მონაცემთა შეკუმშვის ადაპტური საინფორმაციო– საზომი სისტემების სტრუქტურა

ავტორი


შოლნან საგინდიკოვა

კატეგორია

მოდელირება და პროგრამირება

СТРУКТУРЫ АДАПТИВНЫХ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ СО СЖАТИЕМ ДАННЫХ

Сагындыкова Шолнан Назаровна
Каспийский государственный университет технологии и инжиниринга им.Ш.Есенова, г.Актау,Казахстан
Tomka2001@mail.ru

Аннотация – Осуществление адаптивного опроса каналов, методов квазиобратимого и необратимого сжатия данных. При использовании микропроцессоров и микроЭВМ построение адаптивной информационно – измерительной системы возможно с разделением функций переработки информационных потоков, с использованием специализированных (распределенных) вычислительных подсистем микропроцессорной обработки измерительной информации.

Ключевые слова – сжатия данных, микроЭВМ, адаптивные информационно-измерительные системы.

Введение

В связи с необходимостью существенного повышения информативности информационно-измерительных систем, получения и представления информации в удобной форме и в реальном темпе, использования сложной математической обработки данных наблюдений необходим переход от информационно-измерительных систем с циклическим сбором и фиксированными алгоритмами обработки информации с адаптивным информационно-измерительным системам (АИИС). При этом АИИС реализуют сложные алгоритмы измерений и обеспечивают возможность последующей интеграции с управляющими системами [1-2]. В таких ИИС осуществляется адаптивный опрос каналов, методы квазиобратимого и необратимого сжатия данных.

I.Основная часть

При использовании микропроцессоров и микроЭВМ построение АИИС возможно с разделением функций переработки информационных потоков, с использованием специализированных (распределенных) вычислительных подсистем микропроцессорной обработки измерительной информации. При проектировании таких АИИС выделяются следующие основные функции управления информационным потоком и переработки измерительной информации: программно-адресный сбор информации от большого числа разнотипных источников информации (аналоговых и цифровых, частотных и релейных); управления быстродействующими высокоинформативными устройствами ввода-вывода и накопителями информации; формирование сообщений для передачи по каналам связи; обработка информации в реальном масштабе времени с получением результатов измерений, как в физической, так и в условной шкале; сокращения избыточности результатов измерений применением алгоритмов квазиобратимого и необратимого сжатия данных; дешифрация, вторичная обработка и регистрация информации. Каждая из перечисленных выше функций может выполняться отдельными подсистемами, связанными в единую информационную систему.
Поскольку производительность отдельных микропроцессоров, определяемая особенностями технологии их изготовления, не может быть бесконечно большой, то экономически оправданным способом повышения производительности АИИС является параллельная работа микропроцессоров, т.е. объединение отдельных микропроцессоров в единую вычислительную систему. Производительность такой вычислительной системы, в свою очередь, может варьироваться в широких пределах в зависимости от способа организации параллельной обработки, числа составляющих микропроцессоров и других БИС, а также архитектуры вычислительной системы. Создание микропроцессорных вычислительных систем разнообразной архитектуры требует и различных по сложности средств общесистемной работы (программных и аппаратных).
Типовую структуру адаптивной информационно-измерительной системы можно представить как состоящую из нескольких крупных подсистем:
- подсистема сбора данных (ПСД), включающая подсистемы сбора сигналов с аналоговых, цифровых, частотных датчиков, а также датчиков других типов;
- подсистема предварительной обработки (ППО) информации, состоящая из систем квазиобратимого и необратимого сжатия данных;
- подсистема формирования телеметрического сообщения (ПФС), решающая задачи цифрового коммутирования, синхронизации, формирования служебной (адресной и временной) информации, помехоустойчивого кодирования, согласования скорости передачи данных с пропускной способностью канала передачи данных;
- подсистема окончательной обработки данных (ПОД) служит для разделения информации по каналам, обнаружения искажений, возникающих при передаче, и окончательной обработке данных, под которой понимается совместная обработка данных от большого числа датчиков, статистическая обработка с использованием ранее полученной информации (банка данных), вычисление заданных характеристик исследуемого объекта, построение его математической модели и т.д. При коротких линиях связи АИИС может быть построена по принципу пространственного разделения каналов с использованием параллельных линий связи. В этом случае необходимость в подсистеме дешифрации и окончательной обработки данных может отпасть при условии передачи ее функций на подсистему предварительной обработки данных и подсистему формирования телеметрического сообщения;
- подсистема регистрации и отображения данных (ПР) обеспечивает регистрацию измерительной информации , ее долговременное хранение с формированием банков данных, представление информации потребителю в удобном для него виде.
Различие типовых структур АИИС обусловлено различием амплитудных и, прежде всего, частотных диапазонов измеряемых процессов, а также уровнем быстродействия средств преобразования и обработки, входящих в подсистемы сбора и обработки данных.
В одних построение АИИС связано с полным пространственным разделением измерительных каналов до совмещенной подсистемы регистрации, окончательной обработки и отображения данных. Такой принцип может быть использован для АИИС широкополосных сигналов в случаях электрического или оптоэлектронного каналов связи. Быстродействия устройств, входящих в подсистемы ПСД, ППО и ПФС недостаточны для обслуживания одновременно более одного измерительного канала. В других АИИС для широкополосных сигналов пространственное разделение каналов ограничивается в подсистеме формирования телеметрического сообщения. Чаще всего это обусловлено использованием радиоканала передачи данных. В-третьих, пространственное разделение каналов ограничивается подсистемой сбора данных. В этих АИИС измерительные сигналы менее широкополосны, а алгоритмы сжатия очень просты. В результате одно микропроцессорное устройство может производить обработку данных одновременно по нескольким каналам. В таком варианте на входе системы могут использоваться датчики аналоговых, частотных и цифровых сигналов.
Поскольку в реальных многоканальных АИИС измеряемые сигналы, с одной стороны, имеют разнообразные диапазоны частот, а с другой стороны, для медленно меняющихся измеряемых аналоговых процессов, наиболее оптимально в экономическом отношении использование одного элемента ПЗД на несколько входных каналов, для широкополосных процессов такой подход часто неприемлем, то в случае применения радиоканала наиболее вероятно использование комбинированного варианта структурного построения АИИС

სტატიის გადმოწერა



——————————————————————–

Facebook Twitter Email Linkedin Google