Адаптивное устройство для приема информации с рассредоточенных объектов
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 сообщения. Приоритет первой группе объектов обеспечивается объединением выходных управляющих сигналов входных блоков элементом ИЛ и подачей сформированного им сигнала запрета на элементы И. 2 з.п.ф-лы, 3 ил. СП С
союз советских
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 6 08 С 19/28
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ т 1.." i k. ji .4 ттт т" т ° . 4 ь
ОО
О (21) 4929269/24 (22) 19.04.91 (46) 07.04.93. Бюл. М 13 (72) В.А;Хлобыстов (56) Авторское свидетельство СССР
N 1695355, кл. G 08 С 19/28, 1990. (54) АДАПТИВНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ
ПРИЕМА ИНФОРМАЦИИ С РАССРЕДОТОЧЕННЫХ ОБЪЕКТОВ (57) Изобретение относится к телемеханике.
Цель изобретения — повышение быстродействия, информационной гибкости и надежности сбора информации о состоянии и удаленных рассредоточенных объектов, объединенных в две группы. Первую группу составляют п1 объектов с более высокой ин-, формационной активностью, во вторую группу обьединены остальные fl A1 объектов. Объектам первой группы предоставляется. преимущество при подключении соответствующих им входных блоков через коммутатор к приемным информационным
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
„„. Ж„„1807509 А1 каналам. Информация от объектов поступает по каналам связи операдически. С помощью таймера непрерывно формируются зачетные временные интервалы времени
Т, втечение 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 и, через дешифратор последовательно опрашивает элементы И, При сбвпадении импульса опроса с сйгналом "1" наличия информации на другом входе элемента происходит остановка счетчика и подключение соответствующего входного блока через коммутатор к свободному информационному каналу для обработки принимаемого сообщения, Приоритет первой группе объектов обеспечивается объединением выходных управляющих сигналов входных блоков элементом ИЛИ-HE и подачей сфор- мированного им сигнала запрета на элементы И. 2 з.п.ф-лы, 3 ил. в . V
31 3n1 И 3n1+1 Зп, раСПрЕдЕЛИтЕЛЬ4 ИМпульсов, информационные каналы 51-5, коммутатор6, первый 7, второй8итретий9 О дешифраторы, первую 101 10п1 вторую
10n) +1 -1On, третью 1.11 1inr и четвертую, )ьь
11n1+ 1-11п группы элементов И, элементы
121-12,1 И 12n1+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 вЂ” НЕ 20.
В состав каждого входного блока (фиг.2) входят линейный блок 21, элемент ИЛИ 22, счетчик 23 и триггер 24, 1807509
Каждый информационный канал 5>-5» (фиг.3) содержит с первого по третий элементы И 25 — 27, блок 28 приема и контроля и блок 29 памяти.
Выход генератора 1 тактовых импульсов соединен с входом таймера 2, распределителя 4 импульсов и элемента И 18. Выход таймера 2 соединен с первым управляющим входом каждого входного блока З - 3», 3 + < - 3» первые информационные вход и
10 выход которого являются соответственно входом и выходом первой (1-п1) и второй (ni+1-n) групп объектов, Вторые информационные входи выход каждого входного блока соединены соответственно с одноименными информационными выходом второй группы и входом первой группы входов коммутатора. Распределитель 4 импульсов имеет m выходов (m
3»1+ i - 3» СОЕДИНЕНЫ С ПЕРВЫМИ ВХОдаМИ одноименных элементов И четвертой группы 11, + 1 — 11,. В ы ходы всех элементов
111 11»1 и 11»1+1 11n через элемент ИЛИ
14 соединены с входом элемента НЕ 19 и первым входом элемента И 17, второй вход которого соединен с отдельным выходом дешифратора 8. Выход элемента И 17 соединен с . объединенными вторыми управляющими входами информационных каналов 5 — 5m и первым входом первого элемента ИЛИ 13. Выход элемента НЕ 19 подключен к первому входу элемента И 18, выход которого соединен со вторым входом элемента ИЛИ 13. Выход элемента ИЛИ 13 через элемент 15 задержки соединен со входом счетчика 16, выходы которого подключены к адресным входам каждого информационного канала и входам третьего дешифратора 9. Дешифратор 9 имеет две группы выходов. Выходы первой группы соединены с одноименными управляющими входами второй группы коммутатора 6 И вторыми входами одноименных элементов И третьей групп 11»-11»1, Выходы второй группы дешифратора 9 соединены с одноименными управляющими входами третьей группы коммутатора 6 и. вторыми входами одноименных элементов
И четвертой группы 11» + > — 11» В каждом входном блоке 3> — 3» первые вход и выход линейного блока 21 являются соответственно первыми информационными входом и выходом, а второй вход и второй выход— вторыми информационными входом и выходом входного блока. Второй вход блока 19 подключен ко входу счетчика 23, вход сброса которого соединен с выходом элемента
ИЛИ 22. Первый и второй входы этого элемента являются соответственно первым и вторым. управляющими входами входного блока. Выход счетчика 23 подключен ко входутриггера 24, вход сброса которого.соединен со вторым входом элемента ИЛИ 22.
Выход триггера 24 подключен к третьему входу элемента ИЛИ 22 и является управляющим выходом входного блока.
В каждом информационном канале
5>-5» первые входы первого 25 и второго 26 элементов И, блока 28 приема и контроля и
1807509 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 канала. 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, информационными и адресными выходами и адресными входами информационного канала.
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 31 — Çn и 51-5m на фиг. 1;
Устройство работает следующим образом
На первые информационные входы блоков 31 — Зл1 и Зл1+1- Зп по каналам связи сйорадически поступает информация о состоянии объектов первой и второй групп, соответственно. При отсутствии информа ции — изменений состояния объекта — в канале связи от него постоянно передаются сигналы одной полярности "0" 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 обьектов одинакова. Каждый входной блок
31-Зл 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 Т> 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. Коэффициент деления Кд равен:
Та
К„=Т. f =—
Таймер 2 через интервалы времени Т каждый раз устанавливает счетчик фронтов сигналов во входных блоках 31 — 3 в начальное состояние, Если за время Т < Та в 1-м (1) или j-м (n +1 < j <и) канале свя5 зи, соответственно первой или второй группы, обнаружено наличие информации, то на управляющем выходе соответствующего входного блока 3i (Зо формируется постоян ный сигнал уровня "1". Импульсы с выхода 10 генератора 1 поступают также на входы элемента И 18 и распределителя 4 импульсов, который формирует m тактовых последовательностей, обеспечивающих работу инфор15 мационных каналов 51 — 5m. При отсутствии сигналов "1" наличия информации на управляющих выходах блоков 31 — 3,1 и 3n) +1Зл на выходах элементов И 111 — 11 1 20 и11,1+1 — 11л. формируются сигналы уровня "0". 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 счетчика 16. Емкость счетчика равна и, а количество двоичных каскадов L равно logan (если logan — дробное число, то L-(!О92п1+1, где выражение в квад0 ратных скобках — целая часть логарифма), Каждое состояние счетчика 16 соответствует двоичному коду номера канала связи. Этот код дешифрируется дешифратором 9. Сигналы с выходов дешифратора 9, соответ35 ствующих HGMepGM KGHBnoB связи (объектов) первой группы, поступают на входы элементов И 111- 11 1 Элементы И 11л1+ 111> соответствуют номерам каналов второй группы. При совпадении сигналов на обоих входах какого-либо элемента И 11- 11>1 например элемента третьей группы 11, что имеет место при наличии сигнала "1" на управляющем выходе l-ro входного блока, элемент 11 формирует сигнал, который про45 ходит через элемент ИЛИ 14. Этот сигнал инвертируется элементом НЕ 19 и запрещает дальнейшее прохождение тактовых импульсов генератора 1 через элемент И t8 на счетчик 16, который запоминает состояние, 50 сОответствующее номеру l-го канала связи. С этого момента начинается этап поиска . свободного информационного канала 5> — 5m и подключения к нему через коммутатор 6. вторых информационных выхода и входа 1го входного блока (m 1807509 при каждом поступлении на тактовый вход информационного канала 5 — 5m импульсов с соответствующего выхода распределителя 4. При наличии е-го (1 8 m) свободного информационного канала дешифратор 8 на своем отдельном выходе формирует сигнал длительностью в тактовый импульс, который через открытый элемент И 7 поступает на вторые управляющие входы информационных каналов 5 — 5m и на вход элемента ИЛИ 13, В е-м информационном канале после селекции управляющего сигнала осуществляется запись и запоминание кода номера i-го канала связи, поступающего по адресным входам со счетчика 16. Кроме того, на управляющем выходе е-ro 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 1-м входе второй группы управляющих входов коммутатора 6 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 < т,> элемент 15 формирует импульс, который переводит счетчик 16 в состояние, соответствующее (i+1)-му каналу связи. В случае занятости всех информационных каналов 5i — 5m счетчик 16 остается в состоянии, соответствующем номеру i-го канала связи до тех пор, пока не освободится хотя бы один из каналов 5 -5m. После подключения i-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 i-ro входного блока и через его модулятор — в с братный 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 Кразрядного кода параллельно считываются на вход первого дешифратора 7. Поскольку рабочие такты информационных каналов 5 -5m разнесены по фазе, то одноименные выходы групп информационных выходов каналов 51-5, так же, как и адресные выходы от них, образуют общую шину. Дешифратор 7 выдает результаты дешифрирования через элементы И 101 — 10,, 10n) + 1 — 10, на элементы 121 — 12ni и 12в +1 — 12п отображения. Правильное прохождение информации на элементы 121 12n) и 12, +) — 12n обеспечивается селекцией этого элемента путем подачи разрешающего сигнала на управляющий вход соответствующего элемента И 101 — 10щ, 10n) +1 — ipn с выхо- дов первой и второй групп дешифратора 8, который дешифрирует в данный момент времени двоичный код номера канала связи 15 (входного блока), записанный в памяти информационного канала 51-5m. Одновременно импульс с выхода дешифратора 8 поступает на второй управляющий вход одноименного входного блока 3 — 3n1 и 2р 3n) +1 - 3 и переводит его в начальное состояние, Тем самым, обеспечивается исключение из процесса анализа наличия информации и подключения тех каналов связи, которые уже подключены к информа25 ционным каналам 5> — 5m. Первый же импульс сброса формируется спустя время т, после подключения канала связи к свободному информационному каналу 51 5m, т.е. практически мгновенно по сравнению 30 со скоростью передачи информации в канале связи и временем анализа Т . По окончании передачи информации от объектов поступают кодовые комбинации "покоя", которые также дешифрируются де35 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 40 канала связи. С этого момента соответствующий информационный канал 51 — 5m готов к подключению очередного канала связи. Приоритет объектам первой группы обеспечивается путем объединения выход- . 45 ных управляющих сигналов входных блоков 31 — Зп элементом ИЛИ вЂ” HE 20 и подачей сформированного им сигнала запрета на элементы И 11щ +1 11д соответствующие объектам второй группы. В этом случае счет50 чик 16 с состояния, соответствующего (п +1)-му каналу связи, до и-го работает "вхолостую", т.е. даже при наличии управляющих сигналов на выходах входных блоков подключение их к информационным кана55 лам 5>-5m исключается. Как только сигнал запрета снимается со входов элементов И 11ni + >-11n разрешается опрос и подключение каналов связи второй группы к инфор1807509 10 мационным каналам 51 — 5m аналогичным способом, как и для первой группы каналов. В предложенном варианте входного блока 3 (фиг,2) подсчет числа фронтов принимаемых кодовых посылок осуществляется 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 управляющий выход и одновременно через элемент ИЛИ 22 сбрасывает счетчик 23 в нулевое состояние, Сброс триггера 24 в исходное состояние происходит и ри поступлении 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 управляющий вход). В информационном канале 5 (фиг,3) кодирование сообщения поступают по информационному входу на блок 28 приема и контроля, в котором осуществляется тактовое и цикловое фазирование, проверка принимаемых кодовых комбинаций на соответствие помехоустойчивому коду, снятие избыточных разрядов кода и выдача Кразрядных комбинаций первичного кода по информационным выходам. Рабата блока 28 обеспечивается тактовыми импульсами, поступающими по тактовому входу информационного канала. Этими же тактовыми импульсами осуществляетсл тактовая селекция 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 элемента И 26 также поступает на управляющий выход информационного канала 5. Блок 29 памяти в простейшем варианте может состоять из L триггеров памяти, на вход каждого триггера поступают импульсы по соответствующей шине адресных входов информационного канала. 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- во сокращает время поиска канала связи с наличием информации в 1 — n 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 свобод15 25 информационных каналов и входам первого 35 50 5 10 ным 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 обьектов. Формула изобретения 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 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 каналов, выходы первой и второй групп каждого из которых подключены соответственно к одноименным входам второго и третьего дешифрато ров, о т л и ч а ющ е е с я тем; что, с целью повышения быстродействия, информационной гибкости и надежности, в него введены входные блоки, вторая, третья и четвертая группы элементов И, элемент ИЛИ вЂ” 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 соот1807509 12 ветственно 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 5 и четвертой групп, выходы nepaoro дешифратора подключены к вторым входам соответствующих элементов И третьей и четвертой группы, выходы которых соединены с соответствующими входами второго 10 элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И и через элемент Н Е вЂ” с первым входом второго элемента И, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, выход 15 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 20 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 25 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- 30 ч а ю щ е е с я 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, о т л и ч а ю щ е ес 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. 1807509 1807509 УФР 6sip усР 7оь Аю j Составитель В. Хлобыстов Редактор C. Кулакова Техред M.Mîðråíòàë Корректор H. Милюкова Заказ 1382 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101
