Адаптивное устройство для приема информации с рассредоточенных объектов Советский патент 1993 года по МПК G08C19/28 

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

Цель изобретения - повышение быстродействия, информационной гибкости и надежности.

На-фиг. 1 показана функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - входной блок; на фиг. 3 - информационный канал.

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, таймер 2, входные блоки

3t-3m и Зщ-И - Зп, распределитель4 импульсов, информационные каналы 5i-5m, коммутатор 6, первый 7, второй 8 и третий 9 дешифраторы, первую Юг lOni вторую Ющ+1 -Юп.третью 1.11-11щ и четвертую : 11п1 -И-11п группы элементов И, элементы 12i- I2n-i и 12щ +1 12п отображения, первый 13 и второй 14 элементы ИЛИ, элемент 15 задержки, счетчик 16, первый 17 и второй 18 элементы И, элемент НЕ 19 и элемент ИЛИ-НЕ20.

В состав каждого входного блока (фиг.2) входят линейный блок 21, элемент ИЛИ 22, счетчик 23 и триггер 24.

00

о VI

СП

о ю

31807509 4

Каждый информационный канал 5i-5mотображения 12i- 12гц и 12ni + 1-12п Управ- (фиг.З) содержит с первого по третий эле-ляющие выходы выходных блоков первой менты И 25-27, блок 28 приема и контролягруппы , соединены с первыми входа- и блок 29 памяти.ми одноименных элементов И третьей труп- Выход генератора 1 тактовых импуль- Ьпы 11r-11tl1 и через элемент ИЛИ-НЕ 20 с сов соединен с входом таймера 2 распреде-объединенными входами элементов И чет- лителя 4 импульсов и элемента И 18. Выходвертой группы 11щ +1 - 11„; Управляю- таймера 2 соединен с первым управляющим

входом каждого входного блока 3i- 3nl,щие ВЫХ°ДЫ ВХОДНЫХ бЛ°К°В ВТ°Р°И ФУППЫ

„ 1ПЗги+1 - 3П1 соединены с первыми входами

3ni-Н-3П первые информационные вход и У- г ,

одноименных элементов И четвертой групвыход которого являются соответственноПы 11щ +1 11п. Выходы всех элементов входом и выходом первой (1-ni) и второй.. ,, ... ..., (пм-п) групп объектов. Вторые информаци- 11l ми-11П1+i-11n. через элемент ИЛ И онные вход и выход каждого входного блока ,14 соединены с входом элемента НЕ 19 и соединены соответственно с одноименны- 15первым входом элемента И 17, второй вход ми информационными- выходом второйкоторого соединен с отдельным выходом де- группы и входом первой группы входов ком-шифратора 8. Выход элемента И 17 еоеди- мутатора. Распределитель4 импульсов име-нен с объединенными вторыми ет m выходов (), каждый выход -.управляющими входами информационных подключен к тактовому входу одноименного 2иканалов 5i-5m и первым входом первого информационного канала 5i-5m. Каждый изэлемента ИЛИ 13. Выход элемента НЕ .19 каналов 5i-5m имеет, кроме того, информа-подключен к первому входу элемента И 1.8, ционный вход, первый и второй управляю1ВЫХ°Д которого соединен со вторым входом щий входы, группу адресных входов, гоуппу .элемента ИЛИ 13. Выход элемента ИЛИ 13 адресных и группу информационных выхо- через элемент 15 задержки соединен со входов. Информационный вход блока 5i-5ffl со-А°м счетчика 16. выходы которого подкл.ю- единен с одноименным выходом первойчены к адресным входам каждого группы информационных выходов коммута-информационного канала и входам третьего тора 6 и его же одноименным входом второй. .дешифратора 9. Дешифратор 9 имеет две группы информационных входов. Управля- JUгруппы выходов. Выходы первой группы со- ющий выход блока 5i-5m соединен с одно-:единены с одноименными управляющими именным входом первой группывходами второй группы коммутатора 6 и вто- управляющих входов коммутатора 6. Одно-Рыми входами одноименных элементов И именные выходы групп информационных третьей групп 11п-11щ. выходов информационных каналов 5i-5mВыходы второй группы дешифратора 9 .объединены и соединены со входами перво-соединены с одноименными управляющими го дешифратора 7, а одноименные выходывходами третьей группы коммутатора 6 и. групп адресных выходов каналов 5i-5m объ-вторыми входами одноименных элементов единены и соединены со входами второго .И четвертой группы 11 ni +1 - Ип В каждом дешифратора 8. Отдельный выход дешифра-входном блоке 3i-3n первые вход и выход тора 7 подключен к объединенным первымлинейного блока 21 являются соответствен- управляющим входам информационных ка-но первыми информационными входом и налов m, вторые управляющие входывыходом, а второй вход и второй выход - которых также объединены и подключены к .вторыми информационными входом и выхо- выходу первого элемента И 17 и первомудом входного блока. Второй вход блока 19 входу элемента ИЛИ 13. Дешифратор 7 име-подключен ко входу счетчика 23, вход сбро- ет группу выходов, которые параллельноса которого соединен с выходом элемента подключены ко входам первой IOi-Ющ иИЛИ 22. Первый и второй входы этого эле- второй 10П1+1-1 On групп элементов И. Де- 50мента являются соответственно первым и шифратор 8 имеет две группы выходов, ко-вторым управляющими входами входного торые соединены соответственно сблока. Выход счетчика 23 подключен ко вхо- управляющими входами одноименных эле-ду триггера 24. вход сброса которого, соеди- ментовИ 101- 10П1 и ТОщ +i-10n вторымииен со вторым входом элемента ИЛИ 22. управляющими входами одноименных 55Выход триггера а подключен к третьему входных блоков 3,- Зщ , Зщ +1 - ЗпВыхо-BX°W элемента ИЛИ 22 и является управля. пющим выходом входного блока. ,

ды каждого из элементов I0i- в каждом информационном канале 10nin1pn1+..i-10n подключены к соответст- - 5l-5m первые входы первого25 и второго26

вующим входам одноименных элементовэлементов И, блока 28 приема и контроля и

вход третьего элемента И 27 объединены и являются тактовым входом информационного канала. Вторые входы блока 28 и элементов И 25 и 26 являются соответственно информационным, первым и вторым управляющими входами информационного кана- ла. Выходы элементов 25 и 26 соединены соответственно с первым и вторым входами блока 29 памяти, выходы которого соединены со входами третьего элемента И 27. Выход элемента И 25, выходы блока 28 приема и контроля, выходы элемента И 27 и входы группы блока 29 памяти являются соответственно управляющим входом, информаци- онными и адресными выходами и адресными входами информационного канала.ч

Следует отметить, что пространственное расположение входов и выходов входного блока 3 на фиг. 2 и информационного канала 5 на фиг. 3 однозначно соответствует входам и выходам блоков и 5Н5т на

Фиг. 1;

Устройство работает следующим обра- зом.

На первые информационные входы блоков ЗтЗгци 3ni+i-3n по каналам связи спорадически поступает информация о состоянии объектов первой и второй групп, соответственно. При отсутствии информации - изменений состояния объекта - в канале связи от него постоянно передаются сигналы одной полярности О или 1 или служебные кодовые комбинации покоя с минимальным количеством переполюсовок. Наличие изменений состояния объектов сопровождается передачей информационных кодовых комбинаций с большим количеством переполюсовок в единицу времени. Структура кодовых сообщений от всех объектов одинакова. Каждый входной блок Зч-Зп осуществляет сопряжение с прямым (демодуляция) и обратным (модуляция) каналом связи и ведет непрерывный анализ наличия информации в канале связи от объекта путем подсчета числа изменений полярности (фронтов) сигналов. Время анализа Та является постоянной величиной, выбирается, исходя из статистических свойств информации для всех блоков 3-3 одинаковым, и непрерывно формуется таймером 2 путем деления опорной частоты f генератора 1 тактовых импульсов. Коэффи- циент деления Кд равен:

К Т . t 3 Та . где тъ период следования импульсов генератора 1.

Таймер 2 через интервалы времени Та каждый раз устанавливает счетчик фронтов сигналов во входных блоках в начальное состояние. Если за время Т Та в 1-м ( m) или j-м (щ+1 j n) канале связи, соответственно первой или второй группы, обнаружено наличие информации, то на управляющем выходе соответствующего входного блока 3i (3j) формируется постоянный сигнал уровня 1. Импульсы с выхода генератора 1 поступают также на входы элемента И 18 и распределителя А импульсов, который формирует m тактовых последовательностей, обеспечивающих работу информационных каналов 5i-5m. При отсутствии сигналов 1 наличия информации на управляющих выходах блоков 3i- Зщ и 3ni Ч-1 - Зп на выходах элементов И 11i- 11ni и11ni +1 - 11п. формируются сигналы уровня О. Эти сигналы после объединения элементом ИЛИ 14 инвертируются элементом НЕ 19 и разрешают прохождение тактовых импульсов генератора 1 через элемент И 18, .элемент ИЛИ .13 и элемент 15 задержки на вход кольцевого сче.тчика 16. Емкость счетчика равна п, а количество двоичных каскадов L равно logan (если logan - дробное число, то L - 1од2Г +1, где выражение в квадратных скобках - целая часть логарифма). Каждое состояние счетчика 16 соответствует двоичному коду номера канала связи. Этот код дешифрируется дешифратором 9. Сигналы с выходов дешифратора 9, соответствующих номерам каналов связи (объектов) первой группы, поступают на входы элементов И 11т 11щ Элементы И I1ni + г 11 п соответствуют номерам каналов второй группы. При совпадении сигналов на обоих входах какого-либо элемента И 1 т 11ni например элемента третьей группы 11, что имеет место при наличии сигнала 1 на управляющем выходе 1-го входного блока, элемент 11|формируетсигнал, который проходит через элемент ИЛИ 14. Этот сигнал инвертируется элементом НЕ 19 и запрещает дальнейшее прохождение тактовых импульсов генератора 1 через элемент И 18 на счетчик 16, который запоминает состояние, соответствующее номеру i-ro канала связи. С этого момента начинается этап поиска свободного информационного канала 5i-5m и подключения к нему через коммутатор 6 вторых информационных выхода и входа I- го входного блока (). В занятых инфор- мационных каналах 5т5п хранятся двоичные коды номеров подключенных к ним входных блоков ЗтЗп. в свободных - нулевые кодовые комбинации. Этот код параллельно считывается на дешифратор 8

при каждом поступлении на тактовый вход информационного канала 5i-5m импульсов с соответствующего выхода распределителя 4. При наличии е-го (1 : е т) свободного информационного канала дешифратор 8 на своем отдельном выходе формирует сигнал длительностью в тактовый импульс, который через открытый элемент И 17 поступает на вторые управляющие входы информационных каналов и на вход элемента ИЛИ .13, В е-м информационном канале после селекции управляющего сигнала осуществляется запись и запоминание кода номера 1-го канала связи, поступающего по адресным входам со счетчика 16. Кроме того, на управляющем выходе е-го информационного канала формируется импульс, который поступает на е-й вход первой группы управляющих входов коммутатора 6. Одновременное действие этого импульса и сигнала с дешифратора 9 на i-м входе второй группы управляющих входов коммутатора б обеспечивает подключение i-ro входного блока к е-му информационному каналу. Тем временем, импульс с выхода элемента И 17 также проходит через элемент ИЛИ 13 на элемент 15 задержки. Спустя время задержки Тз т0 элемент 15 формирует импульс, который переводит счетчик 1 б в состояние, соответствующее (1+1)-му каналу связи. В случае занятости всех информационных каналов 5i-5m счетчик 16 остается в состоянии, соответствующем номеру 1-го канала связи до тех пор, пока не освободится хотя бы один из каналов 5i-5m. После подключения 1-го входного блока в е-м информационном канале начинается прием и обработка информации от объекта. Кроме того, демодулированные кодовые посылки сообщений через коммутатор 6 поступают на второй информационный вход 1-го входного блока и через его модулятор - в обратный канал связи на i-й объект. Тем самым, с этого момента обеспечивается информационная обратная связь в дуплексном канале связи между i-м объектом и устройством. В информационных каналах 5i-5m осуществляется тактовое и цикловое фазирование и проверяется соответствие принятых кодовых комбинаций помехоустойчивому коду. При каждом правильном приеме кодовые комбинации первичного К- разрядного кода параллельно считываются на вход первого дешифратора 7. Поскольку рабочие такты информационных каналов разнесены по фазе, то одноименные выходы групп информационных выходов каналов 5i-5m так же, как и адресные выходы от них, образуют общую шину. Дешифратор

0

7 выдает результаты дешифрирования через элементы И 10i- 10щ , 10ni + 1 - 10n на элементы 12i- 12n-| и 12гц+1 - 12n отображения. Правильное прохождение информации на элементы 12i- 12щ и 12ni+i - 1 2п обеспечивается селекцией этого элемента путем подачи разрешающего сигнала на управляющий вход соответствующего элемента И 10i- 10ni , 10п1-Н - 10П с выходов первой и второй групп Дешифратора 8, который дешифрирует в данный момент времени двоичный код номера канала связи

- (входного блока), записанный в памяти информационного канала 5i-5m. Одновременно импульс с выхода дешифратора 8 поступает на второй управляющий вход одноименного входного блока 3i-3ni и

0 3ni +1 - Зп и переводит его в начальное состояние. Тем самым, обеспечивается исключение из процесса анализа наличия информации и подключения тех каналов связи, которые уже подключены кинформа5 ционным каналам 5i-5m. Первый же импульс сброса формируется спустя время to после подключения канала связи к сво- . о бодному информационному каналу 5i-5m, т.е. практически мгновенно по сравнению

0 со скоростью передачи информации в канале связи и временем анализа Та.

По окончании передачи информации от объектов поступают кодовые комбинации покоя, которые также дешифрируются де5 шифратором 7. Импульсы дешифрирования этих комбинаций с отдельного выхода дешифратора 7 селектируются в соответствующем информационном канале 5i-5m и стирают в нем код номера подключенного

0 канала связи. С этого момента соответствующий информационный канал 5i-5m готов к подключению очередного канала связи.

Приоритет объектам первой группы обеспечивается путем объединения выход5 ных управляющих сигналов входных блоков 3i-3ni элементом ИЛИ-НЕ 20 и подачей сформированного им сигнала запрета на элементы И 11щ+1-11п соответствующие объектам второй группы. В этом случае счет0 чик 16.с состояния, соответствующего (щ-И)-му каналу связи, до п-го работает вхолостую, т.е. даже при наличии управляющих сигналов на выходах входных блоков подключение их к информационным кана5 лам 5i-5m исключается. Как только сигнал запрета снимается со входов элементов И 11щ -Н-11п разрешается опрос и подключение каналов связи второй группы к информационным каналам аналогичным способом, как и для первой группы каналов.

В предложенном варианте входного блока 3 (фиг.2) подсчет числа фронтов принимаемых кодовых посылок осуществляет- ся счетчиком 23, подключенным к выходу линейного блока (модема) 21. По заполнении счетчика он вырабатывает сигнал, который переводит триггер 24 памяти в состояние 1. Этот сигнал поступает на уп- равняющий выход и одновременно через элемент ИЛИ 22 сбрасывает счетчик 23 в нулевое состояние. Сброс триггера 24 в исходное состояние происходит при поступле- нии импульсов с дешифратора 8 по второму управляющему входу входного блока 3. Счетчик 23 сбрасывается в нулевое состояние от элемента ИЛИ 22 импульсами от таймера 2 (первый управляющий вход входного блока) и от дешифратора 8 (второй управля- ющий вход).

В информационном канале 5 (фиг.З) кодирование сообщения поступают по информационному входу на блок 28 приема и контроля, в котором осуществляется такто- вое и цикловое фазирование, проверка принимаемых кодовых комбинаций на соответствие помехоустойчивому коду, снятие избыточных разрядов кода и выдача К- разрядных комбинаций первичного кода по информационным выходам. Работа блока 28 обеспечивается тактовыми импульсами, поступающими по тактовому входу информационного канала. Этими же тактовыми импульсами осуществляется тактовая се- лекция сигналов разрешения записи и стирания кода номера канала.связи в блок 29 памяти, поступающими соответственно по второму и первому управляющим входам на элементы И 26 и 25. Импульс с выхода эле- мента И 26 также поступает на управляющий выход информационного канала 5. Блок 29 памяти в простейшем варианте может состоять из Lтриггеров памяти, на вход каждого триггера поступают импульсы по соответствующей шине адресных входов информационного капала. Через элемент И 27 код номера канала связи считывается параллельным кодом по адресным выходам с каждым тактовым импульсом,

Таким образом, по сравнению с устройством-прототипом предлагаемое устройст-1 во сокращает время поиска канала связи с наличием информации в 1-п раз. При этом каналы связи от объектов первой группы при наличии свободных информационных каналов подключаются к последним практически без задержки. Каналы связи второй группы объектов, в которых обнаружена информация, могут подключаться к свободным информационным каналам только при отсутствии информации в неподключенных каналах первой группы, В этом состоит свойство более высокой информационной гибкости устройства. И, наконец, в предлагаемом устройстве обеспечено постоянное сопряжение с каналообразующей аппаратурой, что повышает надежность сбора информации с рассредоточенных объектов. Формула изобре те н и я 1. Адаптивное устройство для приема информации с рассредоточенных объектов, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входами таймера и распределителя импульсов, выходы которого подключены к тактовым входам информационных каналов, первые вход и выход каждого из которых соединены соответственно с первыми выходом и входом коммутатора, первый и второй элементы ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ соединен через элемент задержки с входом счетчика, выходы которого подключены к соответствующим адресным входам всех информационных каналов и входам первого дешифратора, выходы которого подключены к соответствующим управляющим входам коммутатора, второй и третий дешифраторы, выходы первой группы второго дешифратора и выходы третьего дешифратора которых подключены соответственно к входам и входам группы элементов И первой группы, выходы которых соединены с соответствующими входами соответствующих элементов отображения первой группы, управляющий выход третьего дешифратора соединен с вторыми входами всех информационных ка-, налов, выходы первой и второй групп каждого из которых подключены соответственно к одноимен ным входам второго и третьего дешифраторов, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, информационной гибкости и надежности, в него введены входные блоки, вторая, третья и четвертая группы элементов И, элемент ИЛИ-НЕ, элемент НЕ, элементы И и вторая группа элементов отображения, входы и входы группы элементов И второй группы объединены соответственно с выходами и второй группы второго дешифратора и входами группы элементов И первой группы, выходы элементов И второй группы соединены с соответствующими входами соответствующих элементов отображения второй группы, первые вход и выход каждой из входных блоков являются соответственно входом и выходом устройства, вторые вход и выход каждого входного блока подключены соответственно к второму выходу и второму входу коммутатора, выход таймера соединен с тактовыми входами входных блоков, третьи выходы которых подключены к первым входам соответствующих элементов И третьей и четвертой групп, выходы первого дешифратора подключены к вторым входам соответствующих элементов И третьей и четвертой группы, выходы которых соединены с соответствующими входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И и через элемент НЕ - с первым входом второго элемента И, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, выход второго дешифратора подключен к второму входу первого элемента И, выход которого соединен с третьими входами всех информационных каналов и вторым входом первого элемента ИЛИ, выход генератора тактовых импульсов соединен с вторым входом второго элемента И, входы элемента ИЛИ-НЕ объединены с одноименными пер- выми входами элементов И третьей группы, выход элемента ИЛИ-НЕ подключен к. третьим входам элементов И .четвертой группы, выходы первой и второй групп второго дешифратора подключены к третьим входам соответствующих входных блоков.

2. Адаптивное устройство по п.1, о т л и- чающееся тем, что каждый входной блок содержит триггер, счетчик, элемент ИЛИ и линейный блок, первые и вторые входы и

выходы которого являются соответственно первыми и вторыми входами и выходами блока, первый и второй входы элемента ИЛИ являются соответственно тактовым и

третьим входами блока, выход элемента ИЛИ соединен с входом сброса счетчика, вход которого соединен с вторым выходом линейного блока, выход - с входом триггера, вход сброса которого подключен к второму

входу элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с выходом триггера и является третьим выходом блока.

3. Устройство по п.1, от л и ч а ю ще е- с я тем, что каждый информационный канал содержит блок памяти, элементы И и блок приема и контроля, первые входы блока приема и контроля и первого и второго элементов И объединены с входом третьего

элемента И и являются тактовым входом

информационного канала, вторые входы блока приема и контроля, первого и второго элементов И являются соответственно первым, вторым и третьим входами информационного канала, выходы первого и второго

элементов И соединены соответственно с первым и вторым входам блока памяти, выходы которого соединены с входами третьего элемента И, выход второго элемента И, выходы блока приема и контроля и третьего

элемента И, входы группы блока памяти являются соответственно первым выходом, выходами второй и первой групп, адресными входами информационного канала.

5°г/г. У

iynp.

Ј.«

1 .

ftfff

ivutfi. Sttref

Изобретение относится к телемеханике. Цель изобретения - повышение быстродействия, информационной гибкости и надежности сбора информации о состоянии п удаленных рассредоточенных объектов, объединенных в две группы. Первую группу составляют m объектов с более высокой инт формационной активностью, во вторую группу объединены остальные n-щ объектов. Объектам первой группы предоставляется, преимущество при подключении соответствующих им входных блоков через коммутатор к приемным информационным каналам. Информация от объектов поступает по каналам связи операдически. С помощью таймера непрерывно формируются зачетные временные интервалы времени Ti, в течение которых во входных блоках производится анализ наличия, информации в каналах связи с выдачей управляющего сигнала 1 в случае ее обнаружения. Двоичный счетчик 16, емкость которого равна п, через дешифратор последовательно опрашивает элементы И, При совпадении импульса опроса с сигналом 1 наличия информации на другом входе элемента происходит остановка счетчика и подключение соответствующего входного блока через коммутатор к свободному информационному каналу для обработки принимаемого со- общения. Приоритет первой группе объектов обеспечивается объединением выходных управляющих сигналов входных блоков элементом ИЛ и подачей сфор- мированного им сигнала запрета на элементы И. 2 з.п.ф-лы, 3 ил. СП С

V -+. Јt/fi

2ynp.

Фиг. 2

fyp. , ttrreff

Totfm ш t.j

JldpetH. 6ttrerk

JfyfCH.

. IreJ

2unf. teoJ

Unp. &xod

28

и up. &nrofa