Адаптивное устройство для приема информации с рассредоточенных объектов Советский патент 1989 года по МПК G08C19/28 

Изобретение относится к телемеханике и может найт и применение в телеметрических системах, автоматизированных системах управления технологическими процессами, аппаратуре передачи данных.

Цель изобретения - повышение быстродействия и повышение Функциональной надежности устройства.

На фиг. 1 показана структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, распределитель 2 импульсов, коммутатор 3. первый 4 и второй 5 дешифраторы, группу элемен- группу элементов 7,-7м

тов И 6 ,-6 ,

отображения, первый 8 и второй 9 счетчики, первый 10 и второй 11 элементы И, первый 12 и второй 13 элементы ИЛИ, элемент 14 задержки, информационные каналы 15,-15, каждый из которых содержит линейный блок 16, блок 17 приема и контроля, первый 18, второй 19, третий 20 и четвертый 21 элементы И. блок 22 памяти элемент ИЛИ 23, счетчик 24 и таймер 25, блок 26 сравнения, третий 27 и четвертый 28 дешифраторы.

Устройство работает следующим образом.

Из каналов связи на входы коммутатора 3, которые являются информационными входами устройства, спорадически (только при изменении состояния) поступает информация о состоянии п удаленных рассредоточенных объектов. Отсутствие информации (изменений состояния объектов) сопровождается наличием в каналах связи сигналов только одной полярности: 1 или О. Появление информации связано с чередованием 1 и О. Коммутатор 3 осуществляет подключение каналов связи к приемным информационным каналам 15,-15 устройства, количество которых меньше числа канало связи (т п). Работа информационных каналов 15,-15 обеспечивается m последовательностями тактовых импульсов, сдвинутьми по фазе одна относительно другой, которые формируются распределителем 2 импульсов из опорной тактовой последовательности генератора 1 тактовых импульсов с периодом Ј0 (фиг. 2. где а - импульсы на выходе генератора 1,6- пер

5

5

0

5

0

0

5

0

5

вый, в - второй, г - i-й, д - т-й выходы распределителя 2 импульсов).

Процесс приема информации от объектов в устройстве разбивается на три этапа: подключение каналов связи к свободным информационным каналам, анализ наличия информации в каналах связи, собственно прием и обработка информации.

Основным блоком, координирующим работу устройства на этапе выбора и подключения каналов связи к свободным информационным каналам, является счетчик 8, емкость которого равна количеству каналов связи n(log п + + 1) триггеров, где - целая часть логарифма. Каждое состояние счетчика 8 соответствует двоичному коду номера канала связи.

. Пусть счетчик 8 принял очередное Ъостояние, соответствующее двоичному коду номера первого канала связи (фиг. 2, е - 1).

Код номера первого канала с выхода счетчика 8 поступает на блок 26 сравнения, третий дешифратор 27 и на входы записи блоков 22 памяти информационных каналов . На другой вход блока 26 сравнения и на вход второго дешифратора 5 с каждым тактом опорной частоты генератора 1 через элементы И 18 информационных каналов поступают кодовые значения номеров подключенных к ним каналов связи, которые хранятся в блоках 22 памяти. Одновременно с на-, чалом цикла сравнения кодов номеров каналов связи начинается подсчет числа импульсов генератора 1 вторым счетчиком 9.

Если за время действия m импульсов генератора 1, т.е. за цикл опроса всех блоков памяти 22, блок 26 сравнения зафиксировал совпадение кодов номеров каналов связи (в данном случае первого канала, фиг. 2.ж), то на выходе блока 26 формируется сигнал, который через второй элемент ИЛИ 13 поступает на элемент 14 задержки и сбрасывает счетчик 9 в исходное (нулевое) состояние (фиг. 2, з). С выхода элемента 14 с задержкой сигнал (фиг. 2,м) проходит на вход первого счетчика 8, переводя его в следующее состояние, соответствующее второму каналу гвязи (фиг. 2, е - 2). Начинается новый цикл сравнения

кодов номеров каналов связи в блоке 26.

Если ни в один из m импульсов генератора 1 блоком 26 не зафиксировано совпадение номеров каналов, т.е. установлен факт, что канал связи не подключен к какому-либо информационному каналу 15,15т, то счетчик 9 продолжает считать импульсы генерато- pa 1 (фиг. 2, з - S,Ј0 , SaЈ0). Начиная с (m + ,1)-го по -2т-й импульс, постоянно вырабатывает сигнал четвертый дешифратор 28 (фиг. . и) подключенный к выходу счетчика 9. Этот сигнал поступает на один из входов элемента И 11. К другим входам последнего подключены выход генератора 1 тактовых импульсов и выход дешифратора 5, на котором появляются сигна- лы только при поступлении на вход дешифратора 5 из блоков 22 памяти ин Формационных каналов 1-5,-15 нулевых кодовых комбинаций номеров канала связи (фиг. 2, к - i-й и т-и инфор- мационные каналы вначале свободны). При первом же совпадении на всех входах второго элемента И 11 сигналов на выходе его формируется импульс (фир. 2, л), который произво- дит следующие операции: через элемен ИЛИ 13 сбрасывается в нулевое состояние счетчик 9; селектируется свободный блок 22 памяти информационных каналов 1 5,-15т путем совпадения во времени этого импульса с импульсом . распределителя 2 в соответствующем элементе И 20; через элемент ИЛИ-13 импульс поступает на элемент 14 задержки и далее на первый элемент И 10, создавая предпосылки для перевода первого счетчика 8 в состояние соответствующее номеру следующего ка нала связи.

Импульс с выхода элемента И 20

разрешает запись кода номера канала связи с выхода счетчика 8 в свободный блок 22 памяти, запускает таймер 25, устанавливает счетчик 24 в исходное нулевое состояние, а также поступает на соответствующий управляющий вход

коммутатора 3. На другом управляющем входе последнего, соответствующем номеру выбранного канала связи, в это время действует сигнал с выхода третьего дешифратора 27. который фор-55 мируется в результате дешифрирования показания счетчика 8. Одновременное действие сигналов на двух управляющих

Q j 0 5 Q

5

0

5

0

5

входах коммутатора .3 обеспечивает подключение выбранного канала связи к выбранному свободному информационному каналу. иг. 2 иллюстрирует случаи подключения второго капала связи к i-му и третьего канала связи к гп-му информационным каналам устройства .

Если в этот момент в устройстве имеется еще хотя бы один свободный информационный канал , и соответственно свободный блок 22 памяти, то это отмечается соответствующим четвертым элементом И 21, подключенным к второму выходу блока 22 памяти. Формируемый на выходе элемента И 21 сигнал через первый элемент ИЛИ 12 (фиг. 2, н) поступает на первый вход элемента И 10, благодаря чему обеспечивается прохождение импульса с элемента 14 задержки на вход счетчика 8 (фиг. 2, о). Счетчик 8 переводится в новое состояние, соответствующее следующему каналу связи (фиг.2, е). Начинается новый этап выбора и подключения другого канала связи к свободному информационному каналу 15,-15т.

Пели в устройстве не осталось ни одного свободного информационного канала, то на выходе первого элемента ИЛИ 12 сигнал отсутствует и импульс с элемента 14 задержки на вход счетчика 8 не поступает (фиг. 2,м) - третий импульс. Счетчик 8 сохраняет свое состояние до первого освобождения какого-либо информационного канала (фиг. 2, е - состояние, соответствующее каналу N° 3) .

Второй этап - анализ в канале связи - осуществляется в каждом информационном канале.15,-15т с помощью линейного блока 16, блока 17 приема-и контроля, таймера 25 и счетчика 24. Каждый линейный блок 16 сопрягает информационный канал с дуплексным каналом связи и выполняет преобразование сигналов: демодуляцию (прием) и модуляцию (передача).

Принимаемые из канала связи кодовые посылки поступают с линейного блока 16 на блок 17 приема и контроля, счетчик 24, а также на модулятор своего же линейного блока 16, с которого они посылаются по обратному каналу связи на объект (информационная обратная связь). В блоке 17 осуществляются регенерация кодовых по-сылок,тактовое и цикловое фазирование и проверяется соответствие кодовых комбинаций помехоустойчивому коду. Счетчик 24 подсчитывает количество фронтов принимаемых посылок в течение контрольного интервала времени Т0, который задается таймером 2.5. Величина TO выбирается исходя из статистических характеристик кодирования информации так, чтобы количество фронтов при наличии информации в канале связи за интервал времени Т0 было не меньше определенного порога R. Таймер 25 в простейшем случае представляет собой обыкновенный двоичный счетчик, емкостью

К

То/Ч.

где fK - длительность кодовой комбинации .

Импульсы, соответствующие началам кодовых комбинаций, поступают на вход таймера 25 с блока 17 приема и контроля, по истечении времени Т0 таймер опрашивает счетчик 24 и, если за время TO количество зафиксированных фронтов посылок не превысило значения R, счетчик 24 вырабатывает сигнал Нет информации. Этот сигнал через элемент ИЛИ 23 стирает номер канала связи в блоке 22 памяти, в результате чего информационный канал вновь становится свободным и готовым к анализу и приему информации очередного канала связи.

Если число фронтов за время Т0 превысило или достигло значения R, то при опросе счетчика 24 сигнал на

v

его выходе отсутствует, что свидетельствует о факте наличия информации в канале связи, и продолжаются вестись дальнейший прием и обработка сообщения от объекта.

Третий этап - собственно прием и обработка информации - начинается после того, как в блоке 17 приема и контроля завершено фазирование по тактам и по циклам. При каждом правильном приеме кодовые комбинации с первого выхода блока 17 считываются в параллельном коде на дешифратор 4. Результат дешифрирования проходит через соответствующий элемент И группы на элемент 7,-7„ отображения за счет подачи сигнала разрешения на второй вход элемента И 6,-6п с одного из первых выходов

0

5

второго дешифратора 5. Это обеспечивается тем, что вход дешифратора 5 в рассматриваемый момент времени подключен через элемент И 18 к выходу соответствующего блока 22 памяти, в котором хранится код номера канала связи (объекта). Благодаря тому, что питающие тактовые последовательности у информационных каналов 15,15, разнесены по времени, в устройстве исключены случаи суперпозиции двух или более комбинаций, принимаемых от разных объектов, т.е. случаи ложного 5 дешифрирования дешифратора 4.

По окончании приема и обработки всех информационных кодовых комбинаций от объекта поступает служебная комбинация конца сообщения, которая дешифрируется обычным образом дешифратором 4, Соответствующий ей им пульс с второго выхода дешифратора 4 селектируется в соответствующем информационном канале элементом И 21, с выхода которого через элемент ИЛИ 23 производится стирание кода номера подключенного канала связи в блоке 22 памяти, и информационный канал освобождается для приема информации из другого канала связи.

Когда в устройстве все информационные каналы , заняты приемом информации от объектов, счетчик 8 находится в состоянии, соответствующем последнему подключенному каналу связи. Блок 26 сравнения через каждые m т актов генератора 1 вырабатывает сигнал совпадения номера это - го канала связи с кодом, хранящимся в одном из блоков 22 памяти информационных каналов 15,-15W. Импульс с выхода блока 26 при этом каждый раз через интервал времени m T0 сбрасывает второй счетчик 9 в исходное состояние, дешифратор 28 на своем выходе сигнала не формирует. С выхода элемента 14 задержки импульсы на вход счетчика 8, не поступают. При освобождении хотя бы одного информационного канала входе элемента И 10 появляется сигнал, разрешающий прохождение импульса от элемента 14 задержки на счетчик 8. Начинается новый этап выбора и подключения очередного канала связи для анализа и приема информации.

В предлагаемом устройстве устранена двухступенчатая коммутация ка0

5

0

5

0

5

налов связи - сначала к блокам, только определяющим наличие или отсутствие информации, а затем при наличии информации - к свободному приемному оборудованию, анализ наличия информации в канале связи и дальнейший прием и ее обработка осуществляются последовательно-параллельно только в информационном канале.

Формула изобретения

Адаптивное устройство для приема информации с рассредоточенных объектов, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом распределителя импульсов, одноименные выходы которого соединены с первыми входами блоков приема и контроля одноименных информационных каналов, коммутатор, информационные входы которого являются входами устройства, а одноименные информационные выходы которого соединены с входами линейных блоков одноим ен- ных информационных каналов, в каждом из которых выход линейного блока соединен с вторым входом блока приема и контроля, соответствующие выход группы блока приема и контроля всех инАормационных каналов объединены и соединены с соответствующими входами первого дешифратора, соответствующие выходы группы которого соединены с объединенными соответствующими входами группы каждого элемента И группы, соответствующие выходы каждого элемента И группы соединены с соответствующими входами одноименных элементов отображения, в каждом информационном канале блок памяти, прямые выходы которого соединены с соответствующими входами группы первого элемента И, одноименные выходы первых элементов И всех информационных каналов объединены и соединены с одноименными входами второго дешифратора, соответствующие выходы группы которого соединены с входами соответствующих элементов И группы, инверсные выходы блока памяти в каждом информационном канале соединены с входами второго элемента И, выход второго элемента И соответствующего канала соединен с соответствующим входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй элемент И

выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом элемента задержки первый счетчик, в каждом информационном канале третий и четвертый -элемент И, элемент ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и повыь ения функциональной надежности устройства, в него введены второй счетчик, блок сравнения, третий и четвертый дешифраторы, в.каждый информационный канал - счетчик и таймер, выход генератора тактовых импульсов соединен с первыми входами второго счетчика и второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго дешифратора, выход

элемента задержки соединен с вторым- входом первого элемента И, выход которого соединен с входом первого счетчика, соответствующие выходы группы которого соединены с соответствующими первыми входами блока

сравнения, с объединенными соответствующими входами группы блока памяти каждого информационного канала и с соответствующими входами третьего

дешифратора, соответствующие выходы которого соединены с соответствующими первыми управляющими входами коммутатора, объединенные соответствующие выходы первого элемента И каждого информационного канала соединены с соответствующими вторыми входами блока сравнения, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ,выход которого соединен с

вторым входом второго счетчика, выходы которого через четвертый дешифратор соединены с третьим входом второго элемента И, выход которого соединен с объединенными первыми входами третьего элемента И каждого информационного канала, одноименные выходы распределителя импульсов соединены с входом первого элемента И, вторым входом третьего элемента И, первым входом четвертого элемента И

одноименного информационного канала, выход первого дешифратора соединен с объединенными вторыми входами четвертого элемента И каждого информационного канала, в каждом ннформа„

ционном канале выход линейного блока соединен с первым входом счетчика, выход блока приема и контроля соединен с первым входом таймера, выход

счетчика, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, выход элемента ИЛИ соединен с первым входом

та И соединен с вторым входом блока памяти, третьим входом счетчика, вторым входом таймера и с соответствующим вторым управляющим входом коммутатора.

Изобретение относится к телемеханике. Цель изобретения - повышение быстродействия и функциональной надежности устройства. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, распределитель 2 импульсов, коммутатор 3, дешифраторы 4 и 5, группу элементов 6₁-6_N И, группу элементов 7₁-7_N отображения, счетчики 8 и 9, элементы И 10 и 11, элементы ИЛИ 12 и 13, элемент 14 задержки, информационные каналы 15₁-15 _M, блок сравнения 26, дешифраторы 27 и 28. Каждый информационный канал содержит линейный блок 16, блок 17 приема и контроля, элементы И 18-21, блок 22 памяти, элемент ИЛИ 23, счетчик 24 и таймер 25. 2 ил.

Фиг. 2