Устройство для опроса информационных датчиков

 

Изобретение относится к области связи, а именно к устройствам оперативного сбора и обработки телеметрической информации, и может быть использовано для автоматического опроса различных информационных датчиков. Устройство содержит генератор тактовых импульсов, n информационных датчиков, n узлов опроса и линию связи, в состав каждого узла опроса входят триггер, первый и второй элементы И, преобразователь сигналов, содержащий элемент задержки и сумматор по модулю два. Техническим результатом является уменьшение сложности конструкции устройства для опроса информационных датчиков, которое достигается путем введения в состав устройства для опроса информационных датчиков дополнительно ключевого элемента, двух элементов ИЛИ и триггера, а в состав каждого узла опроса - формирователя выходной кодограммы и дополнительного элемента задержки, при соответствующем схемном соединении их между собой и с остальными составными частями устройства. 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области связи, а именно к устройствам оперативного сбора и обработки телеметрической информации, и может быть использовано для автоматического опроса различных информационных датчиков.

Известно "Устройство для опроса информационных датчиков" [1], содержащее генератор тактовых импульсов, триггер, элемент ИЛИ и n узлов опроса, каждый из которых содержит два ждущих мультивибратора, блок обработки информации, клапан, преобразователь кода, блок учета времени обработки информации, триггер и два элемента И. Основным недостатком этого устройства является то, что формируемая им на передачу кодограмма не содержит адресов датчиков, информация с которых передается в линию связи.

За прототип изобретения принято "Устройство для опроса информационных датчиков" [2], содержащее генератор тактовых импульсов, делитель импульсов, состоящий из счетчика импульсов и элемента И, n узлов опроса, каждый из которых в своем составе содержит преобразователь сигнала, два триггера, три элемента И, два элемента И-НЕ, регистр сдвига, элемент совпадения, управляемое коммутируемое устройство и преобразователь сигналов, состоящий из линии задержки и сумматора по модулю два. Это устройство обеспечивает передачу в линию связи, помимо информации, выдаваемой датчиком, изменившим свое состояние, также стартового импульса, адреса соответствующего датчика и стопового импульса.

Основным недостатком устройства-прототипа является значительная сложность его конструкции, обусловленная наличием большого количества составных элементов.

Целью данного изобретения является уменьшение сложности конструкции устройства для опроса информационных датчиков.

Поставленная цель достигается путем введения в состав устройства для опроса информационных датчиков, содержащего генератор тактовых импульсов и n узлов опроса, дополнительно ключевого элемента, двух элементов ИЛИ и триггера, а в состав каждого узла опроса, содержащего преобразователь сигналов, триггер и два элемента И, дополнительно формирователя выходной кодограммы и элемента задержки, при соответствующем схемном соединении их между собой.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием дополнительных элементов при соответствующем схемном решении. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение заявляемого устройства с другими аналогичными техническими решениями показывает, что наличие в подобных устройствах генераторов тактовых импульсов и узлов опроса, содержащих преобразователь сигналов, триггер и два элемента И, известно.

Однако благодаря дополнительному введению в состав устройства двух элементов ИЛИ, одного триггера и ключевого элемента, а в состав каждого узла опроса - формирователя выходной кодограммы и элемента задержки, при соответствующем схемном соединении их между собой и с другими элементами устройства, в заявляемом устройстве появляются новые свойства, заключающиеся в существенном упрощении сложности его конструкции. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "существенные отличия".

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства для опроса информационных датчиков, где обозначены: 1 - генератор тактовых импульсов; 2 - информационные датчики (2₁-2_n); 3 - узлы опроса (3₁-3_n); 4 - преобразователь сигналов; 5 - триггер; 6 - первый элемент И; 7 - второй элемент И; 8 - элемент задержки; 9 - сумматор па модулю два,
10 - линия связи;
11 - первый элемент ИЛИ;
12 - второй элемент ИЛИ;
13 - дополнительный триггер;
14 - ключевой элемент;
15 - формирователь выходной кодограммы;
16 - дополнительный элемент задержки.

Каждый узел 3 опроса имеет по два входа и четыре выхода.

Каждый первый 6 и второй 7 элементы И имеет по два входа.

Первый 11 и второй 12 элементы ИЛИ имеют по n входов.

Каждый формирователь 15 выходной кодограммы имеет два входа - информационный и управляющий, и один выход.

Составные части, образующие предлагаемое устройство, соединены между собой следующим образом.

Преобразователь 4 сигналов, являющийся составной частью каждого узла 3 опроса, содержит в своем составе элемент 8 задержки и сумматор 9 по модулю два. Вход преобразователя сигналов представляет собой соединенные друг с другом вход элемента 8 задержки и первый вход сумматора 9 по модулю два. Выход элемента 8 задержки соединен со вторым входом сумматора 9 по модулю два. Выход сумматора 9 по модулю два является выходом преобразователя 4 сигналов.

Выход каждого информационного датчика 2 соединен с первым входом соответствующего узла 3 опроса, представляющим собой соединенные друг с другом вход преобразователя 4 сигналов и информационный вход формирователя 15 выходной кодограммы.

Внутри каждого узла 3 опроса выход преобразователя 4 сигналов соединен с первым входом триггера 5, первый выход которого соединен с первым входом первого элемента И 6, а второй выход - с первым входом второго элемента И 7.

Соединенные между собой вторые входы первого 6 и второго 7 элементов И являются вторым входом соответствующего узла 3 опроса.

Выход каждого формирователя 15 выходной кодограммы является первым выходом соответствующего узла 3 опроса, все они соединены с линией 10 связи.

Выход каждого второго элемента И 7 является вторым выходом соответствующего узла 3 опроса.

Соединенные между собой выход первого элемента И 6, второй вход формирователя 15 выходной кодограммы и вход второго элемента 16 задержки каждого узла 3 опроса являются третьим выходом соответствующего узла 3 опроса.

Соединенные между собой выход дополнительного элемента 16 задержки и второй вход триггера 5 являются четвертым выходом соответствующего узла 3 опроса.

Выход генератора 1 тактовых импульсов соединен с информационным входом ключевого элемента 14, выход которого соединен со вторым входом первого узла 3 опроса. Второй выход каждого, кроме последнего, т.е. n-го, узла 3 опроса соединен со вторым входом последующего узла 3 опроса.

Третий выход каждого узла 3 опроса соединен с соответствующим входом первого элемента ИЛИ 11, выход которого подключен к первому входу дополнительного триггера 13.

Четвертый выход каждого узла 3 опроса соединен с соответствующим входом второго элемента ИЛИ 12, выход которого подключен ко второму входу дополнительного триггера 13.

Выход дополнительного триггера 13 подключен к управляющему входу ключевого элемента 14.

Работает предлагаемое устройство для опроса информационных датчиков следующим образом.

В исходном состоянии, когда все информационные датчики 2 выдают неизменную информацию, триггеры 5 каждого узла 3 опроса находятся в положении, при котором с их первого выхода на первый вход первого элемента И 6 поступает нулевой потенциал, а со второго выхода на первый вход второго элемента И 7 поступает разрешающий потенциал.

Дополнительный триггер 13 находится в положении, при котором разрешающий сигнал с его выхода поступает на управляющий вход ключевого элемента 14. В результате всего этого тактовые импульсы с выхода генератора 1 тактовых импульсов проходят через ключевой элемент 14 и далее последовательно через вторые элементы И 7 всех n узлов 3 опроса, не производя при этом никаких действий. Неизменная информация с выхода информационных датчиков 2, поступая на первый вход сумматора 9 по модулю два непосредственно, а на второй его вход, пройдя через элемент 8 задержки, обуславливает отсутствие выходного сигнала на выходе сумматора 9 по модулю два, а следовательно, и на выходе преобразователя 4 сигналов.

Информация, поступающая с выхода каждого информационного датчика 2 на первый вход соответствующего формирователя 15 выходной кодограммы, соответствующим образом кодируется в нем и добавляется стартовой посылкой, адресом (номером) информационного датчика и стоповой посылкой, в результате чего образуется выходная кодограммы, которая при отсутствии сигнала на управляющем входе формирователя 15 выходной кодограммы остается в нем.

Как только на выходе какого-либо информационного датчика 2 произойдет изменение выходной информации, то, помимо того, что в формирователе 15 выходной кодограммы соответствующего узла 3 опроса будет сформирована кодограмма с новой информационной частью, появится выходной сигнал на выходе сумматора 9 по модулю два преобразователя 4 сигналов, который, поступая на первый вход триггера 5, вызывает его срабатывание, в результате чего первый элемент И 6 откроется, а второй элемент И 7 закроется.

В результате этого ближайший тактовый импульс генератора 1 тактовых импульсов не поступит на вход очередного узла 3 опроса, а, пройдя через открывшийся первый элемент И 6, поступит на управляющий вход формирователя 15 выходной кодограммы, на вход дополнительного элемента 16 задержки и, пройдя через первый элемент ИЛИ 11, поступит на первый вход дополнительного триггера 13, вызывая его срабатывание, а следовательно, и закрытие ключевого элемента 14 для прохождения через него последующих тактовых импульсов с выхода генератора 1 тактовых импульсов.

В результате поступления на второй вход формирователя 15 выходной кодограммы управляющего импульса осуществляется передача соответствующей кодограммы в линию 10 связи.

Дополнительный элемент 16 задержки осуществляет задержку поступившего на него импульса на время передачи выходной кодограммы, - импульс с его выхода поступает на второй вход триггера 5, переводя его в исходное состояние, в результате чего первый 6 элемент И закроется для прохождения через него тактовых импульсов, а второй 7 элемент И откроется, а проходя через второй элемент ИЛИ 12 поступает на второй вход дополнительного триггера 13, переводя его в исходное состояние и открывая тем самым ключевой элемент 14 для прохода тактовых импульсов с выхода генератора 1 тактовых импульсов на вход первого узла 3 опроса и все последующие. Устройство перешло в исходное состояние и ожидает очередного изменения информации на выходе любого из информационных датчиков 2.

В случае, если изменение выходной информации произошло одновременно на нескольких информационных датчиках 2, передача в линию 10 связи соответствующих кодограмм будет осуществляться согласно последовательности расположения узлов 3 опроса относительно генератора 1 тактовых импульсов.

Из приведенного описания видно, что предложенное устройство в полном объеме осуществляет выполнение тех же функций, что и прототип, однако отличается от него значительно меньшим количеством составных элементов.

Следовательно, можно сделать вывод, что цель, поставленная перед предлагаемым изобретением, - уменьшение сложности конструкции устройства для опроса информационных датчиков - достигнута.

Предложенное устройство может найти применение при создании различных комплексов оперативного сбора и обработки телеметрической информации для управления различными действующими сложными системами и процессами.

Технико-экономический эффект, обусловленный применением предложенного устройства, заключается в уменьшении сложности, а следовательно, и стоимости, а также повышении надежности устройств для съема информации с различных информационных датчиков.

Количественная величина ожидаемого технико-экономического эффекта от использования предложенного устройства зависит в первую очередь от назначения и важности контролируемых объектов и его технического исполнения; ее определение возможно только после внедрения предложенного устройства на конкретных системах и объектах.

Источники информации
1. А.с. СССР N 1429346, МКИ H 04 Q 9/14, 1986, БИ N 5.

2. А.с. СССР N 1704291, МКИ H 04 Q 9/14, 1992, БИ N 1 (прототип).

Формула изобретения

Устройство для опроса информационных датчиков, содержащее генератор тактовых импульсов, n информационных датчиков, n узлов опроса и линию связи, в состав каждого узла опроса входят триггер, первый и второй элементы И, и преобразователь сигналов, содержащий элемент задержки и сумматор по модулю два, при этом выход каждого информационного датчика соединен со входом элемента задержки и первым входом сумматора по модулю два преобразователя сигналов соответствующего узла опроса, выход элемента задержки соединен со вторым входом сумматора по модулю два, выход которого соединен с первым входом триггера, выходы которого соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены между собой и с выходом второго элемента И предыдущего узла опроса, отличающееся тем, что в состав устройства дополнительно введены ключевой элемент, первый и второй элементы ИЛИ, и дополнительный триггер, а в состав каждого узла опроса введены формирователь выходной кодограммы и дополнительный элемент задержки, при этом выход генератора тактовых импульсов соединен с информационным входом ключевого элемента, управляющий вход которого соединен с выходом дополнительного триггера, а выход соединен со вторыми входами первого и второго элементов И первого узла опроса, выход каждого информационного датчика соединен с информационным входом формирователя выходной кодограммы соответствующего узла опроса, выход каждого формирователя выходной кодограммы соединен с линией связи, выход первого элемента И каждого узла опроса соединен с управляющим входом формирователя выходной кодограммы и с входом дополнительного элемента задержки своего узла опроса и с соответствующим входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом дополнительного триггера, выход каждого дополнительного элемента задержки соединен со вторым входом триггера своего узла опроса и с соответствующим входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен со вторым входом дополнительного триггера.

РИСУНКИ

Рисунок 1