RU1807509C - Адаптивное устройство дл приема информации с рассредоточенных объектов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к телемеханике. Цель изобретени  - повышение быстродействи , информационной гибкости и надежности сбора информации о состо нии п удаленных рассредоточенных объектов, объединенных в две группы. Первую группу составл ют m объектов с более высокой инт формационной активностью, во вторую группу объединены остальные n-щ объектов . Объектам первой группы предоставл етс , преимущество при подключении соответствующих им входных блоков через коммутатор к приемным информационным каналам. Информаци  от объектов поступает по каналам св зи операдически. С помощью таймера непрерывно формируютс  зачетные временные интервалы времени Ti, в течение которых во входных блоках производитс  анализ наличи , информации в каналах св зи с выдачей управл ющего сигнала 1 в случае ее обнаружени . Двоичный счетчик 16, емкость которого равна п, через дешифратор последовательно опрашивает элементы И, При совпадении импульса опроса с сигналом 1 наличи  информации на другом входе элемента происходит остановка счетчика и подключение соответствующего входного блока через коммутатор к свободному информационному каналу дл  обработки принимаемого со- общени . Приоритет первой группе объектов обеспечиваетс  объединением выходных управл ющих сигналов входных блоков элементом ИЛ и подачей сфор- мированного им сигнала запрета на элементы И. 2 з.п.ф-лы, 3 ил. СП С

Description

Изобретение относитс  к телемеханике и может найти применение в автоматизированных системах управлени  технологическими процессами, аппаратуре передачи данных.

Цель изобретени  - повышение быстродействи , информационной гибкости и надежности .

На-фиг. 1 показана функциональна  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - входной блок; на фиг. 3 - информационный канал.

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, таймер 2, входные блоки

3t-3m и Зщ-И - Зп, распределитель4 импульсов , информационные каналы 5i-5m, коммутатор 6, первый 7, второй 8 и третий 9 дешифраторы, первую Юг lOni вторую Ющ+1 -Юп.третью 1.11-11щ и четвертую : 11п1 -И-11п группы элементов И, элементы 12i- I2n-i и 12щ +1 12п отображени , 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-НЕ20.

В состав каждого входного блока (фиг.2) вход т линейный блок 21, элемент ИЛИ 22, счетчик 23 и триггер 24.

00

о VI

СП

о ю

31807509 4

Каждый информационный канал 5i-5mотображени  12i- 12гц и 12ni + 1-12п Управ- (фиг.З) содержит с первого по третий эле-л ющие выходы выходных блоков первой менты И 25-27, блок 28 приема и контрол группы , соединены с первыми входа- и блок 29 пам ти.ми одноименных элементов И третьей труп- Выход генератора 1 тактовых импуль- Ьпы 11r-11tl1 и через элемент ИЛИ-НЕ 20 с сов соединен с входом таймера 2 распреде-объединенными входами элементов И чет- лител  4 импульсов и элемента И 18. Выходвертой группы 11щ +1 - 11„; Управл ю- таймера 2 соединен с первым управл ющим

входом каждого входного блока 3i- 3nl,щие ВЫХ°ДЫ ВХОДНЫХ бЛ°К°В ВТ°Р°И ФУППЫ

„ 1ПЗги+1 - 3П1 соединены с первыми входами

3ni-Н-3П первые информационные вход и У- г ,

одноименных элементов И четвертой групвыход которого  вл ютс  соответственноПы 11щ +1 11п. Выходы всех элементов входом и выходом первой (1-ni) и второй.. ,, ... ..., (пм-п) групп объектов. Вторые информаци- 11l ми-11П1+i-11n. через элемент ИЛ И онные вход и выход каждого входного блока ,14 соединены с входом элемента НЕ 19 и соединены соответственно с одноименны- 15первым входом элемента И 17, второй вход ми информационными- выходом второйкоторого соединен с отдельным выходом де- группы и входом первой группы входов ком-шифратора 8. Выход элемента И 17 еоеди- мутатора. Распределитель4 импульсов име-нен с объединенными вторыми ет m выходов (), каждый выход -.управл ющими входами информационных подключен к тактовому входу одноименного 2иканалов 5i-5m и первым входом первого информационного канала 5i-5m. Каждый изэлемента ИЛИ 13. Выход элемента НЕ .19 каналов 5i-5m имеет, кроме того, информа-подключен к первому входу элемента И 1.8, ционный вход, первый и второй управл ю1ВЫХ°Д которого соединен со вторым входом щий входы, группу адресных входов, гоуппу .элемента ИЛИ 13. Выход элемента ИЛИ 13 адресных и группу информационных выхо- через элемент 15 задержки соединен со входов . Информационный вход блока 5i-5ffl со-А°м счетчика 16. выходы которого подкл.ю- единен с одноименным выходом первойчены к адресным входам каждого группы информационных выходов коммута-информационного канала и входам третьего тора 6 и его же одноименным входом второй. .дешифратора 9. Дешифратор 9 имеет две группы информационных входов. Управл - JUгруппы выходов. Выходы первой группы со- ющий выход блока 5i-5m соединен с одно-:единены с одноименными управл ющими именным входом первой группывходами второй группы коммутатора 6 и вто- управл ющих входов коммутатора 6. Одно-Рыми входами одноименных элементов И именные выходы групп информационных третьей групп 11п-11щ. выходов информационных каналов 5i-5mВыходы второй группы дешифратора 9 .объединены и соединены со входами перво-соединены с одноименными управл ющими го дешифратора 7, а одноименные выходывходами третьей группы коммутатора 6 и. групп адресных выходов каналов 5i-5m объ-вторыми входами одноименных элементов единены и соединены со входами второго .И четвертой группы 11 ni +1 - Ип В каждом дешифратора 8. Отдельный выход дешифра-входном блоке 3i-3n первые вход и выход тора 7 подключен к объединенным первымлинейного блока 21  вл ютс  соответствен- управл ющим входам информационных ка-но первыми информационными входом и налов m, вторые управл ющие входывыходом, а второй вход и второй выход - которых также объединены и подключены к .вторыми информационными входом и выхо- выходу первого элемента И 17 и первомудом входного блока. Второй вход блока 19 входу элемента ИЛИ 13. Дешифратор 7 име-подключен ко входу счетчика 23, вход сбро- ет группу выходов, которые параллельноса которого соединен с выходом элемента подключены ко входам первой IOi-Ющ иИЛИ 22. Первый и второй входы этого эле- второй 10П1+1-1 On групп элементов И. Де- 50мента  вл ютс  соответственно первым и шифратор 8 имеет две группы выходов, ко-вторым управл ющими входами входного торые соединены соответственно сблока. Выход счетчика 23 подключен ко вхо- управл ющими входами одноименных эле-ду триггера 24. вход сброса которого, соеди- ментовИ 101- 10П1 и ТОщ +i-10n вторымииен со вторым входом элемента ИЛИ 22. управл ющими входами одноименных 55Выход триггера а подключен к третьему входных блоков 3,- Зщ , Зщ +1 - ЗпВыхо-BX°W элемента ИЛИ 22 и  вл етс  управл . пющим выходом входного блока. ,

ды каждого из элементов I0i- в каждом информационном канале 10nin1pn1+..i-10n подключены к соответст- - 5l-5m первые входы первого25 и второго26

вующим входам одноименных элементовэлементов И, блока 28 приема и контрол  и

вход третьего элемента И 27 объединены и  вл ютс  тактовым входом информационного канала. Вторые входы блока 28 и элементов И 25 и 26  вл ютс  соответственно информационным, первым и вторым управл ющими входами информационного кана- ла. Выходы элементов 25 и 26 соединены соответственно с первым и вторым входами блока 29 пам ти, выходы которого соединены со входами третьего элемента И 27. Выход элемента И 25, выходы блока 28 приема и контрол , выходы элемента И 27 и входы группы блока 29 пам ти  вл ютс  соответственно управл ющим входом, информаци- онными и адресными выходами и адресными входами информационного канала .ч

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 и 5Н5т на

Фиг. 1;

Устройство работает следующим обра- зом.

На первые информационные входы блоков ЗтЗгци 3ni+i-3n по каналам св зи спорадически поступает информаци  о состо нии объектов первой и второй групп, соответственно. При отсутствии информации - изменений состо ни  объекта - в канале св зи от него посто нно передаютс  сигналы одной пол рности О или 1 или служебные кодовые комбинации поко  с минимальным количеством переполюсовок. Наличие изменений состо ни  объектов сопровождаетс  передачей информационных кодовых комбинаций с большим количеством переполюсовок в единицу времени. Структура кодовых сообщений от всех объектов одинакова. Каждый входной блок Зч-Зп осуществл ет сопр жение с пр мым (демодул ци ) и обратным (модул ци ) каналом св зи и ведет непрерывный анализ наличи  информации в канале св зи от объекта путем подсчета числа изменений пол рности (фронтов) сигналов. Врем  анализа Та  вл етс  посто нной величиной, выбираетс , исход  из статистических свойств информации дл  всех блоков 3-3 одинаковым, и непрерывно формуетс  таймером 2 путем делени  опорной частоты f генератора 1 тактовых импульсов. Коэффи- циент делени  Кд равен:

К Т . t 3 Та . где тъ период следовани  импульсов генератора 1.

Таймер 2 через интервалы времени Та каждый раз устанавливает счетчик фронтов сигналов во входных блоках в начальное состо ние. Если за врем  Т Та в 1-м ( m) или j-м (щ+1 j n) канале св зи , соответственно первой или второй группы , обнаружено наличие информации, то на управл ющем выходе соответствующего входного блока 3i (3j) формируетс  посто нный сигнал уровн  1. Импульсы с выхода генератора 1 поступают также на входы элемента И 18 и распределител  А импульсов, который формирует m тактовых последовательностей , обеспечивающих работу информационных каналов 5i-5m. При отсутствии сигналов 1 наличи  информации на управл ющих выходах блоков 3i- Зщ и 3ni Ч-1 - Зп на выходах элементов И 11i- 11ni и11ni +1 - 11п. формируютс  сигналы уровн  О. Эти сигналы после объединени  элементом ИЛИ 14 инвертируютс  элементом НЕ 19 и разрешают прохождение тактовых импульсов генератора 1 через элемент И 18, .элемент ИЛИ .13 и элемент 15 задержки на вход кольцевого сче.тчика 16. Емкость счетчика равна п, а количество двоичных каскадов L равно logan (если logan - дробное число, то L - 1од2Г +1, где выражение в квадратных скобках - цела  часть логарифма). Каждое состо ние счетчика 16 соответствует двоичному коду номера канала св зи. Этот код дешифрируетс  дешифратором 9. Сигналы с выходов дешифратора 9, соответствующих номерам каналов св зи (объектов ) первой группы, поступают на входы элементов И 11т 11щ Элементы И I1ni + г 11 п соответствуют номерам каналов второй группы. При совпадении сигналов на обоих входах какого-либо элемента И 1 т 11ni например элемента третьей группы 11, что имеет место при наличии сигнала 1 на управл ющем выходе 1-го входного блока, элемент 11|формируетсигнал, который проходит через элемент ИЛИ 14. Этот сигнал инвертируетс  элементом НЕ 19 и запрещает дальнейшее прохождение тактовых импульсов генератора 1 через элемент И 18 на счетчик 16, который запоминает состо ние, соответствующее номеру i-ro канала св зи. С этого момента начинаетс  этап поиска свободного информационного канала 5i-5m и подключени  к нему через коммутатор 6 вторых информационных выхода и входа I- го входного блока (). В зан тых инфор- мационных каналах 5т5п хран тс  двоичные коды номеров подключенных к ним входных блоков ЗтЗп. в свободных - нулевые кодовые комбинации. Этот код параллельно считываетс  на дешифратор 8

при каждом поступлении на тактовый вход информационного канала 5i-5m импульсов с соответствующего выхода распределител  4. При наличии е-го (1 : е т) свободного информационного канала дешифратор 8 на своем отдельном выходе формирует сигнал длительностью в тактовый импульс, который через открытый элемент И 17 поступает на вторые управл ющие входы информационных каналов и на вход элемента ИЛИ .13, В е-м информационном канале после селекции управл ющего сигнала осуществл етс  запись и запоминание кода номера 1-го канала св зи, поступающего по адресным входам со счетчика 16. Кроме того, на управл ющем выходе е-го информационного канала формируетс  импульс , который поступает на е-й вход первой группы управл ющих входов коммутатора 6. Одновременное действие этого импульса и сигнала с дешифратора 9 на i-м входе второй группы управл ющих входов коммутатора б 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. Спуст  врем  задержки Тз т0 элемент 15 формирует импульс, который переводит счетчик 1 б в состо ние, соответствующее (1+1)-му каналу св зи. В случае зан тости всех информационных каналов 5i-5m счетчик 16 остаетс  в состо нии, соответствующем номеру 1-го канала св зи до тех пор, пока не освободитс  хот  бы один из каналов 5i-5m. После подключени  1-го входного блока в е-м информационном канале начинаетс  прием и обработка информации от объекта. Кроме того, демодулированные кодовые посылки сообщений через коммутатор 6 поступают на второй информационный вход 1-го входного блока и через его модул тор - в обратный канал св зи на i-й объект. Тем самым, с этого момента обеспечиваетс  информационна  обратна  св зь в дуплексном канале св зи между i-м объектом и устройством. В информационных каналах 5i-5m осуществл етс  тактовое и цикловое фазирование и провер етс  соответствие прин тых кодовых комбинаций помехоустойчивому коду. При каждом правильном приеме кодовые комбинации первичного К- разр дного кода параллельно считываютс  на вход первого дешифратора 7. Поскольку рабочие такты информационных каналов разнесены по фазе, то одноименные выходы групп информационных выходов каналов 5i-5m так же, как и адресные выходы от них, образуют общую шину. Дешифратор

0

7 выдает результаты дешифрировани  через элементы И 10i- 10щ , 10ni + 1 - 10n на элементы 12i- 12n-| и 12гц+1 - 12n отображени . Правильное прохождение информации на элементы 12i- 12щ и 12ni+i - 1 2п обеспечиваетс  селекцией этого элемента путем подачи разрешающего сигнала на управл ющий вход соответствующего элемента И 10i- 10ni , 10п1-Н - 10П с выходов первой и второй групп Дешифратора 8, который дешифрирует в данный момент времени двоичный код номера канала св зи

- (входного блока), записанный в пам ти информационного канала 5i-5m. Одновременно импульс с выхода дешифратора 8 поступает на второй управл ющий вход одноименного входного блока 3i-3ni и

0 3ni +1 - Зп и переводит его в начальное состо ние. Тем самым, обеспечиваетс  исключение из процесса анализа наличи  информации и подключени  тех каналов св зи, которые уже подключены кинформа5 ционным каналам 5i-5m. Первый же импульс сброса формируетс  спуст  врем  to после подключени  канала св зи к сво- . о бодному информационному каналу 5i-5m, т.е. практически мгновенно по сравнению

0 со скоростью передачи информации в канале св зи и временем анализа Та.

По окончании передачи информации от объектов поступают кодовые комбинации поко , которые также дешифрируютс  де5 шифратором 7. Импульсы дешифрировани  этих комбинаций с отдельного выхода дешифратора 7 селектируютс  в соответствующем информационном канале 5i-5m и стирают в нем код номера подключенного

0 канала св зи. С этого момента соответствующий информационный канал 5i-5m готов к подключению очередного канала св зи.

Приоритет объектам первой группы обеспечиваетс  путем объединени  выход5 ных управл ющих сигналов входных блоков 3i-3ni элементом ИЛИ-НЕ 20 и подачей сформированного им сигнала запрета на элементы И 11щ+1-11п соответствующие объектам второй группы. В этом случае счет0 чик 16.с состо ни , соответствующего (щ-И)-му каналу св зи, до п-го работает вхолостую, т.е. даже при наличии управл ющих сигналов на выходах входных блоков подключение их к информационным кана5 лам 5i-5m исключаетс . Как только сигнал запрета снимаетс  со входов элементов И 11щ -Н-11п разрешаетс  опрос и подключение каналов св зи второй группы к информационным каналам аналогичным способом, как и дл  первой группы каналов.

В предложенном варианте входного блока 3 (фиг.2) подсчет числа фронтов принимаемых кодовых посылок осуществл ет- с  счетчиком 23, подключенным к выходу линейного блока (модема) 21. По заполнении счетчика он вырабатывает сигнал, который переводит триггер 24 пам ти в состо ние 1. Этот сигнал поступает на уп- равн ющий выход и одновременно через элемент ИЛИ 22 сбрасывает счетчик 23 в нулевое состо ние. Сброс триггера 24 в исходное состо ние происходит при поступле- нии импульсов с дешифратора 8 по второму управл ющему входу входного блока 3. Счетчик 23 сбрасываетс  в нулевое состо ние от элемента ИЛИ 22 импульсами от таймера 2 (первый управл ющий вход входного блока) и от дешифратора 8 (второй управл - ющий вход).

В информационном канале 5 (фиг.З) кодирование сообщени  поступают по информационному входу на блок 28 приема и контрол , в котором осуществл етс  такто- вое и цикловое фазирование, проверка принимаемых кодовых комбинаций на соответствие помехоустойчивому коду, сн тие избыточных разр дов кода и выдача К- разр дных комбинаций первичного кода по информационным выходам. Работа блока 28 обеспечиваетс  тактовыми импульсами, поступающими по тактовому входу информационного канала. Этими же тактовыми импульсами осуществл етс  тактова  се- лекци  сигналов разрешени  записи и стирани  кода номера канала.св зи в блок 29 пам ти, поступающими соответственно по второму и первому управл ющим входам на элементы И 26 и 25. Импульс с выхода эле- мента И 26 также поступает на управл ющий выход информационного канала 5. Блок 29 пам ти в простейшем варианте может состо ть из Lтриггеров пам ти, на вход каждого триггера поступают импульсы по соответствующей шине адресных входов информационного капала. Через элемент И 27 код номера канала св зи считываетс  параллельным кодом по адресным выходам с каждым тактовым импульсом,

Claims (3)

1. Таким образом, по сравнению с устройством-прототипом предлагаемое устройст-1 во сокращает врем  поиска канала св зи с наличием информации в 1-п раз. При этом каналы св зи от объектов первой группы при наличии свободных информационных каналов подключаютс  к последним практически без задержки. Каналы св зи второй группы объектов, в которых обнаружена информаци , могут подключатьс  к свободным 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 посто нное сопр жение с каналообразующей аппаратурой , что повышает надежность сбора информации с рассредоточенных объектов. Формула изобре те н и   1. Адаптивное устройство дл  приема информации с рассредоточенных объектов, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входами таймера и распределител  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 информационных каналов и входам первого дешифратора, выходы которого подключены к соответствующим управл ющим 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 отображени  первой группы, управл ющий выход третьего дешифратора соединен с вторыми входами всех информационных ка-, налов, выходы первой и второй групп каждого из которых подключены соответственно к одноимен ным входам второго и третьего дешифраторов, отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи , информационной гибкости и надежности, в него введены входные блоки, втора , треть  и четверта  группы элементов И, элемент ИЛИ-НЕ, элемент НЕ, элементы И и втора  группа элементов отображени , 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 отображени  второй группы, первые вход и выход каждой из входных блоков  вл ютс  соответственно входом и выходом устройства, вторые вход и выход каждого входного блока подключены соответственно 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 и четвертой групп, выходы первого дешифратора подключены к вторым входам соответствующих элементов И третьей и четвертой группы, выходы которых соединены с соответствующими входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И и через элемент НЕ - с первым входом второго элемента И, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, выход 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 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. третьим входам элементов И .четвертой группы, выходы первой и второй групп второго дешифратора подключены к третьим входам соответствующих входных блоков.
2. 2. Адаптивное устройство по п.1, о т л и- чающеес  тем, что каждый входной блок содержит триггер, счетчик, элемент ИЛИ и линейный блок, первые и вторые входы и

   выходы которого  вл ютс  соответственно первыми и вторыми входами и выходами блока, первый и второй входы элемента ИЛИ  вл ютс  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  вл етс  третьим выходом блока.
3. 3. Устройство по п.1, от л и ч а ю ще е- с   тем, что каждый информационный канал содержит блок пам ти, элементы И и блок приема и контрол , первые входы блока приема и контрол  и первого и второго элементов И объединены с входом третьего

   элемента И и  вл ютс  тактовым входом

   информационного канала, вторые входы блока приема и контрол , первого и второго элементов И  вл ютс  соответственно первым , вторым и третьим входами информационного канала, выходы первого и второго

   элементов И соединены соответственно с первым и вторым входам блока пам ти, выходы которого соединены с входами третьего элемента И, выход второго элемента И, выходы блока приема и контрол  и третьего

   элемента И, входы группы блока пам ти  вл ютс  соответственно первым выходом, выходами второй и первой групп, адресными входами информационного канала.

   5°г/г. У

   iynp.

   Ј.«

   1 .

   ftfff

   ivutfi. Sttref

   V -+. Јt/fi

   2ynp.

   Фиг. 2

   fyp. , ttrreff

   Totfm ш t.j

   JldpetH. 6ttrerk

   JfyfCH.

   . IreJ

   2unf. teoJ

   Unp. &xod

   28

   и up. &nrofa