Адаптивное устройство для приема информации с рассредоточенных объектов Советский патент 1991 года по МПК G08C19/28 

Изобретение относится к телемеханике и может найти применение в авто матизированных системах управления технологическими процессами, аппаратуре передачи данных.

Известны системы и устройства для приема информации о состоянии удаленных рассредоточенных объектов на центральный диспетчерский пункт.

Однако в ичиестных устройствах .осуществляется либо поочередный прием информации от объектов одним общим приемным оборудованием, либо на каждый объект (канал связи) ставится индивидуальное приемное устройство, чем обеспечивается непрерывный сбор информации. Первый способ прост в реализации, но при большом количестве объектов с быстро меняющимся сое- тоянием не обеспечивает высокой достоверности состояния объектов в

реальном масштабе темени. Второй способ обладает противоположными свойствами и характеризуется гораздо меньшим коэффициентом использования (загрузки) оборудования.

Наиболее близким к предлагаемому является адаптивное устройство для приема информации г рассредоточенных объектов, содержащее общее оборудование и m идентичных информационных каналов. В состав каждого информационного канала входит линейный блок (модем), выход которого соединен с первым входом сч-етчнка и вторым вхо- , дом блока приема и контроля, выход которого соединен с первым входом таймера, выход которого подключен к второму входу счетчика. Выхпц счетчика соеди- . нек с первым входом племента ИЛИ, вы-, ход которого соединен г первым входом блока памяти. Первая группа выходов

СО

OQ

Ј

О

ю

блока памяти соединена с группой входов первого элемента И, вторая группа выходов блока памяти соединена с группой входов второго элемента И. Второй вход блока памяти соединен с выходом третьего элемента И, вторым входом таймера и третьим входом счетчика. Второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом четвертого элемента И. В состав общего оборудования входит генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом распределителя импульсов и первым входом второго счетчика. Каждый из выходов распределителя импульсов соединен в одноименном информационном канале с первыми входами блока приема и контроля, первого и четвертого элементов И и вторым входом третьего элемента И. Коммутатор устройства имеет п информационных входов, которые являются канальными входами устройства от объектов, и m информационных выходов, которые соединены с входами линейных блоков одноименных информационных каналов (т п), Одноименные выходы блоков приема и контроля всех информационных каналов объединены и соединены с входами первого дешифратора, выход которого соединен с объединенными вторыми входами четвертых элементов И всех информационных каналов. Группа выходов первого дешифратора соединена с объединенными соответствующими входами групп входов каждого элемента И группы, выходы которых соединены с соответствующими входами одноименных элементов отображения. Одноименные выходы первых элементов И всех информационных каналов объеди-1- нены и соединены с одноименными входами второго дешифратора и входами второй группы блока сравнения, входы первой группы которого соединены с одноименными выходами первого счетчика , входами третьего дешифратора и объединенными входами групп входов блоков памяти всех информационны каналов. Выходы вторых элементов И всех информационных каналов соединены с оответствующими входами первого элемента ИЛИ, выход которого соедине с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с входом первого счетчика. Выход блока сравнения соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

с вторым входом второго счетчика и через элемент задержки с вторым входом первого элемента И. Второй вход второго элемента ИЛИ соединен с объединенными первыми входами третьих элементов И всех информационных каналов и с выходом второго элемента И, первый вход которого соединен с первым входом второго счетчика. Второй вход второго элемента И соединен с выходом второго дешифратора, каждый выход группы которого соединен с входом одноименного элемента И группы. Третий вход второго элемента И соединен с выходом четвертого дешифратора, входы которого соединены с соответствующими выходами второго счетчика. Выходы третьего дешифратора соединены с соответствующими первыми управляющими входами коммутатора, каждый из вторых управляющих входов которого соединен с выходом третьего элемента И соответствующего информационного канала.

В устройстве осуществляется прием спорадической (при возникновении изменений состояния объектов) информации из каналов связи о состоянии ti удаленных объектов. 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. Первый этап обеспечивается, в основном, первым счетчиком и блоком сравнения . Емкость первого счетчика равна количеству каналов п. С частотой генератора тактовых импульсов в блоке сравнения происходит сравнение кедов номеров каналов связи, записанных в блоках памяти информационных каналов, с состоянием первого счетчика, соответствующим номеру Канала связи, очередь до подключения которого дошла. Если за га тактовых импульсов коды не совпали, тс в следующей серии из m тактовых импульсов с каждым тактом будет вырабатывать выходные сигналы четвертый дешифратор, подключенный к выходам второго счетчика. Эти сигналы являются разрешающими для записи номера канала связи в блок памяти первого обнаруженного свободным информационного канала по цени выход второго дешифратора - второй элемент И 51698902

ретий элемент И информационного анала - блок памяти. Анализ подклюенного канала на наличие в нем инфорации осуществляется путем подсчеа числа фронтом принимаемых инфорационных импульсов в фиксированном ременном интервале Т0, задаваемом таймерами в информационных каналах.

г к в т к ф п т р л к д и д в т г и н и и р д д с р ка р от эл со од од то

Величина То выбирается, исхогч из статистических характеристик кодиро- ванной информации, так, чтобы количество фронтов при наличии информации в- канале связи за интервал време- ни Тр было не меньше определенного порога R (отсутствие информации сопровождается наличием в каналах связи сигналов только одной полярности: 1 или О, появление информации связано с чередованием 1 и О). Таймер представляет собой двоичный счетчик, емкостью

N - T0/tK,

где t - длительность одной кодовой

,комбинации,

Если за время rfo количество зафиксированных фронтом меньше R, то канал связи отключается от информационного канала и последний становится готовым для подключения к другому каналу связи. В противном случае продолжают осуществляться прием и обработка информации от объекта. По окончании приема информации от объекта принима10

15

20

25

SO

генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом пер вого счетчика и с входом распределителя импульсов, каждый из выходов которого соединен в одноименном информационном канале с первыми входами первого, второго и третьего элементов И и блока приема и контроля, второй вход которого соединен с выходом линейного блока информационного какала, выход первою элемента И соединен с первым входом блока памяти информационного канала, группа выходов которого соединена с группой входов третьего элемента И, коммутатор, информационные входы которого являются входами устройства, а информационные выходы которого соединены с входами линейных блоков одноименных информационных каналов, одноименные выходы блоков приема и контроля всех информационных, каналов объе динены и соединены с входами первого дешифратора, выход которого соединен с объединенными вторыми входами вт,о- рых элементов II всех информационных каналов, выходы группы первого дешифратора соединены с объединенными соответствующими входами группы каждого элемента И групгы, РЫХОДЫ которых соединены с соответствующими входами одноименных элементов отображения, одноименные выхог.ы третьих элементов И чсех информационны- каналов

ется кодовая комбинация конца сообще- 35 объединены и соединены г одноименными

0

5

0

5

O

генератор тактовых импульсов, выход . которого соединен с первым входом первого счетчика и с входом распределителя импульсов, каждый из выходов которого соединен в одноименном информационном канале с первыми входами первого, второго и третьего элементов И и блока приема и контроля, второй вход которого соединен с выходом линейного блока информационного какала, выход первою элемента И соединен с первым входом блока памяти информационного канала, группа выходов которого соединена с группой входов третьего элемента И, коммутатор, информационные входы которого являются входами устройства, а информационные выходы которого соединены с входами линейных блоков одноименных информационных каналов, одноименные выходы блоков приема и контроля всех информационных, каналов объединены и соединены с входами первого дешифратора, выход которого соединен с объединенными вторыми входами вт,о- рых элементов II всех информационных каналов, выходы группы первого дешифратора соединены с объединенными соответствующими входами группы каждого элемента И групгы, РЫХОДЫ которых соединены с соответствующими входами одноименных элементов отображения, одноименные выхог.ы третьих элементов И чсех информационны- каналов

5 объединены и соединены г одноименными

Изобретение относится к телемеханике. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости и быстродействия и упрощение устройства. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, распределитель 2 импульсов, коммутатор 3, дешифраторы 4,5,11, группы элементов И 6П, элементы 7ц-7п отображения, счетчики 8, 9, блок 10 сравнения, элемент ИЛИ 12, элемент 13 задержки , элемент И 14, элемент 22 памяти и в каждом информационном канале линейный блок 16, блок 17 приема и контроля, элементы И 18-20 и блок 21 памяти. 1 ил.

ния, после чего информационный канал освобождается для приема сигналов от других объектов.

К недостаткам устройства относятся недостаточные помехоустойчивость и быстродействие, а также аппаратурная избыточность. При наличии помех в каналах связи, например, типа дроблений могут быть случаи ложной констатации наличия информации в каналах связи и непроизводительного использования информационных каналов. Этому же сопутствует и фиксированный интервал времени анализа Т,,, в течение которого информационный канал,.как минимум, может быть задействован вхолостую в случаях отсутствия информации в канале связи.

Цель изобретения - повышение поме-

40

45

50

входами второго до л7 с.рз.1 ора и входами первой ггуппм бпсха сравнения, входы атороь rpysirtH котогмго соединены С ОДКО МеЧг1ЫЯ,- B4X3i ; i ВТОРОГО

счетчика, входлчл v i- го дешифратора и объединена1-Mil ъяс.:,ами групп входов блоков тг вс°х информацион ных каналов, выход блока сравнения соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом элемента задержки, а второй вход - с объединенным -; вторыми входами первых элементов И всех информа ционных каналов и выходом элемента И, первый пход которого соединен с выходом второго дешифратора, каждый выход группы которого соединен с входом одноименного элемента И группы, выходы третьего деп ифратора

хоустойчивости и быстродействия и уп- 55 соединены с еоотлететвукщпг-п первыми

рощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что Р устройство, содержащее

входами второго до л7 с.рз.1 ора и входами первой ггуппм бпсха сравнения, входы атороь rpysirtH котогмго соединены С ОДКО МеЧг1ЫЯ,- B4X3i ; i ВТОРОГО

счетчика, входлчл v i- го дешифратора и объединена1-Mil ъяс.:,ами групп входов блоков тг вс°х информационных каналов, выход блока сравнения соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом элемента задержки, а второй вход - с объединенным -; вторыми входами первых элементов И всех информа ционных каналов и выходом элемента И, первый пход которого соединен с выходом второго дешифратора, каждый выход группы которого соединен с входом одноименного элемента И группы, выходы третьего деп ифратора

соединены с еоотлететвукщпг-п первыми

управляющими входами коммутатора, каждый из вторых упраклтю инх входов которого соединен с вьгхо,нч-: nepsof-o

элемента И соответствующего информационного канала введен элемент памяти, выход элемента задержки соединен со вторым входом первого счет- чика, входом второго счетчика и первым входом элемента памяти, второй вход которого соединен с выходом первого счетчика, выход элемента памяти соединен с вторым входом элемента И, выход второго элемента И в каждом информационном канале соединен с вторым входом блока памяти.

На чертеже показана функциональная схема устройства.

Приемник информации с рассредоточенных объектов содержит генератор 1 тактовых импульсов, распределитель 2 импульсовs коммутатор 3, первый 4 и второй 5 дешифраторы, группу эле- ментов И , элементы отображения, первый 8 и второй 9 счетчики, блок 10 сравнения, третий д ешиф- ратор 11, элемент ИЛИ 12, элемент 13 задержки, элемент И 14, информа- ционные каналы 15,(-15т, каждый из которых содержит линейный блок 16, блок 17 приема и контроля, первый 18 второй 19 и третий 20 элементы И и блок 21 памяти и элемент 22 памяти

Устройство работает следующим образом.

Из каналов связи на информационные входы коммутатора 3 спорадически поступает информация о состоянии п удаленных рассредоточенных объектов. При отсутствии информации (изменений состояния объектов) в каждом канале связи от объектов постоянно передается служебная кодовая комбинация покоя. При наличии изменений состояния объектов передача комбинации покоя прекращается и циклически передаются информационные кодовые комбинации . Коммутатором 3 осуществляется подключенные каналов связи к приемным информационным каналам ,, устройства, количество которых меньше числа каналов связи (). Работ информационных каналов , обеспечивается m последовательностями тактовых импульсов, сдвинутыми по фа че одна относительно другой, которые формируются распределителем 2 импульсов из опорной тактовой последовательности генератора 1 тактовых импульсов с периодом Ј(,.

Процесс приема информации от объекта в устройстве разбивается на три

,-

5

этапа: поиск канала связи, не подключенного к приемному оборудованию устройства, подключение канала связи к свободному информационному каналу, собственно прием и обработка информации.

Основным блоком, обеспечивающим работу устройства на первом и частично на втором этапах, является счетчик 9, емкость М которого равна количеству каналов связи в системе и, а количество каскадов

К ( + 1),

где J°8anJ Целая часть логарифма.

Каждое состояние счетчика 9 соответствует двоичному коду номера канала связи.

Пусть счетчик 9 принял состояние, соответствующее номеру 1-го канала связи (1 Јr i Ј п). Код номера 1-го канала с выхода счетчика 9 с каждым тактом генератора 1 сравнивается в блоке 10 сравнения с кодовыми значениями номеров уже подключенных к информационным каналам , каналов связи, которые хранятся в их блоках 21 памяти. Полный цикл сравнения происходит за время действия m импульсов генератора 1 , в течение которого опрашиваются блоки памяти всех информационных каналов, Коды номеров подключенных каналов связи поступают через третьи элементы И . 20 на первую группу входов блока 10 сравнения. Одноименные выходы элементов И 20 всех информационных каналов объединены; в совокупности выходы элементов 20 образуют К-разряд- ную общую шину. Одновременно с началом цикла сравнения кодов номеров каналов связи начинается подсчет числа импульсов генератора 1 счетчиком 8, имеющим емкость, равную т.

Если за время т Ј0 блок 10 сравнения фиксирует совпадение кодов номеров i-го канала связи, то на выходе блока 10 формируется импульс, который через элемент ИЛИ 12 и элемент 13 задержки сбрасывает (устанавливает) счетчик 8 и элемент 22 памяти в исходное нулевое состояние и переводит счетчик 9 в состояние, соответствующее номеру (i+1)-ro канала связи. Начинается новый цикл сравнения в блоке 10.

Если ни в один из m импульсов генератора 1 блоком 10 не зафиксировано совпадения номеров каналов, т.е. установлен факт, что i-й канал связи не подключен к какому-либо информационному каналу ,, то счетчик 8 формирует сигнал, который переводит элемент 22 памяти в состояние 1. Начинается этап поиска свободного информационного канала 15. Сигнал с выхода элемента 22 пос тулает на один из входов элементов И 14, к другому входу которого подключен выход второго дешифратора 5. На этом выходе дешифратора 5 появляются сигналы только при поступлении на его вход из блоков 21 памяти информационных каналов нулевых кодовых комбинаций. При появлении первого же сигнала на выходе дешифратора 5 элемент И 14 формирует им- пульс, который селектируется в соответствующем элементе И 18 информационных каналов путем совпадения с импульсом распределителя 2. Импуль- сом с выхода элемента 18 разрешает- ся запись кода номера канала связи с выхода счетчика 9 в блок 21 памяти , этот же импульс поступает на соответствующий управляющий вход ком- мутатора 3. На другом управляющем входе последнего, соответствующем но меру выбранного канала связи, в это время действует сигнал с выхода третьего дешифратора 11, который формируется в результате дешифрирования показания счетчика 9. Одновременное действие сигналов на двух управляющих входах коммутатора 3 обеспечивает подключение 1-го канала связи к выбранному свободному информационному каналу, В этот же момент импульс с выхода элемента И 14 через элемент ИЛИ 12 поступает на вход элемента 13 задержки. Черед время задержки Ј0 элемент 13 формирует импульс, который сбрасывает счетчик 8 и элемент 22 памяти в исходное нулевое состояние и переводит счетчик 9 в сотояние, соответствующее (i-t-0-му каналу связи. Начинается новый цикл определения того, подключен (1+1)-й канал связи к устройству или нет и т.д.

Если все информационные каналы 15,-15го заняты под прием и обработку информации от объектов, то состояние счетчика 9 и блока 22 памяти остается неизменным до тех пор, пока не

-с ю 15 20 25 JQ 40

50

55

освободится какой-либо информационный, канал.

Третий этап - собственно прием и обработка информации от объекта - начинается сразу после подключения канала связи к информационному каналу 15(-15м. Каждый линейный блок 16 сопрягает информационный канал с дуплексным каналом связи и выполняет преобразование сигналов, демодуляцию (прием)-и модуляцию (передача).

Демодулированные кодовые посыпки поступают с блока 16 на блок 17 прие- ма IT- контроля, а также на внутренний модулятор своего же линейного блока, с которого они посылаются по обратному каналу связи на объект (информационная обратная связь). В блоке 17 осуществляются регенерация кодовых посыпок, тактовое и цикловое фазирование и проверяется соответствие кодовых комбинаций помехоустойчивому коду. При каждом правильном приеме кодовые кобминации первичного кода считываются в параллельном коде с , рабочими тактами информационного канала на входы дешифратора 4. Поскольку рабочие такты всех информационных каналов разнесены по фазе, то группы выходов блоков 17 всех информационных каналов объединены в общую шину.

Если .из канала связи принимается кодовая комбинация покоя,то результат ее дешифрирования (импульс) немедленно поступает на вход второго элемента И 19 информационного канала, где он селектируется своим тактом от распределителя 2 и производит стирание кода номер. канала связи в блоке 21 памяти. Это означает, что данный информационный канал свободен и готов для подключения другого канала связи.

При приеме кодовых комбинаций, содержащих информацию о состоянии объекта, дешифратор 4 выдает результаты дешифрирования через соответствующий элемент И группы на элемент отображения за счет поДа- чи сигнала разрешения на вход элемента И п с одного из выходов второго дешифратора 5. Это обеспечивается тем, что входы дешифратора 5 в данный момент времени подключены через элемент И 20 к выходам соответствующего блока 21 памяти, в котором хранится код номера канала связи

(объекта), и результат дешифрирования с дешифратора 5 поступает на fpe- буемый элемент .

По окончании прохождения и обработ ки всех информационных кодовых комби- наций от объекта вновь поступает ,, служебная комбинация покоя. С выхода дешифратора 4 результат ее дешифрирования после селекции в соответствующем элементе И 19 стирает номер подключенного канала в блоке 21 памяти, что означает готовность соответствующего информационного канала , к приему информации от других объектов .

По сравнению с прототипом предлагаемое устройство проще и имеет более высокую помехоустойчивость и быстродействие. Вместо m таймеров, m счетчиков, m элементов ИЛИ, m элементов И, элемента ИЛИ, элемента И и дешифратора в устройство- введен лишь один новый элемент памяти (триггер памяти). Более высокая помехо- устойчивость обусловлена заменой метода анализа наличия информации в канале связи по количеству переполю- совок за фиксированный интервал

времени Т0 на информационные признаки кодовых ком&инаций. При этом время, в течение которого в информацион-1- ном канале проводится анализ отсутствия информации от объекта, уменьшается мо сравнению с прототипом в

30

та И, третий дешифратор, выходы кот рого соединены с первыми управляющи входами коммутатора, блок сравнения выход которого соединен с первым вх дом элемента ИЛИ, выход которого со динен с входом элемента задержки, в рой счетчик и в каждом информационн канале линейный блок, выход которог соединен с первым входом блока прие ма и контроля, первый - третий элементы И и блок памяти, выходы котор го соединены с первыми входами трет го элемента И, выход первого элемен та И соединен с первым входом блока памяти и соответствующим вторым упр ляющим входом коммутатора, каждый из выходов которого соединен с вход линейного блока соответствующего ин формационного канала, одноименные выходы блоков приема и контроля информационных каналов объединены и п ключены к соответствующим входам пе вого дешифратора, выход.которого со динен с первым входом второго элеме tfa И каждого информационного канала выход элемента И соединен с вторым входом элемента ИЛИ и объединенными первыми входами первых элементов И информационных каналов, каждый из выходов распределителя импульсов со динен с объединенными вторыми входам блока приема и контроля и первого - третьего элементов И соответствующе информационного канала, одноименные

1-N раз, где N Тф/t (tK - .длитель- выходы третьих элементов И информаность одной кодовой комбинации).

i i

формула изобретения

ционных каналов объединены и подклю чены к соответствующим входам второг дешифратора и соответствующим первым входам блока сравнения, выходы второ го счетчика соединены с соответствую щими входами третьего дешифратора, вторыми входами блока сравнения и вторыми входами блока памяти каждого информационного канала, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения быстродействия и помехоустойчивости устройства, в нег введен элемент памяти, выход которог соединен с вторым входом элемента И, выход элемента задержки соединен с входом второго счетчика, первым входом элемента памяти и вторым вход первого счетчика, выход которого сое динен с вторым входом элемента памя- ти, и в каждом информационном канале выход второго элемента И соединен с третьим входом блока памяти.

Адаптивное устройство для приема информации с рассредоточенных объектов, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которогр соединен с входом распределителя импульсов и первым входом первого счетчика, коммутатор, информационные входы которого являются входами устройства, первый дешифратор, выходы группы выходов которого соединены с одноименными входами группы входов всех элементов И группы, выходы которых соединены с одноименными входами сооветствующих элементов отображения, второй дешифратор, выходы группы вы- ходов которого соединены с вторыми входами одноименных элементов И группы, выход - с первым входом элемен

5

0

0

та И, третий дешифратор, выходы которого соединены с первыми управляющими входами коммутатора, блок сравнения, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом элемента задержки, второй счетчик и в каждом информационном канале линейный блок, выход которого соединен с первым входом блока приема и контроля, первый - третий элементы И и блок памяти, выходы которого соединены с первыми входами третьего элемента И, выход первого элемен 4 та И соединен с первым входом блока памяти и соответствующим вторым управляющим входом коммутатора, каждый из выходов которого соединен с входом линейного блока соответствующего информационного канала, одноименные выходы блоков приема и контроля информационных каналов объединены и подключены к соответствующим входам первого дешифратора, выход.которого соединен с первым входом второго элемен- tfa И каждого информационного канала, выход элемента И соединен с вторым входом элемента ИЛИ и объединенными первыми входами первых элементов И информационных каналов, каждый из выходов распределителя импульсов соединен с объединенными вторыми входами блока приема и контроля и первого - третьего элементов И соответствующего информационного канала, одноименные

выходы третьих элементов И информавыходы третьих элементов И информа

ционных каналов объединены и подключены к соответствующим входам второго дешифратора и соответствующим первым входам блока сравнения, выходы второго счетчика соединены с соответствующими входами третьего дешифратора, вторыми входами блока сравнения и вторыми входами блока памяти каждого информационного канала, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения быстродействия и помехоустойчивости устройства, в него введен элемент памяти, выход которого соединен с вторым входом элемента И, выход элемента задержки соединен с входом второго счетчика, первым входом элемента памяти и вторым входом первого счетчика, выход которого соединен с вторым входом элемента памя- ти, и в каждом информационном канале выход второго элемента И соединен с третьим входом блока памяти.

Га,

П

№

ЕИ1

ftt

rm

10

щ

т

/4

I ЧТЪ-ЧП