Пристрій спряження приймально-передавальної апаратури з персональною електронно-обчислювальною машиною через usb-порт

Пристрій спряження приймальнопередавальної апаратури з персональною електронно-обчислювальною машиною через USB-порт, який містить мікропроцесор CPU з використанням спеціального програмного забезпечення, до якого віялово підключені буферний підсилювач прийому та буферний підсилювач передачі інформаційних електричних сигналів, підсилювач прийомупередачі інтерфейсу RS-232, мікропроцесор 2 CPU 2 з використанням спеціального програмного забезпечення, індикацію прийому з CPU 2 і індикацію передачі на CPU 2 інформаційних електричних сигналів та індикацію живлення мікропроцесора CPU, який відрізняється тим, що додатково введено перехідний пристрій з СОМ на USB-порт. (19) (21) u200903443 (22) 10.04.2009 (24) 10.08.2009 (46) 10.08.2009, Бюл.№ 15, 2009 р. (72) КОЛОМІЙЦЕВ ОЛЕКСІЙ ВОЛОДИМИРОВИЧ, БАТУРІН ОЛЕГ ВОЛОДИМИРОВИЧ, БАРАННИК ВОЛОДИМИР ВІКТОРОВИЧ, БОЛЮБАШ ОЛЕКСІЙ ОЛЕКСІЙОВИЧ, ВАСИЛЬЄВ ДМИТРО ГЕННАДІЙОВИЧ, КЛІВЕЦЬ СЕРГІЙ ІВАНОВИЧ, КОСТЕНКО ІГОР ЛЕОНІДОВИЧ, РИСОВАНИЙ ОЛЕКСАНДР МИКОЛАЙОВИЧ, РЯБОКОНЬ ЄВГЕН ОЛЕКСАНДРОВИЧ, ТОЛСТОЛУЗЬКА ОЛЕНА ГЕННАДІЇВНА (73) ХАРКІВСЬКИЙ УНІВЕРСИТЕТ ПОВІТРЯНИХ СИЛ ІМЕНІ ІВАНА КОЖЕДУБА 3 ричних сигналів, підсилювач прийому-передачі інтерфейсу RS-232 1, мікропроцесор 2 CPU 2 з використанням спеціального програмного забезпечення 4, індикацію прийому з CPU 2 9 і індикацію передачі на CPU 2 8 інформаційних електричних сигналів та індикацію живлення мікропроцесору CPU 7, додатково введено перехідний пристрій з СОМ на USB-порт 6. Необхідність пристрою спряження ПРМ-ПРД А з ПЕОМ через USB-порт пов'язана зі створенням уніфікованих автоматизованих робочих місць (АРМ) начальників ППО і офіцерів за напрямком і т.д. (посадових осіб) на базі сучасних (потужних) ПЕОМ (ноутбуків). 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 управління військами) при плануванні і в ході бойових дій до підлеглих та взаємодіючих частин і підрозділів військ ППО у реальному масштабі часу. Використання спеціального програмного забезпечення (ПЗ) в мікропроцесорах CPU2 і CPU пристрою спряження (А) дозволяє перетворити електричний інформаційний сигнал у відповідності зі стандартом протоколу RS-232 для передачі його з ПРМ-ПРД А на вхід USB-порту ПЕОМ та зворотно. Пристрій спряження, що пропонується, здійснює обмін інформаційними потоками електричних сигналів між ПРМ-ПРД А і ПЕОМ через USB-порт у реальному масштабі часу. Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі, полягає в організації у симплексному, напівдуплексному і дуплексному режимах роботи алгоритму перетворення кодограм до формату інтерфейсу послідовного USB-порту RS-232 сучасної (потужної) ПЕОМ (ноутбуку). На Фіг.1 приведена узагальнена лінія зв'язку. На Фіг.2 приведена узагальнена структурна схема запропонованого пристрою спряження у існуючий лінії зв'язку. Запропонований пристрій спряження приймально-передавальної апаратури з персональною електронно-обчислювальною машиною через USB-порт містить мікропроцесор CPU з використанням спеціального програмного забезпечення 2, до якого віялове підключені буферний підсилювач прийому 5 та буферний підсилювач передачі 3 інформаційних електричних сигналів, підсилювач прийому-передачі інтерфейсу RS-232 1, мікропроцесор 2 CPU 2 з використанням спеціального програмного забезпечення 4, індикацію прийому з CPU 2 9 і індикацію передачі на CPU 2 8 інформаційних електричних сигналів та індикацію живлення мікропроцесору CPU 7, перехідний пристрій з СОМ на USB-порт 6. Всі функції по організації обміну інформаційними електричними сигналами між пристроєм спряження А і ПЕОМ, пристроєм спряження А і ПРМ-ПРД А реалізовані на програмному рівні. Спеціальне ПЗ мікропроцесору (мікропрограма) реалізує алгоритм перетворення кодограм з формату обміну інформаційними електричними сигналами в ПРМ-ПРД А до формату інтерфейсу послі 43386 4 довного USB-порту RS-232 ПЕОМ та зворотно. При цьому передача і прийом дискретної інформації здійснюється у реальному масштабі часу та з функцією захисту інформації від похибок з признаками достовірності. Робота запропонованого пристрою спряження приймально-передавальної апаратури з персональною електронно-обчислювальною машиною через USB-порт полягає в наступному (Фіг.1, 2). При подачі напруги живлення на А (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 мікропроцесору 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 споживачам, ПЕОМ видає її через порт послідовного обміну (USB). Інформаційні електричні сигнали через ланки підсилювача прийому-передаючі інтерфейсу RS-232 пристрою спряження А надходять на вхід послідовного порту мікропроцесору CPU і запам'ятовується в його пам'яті. Після прийому всього блоку 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 в режимі "АДРЕСА" або в режимі "ЦИРКУЛЯР". Мікропроцесор 2 CPU 2 видає сигнали синхронізації за порядком, встановленим алгоритмам при передачі даних. При переході із стана ВИМКНЕНО у стан ВВІМКНУТО, мікропроцесор видає черговий біт інформації. По завершенню 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, та забезпечує передачу даних у симплексному, дуплексному та напівдуплексному режимах обміну. При роботі в двох зустрічних симплексних каналів зв'язку забезпечується одночасно передача і прийом інформації (радіолокаційна, команди управління і т. ін.). При роботі в дуплексному режимі роботи пристрій спряження забезпечує одночасний прийом та передачу радіолокаційної інформації. 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 - 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 1300 10 Гц; - характеристична частота для символу "0" складає 2100 10 Гц; - швидкість роботи 1200 біт/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 до 0,35В. Прийом інформаційних розрядів виконаний у плині фіксованого інтервалу часу після одержання імпульсу синхронізації, щоб отримана інформація не була загублена. Для мікропроцесору 2 CPU 2 цей інтервал часу, укладений між фронтами і спадом імпульсу синхронізації 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 А у мікропроцесор 2 CPU 2 поступає 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 CPU через свій послідовний порт і підсилювач прийому-передачі інтерфейсу RS-232 через перехідний пристрій з СОМ на USB-порт видає цей блок в ПЕОМ. Прийом та передача інформаційних електричних сигналів від пристрою А до ПЕОМ здійснюєть 43386 6 ся по інтерфейсу RS-232, від пристрою до ПРМПРД А - по інтерфейсу (розмикачу) обміну даними (мікропроцесор 2 CPU 2). Швидкість обміну інформацією між пристроєм і ПЕОМ - >9600 біт/сек. Швидкість обміну інформацією між пристроєм і ПРМ-ПРД А - >1200 біт/сек. Живлення пристрою А здійснюється по напрузі +5В від ПРМ-ПРД А. Обмін блоками інформаційних електричних сигналів відбувається між послідовним портом мікропроцесору і послідовним USB-портом ПЕОМ через перехідний пристрій з СОМ на USB-порт та підсилювач прийомупередачі інтерфейсу RS-232, який перетворює інформаційні електричні сигнали із рівню TTL у рівень сигналу інтерфейсу RS-23 2 (-12В ± 12В). Імовірність правильної передачі інформації про повітряну обстановку - 0,96. Узгодження вхідних-вихідних інформаційних електричних сигналів мікропроцесору CPU пристрою А з мікропроцесором 2 CPU 2 і їх підсилення по потужності здійснюється в буферних підсилювачах прийому і передачі. Світлодіоди - індикація живлення, прийому з CPU 2 і передачі на CPU 2 електричних сигналів дозволяють контролювати наявність напруги живлення на мікропроцесор CPU, прийом інформаційних електричних сигналів з мікропроцесору 2 CPU 2 і їх передачу на мікропроцесор 2 CPU 2 від CPU. Використання пристрою А не має впливу на одночасну роботу ПЕОМ 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. Деклараційний патент України на корисну модель №3735, Україна, Н03 М 1/12. Пристрій спряження апаратури передачі даних С23-1 з персональною електронно-обчислювальною машиною. /В.В.Хавченко, В.А.Очереднік, О.В.Коломійцев та ін. - №2004021443; Заяв. 27.02.2004; Опубл. 15.12.2004; Бюл. №12 - 8с. 2. Патент України на корисну модель №31679, Україна, Н03 М 1/12. Пристрій для спряження приймально-передавальної апаратури з персональною електронно-обчислювальною машиною. /О.В.Коломійцев, В.В.Баранник, О.О.Болюбаш та ін. - №и200709012; Заяв. 06.08.2007; Опубл. 25.04.2008; Бюл. №8 - 8с. 7 Комп’ютерна верстка М. Ломалова 43386 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601