←предыдущая следующая→
1 2 3 4 5 6 7 8
по определенному, заранее выбранному, решающему правилу. При абсолютном описании образа изображение восстанавливается с задан¬ной точностью, а относительное описание с набором значений отличитель¬ных признаков (например, спектральных характеристик), не обеспечивая полное воспроизведение изображения.
Как пример СРО можно привести голографические распознающие системы (PC). В этих системах распознавание изображений осуществля¬ется с относительно высокой скоростью (от 103 до 106 изображений в секунду благодаря параллельному анализу голограмм). Голографические PC нашли широкое применение при поиске химических элементов по спектрам их поглощения и в навигации при определении положения объ¬екта по наземным ориентирам. В голографических PC удачно сочетаются высокая производительность оптических методов сбора и обработка инфор¬мации с логическими и вычислительными возможностями ЭВМ.
Телеизмерительные информационные системы (ТИИС). Они отлича¬ются от ранее рассмотренных в основном длиной канала связи. Канал связи является наиболее дорогой и наименее надежной частью этих сис¬тем, поэтому для ТИИС резко возрастает значение таких вопросов, как надежность передачи информации.
Телеизмерительные ИИС могут быть одно- или многоканальными. Они предназначаются для измерения параметров сосредоточенных и рассредоточенных объектов. В зависимости от того, какой параметр несущего сигнала используется для передачи информации, можно выделить ТИИС:
• интенсивности, в которых несущим параметром является значение тока или напряжения;
• частотные (частотно-импульсные), в которых измеряемый параметр меняет частоту синусоидальных колебаний или частоту следования им¬пульсов;
• времяимпульсные, в которых несущим параметром является дли¬тельность импульсов; к ним же относятся фазовые системы, в которых измеряемый параметр меняет фазу синусоидального сигнала или сдвиг во времени между двумя импульсами;
• кодовые (кодоимпульсные), в которых измеряемая величина переда¬ется какими-либо кодовыми комбинациями.
Системы интенсивности подразделяются на системы тока и системы напряжения в зависимости от того, какой вид сигнала используется для информации. Этим системам присущи сравнительно большие погреш¬ности, и они используются при передаче информации на незначительное расстояние.
Частотные ТИИС имеют большие возможности, поскольку в них прак¬тически отсутствуют погрешности, обусловленные влиянием линий связи, и возрастает дальность передачи информации по сравнению с системами интенсивности.
Время-импульсные системы по длительности применяемых для пере¬дачи импульсов подразделяют на две группы: системы с большим перио¬дом (от 5 до 50 с) и системы с малым периодом (менее десятых долей секунды).
Длиннопериодные системы применяются в основном для измерения медленно меняющихся неэлектрических величин (уровень жидкости, давление газов и др.).
Короткопериодные системы имеют большое быстродействие. Для передачи коротких импульсов требуется большая полоса частот, пропус¬каемых каналом связи. В силу этого такие системы с проводными лини¬ями связи (ЛС) используются редко.
В последнее время получили широкое развитие адаптивные ТИИС, в которых алгоритмы работы учитывают изменение измеряемой величи¬ны или окружающих условий (воздействий).
Основная цель применения адаптивных ТИИС состоит в исключении избыточности выдаваемой системой измерительной информации и в со¬хранении или оптимизации метрологических характеристик (помехоус¬тойчивости, быстродействия, погрешностей) при изменении условий из¬мерительного эксперимента.
В адаптивных ТИИС используются алгоритмы адаптивной дискрети¬зации и могут быть использованы алгоритмы адаптивной аппроксимации.
Обобщенная структура ИИС
Рассмотренные выше измерительные информационные системы пока¬зывают, что почти для каждого типа ИИС используется цепочка из аппарат¬ных модулей (измерительных, управляющих, интерфейсных, обрабатываю¬щих). Таким образом, обобщенная структурная схема ИИС содержит:
• множество различных первичных измерительных преобразователей, размещенных в определенных точках пространства стационарно или перемещающихся в пространстве по определенному закону;
• множество измерительных преобразователей, которое может состо¬ять из преобразователей аналоговых сигналов, коммутаторов аналоговых сигналов, аналоговых вычислительных устройств, аналоговых устройств памяти, устройств сравнения аналоговых сигналов, аналоговых каналов связи, аналоговых показывающих и регистрирующих измерительных приборов;
• группу аналого-цифровых преобразователей, а также аналоговых устройств допускового контроля;
• множество цифровых устройств, содержащее формирователи им¬пульсов, преобразователи кодов, коммутаторы, специализированные цифровые вычислительные устройства, устройство памяти, устройство сравнения кодов, каналы цифровой связи, универсальные программируе¬мые вычислительные устройства - микропроцессоры, микроЭВМ и др.;
• группу цифровых устройств вывода, отображения и регистрации, которая содержит формирователи кодоимпульсных сигналов, печатающие устройства записи на перфоленту и считывания с перфоленты, накопите¬ли информации на магнитной ленте, на магнитных дисках и на гибких магнитных дисках, дисплеи, сигнализаторы, цифровые индикаторы;
• множество цифроаналоговых преобразователей;
• указанные функциональные блоки соединяются между собой через стандартные интерфейсы или устанавливаются жесткие связи;
• интерфейсные устройства (ИФУ), содержащие системы шин, интер¬фейсные узлы и интерфейсные устройства аналоговых блоков, служа¬щие главным образом для приема командных сигналов и передачи ин¬формации о состоянии блоков. Например, через интерфейсные устрой¬ства могут передаваться команды на изменение режима работы, на под¬ключение заданной цепи с помощью коммутатора;
• устройство управления, формирующее командную информацию, принимающее информацию от функциональных блоков и подающее ко¬манды на исполнительные устройства для формирования воздействия на объект исследования (ОИ).
Однако не для всякой ИИС требуется присутствие всех блоков. Для каждой конкретной системы количество блоков, состав функций и связи между блоками устанавливаются услови¬ями проектирования.
ИНТЕРФЕЙСЫ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
Общие понятия и определения
В настоящее время ИИС находят все более широкое применение в различных областях науки и техники. Они применяются в качестве компонентов сложных информационно-вычислительных комплексов и систем автоматизации. Особенно важную роль играют автоматические ИИС, ис¬пользующие ЭВМ для программного управления работой системы.
Возросшие объемы проводимых измерений привели к широкому использованию программно-управляемых СИ. При этом возросшие требо¬вания к характеристикам СИ оказали существенное влияние на методы сопряжения устройств, образующих ИИС.
Информационно-измерительные системы содержат ряд подсистем: измерительную, сбора, преобразования, предварительной обработки данных и подсистемы управления СИ в целом. Все подсистемы в ИИС соединены между собой в единую систему. Кроме того, ИИС в настоящее время проек¬тируют на основе агрегатного (модульного) принципа, по которому уст¬ройства, образующие систему, выполняются в виде отдельных, самостоя¬тельных изделий (приборов, блоков). В составе ИИС эти устройства выпол¬няют определенные операции и взаимодействуют друг с другом, переда¬вая информационные и управляющие сигналы через систему сопряжения.
Для унифицированных систем сопряжения между устройствами, участ¬вующими в обмене информации, стал общепринятым термин интерфейс (interface). Под интерфейсом (или сопряжением) понимают совокуп¬ность схемотехнических средств, обеспечивающих непосредственное взаимодействие составных элементов ИИС (ГОСТ 15971—74). Устройства подсоединяются к системе сопряжения и объединяются в ИИС по опреде¬ленным правилам, относящимся к физической реализации сопряжении. Конструктивное исполнение этих устройств, характеристики вырабатывае¬мых и принимаемых блоками сигналов и последовательности выдавае¬мых сигналов во времени позволяют упорядочить обмен информацией между отдельными функциональными блоками (ФБ).
Под интерфейсной системой понимают совокупность логических уст¬ройств, объединенных унифицированным набором связей и предназначен¬ных для обеспечения информационной, электрической и конструктивной совместимости. Интерфейсная система также реализует алгоритмы взаи¬модействия функциональных модулей в соответствии с установленными нормами и правилами.
Возможны два подхода к организации взаимодействия элементов системы и построению материальных связей между ними:
жесткая унификация и стандартизация входных и выходных пара¬метров элементов системы;
использование функциональных блоков с адаптивными характерис¬тиками по входам-выходам.
На практике часто сочетают оба подхода. Стандартизация интерфей¬сов позволяет:
• проектировать ИИС различных конфигураций;
• значительно сократить число типов СИ и их устройств сопряжения;
• ускорить и упростить разработку отдельных СИ и ИИС в целом;
• упростить техническое обслуживание и модернизацию ИИС;
• повысить надежность ИИС.
Применение развитых стандартных интерфейсов при организации ИИС позволяет обеспечить быструю компоновку системы и разработку программ управления СИ.
Основной структурной единицей ИИС является функциональный блок ФБ, который представляет собой один или несколько объединенных и взаимодействующих
←предыдущая следующая→
1 2 3 4 5 6 7 8