Телеметрическая система со сжатием информации Советский патент 1991 года по МПК G08C19/28 

Изобретение относится к информационной измерительной технике и может быть использовано в различных автоматизированных системах диагностического контроля, а также сбора и передачи информации. Целью изобретения является повышение информативности и достоверности системы путем анализа интенсивности изменения состояния диагностируемых приборов.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемой на фиг. 2 - функциональная схема узла анализа информации; на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие работу предлагаемой системы.

Телеметрическая система содержит (фиг. 1) на передающей стороне коммутатор 1, первый элемент И 2 хронизатор 3, делитель 4 чэсюты, аналоге цифровой пре- образователь 5, элемент ИЛИ 6, блок 7 элементов, узел 8 анализа информации, первый счетчик 9 (номера кадра), второй счетчик 10, блок 11 сравнения, блок 12 пч- мяти, второй элемент И 13, блок 14 текущего времени, первый регистр 15, умножит ;ль 16, второй регистр 17, передатчик 18, второй блок 19 памяти, приемник 20, на npi- ом- ной стороне - приемник 21, передатчик 22, дешифратор 23, счетчик 24 импульсов, первый блок 25 памяти, хронизатор 26, второй переключатель 27, второй блок 28 памяти, блок 29 сравнения, умножитель 30, третий блок 31 памяти, блок 32 элементов И триггер 33, элемент ИЛИ 34, дифференцирую щмй элемент 35, первый переключатель 36, регистратор 37, прямой 38 и обратный 39 чаналы связи,

Блок 8 анализа информации (фи 2) содержит аналого-цифровой преобразователь 40, Сумматор 41, второй блок 42 памяти, блок 43 пороговых элементов (БПЭ), блок 44 элементов задержки (БЭЗ), первый блок 45 памяти (буферной), первый 46, второй 47 элементы ИЛИ.

Хронизатор 3 представляет собой генератор с m выходами, на каждом из оторых вырабатывается своя частота fi (I 1, m).

Делитель 4 частоты может быть выполнен на мультиплексоре, у которого m инфор- мационных входов соединены с выходами хронизатора 3, а адресные входы - с выходами счетчика 10, который обеспечивает подключение к выходу делителя 4 ту или иную фиксированную частоту

Система работает следующим образом. При подаче напряжения питания на передающей стороне запускается хронизатор 3, обнуляются блоки 12 и 19 памяти, блек 14 текущего времени, регистры 15 и 17 счетчики 9 и 10, блок 45 в узле 8, делитель 4 с управляющим коэффициентом деления ус танавливается на коэффициент деления, равный единице, в блок 42 записывается

некоторая константа в цифровом виде. На приемной стороне при подаче напряжения запускается хронизатор 26, устанавливаются в исходное состояние блоки 25 и 31. счетчик 24, а триггер 33 - в состоян: ; О.

0Для простоты описания работы системы

предположим, что коммутатор 1 в процессе опроса датчиков под управлением первого тактового импульса с делителя 4. у которого в этот момент коэффициент деления равен

5 1, устанавливается на первый канал и сигнал с первого датчика поступает одновременно на преобразователь 5 и узел 8 анализа. Узел 8 ведег анализ очередного измерения на предмет его информационной ценности

0 и одновременно определяет jro аномальность.

Пост упая на второй вход узла 8, импульс действует на второй (информационный) вход преобразователя 40, с выходов которо

5 го цифровой стнэл поступает нп первые входы сумматора 41, который отслеживает интенсивность изменения входного между текущим значением с предыдущим, хранящимся в блоке 45. С выхода сумматора

0 41 сигнал разности попадает на первые входы блока 43, где сравнивается с константой, хранящейся в блоке 42 Работой преобразователя 40. сумматора 41, блоков 42 и 45 управляет хронизатор 3 через делитель 4. С

5 выходов преобразователя 40 двоичный сигнал поступает также в блок 44. где задерживается нз один такт и поступает на информационные входы блока 45 и записывается в него по сигналу с выход элемента

0 ИЛИ 47, С выходов блока 45 сигнал считывается на вторые входы преобразователя 40. В блоке 43 возможны три исхода: текущее значение больше предыдущего, меньше и равны, что соответствует появлению

5 импульса либо на третьем, либо на втором, либо на первом выходе блока 43. Появление импульса на первом или втором выходе блока 43 соответствует факту информативности параметра. Этот импульс появляется на вы0 ходе элемента ИЛИ 46. С третьего выхода блока 43 импульс поступает на первый выход блока 8 и соответствует факту информативности параметра.

Одновременно с действием сигнала на

5 первый вход преобразователя 5 с первого выхода двоичный сигнал в параллельном коде поступает в блок 12, откуда переписывается в блок 11.

По окончании преобразования текущего значения первого канала кодовая комбинация переписывается через блок 7 также в блок 11, после чего там вычисляется модель разности этих двух значений, который сравнивается с зоной допустимых отклонений. Если разность значений больше зоны допу- стимых отклонений, то в блоке 11 принимается решение о присвоении параметру значения О и дается команда в преобразователь 6 на перезапись этого значения в регистр 15, это же текущее значение кода параметра записывается в блок 12. В этом случае, если текущая разность пороговых комбинаций в блоке 11 меньше зоны допустимых отклонений, на втором выходе последнего появляется сигнал, посредством которого параметру присваивается значение 1 и дается команда в преобразователь 5 на перезапись этого значения в регистр 15. В блок 12 переписывается текущее значение цифрового кода параметра. В обоих случаях с первого или второго выхода блока 11 вырабатывается сигнал, который через элементы ИЛИ 6 и И 2 управляет коммутатором 1. переключая его на спедующий канал

Таким образом, преобразователь 5, узел 8.делитель 4, блоки 11. 12, 7. счетчик 10, элементы И 2, 13, ИЛИ б выполняют функцию активного нормализатора параметров, формирующего обобщенный вектор состояния приборов телемс,гриру- емого обьекга. При этом отслеживается новизна поступающей в очередном отсчете информации и ведется ее анализ на аномальность узлом 8, регистрируется через элемент И 13 счетчиком 10 число следующих подряд отсчетов, не содержащих информационной ценности, и в зависимости от состояния выходов этого счетчика делитель 4 определяет коэффициент деления частоты хронизатора 3. Сброс счетчика 10 и соответственно установка коэффициента деления в делителе 4 на 1 осуществляется сигналом с второго выхода узла 8. который предупреждает об информативном отсчете. В за- висимости от кодовой комбинации на выходах счетчика 10 изменяется коэффициент делителя 4 от единицы до величины, обеспечивающей минимальную частому опроса,

На диаграммах фиг. 3 поясняется работа блоков системы. Пусть сигнал на выходе контролируемого прибора имеет вид а (фиг. 3), тогда на первом выходе узла 8 вырабаты- вается сигнал вида б. Работу делителя 4, счетчика 10 поясняет эпюра в, на которой представлен сигнал на выходе делителя 4. Частота опроса увеличивается при опросе высокоинформативного канала.

I иведенные к нормализованному виду гекущии парамефы поочередно записываются п регистр 15, в котором по окончании полного телеметрического кадра будет сформирован для дальнейшей обработки вектор состояния. Вид возможного сигнала на выходе регистра 15 представлен на диаграмме г (фиг. 3). Этот сигнал поступает на второй вход умножителя 16, на первый вход которого с приемника 20 через блок 19. под управлением синхроимпульсов с выхода делителя 4, поступает матрица наблюдения. После этого на первый (информационный) вход регистра 17 поступает сигнал д (фиг. 3), который записывается в регистр 17 и совместно со служебной информацией (текущим временем, номером кадра) с блока 14 и счетчика 9 передается на приемную сторону передатчиком 18 сигналом е (фиг. 3) через прямой канал 38 связи.

На приемной стороне с приемника 21 информация поступает в дешифратор 23, где производится дешифрация всей структуры с выделением кода времени (выход I дешифратора 23), кода номера канала (выход II) и самого канала вектора наблюдения д (фиг. 3). который поступает на первый вход блока 29, на второй вход которого подается эталонный сигнал с выхода умножителя 30, на первый вход которого поступает полная эталонная кодовая комбинация с выхода блока 25 памяти после поступления на его вход сигнала с первого выхода дешифратора 23, что позволяет получать на выходе блока 25 сигнал, соответствующий конкретному времени г На второй вход умножителя 30 поступает сигнал с выхода переключателя 36, который в нормальном состоянии (при отсутствии управляющего воздействия) коммутирует первый выход блока 31 памяти через свой первый информационный вход, обеспечивая сьем матрицы наблюдения с блока 31. Если сигналы в блоке 29 совпадают, то с его первого выхода импульс поступает на вход счетчика, где подсчитывается число циклов опроса. Одновременно этот импульс через элемент ИЛИ 34 сбрасывает в О триггер 33, если перед этим он находился в 1, либо оставляет его в состоянии О, если на предыдущем такте также сработал первый выход блока 29.

Случай несовпадения кодовых комбинаций в блоке 29 соответствует отказу на передающей строке контролируемых приборов и характеризуется сигналом ж (фиг. 3), поступающим на первый вход блока 29, после чего триггер 33 перебрасывается в Г, а на его прямом выходе вырабатывается высокий потенциал напряжения, действующий на управляющий вход блоха 32, на

первые входы переключателей 27, 35. На регистраторе 37 (электропечатающей машинке) распечатывается информация с выходов блока 28, которая соответствует наличию неисправностей на передающей стороне.

На диаграммах з и и (фиг.З) показаны сигналы на выходе регистра 15, в случае неисправности соответственно второго и четвертого приборов для приведенного примера. На диаграмме к (фиг. 3) представлен эталонный сигнал для другой отличной временной программы, когда включены четыре первых прибора, тогда в случае выхода из строя прибора № 3 сигнал на выходе регистра 15 будет иметь вид л (фиг. 3).

Напряжение с прямого выхода триггера 33 коммутирует второй выход блока 31, где хранится расширенная матрица наблюдения, обеспечивая пересылку информации через переключатель 36 на умножитель 30 для анализа следующего принятого сообщения, а через переключатель 27 в передатчик 22 для передачи по обратному каналу 39 связи.

Хронизатор управляет работой блоков 35, 31 и записью в блок 28.

Длительность синхроимпульса на первом выходе хронизатора 26 такова, что учи- тывает продолжительность операций сравнения в блоке 29, переброс в 1 триггера 33, пересылки расширенной матрицы наблюдения из блока 31 на умножитель 30 и повторное сравнение в блоке 29, а также длительность вырабатываемого в нем импульса. Только после этого импульс на первом выходе хронизатора 26 заканчивается, а на инверсном выходе дифференцирующего элемента 35 вырабатывается импульс, который через элемент ИЛИ 34 устанавливает в О триггер 33.

Формула изобретения 1. Телеметрическая система со сжатием информации, содержащая на передающей стороне коммутатор, первые входы которого являются входами системы, первый и второй выходы коммутатора соединены с первыми входами соответственно аналого- цифрового преобразователя и первого счетчика, выход которого соединен с первым входом передатчика, хронизатор, первый вход которого Соединен с вторым входом первого счётчика и первым входом блока текущего времени, выход которого соеди нен с вторым входом передатчика, первый выход аналого-цифрового преобразователя соединен с первыми входами первого регистра и первого блока памяти, выход которо го соединен с первым входом блока сравнения, первый и второй выходы которо

го соединены соответственно с первым входом элемента ИЛИ и вшрым входом аналого-цифрового преобразователя и вторым входом элемента ИЛИ и третьим входом

аналого-цифрового преобразователя, второй выход хронизатора соединен с первым входом второго блока памяти, выход которого соединен с первым входом умножителя. второй вход и выход которого соединены

0 соответственно с выходом первого регистра и первым входом второго регистра, выход которого соединен с третьим входом передатчика, выход которого подключен к прямому каналу связи, приемник,выход и вход

5 которого подключены соответственно к второму входу второго блока памяти и к обратному каналу связи, на приемной стороне - приемник, вход которого подключен к прямому каналу связи, выход приемника соеди0 нен с входом дешифратора, первый выход которого соединен с первыми входами первого и второго блоков памяти, второй выход дешифратора соединен с вторым входом второго блока памяти, выход которого сое

5 динен с первым входом блока элементов И третий выход дешифратора соединен с одноименным входом второго блока памяти и первым входом блока сравнения, первый и второй выходы блока сравнения соединены

0 соответственно с входом счетчика и первым входом триггера, выход которого соединен с первыми входами первого и второго переключателей и вторым входом блока элементов И, выход которою соединен с входом

5 регистратора, хронизатор первый выход которого соединен с первым входом третьего блока памяти и вторым входом первого блока памяти, выход которого соединен с первым входом умножителя, выход которо0 го соединен с вторым входом блока сравнения, первый вькод третьего блока памяти соединен с вторым входом первого переключателя, выход которого соединен с вторым входом умножителя, второй выход

5 третьего блока памяти соединен с третьим входом первого переключателя и вторым входом второго переключателя, выход которого соединен с входом передатчика, выход которого подключен к обратному каналу

0 связи, отличающаяся тем что, с целью повышения информативности и достоверности системы, в нее введены на передающей стороне узел анализа информации, блок элементов И, элементы И, второй счет5 чик и делитель частоты первые входы которого подключены к соответствующим выходам хронизатора выход делителя частоты соединен с первыми входами блока элементов И, первого и второго элементов И и узла анализа информации вторыми входами коммутатора, первого и второго регистров и первого блока памяти, третьим входом умножителя и четвертым входом аналого-цифрового преобразователя, второй выход которого соединен с вторым вхо- дом блока элементов И, выход которого соединен с вторым входом блока сравнения, второй вход и выход первого элемента И подключены соответственно к выходу элемента ИЛИ и третьему входу коммутатора. второй вход узла анализа информации подключен к первому выходу коммутатора, первый и второй выходы узла анализа информации соединены соответственно с первым входом второго счетчика, вторым входом блока элементов И и вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с вторым входом второго счетчика, выходы которого соединены с соответствующими вторыми входами делителя частоты, на приемной стороне введены элемент ИЛИ и дифференцирующий элемент, вход и выход которого подключены соответственно к первому выходу хронизатора и первому входу элемента ИЛИ, второй вход и выход которого подключены соответственно к первому выходу блока сравнения и второму входу триггера, второй выход хронизатора соединен с четвертым входом второго блока памяти

2. Система по п. 1,отличающаяся тем, что узел анализа информации выполнен на блоках памяти, блоке пороговых элементов, элементах ИЛИ, блоке элементов задержки, сумматоре и аналого-цифровом преобразователе, выход которого соединен непосредственно с первым входом сумматора и через блок элементов задержки с первыми входами первого блока памяти, выходы которого соединены с вторыми входами сумматора, выходы которого соединены с первыми входами блока пороговых элементов, первый и второй выходы которого соединены с одноименными входами первого и второго элементов ИЛИ, выход второго блока памяти соединен с вторым входом блока пороговых элементов, третий выход которого соединен с одноименным входом второго элемента ИЛИ и является вторым выходом узла, выход элемента ИЛИ соединен с вторым входом первого блока памяти, выход первого элемента ИЛИ является первым выходом узла, первые входы аналого-цифрового преобразователя и второго блока памяти и третьи входы первого блока памяти и сумматора объединены и являются первым входом узла, второй вход аналого-цифрового преобразователя является вторым входом узла.

Изобретение относится к информационной измерительной технике и может быть использовано в различных автоматизированных системах диагностического контроля, а также сбора и передачи информации. Целью изобретения является повышение информативности и достоверности системы. Телеметрическая система содержит на передающей стороне коммутатор 1, элементы И 2 и 13, хронизатор 3, делитель 4 частоты, аналого-цифровой преобразователь 5, элемент ИЛИ 6, блок 7 элементов И, узел 8 анализа информации, счетчик 9 номера кадра, счетчик 10, блок 11 сравнения, блоки 12 и 19 памяти, блок 14 текущего времени, регистры 15 и 17, умножитель 16, передатчик 18, приемник 20, на приемной стороне - приемник 21, передатчик 22, дешифратор 23, счетчик 24 импульсов, блоки 25, 28 и 31 памяти, хронизатор 26, переключатели 27 и 36, блок 29 сравнения, умножитель 30, блок 32 элементов И, триггер 33, элемент ИЛИ 34, дифференцирующий элемент 35, регистратор 37, прямой и обратный каналы 38 и 39 связи. Узел 8 анализа содержит аналого-цифровой преобразователь, сумматор, блок памяти, блок пороговых элементов, блок элементов задержки, блок буферной памяти, два элемента ИЛИ. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

ГГ

Фиг. 2

1

J