Адаптивное устройство для приема информации с удаленных рассредоточенных объектов Советский патент 1992 года по МПК G08C19/28 

Изобретение относится к телемеханике может найти применение в автоматизироанных системах управления технологичекими процессами, аппаратуре передачи анных.

Наиболее близким к изобретению вляется адаптивный приемник телеетрической информации с удаленных ассредоточенных объектов, который соержит общее оборудование и m идентичных информационных каналов. В состав бщего оборудования входйТгёнератор таковых импульсов, выход которого подклюен к входу распределителя импульсов и к первому входу таймера. Каждый из m выходов распределителя импульсов соединен в соответствующем информационном канале с первыми входами первого, второго и третьего элементов И и блока приема и контроля, второй вход которого соединен с выходом линейного блока. Выход первого элемента И подключен к первому входу блока памяти, выход которого подключен к второму входу второго элемента И. Выходы блоков приема и контроля всех информационных каналов соединены с входом первого дешифратора, первый выход которого подключен к второму входу первого элемента И каждого информационного канала. Второй выход первого дешифратора соединен с первыми входами элементов И группы, выход каждого элемента И группы подключен к входу соответствующего элемента отображения информации. Коммутатор устройства имеет п информационных входов, которые являются канальными информационными входами устройства от объектов (т п). Первый выход коммутатора соединен через линейный с первым входом первого счетчика, выход которого соединен с объединенными вторыми входами третьих элементов И всех информационных каналов и вторым входом второго элемента ИЛИ, Первая группа управляющих входов коммутатора объединена с группой входов первого элемента ИЛИ и соединена с вторыми входами блока памяти и выходами третьего элемента И соответствующего информационного канала. Третьи входы третьих элементов И информационных каналов объединены и соединены с выходом второго дешифратора, группа выходов которого соединена с вторыми входами соответствующего выходам вторых элементов И информационных каналов и к первому входу блока сравнения, выход которого подключен к входу первого элемента ИЛИ. Второй вход блока сравнения соединен с выходом второго счетчика, объединенными третьими входами блоков памяти информационных каналов и через третий

дешифратора - с второй группой управляющих входов коммутатора, группа выходов которого соединена в каждом информационном канале с входом линейного блока.

Второй вход первого счетчика соединен с входом второго счетчика, с выходом элемента задержки и управляющим входом коммутатора. Выход первого элемента ИЛИ соединен с вторым входом таймера, выход

0 которого подключен к второму входу третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом элемента задержки. Устройство осуществляет прием спорадической (при возникновении изменений состо5 яния объектов) информации из каналов связи о состоянии удаленных объектов. При отсутствии изменений на объекте в канал связи от него передаются сигналы только одной полярности, соответствующие либо

0 1, либо О. При появлении изменений на объекте в канале связи наблюдается чередование 1 и О, что характеризует наличие информации в канале. Процесс приема информации от объектов разбивается на три

5 этапа: поиск канала связи с наличием информации; поиск свободного приемного ин- формационного канала; подключение канала связи к свободному информационному каналу и собственно прием и обработ0 ка сообщения. Первый этап производится путем поочередного подключения каналов связи через коммутатор к специально выделенному линейному блоку (модему) и подсчета числа изменений полярности

5 сигналов первым счетчиком. Если за контрольное время Та, задаваемое таймером, первый счетчик полностью заполняется, то затем при наличии свободного информационного канала к нему через коммутатор про0 исходит подключение канала связи, и начинается собственно прием и обработка информации. Если же свободного информационного канала нет, то канал связи, в котором обнаружена информация, ожидает

5 своего подключения к первому освободившемуся информационному каналу. И, наконец, если в канале связи информация не обнаружена, то анализу подвергается следующий по очереди неподключенный к ин0 формационным каналам канал связи. Для описанного устройства все объекты являются равноправными, их опрос и подключение для приема и обработки информации происходит поочередно с 1-го до n-го и т.д. На

5 практике же часто имеет место разделение объектов на две категории: наиболее важные, имеющие первый ранг приоритета, и менее важные, которым присваивается второй приоритет. Более важная информация

от первой группы объектов должна примиматься и обрабатываться в первую очередь. Это можно обеспечить за счет повышения частности подключения каналов связи от первой группы объектов к информационным каналам перед второй группой объек- тов. Такой алгоритм работы устройства можно характеризовать как разновидность дисциплины приема и обработки информации от групп объектов всех рангов приоритета с динамическим приоритетом (1).

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства. Каналы связи от объектов разбиты на первую (1-ni) и вторую (щ+1 - п) группы. Все введенные новые элементы и связи являются известными (2,4)..В результате, устройство приобретает новые свойства, которые заключаются в обеспечении преимущества в частности подключения к приемным информационным каналам каналов связи от первой группы объектов.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, первый 2 - третий 4 таймеры, распределитель 5 импульсов, информационные каналы 6i-6m. каждый из которых включает в себя первый 7 - третий 9 - элементы И, блок 10 приема и контроля, линейный блок 11 и блок 12 памяти. Кроме того, в состав устройства входят первый 13- третий 15 дешифраторы, группа элементов И 16i -1бп, . элементы 17Н7 отображения, коммутатор 18, блок 19 сравнения, первый 20 - седьмой 26 элементы ИЛИ. первый 27 и второй 28 линейные блоки, первый 29 - четвертый 32 счетчики, первый 33 и второй 34 элементы задержки, четвертый 35 - четырнадцатый 45 элементы И, триггер 46.

Устройство работает следующим образом.

Из каналов связи на информационные входы коммутатора 18 1-гн, и (щ+1)-п спорадически поступает информация о состоянии двух групп удаленных рассредоточенных объектов, общее количество которых равно п. Первую группу объектов составляют ni наиболее важных объектов, во вторую группу объединены менее важные п-щ объ- ектов. При отсутствии информации - изменений объекта в канале связи от него постоянно передаются сигналы только одной полярности О (1) или служебные кодовые комбинации покоя с минимальным количеством переполюсовок. При наличии изменений состояния объекта от него начинают циклически поступать информационные кодовые комбинации об измененном состоянии объекта, при этом структура кодовых сообщений от всех объектов одинакова.

Процесс приема информации от объектов обеих групп в устройстве включает в себя три этапа:

поиск канала связи с наличием в нем информации;

-поиск (ожидание) свободного информационного канала 6i-6m (m n);

-подключение канала связи к свободному информационному каналу и собственно прием и обработка информации.

Поиск канала связи С наличием информации осуществляется непрерывно в обеих группах каналов связи. Основными блоками, координирующими работу устройства на первом и частично втором этапах, являются второй 30 и четвертый 32 счетчики. Емкости Mi и М2 счетчиков 30 и 32 равны количеству объектов (каналов связи) первой группы - и общему количеству объектов п, соответственно. Количество двоичных каскадов счетчиков 30 и 32 Ki и К2 определяются соотношениями;

Ki log2 1, 1, К2 Ki, где выражения в квадратных скобках - целые числа логарифмов.

Каждое состояние счетчиков 30 и 32 соответствует двоичному коду номера канала связи первой и второй групп, соответственно, причем нумерация каналов связи (объектов) сквозная - от 1-го до n-го. При поступлении на вход счетчика 30 (щ+1)-го импульса он устанавливается в состояние, соответствующее 1-му каналу связи, счетчик 32 с приходом ()-го импульса принимает состояние, соответствующее (щ+1)-му каналу связи и т.д. Пусть с приходом на вход счетчика 30(32) (номер в скобках здесь и ниже соответствует поиску каналов связи второй группы)очередногоимпульса.он принял состояние, соответствующее номеру i ()-го канала связи. Кроме того, входной импульс через элемент ИЛИ 23(26) открывает элемент И 35(36), устанавливает счетчик 29(31) в нулевое состояние, а также поступает на первый (второй) управляющий вход коммутатора 18. Двоичный код номера i(j)-ro канала через элемент 35(36) поступает на дешифратор 15. Выходной импульс с дешифратора 15 соответствует позиционному номеру l(j)-ro канала и поступает на соответ ствующий вход второй управляющей труп пы входов коммутатора 18. Одновременно действие двух импульсов на управляющих входах коммутатора 18 обеспечивает подключение i(j)-ro канала связи к линейному блоку 27(28), осуществляющему сопряже ние с каналом связи и демодуляцию прими маемых сигналов. Первый (третий) счетчиь

29(31) проводит подсчет числа изменений полярности сигналов в подключенном канале. Емкость счетчика 29(31) выбирается, исходя из статистических свойств информации от объектов и времени анализа канала Та. Время Та является постоянной величиной и задается таймером 2(3) путем деления опорной частоты генератора 1 тактовых импульсов f. Коэффициент Кд деления равен: Кд Та f. При заполнении счетчика 29(31) за время, не превышающее Та, он формирует постоянный уровень 1 - есть информация, который через элемент ИЛИ 21(24) обнуляет таймер 2(3), а также поступает на второй вход элемента И 40(43). Если на другом входе элемента 40(43) в это время действует сигнал 1 с первого (второго) выхода триггера 46, то элемент И 40(43) формирует выходной сигнал заявки на подключение канала связи к одному из m информационных каналов Gi - 6m, который поступает на третьи входы элемента И 9 всех информационных каналов. Состояниетриггера46 определяет, какая группа каналов связи в данный интервал времени имеет право на подключение к информационным каналам 6i - 6m.

Независимо от поиска каналов с наличием в них информации в устройстве постоянно ведется поиск свободный информационных каналов и определяется, подключен ли канал связи к информационному каналу. При занятости информационного канала 6ч - 6m в его блоке 12 памяти хранится двоичный код номера подключенного канала связи, в противном случае блок 12 свободен, Распределитель 5 импульсов из частоты f генератора 1 формирует m сдвинутых по фазе одна относительно другой тактовых последовательностей. Каждая из m последовательностей питает свой информационный канал 6i-6m, поступая на входы блока 10 приема и контроля и элементов И 7-9. С каждым тактовым импульсом, поступающим на элемент И8, разрешается выдача двоичного кода номера канала связи с блока 12 памяти на группы входов второго дешифратора 14 и блока 19 сравнения. Дешифратор 14 последовательно дешифрирует двоичные кодовые комбинации номеров каналов связи, записанных в блоках 12, и при свободном блоке 12 формирует на своем отдельном выходе сигнал длительностью в тактовый импульс, который поступает на вторые входы третьих элементов И 9 всех информационных каналов 6i - 6m. Тактовым импульсом, поступающим на первый вход элемента 8, в свободном информационном канале осуществляется селекция импульса дешифратора 14. Импульс с выхода элемента 9 производит следующее: разрешает запись кода номера канала связи в блоке 12 памяти с выходов счетчика 30(32) через элемент И 37(38), на управляющий вход которого в это время подан разрешающий сигнал с первого (второго) выхода триггера 46; действует на соответствующий вход первой группы управляющих входов коммутатора 18; через элемент ИЛИ 20 поступает на входы элементов И 41 и 44. В блок 12 памяти записывается код i(j)-ro канала связи. Проходя через элемент И 41 (44), на первом входе которого действует сигнал с первого (второго) выхода триггера 46 и элемент ИЛИ

23(26), импульс устанавливает счетчик 29(31) в нулевое состояние и разрешает подачу кода номера i)j)-ro канала связи с выходов счетчика 30 (32) на дешифратора 15. Одновременное присутствие импульсов на двух

входах первой и второй групп управляющих входов коммутатора 18 обеспечивает подключение lQ)-ro канала связи к свободному информационному каналу. Тем временем импульс с выхода элемента И 41(44) проходит через элемент ИЛИ 22(25) на элемент

33(34) задержки. Спустя время задерж- 1

ки rsi (тз2) to -у (тз2 9й 31) элемент

33(34) формирует импульс, который действует на первый (второй) управляющий вход коммутатора 18 и переводит счетчик (30) 32 в следующее состояние, соответствующее 1+10+1)-му каналу связи. Кроме того, импульс с выхода элемента 33(34) задержки

через элемент ИЛИ 23(26) разрешает подключение через элемент И 35(36) выходов счетчика 30(32) к входам дешифратора 15. Новое состояние счетчика дешифрируется, на И 1(|+1)-ом входе второй группы управляющих входов коммутатора действует импульс, который совместно.с импульсом на первом (втором) управляющем входе коммутатора 18 обеспечивает подключение к линейному блоку 27 (28) l+1(j-H)-ro канала

связи. Начинается анализ наличия информации в i-H(J+1)-M канале связи, а после обнуления счетчика 29(31) и снятия сигнала сброса со своего второго входа таймер 2(3) начинает формировать для этого анализа

зачетное время Та.

В случае занятости всех информационных каналов 61 - 6m на выходе блока 19 сравнения сигнал не формируется и состоя- ние счетчика 30(32) не меняется, т.е. номер i(lH° канала связи запоминается, а процесс последовательного анализа наличия информации в очередном канале связи приостанавливается. При освобождении какого-либо информационного канала 6i 6m Ю)-й канал связи будет подключен к устройству.

Третий этап, собственно прием и обработка информации от объекта, начинается сразу же после подключения канала связи к информационному каналу 6i - 6m. Каждый линейный блок 11 сопрягает информационный канал с дуплексным каналом связи и выполняет преобразование сигналов: демодуляцию (прием) и модуляцию (передача). смодулированные кодовые посылки поступают с выхода блока 11 на блок 10 приема и контроля, а также на внутренний модулятор своего же линейного блока 11, с которого они посылаются по обратному ка- налу связи на объект (применяется передача с информационной обратной связью). В блоке 10 осуществляется тактовое и цикловое фазирование и проверяется соответствие принятых кодовых комбинаций помехоустойчивому коду. При каждом правильном приеме кодовые комбинации первичного кода считываются в параллельном коде с рабочими тактами информационного канала на входы дешифратора 13. Посколь- ку рабочие такты информационных каналов 6i - 6m разнесены по фазе, то группы выходов блоков 10 всех информационных каналов объединены в общую шину. Дешифратор 13 выдает результаты дешифро- вания через элементы И 16i - 16ц на элементы 17i - 17П отображения. Правильность прохождения информации на элементы 17-1- 17п обеспечивается селекцией этого элемента путем подачи разрешающего сиг- нала на соответствующий элемент И 16ч - 16П с выходов группы второго дешифраторе 14, который дешифрирует в данный момент времени двоичный код номера канала связи (объекта), записанного в блоке 12 памяти.

По окончании передачи информации от объекта поступают кодовые комбинации покоя. С отдельного выхода дешифратора 13 результат дешифрирования этой комбинации после селекции в соответствующем элемент И 7 стирает номер подключенного канала в блоке 12 памяти, что означает готовность соответствующего информационного канала 61 - 6m к приему информации от других объектов.

Интервал времени, в течение которого обеспечивается подключение .каналов от первой группы объектов (1 - щ). задается третьим таймером 4. Установка таймера 4 в исходное нулевое состояние происходит импульсом с выхода элемента И 44, когдз к информационному каналу 61 -6m подключается канал связи от второй группы объектов. Одновременно триггер 46 переводится в состояние, обеспечивающее подключение каналов связи первой группы. Однако поиск каналов второй группы с наличием информации, как было сказано выше, будет продолжаться. По истечении критического времени Ткр таймер 4 начинает вырабатывать постоянный сигнал, который поступает на второй вход элемента И 45. Если к этому моменту времени обнаружен канал связи второй группы с информацией, т.е. на выходе счетчика 31 сформирован сигнал, то совпадением сигналов на обоих входах элемента 45 вырабатывается сигнал на его выходе, вследствие чего триггер 46 переводится в состояние, при котором сигнал 1 будет сформирован на его втором выходе. В противном случае будет осуществляться подключение каналов первой группы,

Таким образом, в отличие от устройства-прототипа и аналогов предлагаемое устройство обеспечивает быстрый прием и обработку информации от объектов двух групп с предоставлением приоритета первой группе объектов. При этом Ткр - Трж - m TO Ткр - 2 TO

ТкрТкр

процентов

времени в устройстве будет выделено на прием и обработку информации от труппы объектов с более еысским рангом приоритета (Тож - время ожидания освобождения информационного канала в случае их полной занятости).

Формула изобретения Адаптивное устройство для приема информации с удаленных рассредоточенных объектов, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к первому входу первого таймера и входу распределителя импульсов, каждый выход которого соединен в соответствующем информационном канале с Первыми входами первого, второго и третьего элементов И и блока приема и контроля, второй вход которого соединен с выходом линейного блока, выход первого элемента И подключен к первому входу блока памяти, выходы которого соединены с соответствующими входами второго элемента И, второй вход блока памяти подключен к выходу третьего элемента И в каждом информационном канале, выход каждого из которых подключен к одноименным входам первого элемента ИЛИ и управляющим входам первой группы коммутатора, одноименные выходы блоков приема и контроля всех информационных каналов объединены и соединены с соответствующими входами первого дешифратора, выход которого подключен к второму входу первого элемента И каждого информационного канала, группа выходов первого дешифратора подключена к объединенным одноименным входам каждого элемента И группы элементов И, выходы каждого элемента И группы подключены ктэдноймен- ным входам соответствующих элементов отображения, коммутатор; первая и вторая группы информационных входов которого являются входами устройства, информационные выходы коммутатора соединены в каждом информационном канале с входом одноименного линейного блока, одноименные выходы вторых элементов И всех информационных каналов объединены и соединены с соответствующими входами первой группы входов блока сравнения и соответствующими входами второго дешифратора, каждый выход группы выходов которого подключен к входу соответствующего элемента И группы элементов И, выход второго дешифратора соединен с вторыми входами третьего элемента И в каждом информационном канале, первый информационный выход коммутатора через первый линейный блок соединен с первым входом первого счетчика, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом первого таймера, выход которого подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ, выход третьего элемента ИЛИ соединен с входом первого элемента задержки, выход которого подключен к второму входу первого счетчика, входу второго счетчика и первому управляющему входу коммутатора, управляющие входы второй группы которого соединены с соответствующими выходами третьего дешифратора, отл и- чающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены второй и третий таймеры, четвертый - седь- мой элементы ИЛИ, второй линейный блок, третий и четвертый счетчики, второй элемент задержки, четвертый - четырнадцатый элементы И и триггер, первые входы второго и третьего таймеров объединены с пер- вым входом первого таймера, второй вход второго таймера соединен с выходом пятого элемента ИЛИ, а выход - с первым входом шестого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу второго элемента задер- жки, вход второго линейного блока соединен с вторым информационным выходом коммутатора, а выход - с первым входом третьего счетчика, выходы второго счетчика соёдинейь с соответствующими входами шестого элемента И и входами четвертого элемента И, управляющий вход которого соединен с рыходом четвертого элемента

ИЛИ, выходы четвертого счетчика соединены .с соответствующими входами седьмого элемента И и пятого элемента И, управляющий вход которого соединен с выходом седьмого элемента ИЛИ, объединенные одноименные выходы четвертого и пятого элементов И соединены с соответствующими входами третьего дешифратора, одноименные выходы шестого и седьмого элементов И объединены и соединены с однрименны- ми входами второй группы входов блока сравнения и входами группы входов блока памяти в каждом информационном канале, выход блока сравнения подключен к первым входам восьмого и одиннадцатого элементов И, управляющий вход шестого элемента И объединен с вторым входом восьмого элемента И, первыми входами девятого и десятого элементов И и подключен к первому выходу триггера, второй выход которого соединен с управляющим входом седьмого элемента И, вторым входом одиннадцатого элемента И и первыми входами двенадцатого и тринадцатого элементов И, выход восьмого элемента И соединен с вторыми входами второго и третьего элементов ИЛИ, третий вход третьего элемента ИЛИ соединен с выходом десятого элемента И и первым входом четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу первого элемента задержки, выход один- надцатогЙ элемента И соединен с первым входом пятого элемента ИЛИ и вторым входом шестого элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с выходом тринадцатого элемента И, вторым входом третьего таймера, первым входом первого триггера и первым входом седьмого элемента ИЛИ, второй вход которого объединен с входом четвертого счетчика, вторым входом третьего счетчика, вторым управляющим входом коммутатора подключен к выходу второго элемента задержки, вторые входы десятого и тринадцатого элементов И соединены с выходом первого элемента ИЛИ, второй вход девятого элемента И подключен к выходу первого счетчика, выход третьего счетчика соединён с первым входом четырнадцатого элемента И и вторыми входами пятого элемента ИЛИ и двенадцатого элемента И, выход двенадцатого элемента И объединен с выходом девятого элемента И и подключен к третьему входу третьего элемента И в каждом информационном канале, выход третьего таймера соединен с вторым входом четырнадцатого элемента И, выход которого подключен к второму входу триггера.

Изобретение относится к телемеханике. Цель изобретения - повышение быс тродей- ствия устройства. Цель достигается тем, что удаленные рассредоточенные объекты объединены в две группы, причем первой группе из п объектов предоставляются преимущества перед второй группой из п-щ объектов в подключении через коммутатор 18 к приемным информационным каналам 6i - 6m устройства (). Каждый раз после подключения канала связи второй группы объектов в течение последующего времени Ткр, задаваемого таймером 4, подключаться могут только каналы первой группы. Параллельно в устройстве ведется постоянный поиск в обеих группах каналов связи с наличием информации, которые поочередно подключаются через коммутатор 18 к линейным блокам 27 и 28 и счетчикам фрснтов посылок 29 и 31 соответственно. При отсутствии или конце приема информации дешифрируемая дешифратором кодовая комбинация покоя стирает код номера ка- ,нала связи в блоке 12 памяти соответствующего информационного канала 61 - 6m, освобождая его для подключения очередного канала связи. 1 ил. -г Ј VI 00 со ел ( ел