Адаптивное устройство для приема информации с удаленных рассредоточенных объектов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1)5 008 С 19 л ГОСУДАРСТВЕННЭЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР(56) Заявка СССР М 4765254/24,кл. 0 08 С 19/28, от 16.10.1989 г., положительное решение от 30.03,90 г, (прототип),(54) АДАПТИВНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯПРИЕМА ИНФОРМАЦИИ С УДАЛЕННЫХРАССРЕДОТОЧЕННЫХ ОБЪЕКТОВ(57) Изобретение относится к телемеханике.Цель изобретения - повышение быстфодействия устройства, Цель достигается тем, что,удаленные рассредоточенные объекты объединены в две группы, причем первойгруппе из и объектов предоставляются преимущества перед второй группой из и-л 1объектов в подключении через коммутатор 18 к приемным информационным каналам 61 - 6 п устройства (просп), Каждый раз после подключения канала связи второй группы объектов в течение последующего времени ТкР, задаваемого таймером 4, подключаться могут только каналы первой группы. Параллельно в устройстве ведется постоянный поиск в обеих группах каналов связи с наличием информации, которые поочередно подключаются через коммутатор 18 к линейным блокам 27 и 28 и счетчикам фрснтов посылок 29 и 31 соответственно. При отсутствии или конце приема информации дешифрируемая дешифратором кодовая комбинация "покоя" стирает код номера канала связи в блоке 12 памяти соответствуюЩего инфоРмаЦионного канала 61 .- 6 л, освобождая его для подключения очередного канала связи, 1 ил.10 его элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом элемента задержки, Устройство осуществляет прием спорадической (при возникновении изменений состо яния объектов) информации иэ каналовсвязи о состоянии удаленных обьектов; При отсутствии изменений на объекте в канал связи от него передаются сигналы только одной полярности, соответствующие либо 20 25 30 35 сигналов первым счетчиком, Если за конт.40 45 Изобретение относится к телемеханикеи может найти применение в автоматизиро. ванных системах управления технологическими процессами; айпаратуре передачи данных, . , 5Наиболее близким к изобретениюявляется адаптивный приемник телеметрической информации с удаленных рассредоточенных объектов, который содержит общее оборудование и а идентичных информационных каналов. В состав общего оборудования входйт генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к входу распределителя импульсов и к первому входу таймера. Каждый из гп выходов распределителя импульсов соединен в соответствующем информационном канале с первьми 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, выход которого подключен к второму входу второго элемента И. Выходы блоков приема и контроля всех информационных каналов соединены с входом первого дешифратора, первый выход которого подключен к второму входу первого элемента И каждого информационного канала. Второй выход первого дешифратора соединен с первыми входами элементов И группы, выход каждого элемента И группы подключен к входу соответствующего элемента отображения информации. Коммутатор устройства имеет и информационных входов, которые являются канальными информационнымивходами устройства от объектов ти). Первый выход коммутатора соединенчерез линейный с первым входом первого счетчика, выход которого соединен с объединенными вторыми входами третьих элементов И всех информационных каналов и вторым входом второго элемента ИЛИ, Первая группа управляющих входов комму;атора обьединена с группой входов первого элемента ИЛИ и соединена с вторыми входами блока памяти и выходами третьего элемента И соответствующего информационного канала.Третьи входы третьих элементов И информационных каналов объединены и соедине ны с выходом второго дешифратора, группа выходов которого соединена с вторыми входами соответствующего выходам вторых элементов И информационных каналов и кпервому входу блока сравнения, выход которого подключен к входу первого элемента ИЛИ. Второй вход блока сравнения соединен с выходом второго счетчика, объединеннь 1 ми третьими входами блоков памяти информационных каналов и через третий дешифратора - с второй группой управляющих входов коммутатора, группа выходов которого соединена в каждом информационном канале с входом линейного блока; Второй вход первого счетчика соединен с входом второго счетчика, с выходом элемента задержки и управляющим входом коммутатора. Выход первого элемента ИЛИсоединен с вторым входом таймера, выход которого подключен к второму входу треть"1", либо "0", При появлении изменений на объекте в канале связи наблюдается чередо-. вание "1" и "0"; что характеризует наличие информации в канале, Процесс приема инФормации от объектов разбивается на три этапа: поиск канала связи с наличием информации; поиск свободного приемного ин- .Формационного канала; подключениеканала связи к свободному информационному каналу и собственно прием и обработка сообщения, Первый этап производится путем поочередного подключения каналов связи через коммутатор к специально выделенному линейному блоку (модему) и подсчета числа изменений полярности рольное время Та, задаваемое таймером, первый счетчик полностью заполняется, то затем при наличии свободного информационного канала к нему через коммутатор происходит подключение канала связи, и начинается собственно прием и обработка информации. Если же свободного информационного канала нет, то канал связи, в котором обнаружена информация, ожидает своего подключения к первому освободившемуся информационному каналу. И, наконец, если в канале связи информация не обнаружена, то анализу подвергается следующий по очереди неподключенный к информационным каналам канал связи. Для описанного устройства все объекты являются равноправными, их опрос и подключение для приема и обработки информации происходит поочередно с 1-го до и-го и т.д. На практике же часто имеет место разделение обьектов на две категории; наиболее важные, имеющие первый ранг приоритета, и менее важные, которым присваивается второй приоритет. Более важная информация от первой группы обьектов должна приниматься и обрабатываться в первую очередь. Это можно обеспечить за счет повышения частности подключения каналов связи от первой группы объектов к информационным каналам перед второй группой объек тов. Такой алгоритм работы устройства можно характеризовать как разновидность дисциплины приема и обработки информации от групп объектов всех рангов приоритета с динамическим приоритетом (1). 10Цель изобретения - повышение быстродействия устройства. Каналы связи от объ-. ектов разбиты на первую (1-п 1) и вторую (п 1+1 - п) группы. Все введенные новые элементы и связи являются известными (2, 4). В 15 результате, устройство приобретает новые свойства, которые заключаются в обеспечении преимущества в частности подключения к приемным информационным каналам 20 30 40 50 каналов связи от первой группы объектов На чертеже представлена функциональная схема устройства.Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, первый 2 - третий 4 таймеры, распределитель 5 импульсов, информационные каналы 61-6, каждый из которых включает в себя первый 7- третий 9-элементы И, блок 10 приема и контроля, линейный блок 11 и блок 12 памяти. Кроме того, в состав устройства входят первый 13- третий 15 дешифраторы, группа элементов И 161 -16 элементы 171.17 отображения, коммутатор 18; блок 19 сравнения, первый 20 - седьмой 26 элементы ИЛИ, первый 27 и второй 28 линейные блоки, первый 29 - четвертый 32 счетчики,первый 33 и второй 34 элементы задержки,четвертый 35- четырнадцатый 45 элементыИ, триггер 46. Устройство работает следующим образом.Из каналов связи на информационные входы коммутатора 181-п 1, и (п 1+1)-и спорадически поступает информация о состоянии двух групп удаленных рассредоточенных объектов, общее количество которых равно и. Первую группу обьектов составляют п 1 наиболее важных объектов, во. вторую группу объединены менее важные и-п 1 объектов, При отсутствии информации - изменений обьекта в канале связи от него постоянно передаются сигналы только одной полярности "0" ("1") или служебные кодовые комбинации "покоя" с минимальным количеством переполюсовок, При наличии изменений состояния обьекта от него начинают. циклически поступать информационные кодовые комбинации аб измененном состоянии обьекта. при этом структура кодовых сообщений от всех объектов одинакова.Процесс приема информации от объектов обеих групп в устройстве включает всебя три этапа:поиск канала связи с наличием в неминформации;- поиск (ожидание) свободного информационного канала 61-6 п(п 1и);- подключение канала связи к свободному информационному каналу и собственно прием и обработка информации.Поиск кайала связиС наличием информации осуществляется непрерывно в обеихгруппах канадов связи, Основными блоками, координирующими работу устройствана первом и частично втором этапах, явля: ются второй 30 и четвертый 32 счетчики.Емкости М 1 и У 2 счетчиков 30 и 32 равныколичеству объектов (каналов связи) первойгруппы - п 1 и общему количеству объектови, соответственно, Количество двоичных каскадов счетчиков 30 и 32 К 1 и К 2 определяются соотношениями;5 К 1 =о 92 и+ 1, К 2 =. ,о 92 и+ 1, К 2К 1,где выражения в квадратных скобках - целые числа логарифмов,Каждое состояние счетчиков 30 и 32 соответствует двоичному коду номера каналасвязи первой и второй групп, соответственно, причем нумерация каналов связи (обьектов): сквозная - от 1-го до п-го. Припоступлении на вход счетчика 30 (и+1)-гоимпульса он устанавливается в состояние,соответствующее 1-му каналу связи, счетчик32 с приходом (и-п 1+1)-го импульса принимает состояние, соответствующее (п 1+1)-муканалу связи и т.д, Пусть с приходом на входсчетчика 30(32) ,номер о скобках здесь иниже соответствует поиску каналов связивторой группы)очередного импульса,он принял состояние, соответствующее номеру-го канала связи. Кроме того, входной импульс через элемент ИЛИ 23(26) открываетэлемент И 35(36), устанавливает счетчик29(31) в нулевое состояние, а также поступаЪет на первый (второй,:управляющий входкоммутатора 18. Двоичный код номера. О)-гоканала через элемент 35(36) поступает надешифратор 15, Выходной импульс с дешифратора 15 соответствует позиционномуномеру -го канала и поступает на соответствующий вход второй управляющей группы входов коммутатора 18. Одновременноедействие двух импульсов на управляющихвходах коммутатора 18 обеспечивает под.ключение О)-го канала связи к линейном;блоку 27(28), осуществляющему сопряжение с каналом связи и демодуляцию принимаемых сигналов. Первый (третий) счетчи29(31) проводит подсчет числа изменений полярности сигналов в подключенном канале, Емкость счетчика 29(31) выбирается, исходя из статистических свойств информации от объектов и времени анализа канала Та. Время Та является постоянной величиной и задается таймером 2(3) путем деления опорной частоты генератора 1 тактовых импульсов 1. Коэффициент Кд деления равен: Кд = Т 1. При заполнении счетчика 29(31) за время, не превышающее Т, он формирует постоянный уровень "1" - "есть информа 10 ция", который через элемент ИЛИ 21(24) гом входе элемента 40(43) в это время действует сигнал "1" с первого (второго) выхода триггера 46, то элемент И 40(43) формирует выходной сигнал заявки на подключение ка 20 нала связи к одному из п 1 информационных каналов 61 - 6 п 1, который поступает на третьи входы элемента И 9 всех информационных каналов. Состояние триггера 46 определяет, какая группа каналов связи в данный интервал времени имеет право на подключение к информационным каналам 61 - 6 щ.Независимо от поиска каналов с наличием в них информации в устройстве постоянно ведется поиск свободных информационных каналов и определяется, подключен ли какал связи к информационному каналу. При занятости информационного канала 61 - 6 п 1 в его блоке 12 памяти хранит 30 ся двоичный код номера подключенного канала связи, в противном случае блок 12 свободен, Распределитель 5 импульсов из частоты 1 генератора 1 формирует п 1 сдвинутых по фазе одна относительно другой так 40 товых последовательностей. Каждая из гп последовательностей питает свой информационный канал 61-6, поступая на входы блока 10 приема и контроля и элементов И 7-9. С каждым тактовым импульсом, поступающим на элемент И 8, разрешается выдача двоичного кода номера канала связи с блока 12 памяти на группы входов второго дешифратора 14 и блока 19 сравнения. Дешифратор 14 последовательно дешифрирует двоичные кодовые комбинации номеров 50 каналов связи, записанных в блоках 12, и при свободном блоке 12 формирует на сво- ем отдельном выходе сигнал длительностью в тактовый импульс, который поступает на вторые входы третьих элементов И 9 всех информационных каналов 61 - 6 П. Тактовым импульсом, поступающим на первый вход элемента 8, в свободном информационном канале осуществляется селекция импульса дешифратора 14. Импульс с выхода элеменобнуляет таймер 2(3), а также поступает навторой вход элемента И 40(43). Если на дру та 9 производит следующее: разрешает запись кода номера канала связи в блоке 12 памяти с выходов счетчика 30(32) через элемент И 37(38), на управляющий вход которого в это время подан разрешающий сигнал с первого (второго) выхода триггера 46, действует на соответствующий вход первой группы управляющих входов коммутатора 18; через элемент ИЛИ 20 поступает на входы элементов И 41 и 44. В блок 12 памяти записывается код ф)-го канала связи. Про- . ходя через элемент И 41 (44), на первом входе которого действует сигнал с первого (второго) выхода триггера 46 и элемент ИЛИ 23(26), импульс устанавливает счетчик 29(31) в нулевое состояние и разрешает подачу кода номера)1)-го канала связи с выходов счетчика 30 (32) на дешифратора 15, Одновременное присутствие импульсов на двух входах первой и второй групп управляющих входов коммутатора 18 ббеспечивает подключение Д)-го канала связи к свободному икформационному каналу. Тем временем импульс с выхода элемента И 41(44) прохо- . дит через элемент ИЛИ 22(25) на элемент 33(34) задержки Спустя время задержки хз 1(тз 2) го = - (тз 2 Фтз 1) элемент1ЗЗ(34) формирует импульс, который действует на первый (второй) управляющий вход коммутатора 18 и переводит счетчик (30) 32 в следующее состояние, соответствующее +10+1)-му каналу связи. Кроме того, импульс с выхода элемента 33(34) задержки через элемент ИЛИ 23(26) разрешает подключение через элемент И 35(36) выходов счетчика 30(32) к входам дешифратора 15. Новое состояние счетчика дешифрируется, на +10+1)-ом входе второй группы управляющих входов коммутатора действует импульс, который совместно,с импульсом на первом(втором) управляющем входе коммутатора 18 обеспечивает подключение к линейному блоку 27 (28) +10+1)-го .канала связи. Начинается анализ наличия информации в+10+1)-м канале связи, а после "обнуления" счетчика 29(31) и снятия сигнала сбросасо своего второго входа таймер 2(3) начинает формировать для этого анализа зачетное время Та. В случае занятости всех информационных каналов 61 - 6 п на выходе блока 19 сравнения сигнал не формируется и состояние счетчика 30(32) не меняется, т.е, номер Щ-го канала связи запоминается, а процесс последовательного анализа наличия информации в очередном канале связи приостайавливается, При освобождении какого-либо информационного канала 61 -выполняет преобразование сигналов: демодуляцию (прием) и модуляцию (передача). 10 25 30 элемента путем подачи разрешающего сигнала на соответствующий элемент И 16114, который дещифрирует в данный моментвремени двоичный код номера канала связи(объекта), записанного в блоке 12 памяти. 40 50 6 и ф)-й. канал связи будет подключен к устройству. Третий этап, собственно прием и обработка информации от объекта, начинается сразу же после подключения канала связи к информацИонному каналу 61 - 62. Каждый линейный блок 11 сопрягает информационный канал с дуплексным каналом связи и Демодулированные кодовые посылки поступают с выхода блока 11 на блок 10 приема и контроля, а также на внутренний модулятор своего же линейного блока 11, с которого они посылаются по обратному каналу связи на объект(применяется передача с информационной обратной связью). В блоке 10 осуществляется тактовое и цикловое фазирование и проверяется соответствие принятых кодовых комбинаций помехоустойчивому коду. При каждом правильном приеме кодовые комбинации первичного кода считываются в параллельном коде с рабочими тактами информационного канала на входы дешифратора 13, Поскольку рабочие такты информационных каналов 61 - 6 в разнесены по фазе, то группы выходов блоков 10 всех информационных каналов объединены в общую шину. Дешифратор 13 выдает результаты дешифрования через элементы И 161 - 16 п на элементы 171 - 17 П отображения. Правильность прохождения информации на элементы 171-17 р обеспечивается селекцией этого 16 л с выходов группы второго дешифратора По окончании передачи информации отобъекта поступают кодовые комбинации"покоя". С отдельного выхода дешифрэтора 13 результат дешифрирования этой комбинации после селекции в соответствующем элемент И 7 стирает номер подключенного канала в блоке 12 памяти, что означает готовность соответствующего информацион- ного канала 61-6 п к приему информации от других объектов, Интервал, времени, в течение которого обеспечивается подключение, каналов от первой группы объектов (1 - п 1), задается третьим таймером 4, Установка таймера 4 в исходное нулевое состояние происходит импульсом с выхода элемента И 44, котда кинформационному каналу 61-бает подключается канал связи от второй группы объектов. Одновременно триггер 46 переводитсяв состояние, обеспечивающее подключение 15 20 каналов связи первой группы. Однако поиск каналов второй группы с наличием информации, как было сказано выше, будет продолжаться, По истечении критического времени Ткр таймер 4 начинает вырабатывать постоянный сигнал, который поступает на второй вход элемента И 45. Если к этому моменту времени обнаружен канал связи второй группы с информацией, т,е, на выходе счетчика 31 сформирован-сигнал, то совпадением сигналов на обоих входах элемента 45 вырабатывается сигнал на его выходе, вследствие чего триггер 46 переводится в состояние, при котором сигнал "1" будет сформирован на его втором выходе. В противном случае будет осуществляться подключение каналов первой группы.Таким образом, в отличие от устройства-прототипа и аналогов предлагаемое устройство обеспечивает быстрый прием и обработку информации от объектов двух групп с предоставлением приоритета первой группе объектов, При этом Тк - Тож - ок То Тку - 2 ТопроцентовКр КРвремени в устройстве будет выделено на прием и обработку информации от группы обьектов с более высоким рангом приоритета (Т 22 к - время ожидания освобождения информационного канала в случае их полной занятости).Формула изобретения Адаптивное устройство для приема информации с удаленных рассредоточенных объектов, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к первому входу первого таймера и входу рас.пределителя 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 третьего элемента И в каждом информационном канале, выход каждого из котбрых подключен к одноименным входам первого элемента ИЛИ и управляющим входам первой группы коммутатора, одноименные выходы блоков приема и контроля всех информационных каналов объединены и соеДинены с соответствующими входами первого дешифратора, выход которого подключен к второму входу первого элемента И кзждого информационного канала, группа выходов первого двшифратора подключена к объединенным одноименным входам каждого элемента И группы элементов И, выходы каждого элемента И группыподключены кодноименным входам соответствующих элементов. отображения, коммутатор; первая и вторая группы информационных входов которого являются входами устройства, информационные выходы коммутатора соединены в 10 каждом информационном канале с входом Одноименного линейного блока, одноименные выходы вторых элементов И всех информационных каналов объединены и соединены с соответствующими сходами первой группы входов блока сравнения и соответствующими входами второго дешифратора, каждый выход группы выходов которого подключен к входу соответствующего элемента И группы элементов И, выход второго дешифратора соединен с 20вторыми входами третьего элемента И вкаждом информационном канале, первыйинформационный выход коммутатора через первый линейный блок соединен с первым входом первого таймера, выход которого подключен к первому входу третьего эле 30 мента ИЛИ, выход третьего элемента ИЛИ соединен с входом первого элемента задержки, выход которого подключен к второму входу первого счетчика, входу второго счетчика и первому управляющему входу коммутатора, упрааляющйе входы второй группы 35 которого соединены с соответствующими выходами третьего дешифратора, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышений быстродействия устройства, в него введены второй и третий таймеры, четвертый - седь 40 мой элементы ИЛИ, второй линейный блок, третий и четвертый счетчики, второй элементзадержки, четвертый в четырнадцат элементы И и триггер, первые входы второго и третьего таймеров. объединены с пер аым входом первого таймера, второй вход второго таймера соединен с выходом пятого элемента ИЛИ, а выход - с первым входом шестого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу второгоэлемента задержки, вход второго линейного блока соединен с вторым информационным выходом коммутатора, а выход - с первым входом третьего счетчика, выходы второго счетчика соедйнены с соотаетСтаующими входами 55шестого элемента И и входами четвертого элемента И, управляющий вход которого соединен с выходом четвертого элемента входом первого счетчика, выход которого 25подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым ИЛИ, выходы четвертого счетчика соединены с соответствующими входами седьмого элемента И и пятого элемента И, управляющий ахад которого соединен с выходом седьмого элемента ИЛИ, объединенные одноименные выходы четвертого и пятого элементов И соединены с соответствующими входами третьего дешифратора; одноименные выходы шестого и седьмого элементов И объединены и соединены с одноименны- . ми входами второй группы входов блока сравнения и входами группы входов блока памяти в каждом информационном канале, выход блока сравнения подключен к первым входам восьмого и одиннадцатого элементов И, управляющий вход шестого элемента И объединен с вторым входом восьмого элемента И, первыми входами девятого и десятого элементов И и подключен к первОму выходу триггера, второй выход которого соединен с управляющим входом седьмого. элемента И, вторым входом одиннадцатого элемента И и первыми входами двенадцатого и тринадцатого элементов И, выход восьмого элемента И соединен с вторыми входами второго и третьего элементов ИЛИ, третий вход третьего элемента ИЛИ соеди-нен с выходом десятого элемента И и первым входом четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу первого элемента задержки, выход одиннадцатого элемента И соединен с первым входом пятого элемента ИЛИ и вторым входом шестого элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с выходом тринадцатого элемента И, вторым входом третьего таймера, первым входом первого триггера и первым входом седьмого элемента ИЛИ, второй вход которого объединен с входом четвертого счетчика, вторым входом третьего счетчика, вторым управляющим входом коммутатора подключен к выходу второго элемента задержки, вторые входы. десятого и тринадцатого элементов И соединены с выходом первого элемента ИЛИ, второй вход девятого элемента И подключен к выходу первого счетчика; выход третьего счетчика соединен с первым входом четырнадцатого элемента И и вторыми входами пятого элемента ИЛИ и двенадцатого элемента И, выход двенадцатого элемента И объединен с выходом девятого элемента И и подключен к третьему входу третьего элемента И в каждом информационном канале, выход третьего таймера соединен с вторым входом четырнадцатого элемента И, выход которого подключен к второму входу триггера.