Адаптивное устройство для приема информации с удаленных рассредоточенных объектов

 

Изобретение относится к области телемеханики . Цель изобретения - повышение быстродействия устройства. Каналы связи от ги объектов, объединенных в первую группу наиболее важных объектов, и от П2 объектов, составляющих вторую группу, последовательно анализируются с помощью линейных блоков 20,21 и счетчиков фронтов принимаемых кодовых посылок в сообщениях 22 и 24. При заполнении счетчиков 22 и 24 за зачетное время Та, задаваемое таймерами 2 и 3. каналы связи от первой группы объектов подключаются через коммутатор 17 к свободному приемному информационному каналу 5i-5m устройства. В случае занятости всех информационных каналов подключение происходит к тому из них, в котором осуществляется прием информации от объекта второй группы. Каналы связи от второй группы объектов подключаются только к свободным информационным каналам . При отсутствии информации в канале связи, а также если он уже подключен к приемнику, анализируется следующий по порядку канал связи. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4908269/24 (22) 05.02.91 (46) 30.07.93. Бюл. N. 28 (72) В.А.Хлобыстав (56) Авторское свидетельство СССР

М 1783565, кл, G 08 С 19/20, 1991. (54) АДАПТИВНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ПРИЕМА ИНФОРМАЦИИ С УДАЛЕННЫХ

РАССРЕДОТОЧЕННЫХ ОБЪЕКТОВ (57) Изобретение относится к области телемеханики. Цель изобретения — повышение быстродействия устройства. Каналы связи от п1 объектов, объединенных в первую группу наиболее важных объектов, и от п2 объектов, составляющих вторую группу, последовательно анализируются с помощью линейных блоков 20, 21 и счетчиков фронтов

„„5U „„1830542 А1 принимаемых кодовых посылок в сообщениях 22 и 24. При заполнении счетчиков 22 и 24 за зачетное время Т>, задаваемое таймерами 2 и 3, каналы связи от первой группы объектов подключаются через коммутатор 17 к свободному приемному инфоРмационномУ каналУ 51 — 5m УстРойства. В случае занятости всех информационных каналов 51 5m подключение происходит к тому иэ них, в котором осуществляется прием информации от объекта второй группы. Каналы связи от второй группы объектов подключаются только к свободным инфоРмационным каналам 51 — 5m. ПРи отсутствии информации в канале связи, а также если он уже подключен к приемнику, анализируется следующий по порядку канал связи. 1 ил, 1830542 тов, При отсутствии информации — изменений состояния обьекта, в канале связи от него постоянно передаются служебные кодовые комбинации "покоя" с минимальным количеством фронтов кодовых посылок, например; одна "единица" ("1"), остальные—

"нули" ("0"). При изменении состояния от объекта начинают передаваться кодовые комбинации, содержащие большее количество фронтов посылок. Структура кодовых сообщений и взаимное соответствие комбинаций кода и состояний обьектов являются одинаковыми для всех объектов.

Процесс приема информации от объектов обеих групп состоит из трех этапов: поиск канала связи с наличием в нем информации, который не подключен к информационному каналу 51 — 5>, подключение канала связи к информационному каналу 5> — 5 (m < n);

55

Изобретение относится к телемеханике и может найти применение в автоматизированных системах управления технологическими процессами, аппаратуре передачи данных. 5

Цель изобретения — повышение быстро-. действия, На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, первый 2 и второй 3 таймеры, распределитель 4 импульсов, информационные каналы 51-5п1, каждый из которых включает в себя первый 6, второй 7 и третий 8 элементы И, блок 9 приема и 15 контроля, линейный блок 10 и блок 11 памяти. Кроме того, устройство содержит первый

12, второй 13 и третий 14 дешифраторы, первую 15 — 15n> и вторую 15n1+1 15 группы элементов И, первую 161 — 16п1 и вторую 20

16л +> — 16 группы элементов отображения, коммутатор 17, первый 18 и второй 19 блоки сравнения, первый 20 и второй 21 линейные блоки, первый 22 — пятый 26 счетчики, пер- 25 вый 27 — восьмой 34 элементы ИЛИ, первый

35 и второй 36 элементы задержки, четвертый 37 — двенадцатый 45 элементы И и элемент НЕ 46.

Устройство работает следующим обра- 30 зом.

На. информационные входы 1 — n> и п2+ 1 — n коммутатора 17 по каналам связи спорадически поступает информация о состоянии двух групп рассредоточенных объ- 35 ектов, общее количество которых равно и.

Первую группу объектов составляют п1 наиболее важных обьектов, во вторую группу объединены менее важные n2 = и — n> обьексобственно прием и обработка информации.

Поиск каналов связи с наличием информации осуществляется параллельно и непрерывно в обеих группах каналов связи.

Выбор каналов связи для анализа производится с помощью двоичных счетчиков; 23— для первой группы и 25 — для второй группы каналов, Емкости счетчиков 23 и 25 равны п1 и пг = n> — n> соответственно. Количество двоичных каскадов счетчиков 23 и 25 К|и Кг определяются соотношениями:

К1 = (logan >) + 1, К2 = (logan) + 1, Kz К1, где выражения в квадратных скобках — целые числа логарифмов.

Каждое состояние счетчиков 23 и 25 соответствует двоичному коду номера канала связи первой и второй групп, соответственно, причем нумерация каналов (обьектов) сквозная — от1-го до п1и от п +1 до и-го. При поступлении на вход счетчика 23 каждого (n >+1)-ro импульса он переводится в состояние, соответствующее 1-му каналу связи, счетчик 25 с приходом каждого (и-п1+1)-го импульса принимает состояние, соответствующее (п1+1)-му каналу связи и т,д.

Пусть при приходе на вход счетчика 23 очередного импульса он принял состояние, соответствующее номеру l-ro канала связи первой группы (1 i п1). Кроме того, этот импульс действует на первый управляющий вход коммутатора 17, устанавливает в исходное нулевое состояние счетчики 22 и 26 и через элемент ИЛИ 31 открывае элемент

И 37, Двоичный код номера i-го канала через элемент 37 поступает на дешифратор 14, который на своем i-м выходе вырабатывает импульс. Этот импульс поступает на одноименный вход второй управляющей группы входов коммутатора 17. Одновременное действие импульсов на двух управляющих входах коммутатора 17 обеспечивает подключение l-го канала связи к линейному блоку 20, осуществляющему сопряжение с каналом и демодуляцию принимаемых сигналов. Первый счетчик 22 начинает подсчитывать количество фронтов посылок в подключенном канале. Емкость счетчика 22 выбирается исходя из статистических свойств информации от обьектов и времени анализа канала Тв, которое является постоянной величиной и задается таймером 2 путем деления опорной частоты f генератора

1 тактовых импульсов, Коэффициент деления Кд равен:

Тв

К„=Т вЂ”, то где го — длительность периода тактовой последовательности генератора 1.

1830542

Одновременно с началом анализа I-ro канала связи начинается процесс определения того, подключен 1-й канал к какому-либо информационному каналу 5> — 5m или нет.

При занятости информационного канала под прием информации от объекта в его блоке 11 памяти хранится двоичный код номера этого объекта, в противном случае блок 11 свободен. Распределитель 4 импульсов из частоты f генератора 1 формирует m сдвинутых по фазе одна относительно другой тактовых последовательностей, Каждая из этих последовательностей питает свой информационный канал 51 — 5п, поступая на входы блока 9 приема и контроля и элементов И 6-8. С каждым тактом, поступающим на элемент И 7, разрешается выдача в параллельном коде номера канала связи с блока 11 памяти на входы блока 18 сравнения и дешифратора 12, На другие входы блока 18 поступает код I-ro канала связи с выходов счетчика 23. При совпадении кодов номера канала связи на обеих группах входов блока 18 сравнения он вырабатывает импульс длительностью в тактовый импульс, который через элемент ИЛИ

27 сбрасывает таймер 2 в исходное нулевое состояние и через элемент ИЛИ 28 и элемент 35 задержки обеспечивает сброс счетчика 22 и перевод счетчика 23 в следующее состояние, соответствующее (I+1)-му каналу связи и подключение этого канала к линейному блоку 20. Если же i-й канал связи не подключен к какому-либо информационному каналу 5 — 5m, то счетчик 22 продолжает подсчет числа фронтов посылок.

При заполнении счетчика 22 за время, не превышающее Т,, он формирует постоянный сигнал "1" ("есть информация"), который через элемент ИЛИ 27 обнуляет таймер

2, открывает элементы И 38, 43 и 44, а через элемент НЕ 46 закрывает элемент И 41.

Начинается второй этап — выбор информационного канала 5 — 5 . к которому необходимо подключить 1-й канал связи. Сначала производится поиск свободного информационного канала 5i — 5m. Дешифратор 13 последовательно дешифрирует коды номеров каналов связи, записанных в блоках 11, и при свободном блоке 11 формирует на своем отдельном выходе сигнал, длительностью в тактовый импульс, который через элемент ИЛИ 33 поступает на входы элементов И 43 и 42 и на второй вход третьего элемента И 8 каждого информационного канала 5> — 5п . Тактовым импульсом, поступающим в этот момент на первый вход элемента 8, s свободном I-м (1< 1

55 выходе элемента 8 формируется импульс, который разрешает запись кода номера I-го канала связи в блок 11 памяти с выходов счетчика 23 через открытый элемент И 38, а также действует на 1-й вход первой группы управляющих входов коммутатора 17, В блок 11 записывается код 1-ro канала связи.

Импульс с выхода элемента ИЛИ 29 проходит через открытый элемент И 43 на элементы ИЛИ 31 и 28. С выхода элемента 31 импульс действует на управляющий вход элемента И 37, благодаря чему обеспечивается подключение выходов счетчика 23 к дешифратору 14. Результат дешифрирования поступает на I-й вход второй группы управляющих входов коммутатора 17, Одновременное действие импульсов на 1-м входе первой и I-м входе второй групп управляющих входов коммутатора 17 обеспечивает подключение i-ro канала связи к I-му информационному каналу. Тем временем, импульс с выхода элемента ИЛИ 28 проходит на элемент 35 задержки. Спустя время задержки тз1 < то элемент 35 формирует импульс, который: устанавливает счетчики 22 и 26 в исходное нулевое состояние; переводит счетчик 23 всостояние,,соответствующее (!+1)-му каналу связи; действует на первый управляющий вход коммутатора 17; через элемент ИЛИ 31 открывает элемент И 37.

Новое состояние счетчика 23, соответствующее (i+1)-му каналу связи, дешифрируется дешифрэтором 14. Совместное действие импульсов на первом управляющем входе и (I+1)-м входе первой группы управляющих входов коммутатора 17 обеспечивает подключение к линейному блоку

20 (1+1)-го канала связи. Начинается анализ наличия информации в (1+1)-м канале связи.

Таймер 2 после снятия сигнала сброса от счетчика 22 начинает формировать зачетный отрезок времени Та.

В случае занятости всех информационных каналов 5i — 5п осуществляется поиск того из них, к которому подключен канал связи от второй группы объектов. Поскольку опрос блоков 11 памяти всех информационных каналов 5) — 5m происходит за m тактов генератора 1, то с момента заполнения счетчика 22 сигналом с его выхода разрешается прохождение тактовых импульсов генератора 1 через элемент И 44 на вход счетчика 26, емкость которого выбрана. равной m. При занятости всех информационных каналов

5i — 5 счетчик 26 после поступления на его вход m тактовых импульсов формирует по1830542 стоянный сигнал, который поступает на первый вход элемента И 45. На другой вход элемента И 45 через элемент 34 поступают импульсы с второй группы выходов дешифратора13, которые вырабатываются придешифрировании двоичных кодов номеров каналов связи второй группы, хранящихся в блоках 11 памяти информационных каналов

5l — 5 . При появлении первого импульса на выходе элемента 34 он проходит через элемент И 45 и элемент ИЛИ 33 и производит те же действия, что и импульс, вырабатываемый дешифратором 13 при поиске свободного блока 11 памяти информационного канала 51 — 5m. Если же все информационные каналы 5l — 5 подключены к каналам связи первой группы, что может иметь место при nl > m, то состояние счетчиков 22, 23 и

26 не меняется до того момента, пока не освободится какой-.либо информационный канал 5i — 5m. Иначе говоря -й канал связи будет находиться в состоянии ожидания своего подключения к свободному информационному каналу 51 — 5 и.

В случае, когда в i-м канале связи за время Т не зафиксировано наличие информации, таймер 2 вырабатывает импульс, который через элемент ИЛИ 28 и задержки 35 переводит счетчик 23 в состояние, соответствующее номеру (i+1)-го канала связи и обеспечивает подключение этого канала к линейному блоку 20. Начинается анализ (i+1)-го канала связи на наличие в нем информации и определения, подключен этот канал связи к информационному каналу 5l — 5m или нет.

Поиск неподключенных каналов связи второй группы с наличием в них информации осуществляется с помощью линейного блока 21, счетчиков 24, 25, таймера 3. лементов ИЛИ 29, 30, 32, элементов И 39, 42 и второго блока 19 сравнения, которые вы полняют те же функции, что и блоки 20, 22, 23.

2, 27, 28, 31, 37, 43 и 18, соответственно.

Каналы связи второй группы имеют право на подключение только при наличии свободных информационных каналов и в интервалах времени, когда не зафиксировано наличие информации в канале связи первой группы, Это обеспечивается формированием сигнала запрета на входе элемента И 41 путем инвертирования сигнала счетчика 22 элементом НЕ 46. Пока на выходе счетчика

22 присутствует сигнал, запрещается прохождение через элемент И 40 кода номера

J-го(пг+1 < J

15 ционного канала счетчик 25 остается в J-м

40

55 хода элемента ИЛИ ЗЗ, соответствующих наличию свободных информационных каналов 51-5,, через элемент И 42 на элементы

ИЛИ 30 и 32 и далее на элемен г 36 задержки и элемент И 39, соответственно. В результате, счетчик 25 остается в состоянии, соответствующем номеру J-го канала связи до тех пор, пока не снимется запрет со входа элемента И 41, После этого, если не выходе счетчика 24 сформирован сигнал наличия информации в J-м канале связи, этот канал получает право на подключение к имеющемуся свободному информационному каналу

5l — 5m. ПРИ ОтСУтСтВИИ СВОбОДНОГО ИНфОРМасостоянии до тех пор, пока не освободится хотя бы один из каналов 5 — 5m. Процесс же определения факта подключения каналов связи от второй группы происходит так же непрерывно, как и для первой группы объектов. Для исключения неопределенных ситуаций при дешифрировании результатов счетчиков 23 и 25 величина времени задержки гзр элемента Зб выбрана не равной тз, Третий этап, собственно прием и обработка информации от объекта, начинается сразу же после подключения канала связи к инфоРмаЦионномУ каналУ 5l — 5m. КажДый линейный блок 10 в информационном канале осуществляет сопряжение с дуплексным каналом связи и выполняет преобразование сигналов: демодуляцию (прием) и модуляцию (передача). Демодулированные кодовые посылки поступают с выхода блока 10 на блок 9 приема и контроля, а также на внутренний модулятор своего же линейного блока 10, с которого они посылаются по обратному каналу связи на обьект (применяется информационная обратная связь). В блоке 9 осуществляется тактовое и цикловое фазирование и проверяется соответствие принятых кодовых комбинаций помехоустойчивому коду. При каждому llðçâèëьному приеме кодовые комбинации первичного кода считываются в параллельном коде с блока 9 с рабочими тактами информационного канала на входе дешифратора 12. Поскольку рабочие такты информационных каналов 5>-5m разнесены по фазе, то одноименные выходы всех GJloKoB 9 объединены и образуют в совокупности общую шину.

Дешифратор 12 выдает результаты дешифрирования в импульсном виде через элементы И 15) — 15 ) и 15nl+) — 15п на первую

161 — 16, и вторую 16nl 16 группы элементов отображения, соответствующих объектам первой и второй групп. Правильность прохождения информации о состоянии объектов на элементы 161 — 16n обеспечивается

1830542

10 селекцией этого элемента путем подачи сигнала разрешения на управляющий вход соответствующего элемента И 151 — 15л с выходов дешифратора 13, который дешифрирует в данный момент времени двоичный код номера канала связи (объекта), записанного в блоке 11 памяти, По окончании передачи от объекта поступают кодовые комбинации "покоя". С отдельного выхода дешифратора 12 результат ее дешифрирования после селекции рабочим тактом в соответствующем элементе И

6 информационного канала 51 — 5 стирает номер подключенного канала в блоке 11 памяти, что означает готовность информационного канала к приему информации от других объектов.

Объекты второй группы, прием информации от которых был прерван из-за переключения информационного канала 5>-5 ; на канал связи от первой группы объектов, получают впоследствии возможность допринять информацию об их состоянии при наличии свободных информационных каналов.

Таким образом, в устройстве в отличие от аналогов прием и обработка информации от объектов двух групп осуществляется с предоставлением абсолютного приоритета наиболее важным объектам, что позволяет сократить время получения информации от последних. В зависимости от количества объектов в группах и< и п, а также интенсивности появления сообщений от объектов и их длительности, всегда можно выбрать такое количество информационных каналов

m, чтобы при обеспечении высокого коэффициента использования оборудования величина средних задержек при приеме наиболее ценной информации была в единицы-десятки раз меньше, чем для менее важных объектов.

Формула изобретения

Адаптивное устройство для приема информации с удаленных рассредоточенных объектов, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к первым входам первого и второго таймеров и к входу распределителя импульсов, каждый выход которого соединен в соответствующем информационном канале с первыми входами первого, второго и третьего элементов И и блока приема и контроля, второй вход которого соединен с выходом линейного блока, выход первого элемента И подключен к первому входу блока памяти, выходы которого соединены с соответствующими входами второго элемента И, второй вход блока памяти подключен к выходу

55 третьего элемента И в каждом информационном .канале, выход каждого из которых подключен к одноименным управляющим входам первой группы коммутатора, одноименные выходы блоков приема и контроля всех информационных каналов объединены и соединены соответствующими входами первого дешифратора, выход которого подключен к второму входу первого элемента И каждого информационного канала, группа выходов первого дешифратора подключена к объединенным одноименным входам каждого элемента И первой группы элементов

И, выходы каждого элемента И первой группы подключены к одноименным входам соответствующих элементов отображения первой группы, коммутатор, первая и вторая группы информационных входов которого являются входами устройства, информационные выходы коммутатора соединены в каждом информационном канале с входом одноименного линейного блока, одноименные выходы вторых элементов И всех информационных каналов объединены и соединены с соответствующими входами первой группы входов первого блока сравнения и соответствующими входами второго дешифратора, каждый выход первой группы выходов которого подключен к входу соответствующего элемента И первой группы элементов И, первый информационный выход коммутатора через первый линейный блок соединен с первым входом первого счетчика, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом первого таймера, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом первого элемента задержки, выход которого подключен к второму входу первого счетчика, входу второго счетчика и первомууправляющему входу коммутатора, управляющие входы второй группы которого соединены с соответствующими выходами третьего дешифратора, второй вход второго таймера соединен с выходом третьего элемента ИЛ И, выход второго таймера подключен к первому входу четвертого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу второго элемента задержки, вход второго линейного блока соединен с вторым информационным выходом коммутатора, а выход — с первым входом третьего счетчика, выходы второго счетчика соединены с соответствующими входами четвертого и пятого элементов И, управляющий вход четвертого элемента И соединен с выходом пятого элемента ИЛИ, выходы четвертого счетчика соединены с соответствующими входами шестого и седьмого

1830542

Составитель В. Хлобыстов

Техред M. Моргентал Корректор Н. Ревская

Редактор Н. Коляда

Заказ 2523 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101 элементов И., управляющий вход шестого элемента И соединен с выходом шестого элемента ИЛИ, обьединенные одноименные выходы четвертого и шестого элементов И соединены с соответствующими 5 входами третьего дешифратора, одноименные выходы пятого и седьмого элементов И объединены и соединены с одноименными входами группы входов блока памяти в каждом информационном канале, выход треть- 10 его счетчика .соединен с первыми входами третьего элемента ИЛИ и восьмого элемента И, выход второго элемента задержки подключен к вхеду четвертого счетчика, второму входу третьего счетчика, первому 15 входу шестого элемента ИЛИ и является вторым управляющим входом коммутатора, второй вход шестого элемента ИЛИ объединен с вторым входом четвертого элемента

ИЛИ и подключен к выходу девятого эле- 20 мента И, первый вход которого объединен с входом седьмого элемента И, выход первого счетчика подключен к первому входу десятого элемента И, вторые входы первого и второго элементов ИЛИ обьединены, тре- 25 тий вход второго элемента ИЛИ объединен с первым входом пятого элемента ИЛИ, одиннадцатый и двенадцатый элементы И, седьмой элемент ИЛИ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродейст- 30 вия устройства, в него введены второй блок сравнения, пятый счетчик. восьмой элемент

ИЛИ, вторая группа элементов И и вторая группа элементов отображения, элемент

НЕ, первый вход пятого счетчика соединен 35 с выходом первого элемента задержки и объединен с вторым входом пятого элемента ИЛИ, второй вход пятого счетчика подключен к выходу одиннадцатого элемента

И, первый вход которого соединен с выхо- 40 дом генератора тактовых импульсов, второй вход обьединен с входом элемента НЕ, первым входом первого элемента ИЛИ и входом пятого элемента И, выход пятого счетчика подключен к первому входу двенадцатого элемента И, второй вход которого соединен с выходом восьмого элемента

ИЛИ. выход двенадцатого элемента И подключен к первому входу седьмого элемента

ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго дешифратора, каждый выход второй группы выходов которого подключен к входу соответствующего элемента И второй группы элементов И и соответствующим входом восьмого элемента ИЛИ, выход седьмого элемента ИЛИ подключен к вторым входам десятого и девятого элементов

И и второму входу третьего элемента И в каждом информационном канале, входы каждого элемента И второй группы элементов И соединены с соответствующими выходами первого дешифратора, выходы каждого элемента И второй группы элеменТоВ И подключены к соответствующим входам элементов отображения второй группы, второй вход третьего элемента ИЛ И объединен с третьим входом четвертого элемента

ИЛИ и соединен с выходом второго блока сравнения, входы первой группы второго блока сравнения объединены с одноименными входами седьмого элемента И, входы второй группы второго блока сравнения объединены с одноименными входами второго дешифратора, входы второй группы первого блока сравнения объединены с соответствующими входами пятого элемента

И, выход элемента HE соединен с вторым входом восьмого элемента И, выход которого подключен к первому входу девятого элемента И, выход десятого элемента И соединен с первым входом пятого элемента

ИЛИ.