УСТРОЙСТВО СБОРА И РЕГИСТРАЦИИ ИНФОРМАЦИИ

УСТРОЙСТВО СБОРА И РЕГИСТРАЦИИ ИНФОРМАЦИИ


RU (11) 2125239 (13) C1

(51) 6 G01D9/00, G01D9/28 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 1999.01.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 98105404/28 
(22) Дата подачи заявки: 1998.04.02 
(45) Опубликовано: 1999.01.20 
(56) Аналоги изобретения: 1. Бортовое устройство регистрации БУР-1 (см. Руководство по эксплуатации 6Л1.500.023РЭ. Блок сбора параметрический информации БСПИ-4ю Л., Изд. з-да "Прибор", 1982). 2. Устройство для сбора и регистрации информации многоканальной системы регистрации параметров МСРП-А-01 (см.Автоматизированная обработка полетной информации .Под ред.В.Н.Букова. - М.: Воениздат, 1995, с. 87 - 92). 
(71) Имя заявителя: Общество с ограниченной ответственностью "Транс-прибор" 
(72) Имя изобретателя: Лазаренков Л.И.; Иванов А.С.; Розенфельд Б.А.; Столяров Ю.Г.; Макушин С.А.; Миль А.А.; Генусов М.В.; Шабанов О.Ш.; Бакулин В.В.; Белякова Г.А.; Макушина А.Ф.; Ширяев В.Н. 
(73) Имя патентообладателя: Общество с ограниченной ответственностью "Транс-прибор" 
(98) Адрес для переписки: 199226 Санкт-Петербург, ул.Наличная 36-3-15, Колпаковой М.В. 

(54) УСТРОЙСТВО СБОРА И РЕГИСТРАЦИИ ИНФОРМАЦИИ 

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для сбора и регистрации полетных данных, сохранения этой информации в случае летных происшествий, а также для эксплуатационного контроля систем и оборудования самолета. Устройство сбора и регистрации информации содержит коммутатор аналоговых параметров и усилитель милливольтовых сигналов, подключенные к входу преобразователя напряжение - код, устройство программного управления и устройство сбора данных с подключенным к их входам синхронизатором, коммутатор разовых команд, подключенный двусторонней связью к устройству сбора данных, а также блок приемников последовательных кодов, подключенных к первому ОЗУ, которое соединено двусторонней связью с устройством управления, устройство встроенного контроля и преобразователь кодов, выходы которого являются выходами устройства. Особенность устройства состоит в том, что преобразователь напряжение - код выполнен в виде многоканального АЦП. Устройство дополнительно снабжено коммутатором частотных сигналов, подключенным к входу устройства программного управления, а также бортовой микроЭВМ, формирователем команд управления и передатчиком последовательных кодов, связанных между собой и с другими блоками устройства. Изобретение позволяет повысить надежность работы устройства, снизить аппаратурные затраты, а также расширяет функциональные возможности. 3 з.п. ф-лы, 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к информационно-измерительной технике и предназначено для сбора и регистрации параметрической информации от датчиков, в частности полетных данных, и сохранения этой информации в случае летных происшествий, а также для эксплуатационного контроля систем и оборудования самолета.

Известны устройства для регистрации полетной информации, например, бортовое устройство регистрации БУР-1 (см. Руководство по эксплуатации 6Л1.500.023РЭ. Блок сбора параметрической информации БСПИ-4. Ленинград, Изд. з-да "Прибор", 1982г. ), содержащее коммутаторы аналоговых сигналов и нормализаторы сигналов по виду и\ или уровню, подключенные к входам одноканального АЦП, коммутатор дискретных сигналов с формирователем сигналов по уровню, устройство измерения временных интервалов, устройство синхронизации и управления, устройство программного управления, обеспечивающее опрос каналов коммутаторов и подключение нормализаторов по заданной для объекта программе, и формирователь выходного информационного кадра, поступающего на регистратор данных.

Эти устройства регистрации характеризуются значительными аппаратурными затратами за счет наличия нормализаторов сигналов в зависимости от их вида и формы, сложных систем синхронизации и программного управления, не предусматривающих использование возможностей вычислительной техники, что в конечном счете приводит к снижению надежности устройства.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство для сбора и регистрации информации многоканальной системы регистрации параметров МСРП-А-01 (см. Автоматизированная обработка полетной информации. Под ред.В.Н.Букова,М., Воениздат, 1995г., стр.87-92), состоящее из двух блоков сбора полетной информации БСПИ-8 и БСПИ-9. Это устройство содержит коммутатор аналоговых параметров, подключающий измерительные сигналы на вход согласующего устройства (СУ), с выхода которого частотные сигналы поступают на вход преобразователя частота - код (ПЧК); сигналы переменного тока и индукционных датчиков через нормализатор переменного тока (НПТ), а сигналы синусно-косинусных трансформаторов и сигналы постоянного тока через нормализатор напряжения (НН) поступают на вход устройства масштабирования (УМ), а с его выхода - на вход преобразователя напряжение - код (ПНК). Сигналы постоянного тока низкого уровня через усилитель милливольтовых(МВ) сигналов и соответствующий нормализатор поступают также на вход УМ, а затем на ПНК. Результат преобразования входных сигналов в последовательном коде в виде 12-разрядного слова от ПЧК и в параллельном двоичном коде от ПНК поступает в устройство сбора данных (УСД) вместе с опознавательными данными (ОД) и значением текущего времени, поступающими с пульта управления через преобразователь кодов(ПРК). На УСД, кроме этого, поступает информация о последовательных кодах (ПК) и разовых командах (РК) из блока БСПИ-9, который осуществляет их прием, преобразование и регистрацию. Все устройства БСПИ-8 управляются устройством программного управления (УПУ), к входу которого подключен первый синхронизатор.

Для приема последовательных кодов блок БСПИ-9 содержит два приемника ПК, в которых производится их преобразование и выделение адреса и информационной части, два устройства переадресации, формирователь адреса и два запоминающих устройства (ЗУ), управляемых устройством управления (УУ), которое, в свою очередь, управляется вторым синхронизатором, согласованным с первым. Выходной информационный поток из ЗУ по команде из устройства управления считывается и поступает во второе УСД.

Это устройство сбора и регистрации информации также характеризуется значительными аппаратурными затратами и низким уровнем программного обеспечения, обусловленными принципом построения структурной схемы устройства, что влечет за собой снижение быстродействия и надежности работы устройства и увеличение его массогабаритных показателей, что немаловажно в условиях летательного средства.

Изобретение решает задачу снижения аппаратурных затрат, повышения быстродействия и надежности работы устройства, а также расширение его функциональных возможностей.

Это достигается тем, в устройстве сбора и регистрации информации, включающем коммутатор аналоговых параметров и усилитель МВ-сигналов, подключенные к входу преобразователя напряжение - код, устройство программного управления и устройство сбора данных с подключенным к их входам синхронизатором, коммутатор разовых команд, подключенный двусторонней связью к устройству сбора данных, а также блок приемников последовательных кодов, подключенных к первому ОЗУ, которое соединено двусторонней связью с устройством управления, устройство встроенного контроля и преобразователь кодов, выходы которого являются выходами устройства, преобразователь напряжение - код выполнен в виде многоканального АЦП. Устройство дополнительно снабжено коммутатором частотных сигналов, подключенным к входу устройства программного управления, а также бортовой микроЭВМ (БЦВМ), формирователем команд управления и передатчиком последовательных кодов, соединенных между собой двусторонней связью, причем БЦВМ соединена двусторонней связью с устройством программного управления, устройством управления и устройством сбора данных и коммутатором разовых команд, приемники последовательных кодов подключены двусторонней связью к первому ОЗУ и к устройству управления, а устройство встроенного контроля и преобразователь кодов соединены двусторонней связью с устройством сбора данных.

Кроме того, устройство программного управления выполнено в виде первого микроконтроллера, устройство сбора данных выполнено в виде второго микроконтроллера, энергонезависимого ЗУ и второго ОЗУ, соединенных между собой двусторонней связью, а устройство управления выполнено в виде третьего микроконтроллера.

Сущность изобретения заключается в принципиально новом построении основных узлов устройства и введении в схему элементов вычислительной техники. Так, в узел, предназначенный для приема и преобразования аналоговых сигналов, введен первый микроконтроллер, выполняющий функции устройства программного управления (УПУ), а также преобразователя частота - код (ПЧК). Кроме того, содержащаяся в памяти микроконтроллера программа решает задачи масштабирования, что позволяет отказаться от нормализаторов сигналов и устройства масштабирования.

В качестве преобразователя напряжение - код (ПИК) использован многоканальный АЦП, что приводит к повышению быстродействия работы устройства за счет параллельной, в отличие от прототипа, обработки двухканальных сигналов, в частности сигналов синусно-косинусного трансформатора.

Устройство сбора данных (УСД) выполнено в виде второго микроконтроллера, который по программе, заданной для конкретного объекта, выдает инструкции на все преобразователи, получает от них информацию и формирует выходной информационный кадр для записи на регистратор данных. В качестве устройства, управляющего приемниками ПК, применен третий микроконтроллер.

Все три микроконтроллера объединены между собой двусторонними связями при помощи магистрали (шины) данных. К этой же шине подключена бортовая микроЭВМ (БЦВМ), расширяющая возможности устройства. С ее помощью проводится алгоритмическая обработка полученной информации, результаты которой передаются в сопрягаемые устройства через два периферийных устройства: формирователь команд управления (КУ) и передатчик последовательных кодов (ПК).

Устройство поясняется чертежом, на котором показана его структурная схема.

Устройство сбора и регистрации информации содержит многоканальный АЦП 1, к информационным входам которого подключены коммутатор 2 аналоговых сигналов, на входы которого поступают аналоговые сигналы от бортовых датчиков, и усилитель 3 МВ-сигналов, на входы которого поступают сигналы постоянного тока низкого уровня, коммутатор 4 частотных сигналов, на входы которого поступают сигналы с частотных датчиков, а выход подключен к первому входу устройства программного управления, выполненного в виде микроконтроллера (МК) 5. К второму входу микроконтроллера 5 и к первому входу второго микроконтроллера (МК) 6, входящего в устройство 7 сбора данных, подключен выход синхронизатора 8. Микроконтроллер 5 соединен двусторонней связью с АЦП 1, а также через магистраль (шину) 9 - с вторыми входами коммутаторов аналоговых параметров 2 и частотных сигналов 4.

Разовые команды (РК) поступают на первый вход коммутатора 10 разовых команд от сопрягаемых систем, а на второй его вход поступает инструкция от микроконтроллера 6, с которым он соединен двусторонней связью через магистраль 11.

Прием и преобразование последовательных кодов (ПК) осуществляется с помощью блока приемников 12, соединенного двусторонней связью с устройством управления, выполненного в виде третьего микроконтроллера 13, и первым оперативным запоминающим устройством (ОЗУ) 14 через магистраль 15.

Бортовая микроЭВМ (БЦВМ) 16 соединена двусторонней связью с формирователем 17 команд управления и передатчиком 18 последовательных кодов через магистраль 19.

Микроконтроллеры 5,6, 13 и БЦВМ 16 соединены между собой двусторонними связями через магистраль 11.

Устройство 7 сбора данных, кроме микроконтроллера 6, включает энергонезависимое ЗУ 20 и второе ОЗУ 21, соединенные двусторонней связью между собой и с преобразователем 22 кода и устройством 23 встроенного контроля через магистраль 24.

Все микроконтроллеры построены на базе микросхем семейства MCS 51 фирмы INTEL (США). В качестве БЦВМ может быть использован IBM-совместимый процессорный модуль фирмы EUROTECH (Италия), встраиваемый в блок.

Устройство работает следующим образом.

Информация от датчиков аналоговых параметров (АС), за исключением сигналов тока низкого уровня (милливольтовых сигналов) и частотных сигналов, поступает на коммутатор 2 аналоговых сигналов, который в соответствии с командами МК 5, подключает измерительные каналы к многоканальному АЦП 1.

Сигналы постоянного тока низкого уровня поступают на усилитель 3 МВ-сигналов, в котором осуществляется их коммутация и усиление. С выхода усилителя 3 информация поступает также на входы АЦП 1.

Частотные сигналы (ЧС) от частотных датчиков поступают на коммутатор 4 частотных сигналов, управляемый МК 5. Коммутатор 4 обеспечивает подключение выбранного частотного канала, преобразование входного сигнала и выделение периода его частоты, после чего в МК 5 производится подсчет количества импульсов высокой частоты за период частотного сигнала, вычисление частоты и передача полученной информации в МК 6. Подключение соответствующего канала к АЦП 1, выбор требуемого коэффициента масштабирования, считывание результатов измерения с АЦП 1 осуществляется МК 5 через магистраль 9 в соответствии с инструкцией, полученной от МК 6 через магистраль 11.

Разовые команды (РК) поступают на вход коммутатора 10 разовых команд, в котором подключение соответствующей разовой команды производится по инструкции, поступающей от МК 6 по магистрали 11. Инструкцией определяется номер подключаемой разовой команды и ее тип (+27В-ОБРЫВ ИЛИ КОРПУС, КОРПУС-ОБРЫВ, +5В - КОРПУС). Значение каждой разовой команды поступает непосредственно на вход МК 6 устройства 7 сбора данных и записывается во второе ОЗУ 21 через магистраль 24.

Прием последовательных кодов (ПК) и преобразование их в параллельный код производится блоком приемников 12 под управлением МК 13, который настраивает приемники ПК на соответствующую частоту приема, выделяет из полученного информационного слова адрес и информационную часть и размещает ее в соответствии с номером приемника ПК и адресом в определенной ячейке ОЗУ 14. Обмен информацией между блоком приемников 12. МК 13 и ОЗУ 14 осуществляется с помощью двусторонней связи по магистрали 15. Принятые сигналы ПК через магистраль 11 передаются на МК 6 по его команде и записываются через магистраль 24 в ОЗУ 21.

БЦВМ 16, формирователь 17 команд управления и передатчик 18 последовательных кодов служат для проведения операций предполетного, полетного и послеполетного контроля. Формирователь 17 команд управления преобразует сигналы, поступающие с БЦВМ 16, в сигналы с требуемыми электрическими характеристиками, которые обеспечивают включение встроенного контроля систем летательного средства. В режиме полетного контроля БЦВМ 16 по команде МК 6 осуществляет оперативную обработку информации в соответствии с алгоритмами бортовой обработки и через передатчик 18 ПК выдает результаты контроля в виде последовательного кода на защищенный бортовой накопитель (ЗБН) и систему отображения информации (СОИ). В режиме наземного контроля БЦВМ 16 формирует и выдает через формирователь 17 команд управления и передатчик 18 ПК сигналы управления в сопрягаемые системы. Переключение БЦВМ 16 в режимы наземного и полетного контроля осуществляется по специальным сигналам, получаемым по входам РК или ПК. Обмен информацией между БЦВМ 16, формирователем 16 и передатчиком 17 осуществляется по магистрали 19. Необходимую для проведения контроля информацию (значения аналоговых параметров, разовых команд, последовательных кодов и текущего времени) БЦВМ 16 получает из ОЗУ 21 через МК 6 и магистрали 11 и 24 по запросу.

Устройство 23 встроенного контроля (УВК) обеспечивает прием и передачу в МК 6 сигналов исправности от сопрягаемых блоков, по которым, на основании алгоритма проверки узлов устройства, МК 6 формирует сигналы отказов блоков и устройства и через УВК 23 выдает их в сопрягаемые системы.

Введение в заявляемое устройство БЦВМ, формирователя и передатчика позволяет, в отличие от прототипа, осуществлять не только сбор и регистрацию полетной информации, но также проводить оперативную обработку этой информации с выдачей результатов в сопрягаемые устройства, проводить операции предполетного, полетного и послеполетного контроля, т.е. выполнять функции бортовой автоматизированной системы контроля (БАСК), что расширяет функциональные возможности устройства.

Выполнение устройства программного управления в виде микроконтроллера, снабженного соответствующим программным обеспечением, позволяет ему выполнять функции устройства программного управления, нормализаторов напряжения, нормализаторов переменного тока, устройства масштабирования и преобразователя частота - код, имеющихся в прототипе, что дает возможность существенно снизить аппаратурные затраты и тем самым повысить надежность устройства.

Кроме того, построение устройства сбора данных на базе микроконтроллера с соответствующим программным обеспечением позволяет, в отличие от прототипа, оперативно изменять номенклатуру, порядок и частоту опроса входных сигналов в зависимости от режима работы объекта контроля, например, этапов полета (взлет, посадка или крейсерский полет), что повышает информативность процесса регистрации данных за счет записи только полезной информации.

Все микроконтроллеры и БЦВМ, использованные в устройстве, снабжены программами встроенного контроля, которые также позволяют повысить надежность работы устройства за счет повышения достоверности регистрируемой информации. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Устройство сбора и регистрации информации, включающее коммутатор аналоговых параметров и усилитель милливольтовых сигналов, подключенные ко входу преобразователя напряжение - код, устройство программного управления и устройство сбора данных с подключенным к их входам синхронизатором, коммутатор разовых команд, подключенный двусторонней связью к устройству сбора данных, а также блок приемников последовательных кодов, подключенных к первому ОЗУ, которое соединено двусторонней связью с устройством управления, устройство встроенного контроля и преобразователь кодов, выходы которого являются выходами устройства, отличающееся тем, что преобразователь напряжение - код выполнен в виде многоканального АЦП, устройство дополнительно снабжено коммутатором частотных сигналов, подключенным ко входу устройства программного управления, а также бортовой микро-ЭВМ или БЦВМ формирователем команд управления и передатчиком последовательных кодов, соединенных между собой двусторонней связью, причем бортовая микро-ЭВМ или БЦВМ соединена двусторонней связью с устройством программного управления, устройством управления, устройством сбора данных и коммутатором разовых команд, приемники последовательных кодов подключены двусторонней связью к первому ОЗУ и к устройству управления, а устройство встроенного контроля и преобразователь кодов соединены двусторонней связью с устройством сбора данных.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство программного управления выполнено в виде первого микроконтроллера.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство сбора данных выполнено в виде второго микроконтроллера, энергонезависимого ЗУ и второго ОЗУ, соединенных между собой двусторонней связью.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство управления выполнено в виде третьего микроконтроллера.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru