Устройство для приема и передачи цифровой информации Советский патент 1982 года по МПК G08C19/28 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА И ПЕРЕДАЧИ ЦИФРОВОЙ ИНФОРМАЦИИ

Изобретение относится к информационноизмерительной технике и может быть применение в информационно-измерительных и телемеханических системах. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство приема-передачи информации, содержащее на передающем пункте генератор импульсов, вход которого подключен к кнопке «Пуск, первый выход генератора импульсов соединен с первым входом цифрового счетчика, информационные входы которого подключены соответственно к первым входам элементов сравнения, выходы которых подключены соответственно к входам элемента И-ИЛИ, на приемном -пункте входной блок, первый выход которого подключен к первому входу первого элемента сравнения и к входу элемента задержки, формирователь импульсов сдвига, первый выход которого подключен к первому входу регистра ,.приема, второй элемент сравнения, второй выход входного блока подключен к первым входам формирователя импульсов н формирователя импульса конца сообщения, информационный канал связи, подключенный к выходу элемента И-ИЛИ передающего пункта н к первому входу входного блока приемного пункта и синхронизирующий канал связи,, подключенный к первому входу генератора импульсов передающего пункта и к второму входу входного узла приемного пункта 1. Однако известное устройство характеризуется малой помехоустойчивостью, за счет передачи в канал связи всех информационных символов в кодовом сообщении, малым быстродействием, за счет двух и более кратных передач для повышения достоверности приема информации, нерациональным использованием каналов связи при большом количестве объектов за счет повторения информации, сравнительно невысокой достоверностью приема информации при однократной передаче информации, которая не обнаруживается контролем при искажении более одного символа в сообщении, большим объемом аппаратуры, за счет приема и анализа удвоенного количества информации, невысокой эффективностью приема информации, за счет малой помехоустойчивости, достоверности и быстродействия. Целью изобретения является повышение достоверности приема и передачи информации и быстродействия устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для приема и передачи цифровой информации, содержащее на передающем пункте генератор импульсов, вход которого подключен к кнопке «Пуск, первый выход генератора импульсов подключен к первому входу первого счетчика импульсов, информационные входы которого подключены соответственно к первым входам элементов сравнения, выходы которых подключены соответственно к входам элемента И-ИЛИ, на приемном пункте входной блок, первый выход которого подключен к первому входу первого элемента сравнения и к входу элемента задержки, формирователь импульсов сдвига, первый выход которого подключен к первому входу регистра приема, второй элемент сравнения, второй выход входного блока подключен к первым входам формирователя импульсов сдвига и формирователя импульса конца сообщения, информационный канал связи, подключенный к выходу элемента И-ИЛИ передающего пункта и к первому входу входного блока приемного пункта, и синхронизирующий канал связи, подключенный к первому, выходу генератора импульсов передающего пункта и к второму входу входного узла приемного пункта, введены на передающем пункте формирователь импульсов сдвига, дешифратор сигнала и второй счетчик импульсов, выход которого подключен к второму входу генератора импульсов, выходы дешифратора сигналов подключены соответственно к вторым входам элементов сравнения, выход регистра приема подключен к входу дешифратора сигналов, выход элемента И-ИЛИ соединен с первым входом формирователя сдвига, с вторым входом счетчика импульсов и входом второго счётчика импульсов. Второй выход генератора импульсов подключен к второму входу формирователя сдвига, выход которого соединен с первым входом регистра приема, информационные входы которого подключены к источникам информации, кнопка «Пуск приемного пункта подключена к второму входу регистра приема, на приемном пункте введены формирователь тактов, распределитель импульсов, счетчики импульсов, элемент сравнения, шифратор сигналов, выход которого подключен к второму входу регистра приема, .выход которого соединен с первым входом первого счетчика импульсов, первый выход которого соединен с первым входом шифратора сигналов, второй выход первого счетчика импульсов подключен к первому входу второго элемента сравнения, третий выход - к первым входам формирователя тактов и распределителя импульсов, первый выход которого соединен с вторым входом формирователя тактов, второй выход - с вторым входом формирователя импульсов сдвига и третьим входом регистра приема, третий выход - с третьим входом входного блока и вторым входом формирователя импульсов конца сообщения, четвертый выход - с третьим входом формирователя импульсов сдвига, второй выход которого подключен к второму входу распределителя импульсов, первый выход формирователя тактов подключен к четвертому входу входного блока, второй выход к второму входу первого элемента сравнения, третий выход - к второму входу второго элемента сравнения, выход которого соединен с входом второго счетчика импульсов, выход которого подключен к первому входу третьего элемент;а сравнения, выход которого соединен с третьим входом формирователя имйульсов конца сообщений, первый выход которого подключён к третьему входу распределителя импульсов, выход первого элемента сравнения соединен с входом третьего счетчика импульсов, выход которого подключен к второму входу третьего элемента сравнения, второй выход входного блока соединен с вторыми входами первого счетчика импульсов, шифратора сигналов и четвертым входом распределителя импульсов, первый вход входного блока подключен к третьему входу первого счетчика импульсов, второй вход входного блока подключен к третьему входу второго элемента сравнения, выход элемента задержки подключен к пятому входу распределителя импульсов, второй и третий выходы формирователя импульсов конца сообщения подключены к первому и второму выходам приемной части устройства, первый выход распределителя импульсов подключен к четвертому входу формирователя импульсов сдвига.

На чертеже показана функциональная схема предлагаемого устройства для приема и передачи цифровой информации.

Устройство содержит в передающей части формирователь Импульсов 1 сдвига, генератор 2 импульсов, первый счетчик 3 импульсов, регистр 4 приема, дешифратор 5 сигналов, элементы сравнения б, второй счетчик 7 импульсов, элемент И-ИЛИ 8, а в приемной части входной блок 9, формирователь 10 тактов, распределитель 11 импульсов, первый элемент 12 сравнения, элемент 13 задержки, шифратор 14 сигналрв, регистр 15 приема, первый счетчик 16 импульсов, второй элемент 17 сравнения, третий счетчик 18 импульсов, третий элемент 19 сравнения, второй счетчик 20 импульсов, формирователь 21 импульсов сдвига, формирователь 22 импульсов конца сообщения.

Предлагаемое устройство осуществляет прием и передачу цифровой информации в два этапа. На первом этапе информация передается-принимается по информационному каналу связи (ИКС). При этом одновременно до синхррканалу в приемную часть передаются синхроимпульсы.

На втором этапе проверяется правильность приема сообщений. Прием и расшифровка «веса информационного импульса в приемной части осушествляется с помощью

синхроимпульсов, а проверка принятой информации - с помощью внутренних распределителей тактов. Сущность проверки правильности приема сообщений заключается в том, что принятое по синхроканалу контрольное число данного сообщения сравнивается с контрольной суммой сообщения, принятого по информационному каналу.

Устройство работает следующим образом.

Сигналом «Пуск в передающей части информация от внешнего источника записывается в регистр 4 приема информации для передачи в канал связи, и одновременно задним фронтом этого импульса запускается генератор 2, обеспечивающий частотой fi заполнение счетчика 7. С помощью элементов 6 сравнения сравнивается содержимое первого старщего разряда регистра 4 с содержимым счетчика. При совпадении содержимого счетчика 7 с содержимым, записанным в первый разряд регистра 4, на выходе элемента ИЛИ-И 8 через один из элементов 6 появляется импульс, который и передается в информационный канал. Количество передаваемых импульсов равно ш - количество разрядов (десятичных) регистра 4. Причем так как сначала в канал передается содержимое старшего т-го разряда регистра 4, первый импульс, передаваемь ш по информационному каналу связи, имеет «вес

1 п.

где п - содержимое передаваемого разряда регистра 4. Каждый информационный импульс при приеме-передаче в приемной части принимается и расшифровывается строго по соответствующему «весу. Такой пространственно-временной способ кодирования информации дает возможность приемапередачи сообщений в сжатой форме. После передачи разряда регистра 4 задним фронтом информационного импульса счетчика 7 сбрасывается и очередным тактовым импульсом fi генератора 2 счет в счетчике 7 начинается сначала. Если содержимое передаваемого разряда регистра 4 равно О, то информация при этом передается тактовым импульсом в ИКС, а если равно девяти, то соответственно, десятым тактовым импульсом генератора, по счету счетчика 7. Информационные импульсы синхронизируются с помощью элемента ИЛИ-И 8 синхротактом генератора fi. Задним фронтом информ.ационного импульса, при передаче его в канал связи, одновременно запускается узел формирования сдвига, который обеспечивает сдвиг одного разряда регистра 4 влево. Это осуществляется во время паузы частоты импульсов fi с помощью частоты импульсов f2, так как частота . В счетчике 3 одновременно накапливается количество передаваемых информационных импульсов. Объем счетчика выбран таким образом, что после передачи последнего разряда регистра 4 счетчик 3 переполняется и останавливает генератор 2. Тактовые импульсы fi, поступающие в счетчик 7 при приеме-передаче одновременно передаются и в приемную часть через синхроканал. Эти синхроимпульсы несут две информации об основном сообщении: количество принимаемых в счетчик синхроимпульсов 20 соответствует контрольной сумме передаваемого сообщения (например, если передаваемое сообщение равно 47208, то его контрольная сумма соответственно равна 21) и определяет «вес каждого принятого в приемной части по ИКС информационного импульса; если при приеме информации количество информационных импульсов искажается, т. е. будет больше или меньще ш, то узел формирования конца приема формирует сигнал «Сбой приема.

После сигнала «Пуск в приемную часть по синхроканалу поступают синхроимпульсы, которые через элемент 17 накапливаются в счетчике 20. Счетчик 16 накапливаетчерез входной узел 9 синхроимпульсы от передающей части, причем он сбрасывается каждый раз (т раз) при появлении на выходе входного узла 9 информационного импульса. Выходы счетчика 16 определяют «вес информационного импульса и запись его через шифратор 14 в младший разряд регистра 15. При этом запись в регистре 15 осуществляется самим информационным импульсом, поступающим от входного узла 9 на шифратор 14. Одновременно задним фронтом этого импульса сбрасывается счетчик 16, запускается формирователь 10 тактов, обеспечивающий частоту fa и формирователь 22, который обеспечивает сдвиг на один разряд вправо регистра 15. Сдвиг осуществляется во время паузы между синхроимпульсом fi с помощью частоты f распределителя 11 и при этом формирователь 21 обеспечивает четыре импульса сдвига fa для сдвига одного разряда регистра 15. Если очередная информация, передаваемая информационным импульсом «О, например, в указанном выше примере - четвертый разряд, то соответствующий информационному импульсу синхроимпульс в этот момент получает «Запрет на входе элемента 17, т. е. инверсный нулевой выход счетчика 16 соединен с другим входом элемента 17 и на вход счетчика 20 этот импульс не поступает. ТакиМ образом, после окончания приема в счетчике 20 на капливаются синхроимпульсы, количество которых соответствует сумме значащих цифр в сообщении т. е. контрольной сумме передаваемой информации. Указанным способом информация, передаваемая десятичными разрядами, принимается, расшифровывается записывается и сдвигается до последнего разряда. После приема ш количества информационных импульсов (соответствующих десятичному разряду сообщений), первый этап работы устройства приема и передачи заканчивается и с помощью элементов 13 формируется импульс, запускающий распределитель И, для начала второго этапа, т. е. проверки (контроля) правильности приема информации. Контроль приема осуществляется с помощью распределителя 11. С помощью распределителя 11 значащие цифры регистра 15 последовательно накапливаются в счетчике 18 и сравниваются с содержимым счетчика 20. На,выходе элемента 19 сигнал «О будет в том случае, если содержимое счетчиков 18 и 20 будет одинаковым. Если будет искажение хотя бы одного сннхроили информационного импульса, то на выходе элемента 19 появится сигнал «1. При увеличении или уменьшении количества информационных импульсов за счет помех в информационном канале связи формирователь 22 обнаруживает искажения принятой информации как некомплектное сообщение, а при временном сдвиге (задержке) этого импульса он расщифровывается в приемиой части и записывается в регистр 15 другими «весами, в зависимости от содержимого счетчика 16 соответственно. После запуска элементом 13 первым тактом распределителя 11 содержимое младщего разряда регистра 15 записывается обратным кодом в счетчик 16. Вторым тактом запрещается вход тактирования распределителя 11, запускается формирователь 10 и записанный в счетчик 16 код преобразуется в дополнительный код, т. е. добавляется единица в содержимое счетчика 16. После запуска формирователя 10 частота f2 распределителя 11 получает разрешение на прохождение через входной узел 9 и заполняет счетчик 16 до переполнения. Одновременно эти импульсы через элемент 12 поступают на вход счетчика 18. Сигналом переполнения счетчика 16 запрещается прохождение частоты 12 на формирователе 10 и разрешается формирование тактов распределителя 11. Третьим тактом распределителя 11 запускается формирователь 21, который обеспечивает сдвиг одного (десятичного) разряда регистра 15 вправо и останавливает формирование тактов распределителя 11. После сдвига одного разряда регистра 15 с помощью четвертого сдвигающего импульса формирователя 21 запускается распределитель 11. Распределитель 11 при этом переходит ко второму циклу и формирует первый такт. Выщеуказанная последовательность цикла повторяется для второго разряда регистра 15 и т. д. В конце каждого цикла в содержимое счетчика 18 добавляются значащие цифры данного разряда регистра 15 и после повторения для всех разрядов регистра 15 этого цикла в счетчике 18 лолучается контрольная сумма принятых сообщений, например, для нашего примера она составляет 21. В последнем цикле вторым тактом опрашивается и формируется сигнал «Правильный прием. Если контрольная сумма принятой информации в счетчике 18 не совпадает с содержимым счетчика 20 или принятая информация по ИКС некомплектна, формируется с помощью формирователя 22 игнал «Сбой приема, который в дальнейем можно использовать для автоматичесого повтора передачи сообщений. Формула изобретения Устройство для приема и передачи цифровой информации, содержащее на передающем пункте генератор импульсов, вход которого подключеи к кнопке «Пуск, первый выход генератора импульсов подключен к первому входу первого счетчика импульсов информационные входы которого подключены соответственно к первым входам элементов сравнения, выходы которых подключены соответственно к входам элемента И-ИЛИ, на приемном пункте входной блок,первый выход которого подключен к первому входу первого элемента сравнения и к входу элемента задержки, формирователь импульсов сдвига, первый выход которого подключен к первому входу регистра приема, второй элемент сравнения, второй выход входного блока подключен к первым входам формирователя импульсов сдвига и формирователя импульса конца сообщения, информационный канал связи, подключенный к выходу элемента И-ИЛИ передающего пункта и к первому входу входного блока приемного пункта, и синхронизирующий канал связи, подключенный к первому выходу генератора импульсов передающего пункта и к второму входу входного узла приемного пункта, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности приема и передачи информации и быстродействия устройства, в него введены на передающем пункте формирователь импульсов сдвига, дешифратор сигнала и второй счетчик импульсов, выход которого подключен к второму входу генератора импульсов, выходы дешифратора сигналов подключены соответственно к вторым входам элементов сравнения, выход регистра приема подключен к входу дешифратора сигналов, выход элемента И-ИЛИ соединен с первым входом формирователя сдвига, с вторым входом счетчика импульсов и входом второго счетчика импульсов, второй выход генератора импульсов подключен к второму входу формирователя сдвига, выход которого соединен с первым входом регистра приема, информационные входы которого подключены к источникам информации, кнопка «Пуск приемного пункта подключена к второму входу регистра, приема, на приемном пункте введены формирователь тактов, распределитель импульсов, счетчики импульсов, элемент сравнения, шифратор сигналов, выход которого подключен к второму входу регистра приема, выход которого соединен с первым входом первого счетчика импульсов, первый выход которого соединен с первым входом шифратора сигналов, второй выход первого счетчика импульсов подключен к первому входу второго элемента сравнения. третий выход - к первым входам формирователя тактов и распределителя импульсов, первый выход которого соединен с вторым входом формирователя тактов, второй выход - с вторым входом формирователя импульсов сдвига и третьим входом регистра приема, третий выход - с третьим входом входного блока и вторым входом формирователя импульсов конца сообщения, четвертый выход - с третьим входом формирователя импульсов сдвига, второй выход которого подключен к второму входу распределителя импульсов, первый выход формирователя тактов подключен к четвертому входу входного блока, второй выход - к второму входу первого элемента сравнения, третий выход - к второму входу второго элемента сравнения, выход которого соединен с входом второго счетчика импульсов, выход которого подключен к первому входу третьего элемента сравнения, выход которого соединен с третьим входом формирователя импульсов конца сообщений, первый выход которого подключен к третьему входу распределителя импульсов, выход первого элемента сравнения соединен с входом третьего счетчика импульсов, выход которого подключен к второму входу третьего элемента сравнения, второй выход входного блока соединен с вторыми входами первого счетчика импульсов, щифратора сигналов и четвертым входом распределителя импульсов, первый вход входного блока подключен к третьему входу первого счетчика импульсов, второй вход входного блока подключен к третьему входу второго элемента сравнения, выход элемента задержки подключен к пятому входу распределителя импульсов, второй и третий выходы формирователя импульсов конца сообщения подключены к первому и второму выходам приемной части устройства, первый выход распределителя импульса подключен к четвертому входу формирователя импульсов сдвига. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Таги-заде Ф. Н. Анализ аппаратуры приема-передачи информации в ИИС количественного учета нефтепродуктов в резервуарах. РНТС «Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов, ВНИИОЭИТ, М., № 4, 1979.