Устройство для передачи телеизмерений со сжатием данных Советский патент 1981 года по МПК G08C19/28 

Изобретение относится к телеметрии, конкретно к телеметрическим устройствам, преднЬзначеннь1М для сокращения избыточности передаваемых данных, и может быть практически использовано в радиотелеметрии для сжатия данных. .Известнь; устройства для сокращения избь1точности передаваемых данньрс, в ко.торых используются нулевые экстраполят-оры, веерные интерполято ры, устройства выбора экстремальных значений, принцип действия которых основан на исключении несущественных отсчетов 1. Известно устройство, содержащее измерительные преобразователи, датчики калиброванных напряжений, коммутаторы, кодирующие блоки, преобра,зователи погрешности аппроксимации, принцип действия которых основан на адаптивной дискретизации f2j. Однако устройства не реализуют ал горитмов устранения избыточности неэ фективности для всех видов измеряемых процессов, в аварийной ситуации на контролируемом объекте теряется много данных из-за жесткой програм-. мы адаптации, кроме того, большое количество адресных данных cmfKaer коэффициент сжатия этих устройств. Известно устройство, содержащее преобразователи погрешности аппроксимации, подключенные к анализатору погрешностей, ключи соединенные с аналого-цифровьм преобразователем, дополнительные ктаочи, подключенные к передающему блоку, генератор импульсов, последовательно соединенные блок сравнения и триггер, выход которого соеди нен со входами дополнительных ключей з. Однако в аварийной ситуации на контролируемом объекте часть данных теряется из-за чрезмерного увеличе- кия адресных данньк; передача телеметрических данных происходит в нереальном, масштабе времени. 3 Цель изобретения - повышение информативности устройства на основе упорядоченного выбора значений измеряемых процессов в пределе кадра и представлении их в виде обобщенного кадрового параметра из которого искл чена избыточность при условии переда информации в реальном масштабе време ни. Поставленная цель достигается тем что в устройство для передачи телеиз мерений со сжатием данных, содержаще преобразователь погрешности аппрокси мации, выход которого соединен со вх ДОМ аналого-цифрового преобразовател генератор импульсов,- передатчик, выход которого соединен с выходом устройства, введены коммутатор групп ка налов, блок распределения измеряемых параметров по амплитуде, блок кодиро вания адресов, согласующий блок и блок задания режима работы, информационные входы коммутатора группы каналов соединены со входами устройства, информационные выходы - со входа ми блока распределения измернемы с па раметров по амплитуде, Первый выход которого соединен с первым входом преобразователя погрешности аппроксимации, второй выход - через блок кодирования адресов с первым вйодом согласующего блока, выход аналогоцифрового преобразователя соединен со вторым входом согласующего блока, выход которого соединен со входом пе редатчика, второй выход передатчика через блок задания режима работы сое динен со вторым входом преобразовате ля погрешности аппроксимации и входо генератора импульсов, выход которого соединен с управляющим входом коммутатора групп каналов 3. За счет этого устранение избыточности происходит из обобщенного параметра в пределе кадра и Данные в радиолинию-поступают в реальном масштабе времени. На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 измеряемые процессы, значения которых одновременно выбираются в момент времени} на фиг. 3 - эти же значения, размещенные по мере нарастания их амплитуд. Устройство содержит (фиг. I), коммутатор 1 групп каналов блок 2 распределения измеряемых параметров по амплитуде, блок 3 кодирования адресов, преобразователь 4 погрешности 8 аппроксимации, аналого-цифровой преобразователь 5, согласующий блок 6, блок 7 задания режима работы, генератор 8 импульсов, передатчик 9. Коммутатор 1 групп каналов предназначен для группирования каналов по группам и их циклического опроса. Блок 2 распределения измеряемых параметров по амплитуде формирует обобщенный кадровый параметр на основе выбора значений измеряемых параметров в соответствии с возрастанием их амплитуд. Блок 3 кодирования адреса формирует обобщенный адрес кадра, преобразователь 4 погрешности аппроксимации вырабатывает напряжение, пропорциональное погрешности аппроксимации обобщенного кадрового параметра. В аналогоцифровом преобразователе 5 отчеты обобщенного кадрового параметра преобразуются в цифровой код. Согласующий блок 6 предназначен для согласования блоков формирования телеизмерений с передатчиком 9. Перестройка режима работы происходит посредством блока 7 задания режима работы через генератор 8 импульсов. В основу работы предлагаемого устройства положен принцип устранения избыточности из обобщенного кадрового параметра.Причем минимальное представление обобщенного кадрового Параметра достигается за счет упорядоченного размещения значений измеряемых процессов по мере увеличения их амплитуд (фиг. 2 и 3). По оси абсцисс под каждым значением обозначены номера каналов. С целью уменьшения коли }ества данных в обобденном кадровом параметре последний аппроксимируется диагональной прямой в пределах шкалы измерений и на передатчик передаются 1«Ълько значения погрешности аппроксимации, что существенно сужает динамический диапазон шкалы. При увеличении информационной нагрузки передатчика обобщеннь1й параметр об1рабатывается алгоритмом первого порядка, который является частным случаем операции вычисления погрешности аппроксимации. Уменьшение данных об адресах каналов происходит за счет передачи обобщенного адреса. В кадре нумерации адресов оно происходит случайно (фиг. З), н число перестановок N счетно N п , де п - количество каналов в группе.

Поэтому в качестве адреса передается номер перестановки. Анализ показывает, что максимальный выигрьш в количестве разрядов, использу емых на адресацию, можно получить при количестве каналов в груп пё п 8.

Тогда при обычной раздельной адресации для кодирования одного адреса

01234567 соответствует адрес

01234576

76543210 Такое кодирование адреса уменьша ет количество разрядов служебной информации вкадре на девять и позволяет улучшить помехозащищенность кода да счет использования синхронизации, поскольку код адреса строго постоянен по длине.

Устройство работает следунлдим образом (фиг. 1).

На вход устройства поступают телеметрируемыё параметры. Коммутатор 1 групп каналов группирует по восемь каналов в группе, блок 7 на основе информационной загрузки передатчика 9 меняет частоту генератора 8 импульсов который в свою очередьменяет частоту опроса каналов коммутатором 1 . С информационных выходов коммутатора 1 значения измеряемых параметров поступают в блок 2 распределения измеряемых параметров яъ амплитуде. Устранение избыточности информационных и адресных данных происходит в преобразователе 4 погрешности аппроксимации и блоке 3 кодирования адресов. С выходов этих блоков сжатые данные поступают в согласуюшд й блок 6, причем данные из преобразователя погрешности . аппроксимации преобразуются в двоичный код в аналого-цифровом преобразователе 5, При увеличении информационной загрузки передатчика 9 блоком 7 задания режима работы измеряют процедуру устранения .избыточности по второму выходу связанному с преобразо- ; вателем 4 погрешности аппроксимации. С выхода согласующего блока 6 счет- , ные данные подаются в передатчик 9 для передачи в радиолинию.

Предлагаемое устройство позвот1яет hoEft CHTb информативность телеметричес754286

потребуется трехразрядное двоичное чиcJto, а число : азрядов на восемь канале составит 24. В предлагаемом устройстве в качестве адреса передается номер перестановки, поскольку N nf, а п 8, то N - 27520. Для кодирования такого числа перестановок необходимо пятнадцатиразрядное двоичное-ЧИСЛО. Так, например, перестановке

000 000 000.000 000 000 000 000 000 001

i

tn in in 111 in

ких систем (увеличить коэффициент сжатия) при ситуациях, характеризующихся повышенными потоками информации о контролируемых объектах, сохранив при этом передачу данных в реальном масштабе времени.

Формула изобретения

YcTpoitcTBo для передачи телеизмерений со сжатием данных, содержащее преобразователь погрешности аппроксимации, выход которого соединен со входом аналого-цифрового преобразователя, генератор импульсов, передат-чик, выход которого соединен с выходом устройства, отличающеес я тем, что, с целью повышения информативности устройства, в него введены коммутатор групп каналов,, блок

распределения измеряемых параметров по амплитуде, блок кодирования адресов, согласующий блок и блок задания режима работы, информационные входы

коммутатора группыканалов соединены со входами устройства, информационные выходы - со входами блока распределения измеряемых параметров по .амплитуде, первый выход которого соединен с первым.входом преобразователя погрешности аппроксимации, второй выход - через блок кодирования адресов с первым входом согласующего блока, выход аналого-цифрового преобразователя соединен Со вторым входом согласующего блока, выход которого соединен со входом передатчика, второй выход передатчика через блок задания режима работы соединен со вторым входом преобразователя погрешности аппроксимации со входом гене-ратора импульсов, выход которого соединен с управляющим входом коммутации прупп каналов.

Источнили информации, принятые во внимяние при экспертизе

I. Авторское свидетельство СССР 6А6397, кл.. G 08 С 19/28, 1976.

8754288

2.Авторское свидетельство СССР № 656094, кл. G 08 С 15/06, 1977.

3.Авторское свидетельство СССР № 651397, кл. G 08 С 19/28, 1977

5 (прототип).

/

/

8

Фиг. 1