Адаптивное устройство для приема информации с рассредоточенных объектов

(5 З)".Ы 6 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ходных еи сфор-аэлеменбыстро- иинаГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 1695355, кл. 6 08 С 19/28, 1990.(54) АДАПТИВНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯПРИЕМА ИНФОРМАЦИИ С РАССРЕДОТОЧЕННЫХ ОБЪЕКТОВ(57) Изобретение относится к телемеханике.Цель изобретения - повышение быстродействия, информационной гибкости и надежности сбора информации о состоянии иудаленных рассредоточенных объектов,объединенных в две группы. Первую группусоставляют п 1 объектов с более высокой ин-,формационной активностью, во вторуюгруппу обьединены остальные и-п 1 обьектов. Объектам первой группы предоставляется. преимущество при подключениисоответствующих им входных блоков черезкоммутатор к приемным информационным Изобретение относится к телемеханике и может найти применение в автоматизированных системах управления технологическими процессами, аппаратуре передачи данных.Цель изобретения - повышение действия, информационной гибкост дежн ости.мавхка На фиг. 1 показана функциональная схепредлагаемого устройства; на фиг, 2 - одной блок; на фиг. 3 - информационный нал.Устройство содержит генератор 1 таквых импульсов, таймер 2, входные блоки каналам. Информация от объектов поступает по каналам связи операдически. С помощью таймера непрерывно формируются зачетные временные интервалы времени Т, втечение которых во входных блоках производится анализ наличия информации в каналах связи с выдачей управляющего сигнала "1" в случае ее обнаружения. Двоичный счетчик 16, емкость которого равна и, через дешифратор последовательно опрашивает элементы И, При сбвпадении импульса опроса с сйгналом "1" наличия информации на другом входе элемента происходит остановка счетчика и подключение соответствующего входного блока через коммутатор к свободному информационному каналу для обработки принимаемого со общения, Приоритет первой группе объектов обеспечивается объединением выходных управляющих сигналаблоков элементом ИЛИ-НЕ и подмирован ного им сигнала запретаты И, 2 3.п.ф-лы, 3 ил. 31-Зп 1 И Зп 1+1- Зп, раСПрЕдЕЛИтЕЛЬ 4 ИМ- пульсов, информационные каналы 51-5 П, коммутаторб,первый 7, второй 8 итретий 9О дешифраторы, первую 101 10 п 1 вторую 10 п 1 +1 - 1 Оп, третью 111- 11 п 1 и четвертую 11 п 1+ 1-11 п группы элементов И, элементы - ъ 121-12,1 И 12 п 1+1- 12 ОтОбражЕНИя, 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 - НЕ 20.В состав каждого входного блока (фиг.2) входят линейный блок 21, элемент ИЛИ 22, счетчик 23 и триггер 24,ет группу выходов, которые параллельно подключены ко входам первой 101-10 п 1 и второй 10 п 1+1-10 л групп элементов И. Де 50 шифратор 8 имеет две группы выходов, которые соединены соответственно с управляющими входами одноименных элементов И 101- 10,1 и 10 п 1+1-10 П вторыми управляющими входами одноименных 55 входных блоков 31 Зп 1 Зп 1+- ЗпВыходы каждого из элементов 101- 10 п 1 и 10 п 1+1-10 л подключены к соответствующим входам одноименных элементов Каждый информационный канал 51-5 п 1 (фиг,3) содержит с первого по третий элементы И 25 - 27, блок 28 приема и контроля и блок 29 памяти.Выход генератора 1 тактовых импуль сов соединен с входом таймера 2, распределителя 4 импульсов и элемента И 18. Выход таймера 2 соединен с первым управляющим входом каждого входного блока 31- ЗП 1, ЗП 1+1- Зп первые информационные вход и10 выход которого являются соответственно входом и выходом первой (1-п 1) и второй (п 1+1-и) групп объектов, Вторые информационные входи выход каждого входного блока соединены соответственно с одноименными информационными выходом второй группы и входом первой группы входов коммутатора. Распределитель 4 импульсов имеет в выходов (вп), каждый выход подключен к тактовому входу одноименного информационного канала 51-5 п. Каждый из каналов 51 - 5 П имеет, кроме того, информационный вход, первьй и второй управляющий входы; группу адресных входов, гоуппу адресных и группу информационных выходов. Информационный вход блока 51-5 е соединен с одноименным выходом первой группы информационных выходов коммута- . тора 6 и его же одноименным входом второй группы информационных входов. Управляющий выход блока.51-5 п соединен с одноименным входом первой группы управляющих входов коммутатора 8. Одноименные выходы групп информационных выходов информационных каналов 51-5 П 1 . объединены исоединены со входами первого дешифратора 7, а одноименные выходы групп адресных выходов каналов 51-5 П объединены и соединены со входами второго 40 дешифратора 8. Отдельный выходдешифратора 7 подключен к объединенным первым управляющим входам информационных каналов 51-5 п, вторые управляющие входы которых также объединены и подключены квыходу первого элемента И 17 и первому входу элемента ИЛИ 13, Дешифратор 7 имеотображения 121 - 12 п 1 и 12 П 1+ 1-12 п Управляющие выходы выходных блоков первой группы 31 - ЗП 1, соединены с первыми входами одноименных элементов И третьей группы 111 - 11 П 1 и через элемент ИЛИ - НЕ 20 с объединенными входами элементов И четвертой группы 11 п 1+1 - 11 п, Управляющие выходы входных блоков второй группы 3,1+1- 31 соединены с первыми входами одноименных элементов И четвертой группы 11,1+1 - 11,. Выходы всех элементов 111- 11 П 1 и 111+ 1-11 п черезэлемент ИЛИ 14 соединены с входом элемента НЕ 19 и первым входом элемента И 17, второй вход которого соединен с отдельным выходом дешифратора 8. Выход элемента И 17 соединен с объединенными вторыми управляющими входами информационных каналов 51 - 5 п 1 и первым входом первого элемента ИЛИ 13. Выход элемента НЕ,19 подключен к первому входу элемента И 18, выход которого соединен со вторым входом элемента ИЛИ 13. Выход элемента ИЛИ 13 через элемент 15 задержки соединен со входом счетчика 18, выходы которого подключены к адресным входам каждого информационного канала и входам третьего дешифратора 9. Дешифратор 9 имеет две группы выходов. Выходы первой группы соединены с одноименными управляющими входами второй группы коммутатора 6 И вторыми входами одноименных элементов И третьей групп 11 пп 1.Выходы второй группы дешифратора 9 соединены с одноименными управляющими входами третьей группы коммутатора 6 и. вторыми входами одноименных элементов И четвертой группы 11 п 1 +1 - 11 п В каждом входном блоке 31 - Зя первые вход и выход линейного блока 21 являются соответственно первыми информационными входом и выходом, а второй вход и второй выход - вторыми информационными входом и выходом входного блока. Второй вход блока 19 подключен ко входу счетчика 23, вход сброса которого соединен с выходом элемента ИЛИ 22. Первый и второй входы этого элемента являются соответственно первым и вторым управляющими входами входного блока. Выход счетчика 23 подключен ко входутриггера 24, вход сброса которого.соединен со вторымвходом элемента ИЛИ 22, Выход триггера 24 подключен к третьему входу элемента ИЛИ 22 и является управляющим выходом входного блока,В каждом информационном канале 51-5 п первые входы первого 25 и второго 26 элементов И, блока 28 приема и контроля ивход третьего элемента И 27 обьединены и являются тактовым входом информационного канала. Вторые входы блока 28 и элементов И 25 и 26 являются соответственно информационным, первым и вторым управляющими входами информационного канала. Выходы элементов 25 и 26 соединены соответственно с первым и вторым входами блока 29 памяти, выходы которого соединены со входами третьего элемента И 27. Выход элемента И 25, выходы блока 28 приема и контроля, выходы элемента И 27 и входы группы блока 29 памяти являются соответственно управляющим входом, информационными и адресными выходами и адресными входами информационного канала.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 31 - Зп и 51-5 а на фиг. 1;ФУстройство работает следующим образомНа первые информационные входы блоков 31 - Зп 1 и Зп 1+1-Зп по каналам связи сйорадически поступает информация о состоянии объектов. первой и второй групп, соответственно. При отсутствии информа ции - изменений состояния объекта - в канале связи от него постоянно передаются сигналы одной полярности "0" или "1" или служебные кодовые комбинации "покоя" с минимальным количеством переполюсовок. Наличие изменений состояния объектов сопровождается передачей информационных кодовых комбинаций с большим количеством переполюсовьк в единицу времени. Структура кодовых сообщений от всех обьектов одинакова. Каждый входной блок 31-Зл осуществляет сопряжение с прямым (демодуляция) и обратным (модуляция) каналом связи и ведет непрерывный анализ наличия информации в канале связи от объекта путем подсчета числа изменений полярности (фронтов) сигналов. Время анализа Та является постоянной величиной, выбирается, исходя из статистических свойств информации для всех блоков 3 - 3 одинаковым, и непрерывно формуется таймером 2 путем деления опорной частоты 1 генератора 1 тактовых импульсов. Коэффициент деления Кд равен:ТаКд=та 1= -огде гЬ- период следования импульсов генератора 1. Таймер 2 через интервалы времени Такаждый раз устанавливает счетчик фронтов сигналов во входных блоках 31 - З в начальное состояние, Если за время ТТа в 1-м (11 п 1) или)-м(п 1+1и) канале свя зи, соответственно первой или второй группы, обнаружено наличие информации, то на управляющем выходе соответствующего входного блока З (Зо формируется постоян- ный сигнал уровня "1". Импульсы с выхода 10 генератора 1 поступают также на входы элемента И 18 и распределителя 4 импульсов, который формирует в тактовых последовательностей, обеспечивающих работу инфор мационных каналов 51 - 5. При отсутствиисигналов "1" наличия информации на управляющих выходах блоков 31 - Зп 1 и Зп 1+1- За на выходах элементов И 111 - 11 п 1 20и 11,1+1 - 11 а, формируются сигналы уровня "0", Эти сигналы после объединения элементом ИЛИ 14 инвертируются элементом НЕ 19 и разрешают прохождение тактовых импульсов генератора 1 через элемент И 18, .элемент ИЛИ 13 и элемент 15 задержки на вход кольцевого счетчика 16. Емкость счетчика равна и, а количество двоичных каскадов . равно 1 о 92 п (если 1 о 92 п - дробное число, то - о 92 п)+1, где выражение в квад ратных скобках - целая часть логарифма),Каждое состояние счетчика 16 соответствует двоичному коду номера канала связи.Этот код дешифрируется дешифратором 9.Сигналы с выходов дешифратора 9, соответствующих номерам каналов связи (объектов) первой группы, поступают на входы элементов И 111- 11,1 Элементы И 11 п 1+ 1- 11 а соответствуют номерам каналов второй группы. При совпадении сигналов на обоих входах какого-либо элемента И 11- 11 п 1 например элемента третьей группы 11, что имеет место при наличии сигнала "1" на управляющем выходе 1-го входного блока, элемент 11 формирует сигнал, который про ходит через элемент ИЛИ 14. Этот сигналинвертируется элементом НЕ 19 и запрещает дальнейшее прохождение тактовых импульсов генератора 1 через элемент И 18 на счетчик 16, который запоминает состояние, 50 сОответствующее номеру 1-го канала связи.С этого момента начинается этап поиска, свободного информационного канала 51 - 5 л 1 и подключения к нему через коммутатор 6.вторых информационных выхода и входа 1- го входного блока (ап), В занятых информационных каналах 51-5 хранятся двоичные коды номеров подключенных к ним входных блоков 31-3, в свободных - нулевые кодовые комбинации. Этот код параллельно считывается на дешифратор 8 .при каждом поступлении на тактовый вход информационного канала 51 - 5 импульсов с соответствующего выхода распределителя 4, При наличии е-го (16в) свободного информационного канала дешифратор 8 на своем отдельном выходе формирует сигнал длительностью в тактовый импульс, который через открытый элемент И 17 поступает на вторые управляющие входы информационных каналов 51-5 и на вход элемента ИЛИ 13, В е-м информационном канале после селекции управляющего сигнала осуществляется запись и запоминание кода номера 1-го канала связи, поступающего по адресным входам со счетчика 16. Кроме того, на управляющем выходе е-го информационного канала формируется импульс, который поступает на е-й вход первой группы управляющих входов коммутатора 6. Одновременное действие этого импульса и сигнала с дешифратора 9 на 1-м входе второй группы управляющих входов коммутатора 6 обеспечивает подключение 1-го 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. Спустя время задержки тзто элемент 15 формирует импульс, который переводит счетчик 16 в состояние, соответствующее (+1)-му каналу связи. В случае занятости всех информационных каналов 51 - 5счетчик 16 остается в состоянии, соответствующем номеру 1-го канала связи до тех пор, пока не освободится хотя бы один из каналов 51-5 .После подключения 1-го входного блока в е-м информационном канале начинается 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 модулятор - в сбратный канал связи на 1-й объект, Тем самым, с этого момента обеспечивается информационная обратная связь в дуплексном канале связи между 1-м объектом и устройством. В информационных каналах 51-5 осуществляется тактовое и цикловоефазирование и проверяется соответствие принятых кодовых комбинаций помехоустойчивому коду, При каждом правильном приеме кодовые комбинации первичного К- разрядного кода параллельно считываются на вход первого дешифратора 7. Поскольку рабочие такты информационных каналов 5-5 разнесены по фазе, то одноименные выходы групп информационных выходов каналов 51-5 так же, как и адресные выходы от них, образуют общую шину. Дешифратор 7 выдает результаты дешифрирования через элементы И 101 - 10 п 1, 10 п 1+1 - 10 п на элементы 121 - 12 п 1 и 12 в 1+1 - 12 п отображения, Правильное прохождение информации на элементы 121- 121 и 12+1 - 12 п обеспечивается селекцией этого элемента путем подачи разрешающего сигнала на управляющий вход соответствующего элемента И 101 - 10 щ, 10 п +1 - 10 с выхо- дов первой и второй групп дешифратора 8, который дешифрирует в данный момент времени двоичный код номера канала связи 15 (входного блока), записанный в памяти информационного канала 51-5. Одновременно импульс с выхода дешифратора 8 поступает на второй управляющий вход одноименного входного блока 31 - 31 и 20 Зп 1+1- Зп и переводит его в начальноесостояние, Тем самым, обеспечивается исключение из процесса анализа наличия информации и подключения тех каналов связи, которые уже подключены к информа ционным каналам 51 - 5, Первый же импульс сброса формируется спустя время г, после подключения канала связи к свободному информационному каналу 51-5 п, т.е. практически мгновенно по сравнению 30 со скоростью передачи информации в канале связи и временем анализа Т.По окончании передачи информации отобъектов поступают кодовые комбинации "покоя", которые также дешифрируются де шифратором 7. Импульсы дешифрированияэтих комбинаций с отдельного выхода дешифратора 7 селектируются в соответствующем информационном канале 51 - 5 и стирают в нем код номера подключенного 40 канала связи. С этого момента соответствующий информационный канал 5 - 5 готов к подключению очередного канала связи,Приоритет объектам первой группыобеспечивается путем объединения выход- .45 ных управляющих сигналов входных блоков31 - Зп 1 элементом ИЛИ - НЕ 20 и подачей сформированного им сигнала запрета на элементы И 11 п 1+1-11 о соответствующие объектам второй группы, В этом случае счет чик 16 с состояния, соответствующего(п+1)-му каналу связи, до и-го работает "вхолостую", т.е, даже при наличии управляющих сигналов на выходах входных блоков подключение их к информационным кана лам 51-5 исключается. Как только сигналзапрета снимается со входов элементов И 11+ -11 разрешается опрос и подключение каналов связи второй группы к инфор10 15 20 30 35 40 55 мационным каналам 51 - 5 п аналогичным способом, как и для первой группы каналов.В предложенном варианте входного блока 3 фиг,2) подсчет числа фронтов принимаемых кодовых посылок осуществляется счетчиком 23, подключенным к выходу линейного блока (модема) 21, По заполнении счетчика он вырабатывает сигнал, который переводит триггер 24 памяти в состояние "1". Этот сигнал поступает на управляющий выход и одновременно через элемент ИЛИ 22 сбрасывает счетчик 23 в нулевое состояние, Сброс триггера 24 в исходное состояние происходит при поступлении импульсов с дешифратора 8 по второму управляющему входу входного блока 3. Счетчик 23 сбрасывается в нулевое состояние от элемента ИЛИ 22 импульсами от таймера 2 (первый управляющий вход входного блока) и от дешифратора 8 (второй управляющий вход).В информационном канале 5 (фиг,3) кодирование сообщения поступают по информационному входу на блок 28 приема и контроля, в котором осуществляется тактовое и цикловое фазирование, проверка принимаемых кодовых комбинаций на соответствие помехоустойчивому коду, снятие избыточных разрядов кода и выдача К- разрядных комбинаций первичного кода по информационным выходам. Работа блока 28 обеспечивается тактовыми импульсами, поступающими по тактовому входу информационного канала, Этими же тактовыми импульсами осуществляетсл тактовая селекция сигналов разрешения записи и стирания кода номера канала связи в блок 29 памяти, поступающими соответственно по второму и первому управляющим входам на элементы И 26 и 25, Импульс с выхода элемента И 26 также поступает на управляющий выход информационного канала 5, Блок 29 памяти в простейшем варианте может состоять из Е триггеров памяти, на вход каждого триггера поступают импульсы по соответствующей шине адресных входов информационного канала. Через элемент И 27 код номера канала связи считывается параллельным кодом по адресным выходам с каждым тактовым импульсом.Таким образом, по сравнению с устройством-и рототипом предлагаемое устройст- во сокращает время поиска канала связи с наличием информации в 1 - и раз, При этом каналы связи от объектов первой группы при наличии свободных информационных каналов подключаются к последним практически без задержки, Каналы связи второй группы обьектов, в которых обнаружена информация, могут подключаться 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 постоянное сопряжение с каналообразующей аппаратурой, что повышает надежность сбора информации с рассредоточенных обьектов.Формула изобретения 1. Адаптивное устройство для приема ин 4 ормации с рассредоточенных объектов, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входами таймера и распределителя 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 25 информационных каналов и входам первого дешифратора, выходы которого подключены к соответствующим управляющим 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 отображения первой группы, управляющий выход третьего дешифратора соединен с вторыми входами всех информационных каналов, выходы первой и второй групп каждого из которых подключены соответственно к одноименным входам второго и третьего дешифрато ров, о т л и ч а ющ е е с я тем; что, с целью повышения быстродействия, информационной гибкости и надежности, в него введены входные блоки, вторая, третья и четвертая группы элементов И, элемент ИЛИ - НЕ, элемент НЕ, элементы И и вторая группа элементов отображения, 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 отображения второй группы,первые вход и выход каждой из входных блоков являются 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 5 и четвертой групп, выходы первого дешифратора подключены к вторым входам соответствующих элементов И третьей и четвертой группы, выходы которых соединены с соответствующими входами второго 10 элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И и через элемент Н Е - с первым входом второго элемента И, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, выход 15 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 20 тактовых импульсов соединен с вторым входом второго элемента И, входы элемента ИЛИ-НЕ обьединены с одноименными первыми входами элементов И третьей группы, выход элемента ИЛИ-НЕ подключен к 25 третьим входам. элементов И четвертой группы, выходы первой и второй групп второго дешифратора подключены к третьим входам соответствующих входных блоков.2. Адаптивное устройство по п.1, о т л и ч а ю щееся тем,что каждый входной блок содержит триггер, счетчик, элемент ИЛИ и линейный блок, первые и вторые входы и выходы которого являются соответственно первыми и вторыми входами и выходами блока, первый и второй входы элемента ИЛИ являются 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 является третьим выходом блока.3, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что каждый информационный канал содержит блокпамяти, элементы И и блок приема и контроля, первые входы блока приема и контроля и первого и второго элементов И объединены с входом третьего элемента И и являются тактовым входом информационного канала, вторые входы блока приема и контроля, первого и второго элементов И являются соответственно первым, вторым и третьим входами информационного канала, выходы первого и второго элементов И соединены соответственно с первым и вторым входам блока памяти, выходы которого соединены с входами третьего элемента И, выхоД второго элемента И, выходы блока приема и контроля и третьего элемента И, входы группы блока памяти являются соответственно первым выходом, выходами второй и первой групп, адресными входами информационного канала.. Милюков Заказ 1382 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гага Уф,Ал дскб 7 оеи Аю/ Составитель В, Хлобыстоведактор С. Кулакова Техред М.Моргентал Корре 2 уго А до