Реєструвальний пристрій із зовнішньою синхронізацією

1 Реєструвальний пристрій із зовнішньою синхронізацією, який містить блоки нормування потенційних і струмових сигналів, входи яких зв'язані з потенційними і струмовими входами пристрою, аналоговий комутатор, на входи якого подані ВИХІДНІ сигнали блоків нормування потенційних і струмових сигналів, аналогоцифровий перетворювач, з'єднаний по входу з виходом аналогового комутатора, мікропроцесор, на шину даних якого надходить цифровий код з виходу аналого-цифрового перетворювача, пам'ять, карту пам'яті, таймер, графічний дисплей, клавіатуру, послідовний порт, зв'язані з мікропроцесором, акумулятор та з'єднаний з ним і мікропроцесором пристрій для зарядки акумулятора, який відрізняється тим, що містить вхід зовнішньої синхронізації та схему виявлення екстремумів, які забезпечують запис інформації у прив'язці як до реального часу, так і до ЗОВНІШНІХ синхроімпульсів 2 Пристрій за п 1, який відрізняється тим, що містить буферну пам'ять для забезпечення перегляду зареєстрованої інформації окремої серії довільної довжини у стислому вигляді Пропонований винахід відноситься до приладів, що реєструють інформацію, яка надходить від датчиків різних фізичних величин, і може бути застосований, наприклад, для контролю технологічних процесів, становища довкілля, в якості "чорної скриньки", тощо Відомий «Пристрій для реєстрації інформації», див патент України, №49711 А, кл G01D1/00, Бюл №9, 16 09 2002, що містить блоки нормуючих підсилювачів, входи яких зв'язані з потенційними і струмовими входами пристрою, комутатор, на входи якого подані ВИХІДНІ сигнали блоків нормуючих підсилювачів, аналого-цифровий перетворювач, з'єднаний по входу з виходом комутатора, обчислювач, на шину даних якого надходить цифровий код з виходу аналого-цифрового перетворювача, послідовний порт, зв'язаний з обчислювачем, який відрізняється тим, що пристрій містить енергонезалежний таймер, що забезпечує прив'язку значень даних, які реєструються, до реального часу, енергонезалежну пам'ять, що дозволяє зберігати зареєстровані дані при відключенні живлення, клавіатуру, вмонтований графічний дисплей, з'єднані із шинами даних і управління обчислювача, для перегляду зареєстрованої інформації за обраний проміжок часу, який відрізняється тим, що в обчислювачі пристрою для кодування максима льних значень величин, що реєструються, прийнято код, менший на 1 від максимального, а максимальний код прийнято для однозначного позначення вимкненого стану пристрою в прив'язці до реального часу Спільними ознаками описаного пристрою і пропонованого є наявність у їхньому складі вимірювально-перетворювального тракту для нормування рівнів вхідних потенційних і струмових сигналів, перетворення цих сигналів у форму, придатну для подальшого перетворення в цифровий вигляд, аналого-цифрового перетворювача, що перетворює вхідну аналогову інформацію в цифровий код, обчислювача (мікропроцесора), що здійснює зчитування й обробку коду з виходу аналого-цифрового перетворювача, енергонезалежного таймера для відліку реального часу, енергонезалежної пам'яті для накопичування даних, що реєструються, графічного дисплея, клавіатури, порту для обміну даними з комп'ютером ВІДМІННИМИ ознаками описаного і пропонованого пристрою є наявність у складі пропонованого пристрою карти пам'яті для забезпечення реєстрації інформації у вигляді окремих серій з різною обираемою користувачем дискретністю та прив'язкою початку кожної серії до реального часу, входу зовнішньої синхронізації та схеми виявлення екст 00 ю о> о (О 60958 ремумів, що забезпечують роботу пристрою із ЗОВНІШНІМИ синхроімпульсами, буферної пам'яті для перегляду інформації у стислому вигляді, акумулятора з пристроєм для зарядки, які надають пристрою можливість функціонувати як автономно, без наявності мережевої напруги, так і за стаціонарних умов із одночасною зарядкою акумулятора Недоліками описаного пристрою є неможливість реєстрації інформації з дискретністю, що змінюється за бажанням користувача, неможливість розміщення в пам'яті декількох серій зареєстрованих даних без марних витрат об'єму пам'яті на паузи в часі між окремими серіями, неможливість функціонування із ЗОВНІШНІМИ синхроімпульсами, неможливість перегляду даних у стислому вигляді, а також залежність процесу реєстрації від наявності напруги мережі Відомий «Портативний реєструвальний пристрій», див патент України, №54357А, кл G01D1/00, Бюл №2, 17 02 2003, який містить блоки нормування потенційних і струмових сигналів, входи яких зв'язані з потенційними і струмовими входами пристрою, аналоговий комутатор, на входи якого подають ВИХІДНІ сигнали блоків нормування потенційних і струмових сигналів, аналогоцифровий перетворювач, з'єднаний по входу з виходом аналогового комутатора, мікропроцесор, на шину даних якого надходить цифровий код з виходу аналого-цифрового перетворювача, пам'ять, таймер, графічний дисплей, клавіатуру, послідовний порт, карту пам'яті, зв'язані з мікропроцесором, акумулятор, який з'єднаний з пристроєм для зарядки акумулятора, що зв'язаний з мікропроцесором Спільними ознаками прототипу і пропонованого пристрою є наявність у їхньому складі вимірювально-перетворювального тракту для нормування рівнів вхідних потенційних і струмових сигналів, перетворення цих сигналів у форму, придатну для подальшого перетворення в цифровий вигляд, аналого-цифрового перетворювача, що перетворює вхідну аналогову інформацію в цифровий код, мікропроцесора, що здійснює зчитування й обробку коду з виходу аналого-цифрового перетворювача, енергонезалежного таймера для відліку реального часу, енергонезалежної пам'яті для накопичування даних, що реєструються, карти пам'яті для забезпечення можливості запису до пам'яті даних окремими серіями, графічного дисплея, клавіатури, порту для обміну даними з комп'ютером, акумулятора та пристрою для зарядки акумулятора для забезпечення незалежного від наявності мережевої напруги функціонування ВІДМІННИМИ ознаками прототипу і пропонованого пристрою є наявність у складі пропонованого пристрою входу зовнішньої синхронізації та схеми виявлення екстремумів, що забезпечують роботу пристрою із ЗОВНІШНІМИ синхроімпульсами, буферної пам'яті для перегляду накопиченої в процесі реєстрації інформації у стислому вигляді Задачею пропонованого пристрою є забезпечення реєстрації даних за умови наявності зовнішньої синхронізації, а також забезпечення можливості перегляду серії зареєстрованої інформації у стислому вигляді Ця задача вирішується завдяки тому, що пропонований пристрій оснащено входом зовнішньої синхронізації та схемою виявлення екстремумів, наявність яких дозволяє вести реєстрацію вхідних даних у прив'язці як до реального часу, так і до ЗОВНІШНІХ синхроімпульсів, а також буферною пам'яттю, що дозволяє мікропроцесору видавати на графічний дисплей графік зареєстрованої серії у стислому вигляді На прикладеному кресленні зображена схема функціональна пропонованого пристрою Пристрій містить блок нормування потенційних сигналів 1, блок нормування струмових сигналів 2, на входи яких ВІДПОВІДНО подані ВХІДНІ потенційні Входи 1 і струмові Входи 2 сигнали пристрою, виходи блоків 1, 2 через аналоговий комутатор 3, що управляється мікропроцесором 6, з'єднані зі входом аналого-цифрового перетворювача (АЦП) 4, цифрова інформація з якого надходить по запиті мікропроцесора 6 на його шину даних Мікропроцесор 6 з'єднано зі входом зовнішньої синхронізації пристрою Мікропроцесор 6 також зв'язаний інформаційними і управляючими ЛІНІЯМИ ІЗ схемою виявлення екстремумів 7, таймером 9, картою пам'яті 12, пам'яттю 14, буферною пам'яттю 10, графічним дисплеєм 13, клавіатурою 15 і послідовним портом 16 для обміну даними із ЗОВНІШНІМ персональним комп'ютером Функціональні блоки 1 4, 6, 7, 9, 10, 12 16 пристрою живляться від блоку живлення 11, що перетворює напругу акумулятора 8 у напруги, необхідні для нормальної роботи блоків пристрою Для забезпечення процесу поновлення заряду акумулятора 8 пристрій містить пристрій для зарядки акумулятора 5, що живиться від мережі змінного струму 220В і з'єднаний із мікропроцесором 6 управляючими та інформаційними ЛІНІЯМИ Пристрій функціонує під управлінням мікропроцесора 6 з вмонтованими пам'яттю програм, оперативним запам'ятовуючим пристроєм, робочими регістрами, системою переривань, таймерами Пристрій здійснює запис інформації, що реєструється, серіями Початок кожної серії має тверду прив'язку до реального часу Аналіз вхідної інформації в межах окремої серії відбувається з наперед заданою користувачем пристрою часовою дискретністю, а моменти запису синхронізовані з моментами приходу імпульсів зовнішньої синхронізації Підчас процесу реєстрації мікропроцесор 6 здійснює послідовне періодичне опитування значень фізичних величин, що представлені вхідними сигналами пристрою, і формує ВІДПОВІДНИЙ управляючий код на аналоговий комутатор 3, після чого обраний сигнал надходить на вхід АЦП 4 Після перетворення аналог-код цифровий код, що відповідає значенню обраного сигналу, зчитується мікропроцесором 6 і подається на схему виявлення екстремумів 7 Схема виявлення екстремумів 7 з ПОСЛІДОВНОСТІ кодів, що надходять на її вхід, виявляє два коди, один з яких відповідає найбільшому значенню, інший - найменшому Таким чином, схема виявлення екстремумів 7 за кожний проміжок часу між двома сусідніми імпульсами зовнішньої синхронізації формує максимум та мінімум з 60958 ПОСЛІДОВНОСТІ кодів довільної довжини, що формує мікропроцесор 6 з наперед заданою користувачем часовою дискретністю Сформовані в такий спосіб максимум та мінімум записуються в пам'ять 14 після приходу кожного зовнішнього синхроімпульсу Після КОЖНОГО запису даних у пам'ять 14 адреса збільшується на 1 Таким чином, у пам'яті 14 формується безперервний масив інформації КІЛЬКІСТЬ ВІДЛІКІВ цього масиву дорівнює подвоєній КІЛЬКОСТІ ЗОВНІШНІХ синхроімпульсів, які надійшли на вхід пристрою за час реєстрації даної серії Такий спосіб запису інформації забезпечує відстежування суттєвих змін вхідних сигналів, якщо це має місце за період між двома синхроімпульсами Водночас підбором величини часової дискретності користувач може звести до мінімуму вірогідність реєстрації всіляких випадкових вибросів вхідних сигналів У карті пам'яті 12, яка представляє собою запам'ятовуючий пристрій, перед початком кожної серії реєстрації інформації записується дата та час початку нової серії реєстрації, величина часової дискретності, з якою інформація буде реєструватись в пам'яті 14, адреса, починаючи з якої в даній серії буде здійснюватись реєстрація інформації в пам'яті 14, а також порядковий номер серії Дискретність та порядковий номер серії довільно задаються користувачем перед запуском реєстрації Дату та час початку нової серії реєстрації мікропроцесор 6 записує в карту пам'яті 12 опитуючи таймер 9, який є енергонезалежним таймером реального часу Пам'ять 14 та карта пам'яті 12 являють собою енергонезалежні запам'ятовуючі пристрої Така організація записів у карті пам'яті 12 дозволяє в будь-який момент часу однозначно мати інформацію про початок та кінець довільної серії, прив'язку обраної точки в межах серії до реального часу, тобто здійснювати перегляд зареєстрованих даних на графічному дисплеї 13 за допомогою клавіатури 15 КІЛЬКІСТЬ значень, що реєструються в межах окремої серії, може бути довільною і змінною від серії до серії Момент початку кожної нової серії реєстрації, рівно як і кінець, виявляються користувачем пристрою за допомогою клавіатури 15 Для перегляду зареєстрованої інформації у стислому вигляді пристрій оснащено буферною пам'яттю 10 Щоб забезпечити режим перегляду інформації у стислому вигляді, тобто такий режим, за якого вся зареєстрована в даній серії інформація повинна відтворюватися на екрані графічного дисплея 13, мікропроцесор 6 заповнює буферну пам'ять 10 стисненими даними В цьому режимі відтворення інформації на екрані графічного дисплея 13 здійснюється не за допомогою пам'яті 14, як у звичайному, а за допомогою буферної пам'яті 10 Стиснення інформації здійснюється у такий спосіб Мікропроцесор 6 обчислює коефіцієнт k стискання як результат цілочисленного ділення загальної КІЛЬКОСТІ ВІДЛІКІВ у даній серії на КІЛЬКІСТЬ ВІДЛІКІВ, що можуть бути відображені водночас на екрані графічного дисплея 13 Після цього мікропроцесор 6 послідовно зчитує з пам'яті 14, починаючи з початкової адреси даної серії, групи ВІДЛІКІВ по 2к значень у КОЖНІЙ І надсилає на вхід схеми виявлення екстремумів 7 Схема виявлення екстремумів 7 функціонує таким же чином, як і за реєстрації 3 кожної групи значень формується мінімум та максимум, які і записуються послідовно мікропроцесором 6 до буферної пам'яті 10 В загальному випадку остання група значень, які надходять на вхід схеми виділення може бути меншою за2к Для забезпечення портативного застосування пристрій містить акумулятор 8 Блок живлення 11 перетворює напругу акумулятора 8 у напруги, необхідні для функціонування блоків 1 4,6,7,9,10,12 16 пристрою За стаціонарної роботи пристрою його живлення здійснюється від пристрою для зарядки акумулятора 5, що живиться від мережі змінного струму 220В При цьому акумулятор 8 знаходиться в буфері між пристроєм для зарядки акумулятора 5 та блоком живлення 11 і поновлює свій заряд Мікропроцесор 6 управляє процесом зарядки акумулятора 8 через пристрій для зарядки акумулятора 5, забезпечуючи оптимальні параметри зарядки Мікропроцесор 6 як в процесі зарядки, так і за автономної роботи від акумулятора 8 контролює ступінь зарядки і здатний у будь-який момент часу по запиті користувача пристрою видати на графічний дисплей 13 інформацію про період, на протязі якого можливе функціонування пристрою від акумулятора 8 Для застосування пристрою в інформаційних системах у його складі мається послідовний порт 16, через який мікропроцесор 6 по запиті зовнішнього персонального комп'ютера передає дані, що накопичені в пам'яті 14 та карті пам'яті 12 60958 Комп'ютерна верстка А Крулевський Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119