Пристрій для спряження приймально- передавальної апаратури з персональною електронно-обчислювальною машиною

Запропонована корисна модель належить до галузі військової кібернетики, систем керування і зв'язку та може бути використана при вирішенні задач протиповітряної оборони для забезпечення радіолокаційною інформацією сумісних командних пунктів протиповітряної оборони і армійської авіації (СКП ППО і АА) армійських корпусів (АК). Відомі інтерфейсні карти (ІК), що з'єднують апаратуру передачі даних (АПД) С23-1 з електроннообчислювальним комплексом (ЕОК) командно-штабних машин (КШМ) та спеціальних машин (CM) автоматизованої системи керування (АСУ) бойовими діями частин та підрозділів Сухопутних військ (СВ) "Маневр" і "Еталон" [1-3], здійснюють прийом та передачу інформації (інформаційних електричних сигналів) у вигляді формалізованих повідомлень (кодограм і бланків). Недоліки відомих ІК пов'язані з неможливістю їх використання для спряження приймально-передавальної апаратури (ПРМ-ПРД А) з персональною електронно-обчислювальною машиною (ПЕОМ), тобто здійснювання одночасного прийому та передачі службової інформації з різною формою, способами її кодування і уявлення при використанні штатних комплектів ПРМ-ПРД А та ПЕОМ. Найбільш близьким до запропонованого технічним рішенням, обраним як прототип є «Пристрій спряження апаратури передачі даних С23-1 з персональною електронно-обчислювальною машиною» [4], який містить мікропроцесор CPU з використанням спеціального програмного забезпечення, до якого віялове підключені буферні підсилювачі прийому та буферні підсилювачі передачі інформаційних електричних сигналів, підсилювач прийому-передачі інтерфейсу RS-232, індикація прийому з АПД С23-1 та індикація передачі на АПД С23-1 інформаційних електричних сигналів. Недоліком пристрою-прототипу є неможливість його використання для спряження ПРМ-ПРД А з ПЕОМ. В основу корисної моделі поставлена задача створити пристрій спряження приймально-передавальної апаратури з персональною електронно-обчислювальною машиною для підключення останньої у мережу обміну радіолокаційною інформацією та команд керування по прийнятих на озброєння стандартизованих каналах зв'язку з використанням штатних комплектів ПРМ-ПРД А. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у відомий канал-прототип, який містить мікропроцесор CPU з використанням спеціального програмного забезпечення, до якого віялове підключені буферні підсилювачі прийому та буферні підсилювачі передачі інформаційних електричних сигналів, підсилювач прийому-передачі інтерфейсу RS-232, додатково введений мікропроцесор 2 CPU2 з використанням спеціального програмного забезпечення, індикація прийому з CPU2 і індикація передачі на CPU2 інформаційних електричних сигналів та індикація живлення мікропроцесору CPU. Необхідність пристрою спряження ПРМ-ПРД А з ПЕОМ пов'язана зі створенням уніфікованих автоматизованих робочих місць (АРМ) начальників ППО АК і офіцерів керування СКП ППО і АА АК на базі сучасних ПЕОМ. За допомогою уніфікованих АРМ здійснюється оперативний прийом, обробка і відображення інформації (повітряної і наземної обстановки) на електронній карті місцевості (на екрані монітору) та прийняття і доведення рішень (команд керування військами) при плануванні і в ході бойових дій до підлеглих та взаємодіючих частин і підрозділів ППО СВ і АА у реальному масштабі часу. Використання спеціального програмного забезпечення в мікропроцесорах CPU2 і CPU пристрою спряження дозволяє перетворити електричний інформаційний сигнал у відповідності зі стандартом протоколу RS-232 для передачі його з ПРМ-ПРД А на вхід СОМ-порту ПЕОМ та зворотньо. Пристрій, що пропонується, здійснює обмін інформаційними потоками електричних сигналів між ПРМ-ПРД А і ПЕОМ у реальному масштабі часу. Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі, полягає в створенні уніфікованих АРМ начальників ППО АК (офіцерів керування) СКП ППО і АА АК на базі сучасних ПЕОМ, перевагою яких є суттєве збільшення типів повідомлень, що передаються по каналах зв'язку та скорочення часу на прийняття рішення під час ведення бойових дій і в ході тренування. На Фіг.1 приведена узагальнена лінія зв'язку запропонованого пристрою спряження ПРМ-ПРД А з ПЕОМ. На Фіг.2 приведена узагальнена структурна схема запропонованого пристрою спряження ПРМ-ПРД А з ПЕОМ у існуючий лінії зв'язку. Запропонований пристрій спряження приймально-передавальної апаратури з персональною електроннообчислювальною машиною містить мікропроцесор CPU з використанням спеціального програмного забезпечення, до якого віялово підключені буферні підсилювачі прийому та буферні підсилювачі передачі інформаційних електричних сигналів, підсилювач прийому-передачі інтерфейсу RS-232, мікропроцесор 2 CPU 2 з використанням спеціального програмного забезпечення, індикація прийому з CPU 2 і індикація передачі на CPU 2 інформаційних електричних сигналів та індикація живлення мікропроцесору CPU. Всі функції по організації обміну інформаційними електричними сигналами між пристроєм А1 і ПЕОМ, пристроєм А1 і ПРМ-ПРД А реалізовані на програмному рівні. Спеціальне програмне забезпечення мікропроцесору (мікропрограма) реалізує алгоритм перетворення кодограм з формату обміну інформаційними електричними сигналами в ПРМ-ПРД А до формату інтерфейсу послідовного СОМ-порту RS-232 ПЕОМ та зворотньо. При цьому передача і прийом дискретної інформації здійснюється у реальному масштабі часу та з функцією захисту інформації від похибок з ознаками достовірності. Комутація блоків виконана за відомими схемами [3-6]. Робота запропонованого пристрою спряження приймально-передавальної апаратури з персональною електронно-обчислювальною машиною полягає в наступному (Фіг.1, 2). Вмикання пристрою А1, або його підготовка до роботи. При подачі напруги живлення на пристрій (вмикання ПРМ-ПРД А), робиться програмна перевірка на дійсність збереження мікропрограми в пам'яті мікропроцесора 2 CPU 2 та мікропроцесора CPU методом підсумовування отриманих сигналів з наступним порівнянням результату із контрольною сумою. Мікропроцесор CPU встановлює зв'язок із мікропроцесором 2 CPU 2 і ПРМ-ПРД А по стандартній процедурі інтерфейсу RS-232 та переходить у режим чекання інформації від ПЕОМ і від мікропроцесора 2 CPU 2 та ПРМ-ПРД А. Передача інформаційних електричних сигналів від ПЕОМ у ПРМ-ПРД А і в зворотному напрямку полягає в наступному. При наявності інформації, яку необхідно передати в ПРМ-ПРД А для подальшої передачі по каналах зв'язку автоматизованим робочим місцям (споживачам), ПЕОМ видає її через порт послідовного обміну (СОМ). Інформаційні електричні сигнали через ланки підсилювача прийому-передаючі інтерфейсу RS-232 пристрою надходять на вхід послідовного порту мікропроцесору CPU і запам'ятовується в його пам'яті. Після прийому всього блока інформаційних електричних сигналів, мікропроцесор CPU пристрою організує видачу блоку в мікропроцесор 2 CPU 2 і далі на ПРМ-ПРД А. Для цього в мікропроцесорі CPU здійснюється аналіз передачі блоку інформаційних електричних сигналів або в режимі "АДРЕСА", або в режимі "ЦИРКУЛЯР". Тому мікропроцесор 2 CPU 2 видає сигнали синхронізації за порядком, встановленим алгоритмам при передачі даних. При переході із стану ВИМКНЕНО у стан ВВІМКНУТО, мікропроцесор видає черговий біт інформації. По завершенні передачі блока інформаційних електричних сигналів в мікропроцесор 2 CPU 2, мікропроцесор CPU пристрою переходить у режим чекання. Мікропроцесор 2 CPU 2 передає блок інформаційних електричних сигналів у ПРМ-ПРД А і далі до споживачів. Мікропроцесор 2 CPU 2 забезпечує передачу даних у симплексному, напівдуплексному режимах обміну. При роботі в двох зустрічних симплексних каналах зв'язку забезпечується одночасно передача і прийом інформації (радіолокаційна, команди керування і т. ін.). При напівдуплексному каналі зв'язку мікропроцесор 2 CPU 2 забезпечує передачу, або прийом інформації. У режимі «Циркуляр», мікропроцесор 2 CPU 2 забезпечує передачу інформації всім адресатам, а в режимі «Адреса» - конкретному адресату. Кількість розпізнаваних адрес 16. Передача інформації здійснюється кодовою комбінацією у вигляді блоків. Довжина блока перебуває з 69 одиничних елементів, із них: - 5 елементів службова інформація; - 16 елементів - перевірочна інформація; - 48 елементів інформаційна частина інформації. У мікропроцесорі 2 CPU 2 використовується метод частотної модуляції зі своїми значеннями робочих частот: - характеристична частота для символу "1" складає 130010Гц; - характеристична частота для символу "0" складає 210010Гц; - швидкість роботи 1200біт/с. Амплітуда вихідних сигналів обміну мікропроцесору 2 CPU 2 з закінченим устаткуванням даних відповідає рівням напруг: - стан «включений» (логічна "1") - від 2,5 до 4,5В; - стан «виключений» (логічний "0")- від 0,0 до 0,35В; Прийом інформаційних розрядів виконаний у плині фіксованого інтервалу часу після одержання імпульсу синхронізації, щоб отримана інформація не була загублена. Для мікропроцесора 2 CPU 2, цей інтервал часу укладений між фронтами і спадом імпульсу синхронізації, що складає 400мкс. Це визначає режим реального часу прийому інформаційних розрядів. При надходженні по каналу зв'язку інформаційних електричних сигналів, які необхідно передати з ПРМ-ПРД А у ПЕОМ, на А1 у мікропроцесор 2 CPU 2 надходить блок інформаційних електричних сигналів, які частотно модулюються зі своїми значеннями робочих частот та включають мікропроцесор CPU і сигнал синхронізації надається по елементах даних. Перехід із стана ВВІМКНЕНО в стан ВИМКНЕНО відповідає середині одного елемента даних. Мікропроцесор CPU пристрою приймає блок інформаційних електричних сигналів і запам'ятовує його для наступної передачі в ПЕОМ. Після закінчення прийому блока інформаційних електричних сигналів, мікропроцесор аналізує свій стан. Якщо стан оцінюється як ВВІМКНЕНО, або як ВИМКНЕНО, отриманий блок ігнорується, тобто у ПЕОМ не передається. Якщо отриманий блок інформаційних електричних сигналів дійсний, то мікропроцесор через свій послідовний порт і підсилювач прийому-передачі інтерфейсу RS-232 видає цей блок в ПЕОМ. Прийом та передача інформаційних електричних сигналів від пристрою до ПЕОМ здійснюється по інтерфейсу RS-232, від пристрою до ПРМ-ПРД А - по інтерфейсу (розмикачу) обміну даними (мікропроцесор 2 CPU 2). Швидкість обміну інформацією між пристроєм і ПЕОМ - >9600біт/сек. Швидкість обміну інформацією між пристроєм і ПРМ-ПРД А ->1200біт/сек. Живлення пристрою А1 здійснюється по напрузі +5В від ПРМ-ПРД А. Обмін блоками інформаційних електричних сигналів відбувається між послідовним портом мікропроцесора і послідовним СОМ-портом ПЕОМ через підсилювач прийому-передачі інтерфейсу RS-232, який перетворює інформаційні електричні сигнали із рівню TTL у рівень сигналу інтерфейсу RS-232 (-12B±12В). Узгодження вхідних-вихідних інформаційних електричних сигналів мікропроцесора пристрою з мікропроцесором 2 CPU 2 і їх підсилення по потужності здійснюється в буферних підсилювачах прийому і передачі. Світлодіоди - індикація прийому з CPU 2 і передачі на CPU 2 дозволяють контролювати наявність напруги живлення на мікропроцесор CPU, прийом інформаційних електричних сигналів з мікропроцесора 2 CPU 2 і їх передачу на мікропроцесор 2 CPU 2. Імовірність правильної передачі інформації про повітряну обстановку - 0.96. Робота даного пристрою А1 і його програмне забезпечення не має впливу на роботу по локальній мережі. Для відкриття сеансу зв'язку між двома АРМ (ПЕОМ) (наприклад під також різними операційними системами Linux та Windows) - відчиняються сокети «клієнта» і «серверу». Джерела інформації 1. Аналоговые и цифровые интегральные схемы: Справочное пособие. /Якубовский С.В., Барканов Н.А., Нисельсон Л.И. и др. - М.: Радио и связь, 1984. - 432с. 2. Применение интегральных микросхем в электронной и вычислительной технике. Справочник. /Данилов Р.В., Ельцова С.В., Иванов Ю.П. и др. - М.: Радио и связь, 1987. - 384с. 3. Сорокин В.П., Азаренков В.В. и др. Автоматизированная система управления войск ПВО сухопутных войск. Часть 2. Устройство и применение АСУ. - М.: МО СССР, 1990. - 306с. 4. Деклараційний патент України на корисну модель №3735, Україна, Н03М1/12. Пристрій спряження апаратури передачі даних С23-1 з персональною електронно-обчислювальною машиною. /Хавченко В.В. Очереднік В.А. Обрядін В.В. Важинський С.Е. Салюков Ш.Г. Коломійцев О.В. - №2004021443; Заяв. 27.02.2004; Опубл. 15.12.2004; Бюл. №12 - 8с. 5. Деклараційний патент України на винахід №71452А, Україна, Н03М /12. Спосіб спряження апаратури передачі даних С23-1 та АІ-011 з персональною електронно-обчислювальною машиною. /Хавченко В.В. Очереднік В.А. Обрядін В.В. Важинський С.Е. Салюков Ш.Г. Коломійцев О.В. - №20031213142; Заяв. 30.12.2003; Опубл. 15.11.2004; Бюл. №11 - 6с. 6. Епанешников A.M., Епанешников В.А. Программирование в среде Delphi. - М: Диалог МИФИ, 1998. - 335с.