второй усилитель 35 промежуточной частоты, выход которого соединен со вторым входом коррелятора 36. К выходу второго усилителя 35 промежуточной частоты последовательно подключены первый амплитудный детектор 50 и второй ключ 51, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя 34 промежуточной частоты, а выход подключен ко второму входу первого ключа 38. К выходу второго смесителя 33 последовательно подключены первый усилитель 48 утроенной промежуточной частоты, второй амплитудный детектор 52, третий ключ 54, второй вход которого через третий усилитель 47 промежуточной частоты соединен с выходом первого смесителя 32, и второй блок 57 универсальных демодуляторов сложных Фмн сигналов. К выходу первого смесителя 32 последовательно подключены второй усилитель 49 утроенной промежуточной частоты, третий амплитудный детектор 53, четвертый ключ 55, второй вход которого соединен с выходом второго усилителя 35 промежуточной частоты, и третий блок 58 универсальных демодуляторов сложных Фмн сигналов.

Каждый блок 56 (57, 58) универсальных демодуляторов сложных Фмн сигналов содержит последовательно подключенные к выходу ключи 38 (54, 55)первый перемножитель 25, второй вход которого соединен с выходом первого фильтра 28 нижних частот, первый узкополосный фильтр 27, второй перемножетель 26, второй вход кторого соединен с выходом ключа 38 (54, 55), первый фильтр 28 нижних частот, блок 46 вычитание, второй вход которого соединен с выходом второго фильтр 42 нижних частот, и базы 29 данных сервера потребителя. К выходу ключа 38 (54, 55) последовательно подключены третий перемножитель 40, второй вход которого соединен с выходом второго фазоинвертора 45, второй фильтр 42 нижних частот, первый фазоинвертор 44, четвертый перемножитель 41, второй вход которого соединен с выходом ключа 38 (54, 55), второй узкополосный фильтр 43 и второй фазоинвертор 45.

Первый 24 и второй 25 перемножители, первый узкополосный фильтр 27 и первый фильтр 28 нижних частот образуют первый универсальный демодулятор 24 сложных Фмн сигналов.

Третий 40 и четвертый 41 перемножители, второй фильтр 42 нижних частот, второй узкополосный фильтр 43, первый 44 и второй 45 фазоинвенторы образуют второй универсальный демодулятор 39 сложных Фмн сигналов.

Предлагаемый способ контроля подлинности и перемещения сельскохозяйственной продукции реализуют следующим образом.

Особенностью способа является то, что в качестве носителя идентификационных кодов для каждой единицы сельскохозяйственной продукции используют радиочастотную метку в виде пьезокристалла 16 с нанесенным на его поверхность тонкопленочным алюминиевым встречно-штыревым преобразователем (ВШП) поверхностных акустических волн (ПАВ) и набором отражателей 21. ВШП содержит две гребенчатые системы электродов 18, которые соединены между собой шинами 19 и 20, связанными микрополосковой антенной 17.

Принцип работы встречно-штыревого преобразователя ПАВ основан на том, что переменные в пространстве и времени электрические поля, создаваемые в пьезоэлектрическом кристалле системой электродов, вызывают из-за пьезоэффекта упругие деформации, которые распространяются по поверхности кристалла в виде ПАВ.

В основе работы приборов на ПАВ лежат три физических процесса:

- преобразование входного электрического сигнала в акустическую волну;

- распространение акустической волны вдоль поверхности звукопровода;

- отражение и обратное преобразование ПАВ в электрический кодированный сигнал.

Для прямого и обратного преобразования ПАВ используются встречно-штыревые преобразователи (ВШП).

Центральная частота и полоса пропускания ВШП определяются шагом размещения электродов и их количеством.

Порядок размещения электродов несет индивидуальную информацию о единице продукции. Изготовление ВШП осуществляется стандартными методами фотолитографии и травлением тонкой металлической пленки, осажденной на пьезоэлектрическом кристалле. Возможности современной фотолитографии позволяют создавать ВШП, работающие на частотах до 3 ГГц.

На производстве радиочастотную метку встраивают под этикетку, или под пробку, или крышку каждой единицы продукции. При прохождении каждой единицы продукции по конвейеру мимо стационарного или переносного контролирующего устройства, включающего в себя ридер, задающим генератором 1 формируется высокочастотное гармоническое колебание

U₁(t)=V₁⋅cos (ω₁ t+ϕ₁), ϕ≤t≤T₁,

где U_1; ω₁, ϕ₁, T₁ - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность высокочастотного гармонического колебания, которое через дуплексер 2 поступает в приемопередающую антенну 3, излучается ею в эфир и облучает ближайшую радиочастотную метку.

Высокочастотное гармоническое колебание на частоте ω₁ улавливается микрополосковой антенной 17, преобразуется встречно-штыревым преобразователем, настроенным на частоту ω₁, в акустическую волну, которая распространяется по поверхности пьезокристалла 16, отражается от набора 21 отражателей и опять преобразуется в сложный сигнал с фазовой манипуляцией (Фмн)

U₂(t)=V₂⋅cos[ω₁ t+ϕ_к1(t)+ϕ₁], 0≤t≤T₁,

где ϕ_к1 (t)={0,π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M₁(t), отображающим идентификационный код единицы продукции, причем ϕ_к1, (t)=const при Kτ<t<(K+1)τ_э, и может изменяться скачком при t=кτ_э, то есть на границах между элементарными посылками (K=1, 2, …, N₁):

τ_э, N₁ - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью Т₁(T₁=N₁⋅τ_э).

При этом внутренняя структура сформированного сложного Фмн сигнала определяется топологией встречно-штыревого преобразователя, имеет индивидуальный характер и содержит информацию о конкретной единице продукции (например, порядковый номер продукции).

Сформированный сложный Фмн сигнал U₂(t) излучается микрополосковой антенной 17 в эфир, улавливается приемопередающей антенной ридера и через дуплексер 2 и усилитель 1 высокой частоты поступает на первый (информационный) вход фазового детектора 5. На второй (опорный) вход фазового детектора 5 в качестве опорного напряжения подается высокочастотное колебание U₁(t) с выхода задающего генератора 1.

В результате синхронного детектирования на выходе фазового детектора 5 образуется низкочастотное напряжение

U_н1(t)=V_н1⋅cos ϕ_к1 (t), 0≤t≤T₁,

где V_н1=1/2V₁ V₂,

пропорциональное модулирующему коду M₁(t). Это напряжение поступает на первый вход блока 7 сравнения кодов, на второй вход которого подаются коды с выхода базы 6 данных идентификационных кодов.

В указанную базу внесены идентификационные коды всех единиц производимой продукции. Если сравниваемые коды равны, то блок 7 сравнения кодов формирует постоянное напряжение, которое поступает на управляющий вход ключа 8 и открывает его. В исходном состоянии ключ 8 всегда закрыт. При этом низкочастотное напряжение U_н1(t) с выхода фазового детектора 5 через открытый ключ 8 поступает на вход линии 9 задержки, где задерживается на время τ_з, равное длительности τ₁ модулирующего кода M₁(t)(τ_з=τ₁), и поступает на первый вход сумматора 11.

Прохождение низкочастотного напряжения U_н1(t) через ключ 8 свидетельствует о подлинности контролируемой продукции.

На второй вход сумматора 11 подается модулирующий код М₂(t) с выхода генератора 10 псевдослучайной последовательности длительностью τ₂. Модулирующий код М₂(t) является кодовой информацией о производителе и виде продукции, содержащей как минимум сведения о виде, свойствах, составе и времени изготовления продукции. На выходе сумматора 11 образуется суммарный модулирующий код

M_Σ(t)=M₂(t)+M₂(t),

длительностью τ_Σ=τ₁+τ₂, который поступает на первый вход фазового манипулятора 14.

Высокочастотное колебание U₁(t) с выхода задающего генератора 1 одновременно поступает на два входа перемножителя 12, на выходе которого образуется гармоническое колебание

U₃(t)=V₃⋅cos(ω₂t+ϕ₂), 0≤t≤T₁,

где V₃=1/2 V₁², ω₂=2ω₁, ϕ₂=2ϕ₁,

которое выделяется узкополосным фильтром 13 и подается на второй вход фазового манипулятора 14. На выходе последнего формируется сложный сигнал с фазовой манипуляцией

U₄(t)=V₃⋅cos [ω₂t+ϕ_к2(t)+ϕ₂], 0≤t≤T₁,

где ϕ_к2(t)={0,π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с суммарным модулирующим кодом М_Σ(t), которой после усиления в усилителе 15 мощности через дуплексер 2 поступает в приемопередающую антенну 3, излучается ею в эфир, улавливается приемной антенной 22 аппаратуры производителя и через усилитель 23 высокой частоты, настроенный на частоту ω₂, поступает на первые входы первого 32 и второго 33 смесителей, на вторые входы которых подаются напряжение первого 30 и второго 31 гетеродинов соответственно:

U_r1(t)=V_r1⋅cos(ω_r1t+ϕr₁),

U_r2(t)=V_r2⋅cos(ω_r2t+ϕ_r2)

Причем частоты ω_r1 и ω_r2 первого 30 и второго 31 гетеродинов разнесены на удвоенное значение промежуточной частоты

ω_r2-ω_r1=2ωup

и выбраны симметричными относительно несущей частоты ω₁ основного канала приема

ω₁-ω_r1=ω_r2-ω₁=ωup

Частота настройки ω_н1 усилителей 34, 35 и 47 промежуточной частоты выбрана равной промежуточной частоте

ω_н1=ωup

Частота настройки ω_н2 усилителей 48 и 49 утроенной промежуточной частоты выбрана равной утроенной промежуточной частоте

ω_н2=3ωup

На выходе смесителей 32 и 33 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителями 34, 35 и 47 выделяются напряжения промежуточной (разностной частоы):

U_up1(t)=V_upl⋅cos[ω_upt+ϕ_k2(t)+ϕ_up1],

U_up2(t)=V_up2⋅cos[ω_upt+ϕ_k2(t)+ϕ_up2], 0≤t≤T₁,

где V_up1=1/2V₃⋅V_r1;

V_up2=1/2V₃⋅V_r2

ωup=ω₁-ω_rl=ω_r2-ω₁ - промежуточная (разностная частота):

ϕ_up1=ϕ₂-ϕ_r1:ϕ_up2=ϕ_r2-ϕ₂,

которые поступают на два входа коррелятора 36. Коррелятор 36 представляет собой последовательно соединенные перемножитель и фильтр нижних частот.

На выходе коррелятора 36 образуется напряжение U, пропорциональное корреляционной функции R(τ), которое сравнивается с пороговым напряжением U_пор. в пороговом блоке 37. Пороговый уровень U_пор. превышается только при максимальном напряжении коррелятора 36. Так как канальные напряжения U_up1(t) и U_up2(t) образованы одним и тем же сложным Фмн сигналом U₂(t), принимаемым по основному каналу на частоте ω₂ то между ними существует сильная корреляционная связь, выходное напряжение коррелятора 36 достигает максимального значения U_max и превышает пороговый уровень U_пор. в пороговом блоке 37 (U_max>U_пор.). При превышении порогового уровня U_пор. в пороговом блоке 37 формируется постоянное напряжение, которое поступает на управляющий вход ключа 38, открывая его. В исходном состоянии ключи 38, 51, 54 и 55 всегда закрыты.

Напряжение U_up2(t) с выхода усилителя 35 промежуточной частоты поступает на вход первого амплитудного детектора 50, который выделяет его огибающую. Последняя поступает на управляющий вход второго ключа 51, открывая его.

При этом первое напряжение U_up1(t) промежуточной частоты через открытые ключи 51 и 38 с выхода усилителя 34 промежуточной частоты поступает на вход первого блока 56 универсальных демодуляторов сложных Фмн сигналов, а именно на первые входы перемножителей 25, 26, 40 и 41.

На вторые входы перемножителей 26 и 40 подаются опорные напряжения с выходов узкополосного фильтра 27 и фазоинвертора 45 соответственно:

U_{0 1}(t)=V₀⋅cos(ω_upt+ϕ_up1),

U_{0 2}(t)=-V₀⋅cos(ω_upt+ϕ_up1), 0≤t≤T₁

В результате перемножения указанных сигналов образуются результирующие колебания:

U_Σ1(t)=V_Hl⋅cosϕ_k2(t)+V_нl⋅cos[2ω_upt+ϕ_k2(t)+2ϕ_upl],

U_Σ2(t)=-V_н1⋅cosϕ_k2(t)-V_н1⋅cos[2ω_upt+ϕ_k2(t)+2ϕ_up1],

где V_н1=1/2V_up1⋅V₀.

Аналоги модулирующего кода

U_н1(t)=V_н1⋅cosϕ_k2(t),

U_н2(t)=-V_н1⋅cosϕ_k2(t), 0≤t≤T₁,

выделяются фильтрами 28 и 42 нижних частот соответственно и подаются на два входа блока 46 вычитания. Вычитая одно из другого указанные напряжения с учетом их противоположной полярности, на выходе блока 46 вычитания образуется удвоенное (суммарное) напряжение

U_н(t)=U_н1(t)-U_н2(t)=V_н⋅cosϕ_k2(t),

где V_н=2V_н1,

то есть получается сложение по абсолютной величине напряжений U_н1(t) и U_н2(t).

При этом амплитудные аддитивные узкополосные помехи проходят через два демодулятора 24 и 39 одинаково, изменяя амплитуды выходных продетектированных напряжений в одну и ту же сторону. Но в блоке 46 вычитания они, оставаясь однополярными, вычитаются, то есть подавляются, взаимно компенсируются.

Низкочастотное напряжение U_н2(t) с выхода фильтра 42 нижних частот поступает на вход фазоинвертора 44, на выходе которого образуется низкочастотное напряжение

U_н3(t)=V_н1⋅cosϕ_k2(t)

Низкочастотные напряжения U_н1(t) и U_н3(t) с выхода фильтра 28 нижних частот и фазоинвертора 44 поступают на вторые входы перемножителей 25 и 41 соответственно, на выходе которых образуются гармонические напряжения:

U_{0 3}(t)=V₄⋅cos(ω_upt+ϕ_upl)+V₄⋅cos[ω_upt+2ϕ_k2(t)+ϕ_up1]=V₀⋅cos(ω_upt+ϕ_up1)

U_{0 3} (t)=V₄⋅cos(ω_upt+ϕ_upl)+V₄⋅cos[ω_up t+2ϕ_k2(t)+ϕ_up1]=V₀.

cos(ω_uplt+ϕ_up1),

где V₄=1/2V_up1⋅V_н1,V₀=2 V₄

Данные напряжения выделяются узкополосными фильтрами 27 и 43 соответственно.

Напряжение U_{0 1}(t) с выхода узкополосного фильтра 27 подается на второй вход перемножителя 26. Напряжение U_{0 3}(t) выделяется узкополосным фильтром 43 и поступает на вход фазоинвертора 45, на выходе которого образуется напряжение

U_{0 2}(t)=-V₀⋅cos(ω_upt+ϕ_upl),

которое подается на второй вход перемножителя 40.

Следовательно, первый 25 и второй 26 перемножители, первый узкополосный фильтр 27 и первый фильтр 28 нижних частот образуют первый универсальный демодулятор 24 сложных Фмн сигналов. Третий 40 и четвертый 41 перемножители, второй фильтр 42 нижних частот, второй узкополосный фильтр 43, первый 44 и второй 45 фазоинверторы образуют второй универсальный демодулятор 39 сложных Фмн сигналов.

Необходимым условием работы любого фазового демодулятора сложных Фмн сигналов является наличие опорного напряжения, имеющего постоянную начальную фазу и частоту, равную частоте принимаемого Фмн сигнала на промежуточной частоте.

В предложенных универсальных демодуляторах 24 и 39 Фмн сигналов опорные напряжения выделяются непосредственно из самого принимаемого Фмн сигнала. При этом они свободны от явления обратной работы, присущей известным демодуляторам Фмн сигналов (схемы Пистолькорса А.А., Сифорова В.И., Костаса Д.Ф., Травина Г.А.), которые также обеспечивают выделение опорного напряжения непосредственно из самого принимаемого Фмн сигнала.

Описанная выше работа способа и системы соответствуют случаю приема сложных Фмн сигналов по основному каналу на частоте ω₁ (рис. 3).

Если сложный Фмн сигнал

U_з1(t)=V_з1⋅cos[ω_з1t+ϕ_k3(t)+ϕ_з1], 0≤t≤T_з1 принимается по первому зеркальному каналу на частоте ω_з1, то на выходе смесителей 32 и 33 образуются следующие напряжения соответственно:

U_upз(t)=V_upз⋅cos[ω_upt-ϕ_k3(t)+ϕ_up3]

U_up4(t)=V_up4⋅cos[3ω_upt-ϕ_k3(t)+ϕ_up4], 0≤t≤T_з1

где V_upз=1/2 V_зl⋅V_r1

V_up4=1/2V_з1⋅V_r2

_{ωup=ωr1-ωз1 - промежуточная частота}

ϕ_up3=ϕ_r1-ϕ_з1 ϕ_up4=ϕ_r2-ϕ_з1

3ω_up=ω_r2-ω_з1 - утроенное значение промежуточной частоты, которое попадает в полосы пропускания усилителей 34 и 47 промежуточной частоты и усилителя 48 утроенной промежуточной частоты. Напряжение утроенной промежуточной частоты U_up4(t) с выхода усилителя 48 утроенной промежуточной частоты поступает на вход второго амплитудного детектора 52, где оно детектируется и поступает на управляющий вход третьего ключа 54, открывая его.

При этом напряжение U_upз(t) с выхода усилителя 47 промежуточной частоты через открытый ключ 54 поступает на вход второго блока 57 универсальных демодуляторов сложных Фмн сигналов, который работает так, как это описано выше при описании работы первого блока 56 универсальных демодуляторов сложных Фмн сигналов. Если сложный Фмн сигнал

U_з2(t)=V_з2cos[ω_з2t+ϕ_k4(t)+ϕ_з2], 0≤t≤T_з2

принимаются по второму зеркальному каналу на частоте со_з2, то на выходе смесителей 32 и 33 образуются следующие напряжения соответственно:

U_up5(t)=V_up5⋅cos [3ω_upt+ϕ_k4(t)+ϕ_up5],

U_up6 (t)=V_up6⋅cos [ω_upt+ϕ_k4(t)+ϕ_up6], 0≤t≤T_з2

где V_up5=1/2V_з2⋅V_rl;

V_up6=1/2V_з2⋅V_r2;

3ω_up=ω_з2-ω_r1 - утроенное значение промежуточной частоты;

ω_up=ω_з2-ωr₁ - промежуточная частота;

ϕ_up5=ϕ_з2-ϕ_r1 ϕ_up6=ϕ_з2-ϕ_r2

которые попадают в полосы пропускания усилителя 49 утроенной промежуточной частоты. Напряжение утроенной промежуточной частоты U_up5(t) с выхода усилителя 49 утроенной промежуточной частоты поступает на вход третьего амплитудного детектора 53, где оно детектируется и поступает на управляющий вход четвертого ключа 55, открывая его.

При этом напряжение U_up6(t) с выхода усилителя 35 промежуточной частоты через открытый ключ 55 поступает на вход третьего блока 58 универсальных демодуляторов сложных Фмн сигналов, который работает так, как это описано выше при описании работы первого блока 56 универсальных демодуляторов сложных Фмн сигналов.

Следует отметить, что при одновременном приеме сложных Фмн сигналов по первому ω_з1 и второму ω_з2 зеркальным каналам возникает такая же ситуация, что и при приеме сложных Фмн сигналов по основному каналу на частоте ω₁, то есть возникает неоднозначность.

Указанная неоднозначность устраняется корреляционной обработкой канальных напряжений.

Если сложные Фмн сигналы одновременно принимаются по первому ω_з1 и второму ω_з2 зеркальным каналам, то напряжения U_up3(t) и U_up4(t) выделяют усилителями 34 и 35 промежуточной частоты и поступают на два входа коррелятора 36. Так как данные канальные напряжения образованы разными Фмн сигналами, принимаемыми на разных частотах ω_з1 и ω_з2, поэтому между ними существует слабая корреляционная связь. Выходное напряжение коррелятора 36 не достигает максимального значения и не превышает порогового уровня U_пор. в пороговом блоке 37 (U<U_пор.). Ключ 38 не открывается и устраняется неоднозначность.

Если сложный Фмн сигнал U_з1(t) принимается по первому зеркальному каналу на частоте ω_з1, то напряжение U_up3(t) выделяется усилителем 34 промежуточной частоты и поступает на первый вход коррелятора 36. Выходное напряжение коррелятора 36 равно нулю и ключ 38 не открывается.

Если сложный Фмн сигнал U_up2(t) принимается по второму зеркальному каналу на частоте ω_з2, то напряжение U_up6(t) выделяется усилителем 35 промежуточной частоты и поступает на второй вход коррелятора 36. Выходное напряжение коррелятора 36 также равно нулю и ключ 38 не открывается.

Если сложные Фмн сигналы одновременно принимаются по основному каналу на частоте ω₁ по первому ω_з1 и второму ω_з2 зеркальным каналам, то в работе участвуют все блоки аппаратуры потребителя.

Описанная выше работа способа и системы соответствует контролю подлинности и перемещения сельскохозяйственной продукции на производстве.

При перемещении сельскохозяйственной продукции с конвейера на склад на последнем производят считывание ридером данных с радиочастотной метки каждой единицы продукции и вводят полученный данные в базу данных на складе, а при вывозе продукции со склада осуществляют считывание ридером данных с радиочастотной метки каждой единицы вывозимой продукции и вводят отметку в базу данных сервера на складе о перемещении этой продукции.

Вся информация о продукции автоматически заносится в базу данных контролирующего устройства холдинга, независимо от того, хочет производитель или нет. Информация радиочастотной метки снабжена электронной цифровой подписью.

Доступ к базе контролирующего устройства имеют только соответствующие должностные лица фискальных органов.

Контроль продукции осуществляется на всех этапах производства, сбыта и перемещения:

- на стадии производства берется пробная партия продукции и осуществляется проверка соответствия информации, содержащейся в радиочастотной метке, отчетным документам или базам данных в электронном виде;

- на стадии импорта осуществляется проверка соответствия информации, содержащейся в радиочастотной метке, сопутствующим документам или базам данных в электронном виде;

- на стадии перемещения и хранения осуществляется проверка соответствия информации, содержащейся в радиочастотной метке, сопутствующим и складским документам или базам данных в электронном виде;

- на стадии реализации производится контрольная закупка и осуществляется проверка соответствия информации, содержащейся в радиочастотной метке, соответствующим документам и продукции.

К основным характеристикам системы, реализующей предлагаемый способ, можно отнести следующие:

- средняя мощность передатчика ридера - не более 100 МВт;

- частотный диапазон - 400-420 МГц (900-920 МГц);

- дальность действия - не менее 20 м;

- количество кодовых комбинаций 2³²;

- тип излучаемого сигнала - гармоническое колебание, тип ответного сигнала - сложный сигнал с фазовой манипуляцией;

- габариты радиочастотной метки 8×15×5 мм;

- срок службы радиочастотной метки - не менее 20 лет;

- потребляемая радиочастотной меткой мощность - 0 Вт.

Основной особенностью указанных меток является отсутствие источников питания, малые размеры и использование сложных сигналов с фазовой манипуляцией, которые обладают высокой помехоустойчивостью, энергетической и структурной скрытностью.

Ослабление узкополосных помех, принимаемых по основному и зеркальным каналам, осуществляется двумя универсальными демодуляторами Фмн сигналов, которые обеспечивают увеличение отношения сигнал/шум на выходе блока вычитания и тем самым повышение помехоустойчивости, чувствительности и дальности приема сложных Фмн сигналов.

Таким образом, предлагаемые способ и система по сравнению с базовыми объектами обеспечивают расширение диапазона рабочих частот без расширения диапазона частотной перестройки гетеродинов. Это достигается использованием первого и второго зеркальных каналов, которые являются равнозначными и равноценными с основным каналом приема.