Устройство для передачи и приема дискретной информации Советский патент 1983 года по МПК G08C19/12 

Изобретение относится к системам контроля и управления, в которых сообщения передаются комплектными кодами с активной паузой, и может быте использовано в системах телемеханики для связи с подвижными объектами, в частности в горнодобывающем карьере, если центр управления технологическими объектами должен быть вынесен за пределы сейсмоопасной зоны карьера, в которой производятся взрывы.

Известно устройство для приема и передачи информации, содержащее генератор высокой частоты, блок фильтров, антенну, пороговый приемник, элемент стробирования, формирователь сигнала Общий сброс, блок делителей частоты, блок проверки достоверности, триггеры, регистр сдвига, формирователь импульсов, элементы И-НЕ, блок декодирования, блок обработки данных и согласующий элемент 1.

Однако такое устройство не позволяет осуществлять обмен информацией в системе управления технологическим транспортом карьера, где управлякацее устройство (например УВМ) должно быть устдновлено за пределами сейсмоопасной зоны, в которой производятся взрывы.

Известно также устройство приема и передачи информации, содержащее генераторы кода маршрутов, коммутатор, блок управления и радиостант цию 2.

Недостатком этого, устройства является низкая достоверность приема информации с подвижных объемов в условиях воздействия помех.

10

Наиболее близко к изобретению устройство для передачи приема дискретных сигналов, содержащее генератор, выход которого соединен с первым входом модулятора, ко второму входу

15 которого подключен выход первого вентиля; выход модулятора через передатчик соединен с первым входом первого ключа, выход второго ключа через последовательно соединенные приемник

20 и дискриминатор соединен со входом усилителя, первый выход которого соединен со входом пикового детектора, второй .выход подключен к первому входу второго вентиля, выход которого 25 объединен с выходом вервого вентиля и подключен к линии связи; инверторы и .формирователи импульсов, однот вибраторы, вход первого одновибратора соединен с выходом пикового детек30тора, а выход первого одновибратора через первый инвертор подключен ко входу второго одновибратора, первы выход которого через второй инвертор соединен со вторыми входами вт рого вентиля и. ключа, второй выход второго одновибратора подключен ко вторым входам первого вентиля и ключа 3. Недостатком такого устройства я ляется низкая достоверность приема информации при воздействии импульс ных помех. Так, если на вход прием ника этого устройства поступит из радиоканала импульсная помеха, то через время,определяемое параметрами первого одновибратора,устройство пер ключится в режим передачи и будет пребывать в этом состоянии в течен времени, которое задается параметр второго одновибратора. Поэтому соо щение, поступившее в отмеченном про межутке времени, либо не будет при то совсем, если уже произошло включение устройства на передачу, т.е. сработал второй одновибратор, либо не будет принято с искажениями изпотери,его части. Цель изобретения - повышение дос верности информации. Для достижения поставленной цели в устройство для передачи и приема дискретной информации, содержащее первый- ключ, информационный вход которого подключен к линии связи, выход первого ключа через модулятор соединен с информационным входом . передатчика, выход которого соедине с информационным входом второго клю ча, выход второго ключа подключен к радиоканалу и информационному вхо ду третьего ключа, выход которого соединен с информационным входом приемника, выход приемника через де тектор соединен с информационным входом четвертого ключа,выход которого подключен к линии связи, первы формирователь управляющих импульсов выход которого соединен через инвертор с управляющими входами передатчика и первого и второго ключей и непосредственно - с управляющими входами приемника и третьего и четвертого ключей, введены селектор импульсов, второй формирователь управляющих импульсов , счетчик, элемент задержки и элементы И, выход детектора через селектор импульсов соединен с входами первого элемента И, выход которого соединен с информационным входом счетчика и входом второго формирователя управляющих импульсов, выход которого соединен с управляющим входом второго элемен та И и через элемент задержки с вхо дом сброса счетчика, выход счетчика соединен с информационным входом второго элемента И, выход которого соединен с входом первого формирователя управляющих импульсов. Повышение достоверности приема в устройстве достигается за счет выделения из принимаемых сигналов и помех информационных импульсов с помощью селектора кодовых признаков и формирования из них с помощью первого элемента И синхронизирующей последовательности импульсов; за счет одновременного контроля количества импульсов в сообщении и длительности пауз между ними. Одновременность существования названных двух факторов достоверного приема проверяется вторым элементом И. Подсчет количества импульсов в сообщении и с)авнение их с заданным числом осуществляется счетчиком. Длительность пауз между соседними информационными импульсами контролируется вторым формирователем (ждущим мультивибратором с повторным запуском). .На фиг. 1 представлена структурная блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - осциллограммы сигналов в некоторых точках устройства: а)сигналы логических единиц на первом выходе селектора; б)сигналы логических нулей на втором выходе селектора; в)сигналы на выходе первого элемента И; г)сигналы на выходе второго формирователя управля ощих импульсов (ждущего мультивибратора с повторным запуском); д)сигнал на выходе элемента задержки;е)сигнал на выходе счетчика; ж)сигнал на выходе второго элемента И; з)сигнал на выходе первого формирователя управляющих импульсов. Устройство для передачи и приема дискретной информации содержит линию 1 связи, первый ключ 2, модулятор 3, передатчик 4,. второй ключ 5, радиоканал б связи, третий ключ 7, прием ник 8, детектор 9, селектор 10 кодовых признаков, четвертый ключ 11, первый элемент И 12, счетчик 13, второй формирователь 14 управляющих импульсов, второй элемент И 15, элемент 16 задержки, первый формирователь 17 упг авлянзщих импульсов, инвертор 18. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии устройство находится в режиме ожидания приема; радиоканал 6 через открытый ключ 7 подключен к информационному входу приемника 8, находящегося во включенном состоянии. Радиосигналы от проезжающих в зоне радиообмена подвижных объектов принимаются и через ключ 7 поступают на вход приемника 8 и детектируются детектором 9. Продетектированные сигналы представляют собой импульсную .последовательность, состоящую в случае неискаженного приема, из заданного числа элементарных информационных импульсов, составляющих сообщение. Продетектированные импуль сы через открытый в исходном состоянии ключ 11 поступают в линию 1 связи, а также на селектор 10 кодовых признаков. Количёств.овыходов селектора 10 равно основанию используемог для радиообмена кода. На фиг. 1 и фиг. 2 иллюстрируют работу устройства при использовании двоичных кодов; в этом случае селектор 10 имеет два выхода, на первом выходе вьщёляются сигналы логических единиц (фиг. 2а), а на втором - логи ческих нулей (фиг. 26). С помощью элемента И 12, число входов которого равно числу селектора 10 кодовых признаков, информационные им.пульсы объединяются (фиг. 2в) и поступают на вход формирователя 14 (ждущего мультивибратора 14. с повтор ным запуском). Параметры ждущего мультивибратора 14 с повторным запуском выбираются так, чтобы время пребывания его в активном СОСТОЯНИИ;после воздействия на его вход одиночного импульса несколько (в 1,5-2 раза) превышало длительность паузы между информационными импульсами сообщения. В этом случае при приеме сообщения ждущий мультивибратор 14 с повторным запуском находится в активном состоянии в течение всего времени приема радио сигналов; при этом на его выходе возникает импульс низкого потенциала, длительность которого на величину постоянной времени мультивибратора 14 превышает длительность сообщения (фиг. 2г). Через элемент 16 задержки заданного фронта импульсов этот сигнал поступает на вход сброса счетчика 13 (рис. 2д). и разрешает счет им пульсов/ проходящих на его информационный вход с элемента И 12. После приема последнего импульса сообщения (фиг. 2в) (фиг. 2в, момент времени tp) через время, определяемое параметрами ждущего мультивибратора 14 с повторным запуском, на его выходе появляется высокий потенциал (фиг. 2г, момент времени t), воздействующий на первый вход элемента И 15 и поступающий через элемент 16 задержки заднего фронта импульсов на вход сброса счетчика 13 (фиг. 2д, момент времени t2)/ в результате чего режим счета запрещается, и в . счетчик 13 записывается нуль. На второй вход элемента И 15 воздейству ет сигнал с выхода счетчика 13-. Поло жительный потенциал на выходе счетчика 13 поя-вляется только в случае записи в счетчик 13 числа, равного заданному количеству импульсов в сообщении (фиг. 2е). При одновременном появлении высокого потенциала на обоих входах элемента И 15 на его выходе появляется положительный импульс (фиг. 2ж, момент t), запускающий формирователь 17 (одновибратор). Параметры элемента 16 задержки заднего фронта импульсов выбираются исходя из требуемой длительности запускающего импульса на входе одновибратора 17, обеспечивающей его на- дежный запуск. После срабатывания одновибратора 17 на его выходе появляется ВЫСОКИЙ потенциал (фиг. 2з), выключающий приемник 8 и закрывающий ключ 7 и ключ 11, в результате чего радиоканал 6 отключается от входа приемника 8., а линия 1 связи - от детектора 9. Одновременно через инвертор 18 включается передатчик 4 и открываются ключ 2 и ключ 5, в результате чего линия 1 связи подключается ко входу модулятора 3, в радио-, канал 6 - к выходу передатчика 4; таким образом, информация из линии 1 связи через модулятор 3, передатчик 4, ключ 5 и радиоканал 6 передается на подвижные объекты. Длительность - , пребывания одновибратора 17 в активLHOM состоянии равна времени, которое необходимо для подготовки ответа и для его передачи. После окончания работы одновибратора 17 ключи 2 и 5 закрываются, включается.передатчик 4, радиоканал б подключается через ключ 7 ко входу приемника 8, а линия 1 связи через ключ 11 - к детектору 9; включается приемник 8, т.е. устройство возвращается в режим ожидания приема. Переход устройства из режима приема передачи возможен только в том случае, если принимается импульсная последовательность со строго заданным количеством импульсов в сообщении и с заданными временными характерис,тиками: длительность паузы между любыми соседними импульсами не должна превышать времени пребывания в активном состоянии ждущего мультивибратора 14 с повторным запуском. Если принимается помеха в виде одиночного импульса (момент tjHa фиг. 2) или в виде импульсной последовательности с числом импульсов меньше заданного, то с ее окончанием счетчик 13 обнулится ранее, чем на его выходе возникнет высокий потенциал. Если же импульсная последователь- ность удовлетворяет заданным требованиям к длительности пауз между соседними импульсами, но содержит число импульсов больше заданного, то устройство также не переключится в режим передачи, так как в этом случае невозможно одновременное появление высокого потенциала на первом и втором Ёходах элемента И 15.

Применение данного устройства в системах управления подвижными объектами позволяет повысить достоверность информационного обмена между технологическими объектами и центром управления, который связан с предлагаемым устройством кабельной линией и в силу этого может быть расположен вне зоны радиообмена с подвижными объектами (например, в случае АСУ технологическим транспортом карьеров Центр управления должен быть вынесен за пределы сейсмоопасной зоны, в которой производятся взрывные работы

Формула изобретени-я

Устройство для передачи и приема :дискретной информации, содержащее первый Ключ, информационный вход которого подключен к линии связи, выход первого ключа через модулятор соединен с информационным входом передатчика, выход которого соединен с информационным входом .второго ключа, выход второго ключа подключен к радиоканалу и информационному Входу третьего ключа, выход которого соединен с информационным входом приемника, выход приемника через детектор соединен с информационным входом четвертого ключа, выход которого подключен к линии связи, первый формирователь управляющих импульсов, выход которого соединен через инвертор с управляющими входами передатчика и первого и второго ключей и непосредственно - с управлягацими входами приемника и третьего и четвертого

ключей, о тличающееся тем, ч то, с целью повышения досто верности информации в устройство введены селектор импульсов, второй формирователь управляющих импульсов, счетчикJ элемент задержки и элементы И, выход детектора через селектор импульсов соединен с входами первого элемента И, выход которого соединен с информационным входом счетчика и входом второго формирователя управляющих импульсов, выход которого соединен с управляющим входом второго элемента И и через элемент задержки с входом сброса счетчика, выход счетчика соединен с информационньм входом второго элемента И, выход которого соединен с входом первого формирователя управляющих импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 732960, кл. G 08 С 19/28, 1980.

2.Приборы и системы управления,. 1975, 4, с. 9, рис. 1.

3.Авторское свидетельство СССР № 574743, кл. G 08 С 19/12, 1976 (прототип).