Устройство для сжатия телеметрических информаций

Устройство для сжатия телеметрических информаций

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И C А Н И Е (ii) 439839

ИЗОБРЕТ ЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 07.03.72 (21) 1757762/18-24 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 15.08.74. Бюллетень ¹ 30

Дата опубликования описания 30.01.75 (51) М. Кл. G 08с 19/28

Государственный комитет

Совета й1ииистроа СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 621.374.33 (088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Б. H. Халтурин и А. М. Цыкунов

Киргизский научно-исследовательский институ водного хозяйства (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖАТИЯ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЙ

ИНФОРМАЦИИ

Изобретение 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 телеметрических 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 прототипа„необходимо 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 отбирается то же число параметров, что и при обычной 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 системы по объему передаваемых данных относительно передачи без сжатия.

Принцип работы предлагаемого изобретения состоит в том, что по окончании адаптив15 ной дискретизации каждого кадра передачи подсчитывается 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 переда25 чи полного кадра параметров го заранее известной последовательности без их адресов).

В том случае, когда в текущем кадре подсчитанное число отобранных параметров оказывается больше допустимого (сжатие ухудшает систему), вырабатывается команда на пе439839 ревод 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 продолжа|от 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 U„., подключился ко входу АЦП . Одновременно с этим из ЗУ4 в ЦССЗ переписывается цифровое значение последнего отсчета этого же канала, отосланного на приемную сторону. По окончании преобразования текущего значения первого канала U, 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

65 параметра в ЗУ4 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 U . 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 кодовых 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

U,, Однако в счетчик 5 запись «1» не производится. Далее работа схемы по параметру

U„., 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 LICC, 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 опрос 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 преобразованное

439839 сообщение 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 объема

64 (по числу отсчетов) ниже = 1,8 .устрой34 ство 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 и первому входу аналого-цифрового преобразователя, второй вход последнего соединен со вторым выходом коммутатора, а третий и четвертый входы аналого-цифрового преобразо5 вателя 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 коlO торого 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 выход дом:аналого-цифрового .преобразователя, выходы счетника .номера кадра, блока текущего

:времени, блока адреса параметра, регистра памяти кода параметра подключены ко входу блока передачи, на приемной стороне — блок .25 .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

4р 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 вы45 ходу цифровой схемы сравнения, другой — к первому выходу коммутатора, а выход счетчика соединен со входом блока управления.

439839

Составитель В. Кузнецов

Техред Г, Дворина Корректор В. Брыксина

Редактор Е. Семанова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 54/5 Изд. № 1977 Тираж 624 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, )Ê-35, Раушская наб., д. 475