Адаптивное устройство для приема информации с рассредоточенных объектов

СОЮЗ СОВЕТСКИХФ.ИЮМЕИ НОАКЩ:ЯЯДИК рр) С 08 С 19/28 ГссУДАРстненнцй нОмитетПО ИВСБРЕТЕИИЯМ И ОП 1 РЬГГИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРУ 1290391, кл. С 08 С 19/28, 1986,Авторское свидетельство СССРР 1401501, кл, С 08 С 19/28, 1987,Авторское свидетельство СССРР 1481831, кл, С 08 С 19/28, 1987.(54) АДАПТИВНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА ИНФОРМА 11 ИИ С РАССРЕДОТОЧЕННЬБОБЫ.КТОВ Изобретение относится к телемеханике и может найти применение в автоматизированных системах управлениятехнологическими процессами, аппаратуре передачи данных,Известны системы и устройствадля приема информации о состоянииудаленных рассредоточенных объектовна центральный диспетчерский пункт.Однако в известных устройствах.осуществляется либо поочередный прием информации от объектов одним общим приемным оборудованием, либо накаждый объект (канал связи) ставитсяиндивидуальное приемное устройство,чем обеспечивается непрерывный сборинформации. Первый способ прост вреализации, но ири большом количестве объектов с быстро меняющимся сос-тоянием не обеспечивает высокойдостоверности состояния объектов в(57) Изобретение относится к телемеханике. Цель изобретения - повышениепомехоустойчивости и быстродействияи упрощение устройства. Устройствосодержит генератор 1 тактовых импульсов, распределитель 2 импульсов,коммутатор 3, дешифраторы 4,5,11,группы элементов И 6 в 6, элементы7 -7 п отображения, счетчики 8, 9,блок 10 сравнения, элемент ИЛИ 12,элемент 13 задержки, элемент И 14,элемент 22 памяти и в каждом информационном канале 15-151 линейный блок16, блок 17 приема и контроля, элементы И 18-20 и блок 21 памяти. 1 ил,реальноммасштабе племени. Второй способ обладает прс тиноположными свойствами и характеризуется гораздо меньшим коэффициентом использованияещф (загрузки) оборудования. О.Наиболее близким к предлагаемому Яв является адаптивное устройство для ОС приема информации с рассредоточенных 1 ф объектов, содержашее общее оборудование и ш идентичных информационных Я1 каналов. В состав каждого информационного канала входит линейный блок (модем), выход которого соединен с первым входом счетчика и вторым вхо- , дом блока приема и контроля, вьгход ко- фф торого соединен с первым входом тайме- ец" ра, выход которого подключен к второму входу счетчика. Выхои счетчика соеди- . нен с первым входом элемента ИЛИ, вы", ход которого соединен с первым входом блока памяти. Пер.,",я группа выходов11698902, блока памяти соединена с группой входов первого элемента И, вторая группа выходов блока памяти соединенас группой входов второго элемента И.Второй вход блока памяти соединен свыходом третьего элемента И, вторымвходом таймера и третьим входом счетчика, Второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом четвертого элемента И. В состав общего оборудованиявходит генератор тактовых импульсов,выход которого соединен с входом распределителя импульсов и первым входом второго счетчика. Каждый из выходов распределителя импульсов соединен в одноименном информационномканале с первыми входами блока приема и контроля, первого и четвертогоэлементов И и вторым входом третьего элемента И, Коммутатор устройстваимеет и информационных входов, которые являются канальными входамиустройства от объектов, и ш информационных выходов, которые соединены свходами линейных блоков одноименныхинформационных каналов (ш ( и), Одноименные выходы блоков приема и контроля всех информационных каналовобъединены и соединены с входамипервого дешифратора, выход которогосоединен с объединенными вторымивходами четвертых элементов И всехинформационных каналов. Группа выходов первого дешифратора соединенас объединенными соответствующимивходами групп входов каждого элемента И группы, выходы которых соединены с соответствующими входами одноименных элементов отображения. Одноименные выходы первых элементов Ивсех информационных каналов объеди"нены и соединены с одноименными входами второго дешифратора и входамивторой группы блока сравнения, входыпервой группы которого соединены содноименными выходами первого счетчика, входами третьего дешифратораи объединенными входами групп входов блоков памяти всех информационныхканалов, Выходы вторых элементов Ивсех информационных каналов соединены с оответстнующими входами первогоэлемента ИЛИ, выход которого соединенс первым входом первого элемента И,выход которого соединен с входом первого счетчика. Выход блока сравнениясоединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого, соединен., с вторым входом второго счетчика и1 через элемент задержки с вторым вхо дом первого элемента И. Второй вход ; второго элемента ИЛИ соединен с объединенными первыми входами третьихэлементов И всех информационных каналов и с выходом второго элемента , И, первый вход которого соединен спервым входом второго счетчика, Второй вход второго элемента И соединенс выходом второго дешифратора, каждый выход группы которого соединенс входом одноименного элемента Игруппы. Третий вход второго элементаИ соединен с выходом четвертого дешифратора, входы которого соединеныс соответствующими выходами. второгосчетчика. Выходы третьего дешифратора соединены с соответствующимипервыми управляющими входами коммута-,тора, каждый из вторых управляющихвходов которого соединен с, выходомтретьего элемента И соответствующегоинформационного канала.В устройстве осуществляется прием спорадической (при возникновенииизменений состояния объектов) информации из каналов связи о состояниий удаленных объектов. Процесс приема информации от объектов в устройстве разбивается на три этапа: подключение каналов связи к свободныминформационным каналам, анализ наличия информации в каналах связи, соб 1 ственно прием и обработка информации,Первый этап обеспечивается, в основном, первым счетчиком и блоком сравнения. Емкость первого счетчика рав Она количеству каналов и, С частотойгенератора тактовых импульсов в блоке сравнения происходит сравнениекодов номеров каналов связи, записанных в блоках памяти информационных каналов, с состоянием первогосчетчика, соответствующим номерунала связи, очередь до подключениякоторого дошла. Если за ш тактовыхимпульсов коды не совпали то в слеьдующей серии из ш тактовых импуль,с сов с каждым тактом будет вырабаты- Овать выходные сигналы четвертый дешифратор подключенный к выходамвторого счетчика. Эти сигналы являются разрешающими для записи номераканала связи в блок памяти первогообнаруженного свободным информационного канала по цепи выход второгодеппфратора - второй элемент Итретий элемент И информационного канала - блок памяти, Анализ подклю ченного канала на наличие в нем информации осуществляется путей подсче 5 та числа фронтом принимаемых информационных импульсов в фиксированном временном интервале Т , задаваемом таймерами в информационных каналах, Величина ТО выбирается, исхоГ:, из статистических характеристик кодированной информации, так, чтобы количество фронтов при наличии информации в канале связи за интервал времени Т, было не меньше определенного порога К (отсутствие информации сопровождается наличием в каналах связи сигналов только одной полярности: "1" или "О", появление информации связано с чередованием "1" и "О").Таймер представляет собой двоичный 1счетчик, емкостью где 1 - длительность одной кодовойК, комбЬнации,Если за время Т количество зафиксированных фронтам меньше К, то канал связи отключается от информационного канала и последний становится готовым .ЗО для подключения к другому каналу связи, В противном случае продолжают . осуществляться прием и обработка информации от объекта, По окончании приема информации ат Объекта принимается кодовая комбинация конца сообще- З 5 ния, после чего информационный канал освобождается для приема сигналов от других абьектов.К недостаткам устройства относятся4 О недостаточные помехоустойчивость и быстродействие, а также аппаратурная избыточность. При наличии помех. в каналах связи, например, типа дроблений могут быть случаи ложной констатации наличия информации в каналах СВЯЗИ И НЕПРОИЗВОДИТЕЛЬНОГО ИСПОЛЬЭО вания информационных каналов. Этому же сопутствует и фиксированный интервал времени анализа Тд, в течение5 О которого информационный канал, как минимум, может быть задействован вхолостую в случаях отсутствия информации в канале связи.Цель изобретения - повышение помехоустойчивости и быстродействия и уп ращение устройства.Поставленная цель достиГается тем, что в устройство, содержащее генератор тактовых импульсов, выходксторого соединен с первым входой первого счетчика и с входом распределителя импульсов, каждый из выходовкоторого соединен в одноименном информационном канале с первыми входамипервого, второго и третьего элементов И и блока приема и контроля, второй вход которого соединен с выходомлинейного блока информационного канала, вьгход первого элемента И соединен с первым входом блока памятиинформационного канала, группа выходов -которого соединена с группойвходов третьего элемента И, коммутатор, информационные входы которого являются входами устройства, аинформационные выходы которого соединены с входами линейных блоков одноименных информационных каналов, одноименные выходы блоков приема и контроля всех информационных каналов объединены и соединены с входами первогодешифратора, выход которого соединенс объединенными вторыми входами вторых элементов И всех информационныхканалов, выходы группы первого дешифратора соединены с объединенными соответствующими входами группы каждогоэлемента И группы выходы которыхсоединены с соответствующими входамиадноимепных элементов отображения,одноименные выходы третьих элементов И всех инфармацианньг: каналовобъединены и соединены с одноименнымивходами второго дейл";ратара и входами первой групп . блаха сравнения,входы второй группы котарсго соединены с однонменнь:и;: в.ха;.;ами второгосчетчика, вховми -о,. ь:.;"о дешифратара и объединен;и Фы, 7.;хо 2 ами Группвходов блоков памяг,; всех информационных каналов, выход блока сравнениясоединен с первым входом элементаИЛИ, выход которого соединен с входом элемента задержки, а второйвход - с объединенными вторыми входами первых элементов И всех информационных каналов и выходом элементаИ, первьй вход которого с ециненс выходам второго дешифратора каждый вькод Гр.Ппы которого соединенс входом одноименного элемента Игруппыр выходы третьего деьифраторасоединены с саответствукяними первымиуправляющими входами коммутатора,каждый из вторых управ.тяюгвтх входовКатарОГО ССЕдИНЕП С ВЫХодай ПЕРВОГО71698902Вэлемента И соответствующего информа- тапа: поиск канала связи, не подционного канала, введен элемент па- ,включенного к приемному оборудованиюмяти, выход элемента задержки соеди- устройства, подключение канала связинен со вторым входом первого счетсвободному информационному каналу,чика, входом второго счетчика и пер- собственно прием и обработка инфорвым входом элемента памяти, второй адни.вход которого соединен с выходом пер- ; Основным блоком, обеспечивающимваго счетчика, выход элемента памяти работу устройства на первом и чассоединен с вторым входом элемента И, 10 аничко на втором этапах, являетсявыход второго элемента И в каждом счетчик 9 емкость И которого раннаинформационном канале соединен с вто- Количеству каналов связи в системе и,рым входом блока памяти, а количество каскадовНа чертеже показана. функциональК-(181),ная схема устройства. 82Приемник информации с рассредото- где 1 о 8 и- целая часть логарифма,ченных объектов содержит генератор 1Каждое состояние счетчика 9 сооттактовых импульсов, распределитель 2 ветствует двоичному коду номера канаимпульсов, коммутатор 3, первый 4 ла связи.и второй 5 дешифраторы, группу эле Пусть счетчик 9 принял состояние,ментов И 61-6 п, элементы 7 -7 п стоб- соответствующее номеру "го каналаражения, первый 8 и второй 9 счетчи- связи (1хи), Код номера -гоки, блок 10 сравнения, третий дешиф- канала с выхода счетчика 9 с. каждымратор 11, элемент ИЛИ 12, элемент тактом генератора 1 сравнивается в13 задержки, элемент И 14, информа блоке 10 сравнения с кодовыми знационные каналы 15-15, каждый из чениями номеров уже подключенных ккоторых содержит линейный блок 16, информационным каналам 15-15,канаблок 17 приема и контроля, перуый 18, .лов связи, которые хранятся в их,второй 19 и третий 20 элементы И ,блоках 21 памяти. Полный цикл срави блок 21 памяти и элемент 22 памяти, 30 кения происходит за время действияУстройство работает следующим об- ,ш импульсов генератора 1; в течениеразом,которого опрашиваются блоки памятиИз каналов связи на информацион-всех информационных каналов, Кодыные входы коммутатора 3 спорадическй номеров подключенных каналов связипоступает информация о состоянии ипоступают через третьи элементы И .удаленных рассредоточенных объектов. "20 на первую группу входов блока 10При отсутствии информации (измененийсравнения, Одноименные выходы элесостояния объектов) в каждом канале ментов И 20 всех информационных касвязи от объектов постоянно переда- налов объединены, в совокупностиется служебная кодовая комбинация 40 выходы элементов 20 .образуют К-разрядпокоя. При наличии изменений состоя- ную общую шину, Одновременно с качания объектов передача комбинации лом цикла сравнения кодов номеровпокоя прекращается и циклически пере-каналов связи начинается подсчетдаются информационные кодовые комби- числа импульсов генератора 1 счетчинации, Коммутатором 3 осуществляется 45 ком 8,.имеющим емкость, равную ш,подключенные каналов связи к прием-Если за время ш Ь блок 10 сравоном информационным каналам 15-15 и, пения фиксирует совпадение кодовустройства, количество которых мень- номеров -го какала связи, то на выше числа каналов связи (ш (и), Работа ,.ходе блока 10 формируется импульс,информационных каналов 15-15обес-который через элемент ИЛИ 12 и эле 5 Опечивается ш последовательностямимент 13 задержки сбрасывает (устатактовых импульсов, сдвинутыми по фа- , навМивает) счетчик 8 и элемент 22зе одна относительно другой, котороепамяти в исходное нулевое состояниеформируются распределителем 2 импуль-и переводит счетчик 9 в состояние,сов из опорной тактовой последователь-соответствующее номеру (+1)-го каности генератора 1 тактовых импульсоввала связи. Начинается новый цикл55с периодом ,. сравнения в блоке 10,Процесс приема информации от объек-, ,Если ни в один из в импульсовта в устройстве разбивается на тригенератора 1 блоком 10 не ,нфикси698902 рована совпадения номеров каналов, т.е. установлен факт, что 1-й канал связи не подключен к какому-либо информационному каналу 15-15 я то счетчик 8 формирует сигнал, который переводит элемент 22 памяти в состояние " 1", Начинается этап поиска свободного информационного канала 15 - 15. Сигнал с выхода элемента 22 пос тупает на один из входов элементов И 14, к другому входу которого подключен выход второго дешифратора 5. На этом выходе дешифратора 5 появляются сигналы только при поступлении 15 на его вход из блоков 21 памяти информационных каналов 151-151 нулевых кодовых комбинаций. При появлении первого же сигнала на выходе дешифратора 5 элемент И 14 формирует им пульс, который селектируется в соответствующем элементе И 18 информационных каналов путем совпадения с импульсом распределителя 2. Импульсом с выхода элемента 18 разрешает ся запись кода номера канала связи с выхода счетчика 9 в блок 21 памяти, этот же импульс поступает на соответствующий управляющий вход коммутатора 3. На другом управляющем входе последнего, соответствующем номеру выбранного канала связи, в это время действует сигнал с выхода третьего дешифратора 11, который формируется в результате дешифрирования показания счетчика 9. Одновременное35действие сигналов на двух управляющих входах коммутатора 3 обеспечивает подключение -го канала связи к выбранному свободному инфорыационному каналу, В этот же момент импульс с выхода элемента И 14 через элемент ИЛИ 12 поступает на вход элемента 13 задержки. Через время задержки Л л,с ьо элемент 13 формирует импульс, 45 который сбрасывает счетчик 8 и элемент 22 памяти в исходное нулевое состояние и переводит счетчик 9 в состояние, соответствующее (+1) -му каналу связи, Начинается новый цикл определения того, подключен (дФ 1)-й канал связи к устройству или нет и теда Если все информационные каналы,15, - 15, заняты под прием и обработку .. 55 информации от объектов, то состояние счетчика 9 и блока 22 памяти остается неизменным до тех пор, пока не освободится какой-либо информационный каналТретий этап - собственно прием и обработка информации от объекта - начинается сразу после подключения канала связи к йнформационному кана" лу 15-15 ю. Каждый линейный блок 6 сопрягает информационный канал с дуплексным каналом связи и выполняет преобразование сигналов, демодуляцию (прием) и модуляцию (передача)Демодулированные кодовые посылки поступают с блока 16 на блок 17 прие" ма й контроля, а также на внутренний модулятор своего же линейного блока, с которого они посылаются по обратному каналу связи на объект (информа- ционная обратная связь) . В блоке 17 осуществляются регенерация кодовых посылок, тактовое и цикловое Фазирование и проверяется соответствие кодовых комбинаций помехоустойчивоиу коду. При каждом правильном приеме кодовые кобминации первичного кода считываются в параллельном коде с, рабочими тактами информационного канала на входы дешифратора 4. Поскольку рабочие такты всех информационных каналов разнесены по фазе, то группы выходов блоков 17 всех информационных каналов 151 вобъединены в общую шину.Если .из канала связи принимается кодовая комбинация покоя,то результат ее дешифрирования (импульс) немедленно поступает на вход второго элемента И 19 информационного канала, где он селектируется своим тактом от распределителя 2 и производит стирание кода номер канала связи в блоке 21 памяти. Зто означает, что данный информационный канал свободен и готов для подключения другого канала связи.При приеме кодовых комбинаций, содержащих информацию о состоянии объекта, дешифратор 4 выдает результаты дешифрирования через соответст" вующий элемент И 6-бп группы на элемент 7 -711 отображения за счет подачи сигнала разрешения на вход элемента И 64 -6 д с одного из выходов второго дешифратора 5. Это обеспечивается тем, что входы дешифратора 5 в данный момент времени подключены через элемент И 20 к выходам соответ" ствующего блока 21 памяти, в котором хранится код номера канала связи(объекта), и результат дешифрирования с дешифратора 5 поступает на требуемый элемент 61-6,.По окончании прохождения и обработки всех информационных кодовых комбинаций от объекта вновь поступаетслужебная комбинация покоя. С выходадешифратора 4 результат ее дешифрирования после селекции в соответствующем элементе И 19 стирает номер подключенного канала в блоке 21 памяти,что означает готовность соответствующего информационного канала 15-15.к,приему информации от других объектОв,По сравнений с прототипом предлагаемое ;устройство проще и имеетболее высокую помехоустойчивость ибЬ 1 стродействие. Вместо ш таймеров,в счетчиков, ш элементов ИЛИ, ш элементов И, элемента ИЛИ, элемента Ии дешифратора в устройство введенлишь один новый элемент памяти (триггер памяти). Более высокая помехоустойчивость обусловлена заменой ме"тода анализа наличия информации вканале связи по количеству перепо 3 посовок за Фиксированный интервал.времени Тв на информационные призна Оки кодовых комбинаций. При этом время в течение которого в информационйом канале проводится анализ отсутст;вия информации от объекта, уменьшается по сравнению с прототипом враэ где= п Ик Ик - ,длитель ность одной кодовой комбинации),о р м у л а изобретения40Адаптивное устройство для приема информации с рассредоточенных объектов, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом распределителя импульсов и первым входом первого счетчика,. коммутатор, информационные входы которого являются входами устройства, первый дешифратор, выходы группы выходов которого. соединены с одноименными входами группы входов всех элементов И группы, выходы которых соединены с одноименными входами соот" ветствующих элементов отображения, второй дешифратор, выходы группы вйходов которого соединены с вторыми входами одноименных элементов И группы, выход - с первым входом элемента И, третий дешифратор, выходы которого соединены с первыми управляющими входами коммутатора, блок сравнения, вйход которого соединен с первым вхо-. дм элемента ИЛИ, выход котороГо соединен с входом элемента задержки, второй счетчик и в каждом информационном канале линейный блок, выход которого соединен с первым входом блока прием и контроля, первый - третий элементы И и блок памяти выходы котороВ, го соединены с первыми входами. третьего элемента И, выход первого элемен" та И. соединен с первым входом, блока памяти и соответствующим вторым управляющим входом коммутатора, каждый из выходов которого соединен с входом линейного блока соответствующего информационного канала, одноименныешкоды блоков приемаи контроля инормационных каналов объединены и подключены к соответствующим входам перого дешифратора, выход которого сое" инеи с первым входом второго элемен 1 а И каждого информационного канала,ыход элемента И соединен с вторымходом элемента ИЛИ и объединенными йервыми входами жрвых элементов Информационных каналов, каждый изыходов распределителя импульсов соединен с объединенными вторыми входамилока приема и контроля и первого - третьего элементов И соответствующего нформационного канала, одноименные ыходы третьих элементов И информаионных каналов объединены н подклюены к соответствующим входам второго ешифратора и соответствующим первым входам блока сравнения, выходы второго счетчика соединены с соответствующими входами третьего дешифратора, вторыми входами блока сравнения и вторыми входами блока памяти каждого информационного канала, о т л и ч ай щ е е с я тем, что, с целью упрощения и повьппения быстродействия и помехоустойчивости устройства, в него введен элемент памяти, выход которого соединен с вторым входом элемента И, выход элемента задержки соединен с входом второго счетчика первым входом элемента памяти и вторым входом первого счетчика, выход которого соединен с вторым входом элемента памяти, и в каждом информационном канале выкод второго элемента И соединен с третьим входом блока памяти.1698902 Составител Техред Л,Ол вская актор Л.Веселовс Подписи ирак оиитета пМосква, Жкрытням при ГКНТ ССС изобретениям и Раушская набинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 оизводственно-издательский Заказ 4398 ВНИИПИ Гос рстненно 11303