УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ ИСТОЧНИКАМИ ИНФОРМАЦИИ Советский патент 1995 года по МПК H04B3/46 

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано для контроля и управления датчиками информации и другими объектами управления.

Цель изобретения повышение надежности работы устройства.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг.2 диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство для контроля и управления источниками информации содержит блоки 1.1.1.r управления и сигнализации, анализатор 2 немультиплексированных сигналов, формирователи 3.1.3.q мультиплексированного сигнала, селекторы 4.1.4.n каналов, блоки 5.1.5.n преобразования сигналов.

Устройство работает следующим образом.

Источники информации (на фиг.1 не показаны) могут объединяться в группы по территориальному или функциональному признаку. В случае, если предлагаемое устройство используется для организации контроля и управления, например, в автомобиле, в одну группу могут входить такие источники информации, как лампы светотехнического блока автомобиля. Возможны и другие признаки включения источников информации. Каждая группа источников информации подключается к абонентским выводам соответствующего блока 5 преобразования сигналов.

По сигналам от блоков 1.1.1.r управления и сигнализации осуществляется мультиплексный обмен сигналами контроля и управления. При этом мультиплексный обмен включает передачу управляющих сигналов от одного из блоков 1 через анализатор 2 немультиплексированных сигналов, соответствующие формирователь 3 мультиплексированного сигнала, селектор 4 каналов и блок 5 преобразования сигналов к источникам информации, подключенным к абонентским выводам блока 5. Сигналы контроля поступают от источников информации, в качестве которых могут быть либо датчики (например, температуры, уровня топлива и т.п.), подключенные к соответствующим абонентским выводам блоков 5, через соответствующие селекторы 4 каналов, формирователи 3 мультиплексированного сигнала, анализатор 2 немультиплексированных сигналов к соответствующему блоку 1 управления и сигнализации. Блоки 1 управления и сигнализации могут быть территориально разнесены (например, приборный щиток, органы управления, расположенные на рулевой колонке транспортного средства и т.п.).

К каждому формирователю 3 мультиплексированного сигнала подключены независимые друг от друга группы селекторов 4 каналов: 4.1.4.m, 4./m + 1/.4.p, 4./p+1/.4.k, 4./k+1/.4.n. Отметим, что в каждой из упомянутых групп соединение между селекторами 4 каналов может быть выполнено в виде кольца, что повышает надежность мультиплексного обмена в устройстве, например, в соответствии с алгоритмом, поясняемым фиг.2.

Временной интервал, в течение которого осуществляется однократный обмен информационными сигналами с каждым источником информации, называется сверхцикловым интервалом (СЦИ). Каждый СЦИ разделен на м равных между собой по длительности цикловых интервалов (ЦИ), причем м может быть равно суммарному количеству селекторов 4 каналов (т.е. м n). На фиг.2а в качестве примера принято м 8.

Все селекторы 4 каналов, подключенные к одному формирователю 3, могут быть последовательно пронумерованы, а номер ЦИ в общем случае соответствует порядковому номеру селектора 4 каналов. Из этого следует, что в течение одного ЦИ осуществляется обмен информационными сигналами между источниками информации, подключенными к абонентским выводам соответствующего блока 5 преобразования сигналов, и блоком 1 управления и сигнализации.

Каждый ЦИ разделен на n равных между собой по длительности канальных интервалов (КИ). Количество КИ в ЦИ определяется максимальным количеством источников информации, подключенных к абонентским выводам любого из блоков 5 преобразования сигналов. Наа фиг. 2б для примера показан ЦИ, разделенный на 32 КИ, т. е. n 32. Совокупность номера ЦИ и номера КИ определяет адрес конкретного источника информации в СЦИ. Возможен, естественно, и мультиплексный обмен, при котором перенумеровываются последовательно все селекторы 4 каналов, подключенные к одному конкретному формирователю 3 мультиплексированного сигнала.

В начале каждого СЦИ и ЦИ передаются синхросигналы, посредством которых обеспечивается синхронизация по циклам и сверхциклам. На фиг.2в и 2г приведены примеры возможного вида циклового (фиг.2в) и сверхциклового (фиг. 2г) синхросигналов. Следует отметить, что синхросигналы передаются в течение КИ с номерами 01 и 02, а также, что сигнал, соответствующий сверхцикловому синхросигналу (фиг. 2г), передается в течение 01 и 02 КИ циклового интервала с номером 00, а сигнал, соответствующий цикловому синхросигналу (фиг. 2в), передается в течение 01 и 02 КИ каждого из ЦИ с номерами 01-07.

Информационные сигналы передаются в течение канальных интервалов с номерами 03-32 (фиг. 2б), при этом каждый из этих КИ имеет вид, например, такой, как это показано на фиг.2д, т.е. в начале каждого КИ всегда передается сигнал, соответствующий логической единице (защитный интервал), а затем сигнал, соответствующий либо логическому нулю, либо логической единице (информационный интервал) в зависимости от вида передаваемой информации. Длительность защитного и информационного интервалов могут быть равны между собой и, например, равны периоду тактового колебания, частота которого определяет скорость обмена информационными сигналами в пределах СЦИ. Из приведенного описания алгоритма следует, что в течение времени, равного одному СЦИ, последовательно будет осуществлен информационный обмен между источниками информации, подключенными к абонентским выводам блоков 5, и блоками 1 управления и сигнализации.

Анализатор 2 немультиплексированных сигналов необходим для преобразования (логической обработки) сигналов, формируемых на выходах блоков 1 управления и сигнализации в зависимости от адреса конкретного сигнала и от сигналов, отображающих работоспособность конкретных источников информации. Поясним сказанное. Во-первых, посредством анализатора 2 немультиплексированных сигналов осуществляется распараллеливание некоторых сигналов управления (например, при включении габаритных огней в автомобиле должны одновременно загораться несколько ламп, подключенных в качестве источников информации к абонентским выводам разных блоков 5 преобразования сигналов). Во-вторых, в зависимости от состояния (исправности) отдельных источников информации (ламп или показаний датчиков) и вида сигнала управления, поступающего на анализатор 2 немультиплексированных сигналов от соответствующего блока 1 управления и сигнализации, анализаторе 2 немультиплексированных сигналов формируются новые сигналы управления. Например, при отказе одной из ламп (допустим, одной лампы дальнего света в автомобиле) и поступлении сигнала на ее включение, в анализаторе 2 формируется новый сигнал управления (например, включение лампы ближнего света в том же светотехническом блоке), т.е. обеспечивается реконфигурация (изменение) сети. Возможны и другие функции, реализуемые анализатором 2 немультиплексированных сигналов. Это повышает надежность работы устройства. Естественно, что при отсутствии необходимости логической обработки сигналов управления, сигналы, поступающие на линейные входы анализатора 2 немультиплексированных сигналов, могут транслироваться на выход анализаторе 2 без изменений.

Формирование синхросигналов (фиг. 2в, г) и распределение сигналов, соответствующих каждому из источников информации, осуществляется посредством формирователей 3 мультиплексированного сигнала, в каждом из которых осуществляется также согласование параметров логических сигналов и сигналов, передаваемых на соответствующие селекторы 4 каналов. Необходимость такого согласования вызвана возможной передачей сигналов на селекторы 4 каналов по линиям связи большой протяженности. При этом линия связи может быть выполнена, например, в виде как симметричной, так и несимметричной цепи.

Формирование линейного (мультиплексированного) сигнала из сигналов, имеющих место на абонентских выводах анализатора 2 немультиплексированных сигналов, и обратное преобразование осуществляется в каждом из формирователей 3 мультиплексированного сигнала посредством мультиплексоров и демультиплексоров соответственно (не показаны на фиг.1).

Посредством селекторов 4 каналов осуществляется согласование параметров сигналов в линиях, соединяющих линейные выводы соответствующих селекторов 4 каналов с абонентскими выводами соответствующих формирователей 3 мультиплексированного сигнала, с параметрами сигналов, обрабатываемых в селекторах 4 каналов. Кроме того, посредством каждого из селекторов 4 каналов осуществляется мультиплексирование-демультиплексирование сигналов.

Мультиплексный обмен информацией осуществляется таким образом, что часть времени данного ЦИ селекторы 4 каналов, например, передают информационные сигналы, а часть времени принимают. При этом соответствующий формирователь 3 мультиплексированного сигнала в то же ЦИ сначала принимает информационные сигналы, а затем передает. Последовательность передачи и приема в устройстве определяется путем подачи постоянного сигнала на соответствующий вход установки режима работы селектора 4 либо в виде логической единицы, либо в виде логического нуля. При необходимости изменение последовательности передачи и приема в соответствующем селекторе 4 каналов можно сделать и оперативно, например, по команде от соответствующего блока 1 управления и сигнализации, подключив один из абонентских выводов блока 5 к соответствующему входу установки режима работы селектора 4.

Адрес ЦИ, соответствующий мультиплексному обмену с конкретным селектором 4 каналов, отображается постоянным многоразрядным кодовым числом, подаваемым на вход установки адреса селектора 4 каналов. Количество разрядов адресного кодового числа определяется количеством ЦИ в СЦИ. При необходимости сигналы, поступающие на вход установки адреса селектора 4, можно изменить и оперативно (изменяя тем самым номер ЦИ), например, аналогично изменению сигналов, подаваемых на его вход установки режима работы.

В случае короткого замыкания или обрыва цепи между любым абонентским выводом соответствующего формирователя 3 мультиплексированного сигнала и соответствующим селектором 4 каналов предаварийная комбинация сигналов на абонентских выводах последних не изменяется, что исключает формирование ложных сигналов управления и тем самым также повышает надежность работы устройства.

При необходимости расширения функциональных возможностей устройства вывод любого (или всех) блоков 1 управления и сигнализации может быть подключен не к соответствующим линейным выводам анализатора 2 немультиплексированных сигналов, а к абонентским выводам блоков 5.

Предлагаемое устройство предназначено для передачи как двоичных, так и аналоговых сигналов. В зависимости от вида передаваемых сигналов реализация блоков 5 преобразования сигналов может быть разной. В общем случае блок 5 преобразования сигналов необходим для непосредственного подключения к источникам информации. В случае передачи двоичных сигналов посредством блока 5 преобразования сигналов может осуществляться гальваническая развязка между цепями непосредственного подключения источников информации (например, ламп) и цепями управления, а также между цепями контроля (диагностики исправности источников информации). В случае передачи аналоговых сигналов посредством блока 5 преобразования сигналов осуществляется преобразование аналоговых сигналов, поступающих от источников информации (например, датчиков температуры, уровня топлива и т.п.), в сигналы, пригодные для мультиплексного обмена, и для обеспечения гальванической развязки, аналогичной рассмотренной выше.

Из рассмотрения принципа работы устройства следует, что совокупность анализатора 2 немультиплексированных сигналов и формирователей 3 мультиплексированного сигнала может быть реализована как аппаратным, так и программным образом, например, на основе микропроцессоров или микроЭВМ.

Использование: электросвязь. Сущность изобретения: устройство содержит r блоков (1....1.r) управления и сигнализации, 1 анализатор (2) немультиплексированных сигналов, q формирователей (3.1...3.q) мультиплексированного сигнала, n селекторов (4.1...4.n) каналов и n блоков (5.1...5.n) преобразования сигналов. 1.1-2-3, 1-4.1-5.1, 1.2-2, ..., 1.r-2, 2-3.2, ..., 2-3.q, 3.1-4.2-5.2,..., 3.1-4.p-5.p, ... 3.q-4.n-5.n. 2 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ ИСТОЧНИКАМИ ИНФОРМАЦИИ, содержащее первый блок управления и сигнализации, первый формирователь мультиплексированного сигнала и m селекторов каналов, линейные выводы которых соединены с первым абонентским выводом первого формирователя мультиплексированного сигнала, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, введены анализатор немультиплексированных сигналов, блоки управления и сигнализации с второго по r-й, формирователи мультиплексированного сигнала с второго по q-й, селекторы каналов с (m + 1)-го по n-й и n блоков преобразования сигналов, при этом выводы блоков управления и сигнализации соединены с соответствующими линейными выводами анализатора немультиплексированных сигналов, каждый из абонентских выводов которого соединен с линейным выводом соответствующего формирователя мультиплексированного сигнала, каждый из абонентских выводов которого соединен с линейными выводами соответствующих селекторов каналов, абонентские выводы каждого из которых соединены с линейными выводами соответствующего блока преобразования сигналов, абонентские выводы которого являются входами и выходами сигналов соответствующих источников информации, а первый и второй управляющие входы каждого селектора каналов являются входами установки соответственно режима работы и адреса.