Устройство для сжатия телеметрических информаций

О П И С А Н И Е ггг) 439839ИЗОБРЕТ ЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(51) М. Кл, 6 08 с 19/28 Государственный комитет Совета й 1 ииистроа СССР оо делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖАТИЯ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИИзобретение относится к телеметрии и может быть использовано, в частности, в системах централизованного сбора информации с необслуживаемых объектов при научных исследованиях.Предлагаемое устройство предназначено для повышения эффективности сжатия теле- метрических данных, передаваемых получателю.Известны устройства для сжатия объема телеметрической информации, содержащие соединенные соответствующим образом запоминающее устройство, аналого-цифровой преобразователь, узлы коммутации каналов, буферную память и блоки отбора параметров для передачи по каналу связи.Недостатком известных устройств является невысокая эффективность по коэффициенту сжатия, обусловленная тем, что по сравнению с обычной системой телеметрии без сжатия, когда осуществляется равномерное квантование измеряемых параметров по времени, известное устройство сжатия становится неэффективным, если измеряемые параметры начинают изменяться с частотой, близкой к верхней частоте спектра. Этот недостаток вызван тем, что все параметры, отобранные для передачи по каналу связи с помощью устройства, предложенного в качестве прототипанеобходимо снабжать их адресами, т. е. дополнительным объемом служебной информации, в результате чего при изменении параметров на частотах, близких к верхней частоте спектра, в канал из каждого кадра отби рается то же число параметров, что и приобычной телеметрии без сжатия. Однако в этом случае объем служебной (адресной) информации остается, и это приводит не только к снижению эффективности в общем случае, 10 но и даже к ухудшению показателей системыпо объему передаваемых данных относительно передачи без сжатия.Принцип работы предлагаемого изобретения состоит в том, что по окончании адаптив ной дискретизации каждого кадра передачиподсчитывается число неизбыточных параметров, отобранных из кадра для передачи в канал связи, и сравнивается с допустимым числом параметров после сжатия, рассчитанным 20 из условия равенства объемов сигнала (бит)при сжатии (число бит, необходимых для передачи всех отобранных параметров из кадра с их адресами) и при обычной передаче без сжатия (число бит, необходимых для переда чи полного кадра параметров по заранее известной последовательности без их адресов).В том случае, когда в текущем кадре подсчитанное число отобранных параметров оказывается больше допустимого (сжатие ухудша.30 ет систему), вырабатывается команда на перевод устройства телеметрии в режим передачи без сжатия (полный кадр параметров без их адресов), и в канал связи начинают передаваться полные кадры, содержащие как избыточные, так и неизбыточные параметры. Однако блоки сжатия продолжаот выявлять из каждого кадра неизбыточные параметры, число их в каждом текущем кадре подсчитывается и сравнивается с допустимым, и в том случае, когда это число окажется меньше допустимого, вырабатывается вторая команда на перевод устройства обратно в режим передачи со сжатием.Благодаря этому обеспечивается повышение эффективности сжатия объема телеметрической информации, передаваемой по каналу связи получателю. Это, в свою очередь, достигается за счет того, что в устройство на передающей стороне введены счетчик допустимого числа параметров и блок номера программ, причем первый вход последнего соединен со входом регистра памяти кода параметра, а второй и третий входы подключены к третьему входу блока адреса параметра и блоку передачи соответственно. Один из входов счетчика допустимого числа параметров подключен ко второму выходу цифровой схемы сравнения, другой - к первому выходу коммутатора, а выход счетчика соединен со входом блока управления.На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства,Предлагаемое устройство на передающей стороне содержит коммутатор измеряемых параметров (КИП) 1, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 2, цифровую схему сравнения (ЦСС) 3, запоминающее устройство (ЗУ) 4, счетчик допустимого числа параметров, элемент ИЛИ 6, блок 7 управления с временным хронизатором, счетчик 8 номера кадра, блок 9 текущего времени, блок 10 номера программы, блок 11 адреса параметра, регистр памяти 12 кода параметра, блок передачи 13 и блок питания 14, На приемной стороне устройство содержит блок приема 15, блок дешифраций 16, блок 17 обработки, блок 18 восстановления исходных параметров и долговременное запоминающее устройство (ДЗУ) 19,Предположим, что КИП установился на первый канал, и первый датчик У., подключился ко входу АЦП. Одновременно с этим из ЗУ 4 в ЦССЗ переписывается цифровое значение последнего отсчета этого же канала, отосланного на приемную сторону. По окончании преобразования текущего значения первого канала У и АЦП кодовая комбинация переписывается также в ЦСС, после чего в ЦСС вычисляется модуль разности этих двух значений, который сравнивается с зоной допустимых отклонений. Если разность значений больше зоны допустимых отклонений, в ЦСС принимается решение о передаче данного параметра в канал связи и дается команда в АЦП на перезапись текущего значения 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 параметра в ЗУ 4 и регистр памяти 12, Кроме этого из ЦСС подается единичный импульс в счетчик 5 допустимого числа параметров и через элемент ИЛИ б на КИП 1, в результате чего коммутатор устанавливается на второй параметр У. С помощью блока 7 управления с временным хронизатором через блок передачи 13 в канал связи производится последовательное считывание информации со счетчика номера кадра 8, текущее время - с блока 9, номер программы (со сжатием избыточного объема или без сжатия) - с блока 10 и далее адрес параметра - с блока 11 и кодовая комбинация - с регистра памяти 12.В том случае, если текущая разность кодо. вых комбинаций в ЦСС меньше зоны допустимых отклонений, на втором выходе последнего появляется сигнал, с помощью которого через элемент ИЛИ 6 коммутатор устанавливается на второй канал, и в ЗУ 4 из АЦП 2 переписывается текущее значение К,. Однако в счетчик 5 запись 1 не производится. Далее работа схемы по параметру У., аналогична описанному выше.Быстродействие схемы отбора неизбыточных отсчетов выбрано таковым, что за время передачи в канал связи адреса и кода одного параметра анализу на избыточность могут быть подвсргнуты все каналы (параметры) кадра.По окончании опроса последнего канала в текущем кадре сигналом с КИТ осуществляется опрос счетчика 5 допустимого числа параметров, и если число, записанное в счетчике 5, оказалось больше допустимого (т. е, сжатие неэффективно), то сигналом с выхода счетчика 5 в блок номера программы записывается число, соответствующее второй программе (без сжатия), и в блок 7 подается команда на изменение режима управления и временной хронизации. При переходе на программу без сжатия следующий кадр передачи содержит все: номер кадра, текущее время, номер программы (без сжатия) и последовательно кодовые комбинации текущих значений всех параметров в кадре без их адресов. Следует отметить, что при работе по второй программе (без сжатия) работа блоков отбора неизбыточных отсчетов ЦССЗ, ЗУ и счетчика 5 продолжается, как и в режиме программы со сжатием, однако результат анализа параметра на избыточность не влияет на посылку его в канал связи, По окончании каждого кадра передачи при работе по второй программе (без сжатия) осуществляется опоос счетчика 5, и как только число, записанное в нем, становится меньше допустимого (сжатие эффективно), следующий кадр передачи осуществляется по первой программе (со сжатием).На приемной стороне из канала связи информация через блок приема 15 поступает в блок дешифраций 16, где производится дешифрация всей структуры сообщения. С выхода блока дешифраций 16 преобразованноесообщение подвергается обработке в блоке 17, в результате чего формируется кадр передачи с учетом непринятого избыточного объема, после чего в блоке 18 осуществляется восстановление исходных непрерывных сигналов по принятым дискретным отсчетам, Одновременно с этим вся поступающая из канала связи информация записывается в ДЗУ" для последующего использования.Таким образом, из рассмотрения работы предлагаемого изобретения видно, что благодаря наличию соединенных соответствующим образом счетчика допустимого числа параметров и блока номера программы, в отличие от известных устройств, обеспечивается повышение эффективности сжатия телеметрических данных, передаваемых получателю. При этом работа устройства гарантирована от неэффективной работы, а конструкция усложняется несущественно.В качестве примера: допустимое число параметров в счетчике 5 при 64 каналах и "передаче текущих отсчетов семиразрядным кодом будет 34, Иными словами, при уменьшении коэффициента сжатия избыточного объема64(по числу отсчетов) ниже = 1,8 .устрой 34ство становится неэффективным и перевод его в режим без сжатия является рациональным. Предмет изобретения Устройство для сжатия телеметрической информации, содержащее не передающей стороне коммутатор измеряемых параметров, один вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ и вторым входом запоминающего устройства, другой - с первым выходом блока управления с временным хронизатором и первым входом запоминающего устройства, первый выход коммутатора подключен к первому входу счетчика номера кадра, второй вход его соединен со входом блока текущего времени, с первыми входами блока адреса параметра и регистра памяти кода параметра и вторым выходом блока управления с временным хронизатором, третий выход которого подключен 5 10 15 20 ;25 30 35 40 45 к первому входу аналого-цифрового преобразователя, второй вход последнего соединен со вторым выходом коммутатора, а третий и четвертый входы аналого-цифрового преобразователя соединены с первым выходом цифровой схемы сравнения и первым входом элемента ИЛИ и, соответственно, со вторым выходом цифровой схемы сравнения и вторым входом элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с третьим входом блока адреса программ, второй вход блока адреса программ подключен к третьему выходу коммутатора, один из выходов аналого-цифрового преобразователя соединен со вторым входом регистра памяти кода параметра и третьим входом запоминающего устройства, выход запоминающего устройства подключен к первому. входу. цифровой схемы сравнения, второй вход которой соединен с другим выходом аналого-цифрового преобразователя, выходысчетника.номера кадра, блока текущего времени, блока адреса параметра, регистра памяти кода параметра подключены ко входу блока передачи, на приемной стороне - блок ,приема, выходы которого соединены со входами блока дешифраций и долговременного запоминающего устройства, первыми входами блоков обработки и восстановления исходных параметров, выход блока дешифраций подключен ко второму входу блока обработки и восстановления исходных данных, а выход последнего - со вторым входом долговременного запоминающего устройства, отличающ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности сжатия телеметрической информации, в устройство на передающей стороне введены счетчик допустимого числа параметров и блок номера программ, причем первый вход последнего соединен со входом регистра памяти кода параметра, а второй и третий входы подключены к третьему входу блока адреса параметра и блоку передачи соответственно, один из входов счетчика допустимого числа параметров подключен ко второму выходу цифровой схемы сравнения, другой - к первому выходу коммутатора, а выход счетчика соединен со входом блока управления.ПодписноеСР ипография, пр. Сапунова,Заказ 545ЦНИИП Изд,1977Государственного комитетапо делам изобретений иМосква, Ж, Раушская Тираж 624Совета Министровоткрытийнаб д. 4/5