БЛОК ДОКУМЕНТИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ

Заявляемая полезная модель относится к управляющим системам объекта и предназначена для автоматического документирования (записи, хранения, воспроизведения) информации, а именно команд и параметров, характеризующих действия персонала, функционирование и исправность систем объекта эксплуатации, а также стирания всей записанной информации по соответствующей команде в процессе работы в полевых условиях, в составе объектов спецтехники на борту наземных, воздушных, в условиях механических воздействий, создаваемых средствами вооружения, а также в областях промышленности, требующих повышенной защиты от воздействия окружающей среды.
Заявляемый блок документирования информации предназначен для работы в условиях агрессивного воздействия окружающей среды, таких как соляной туман, агрессивные среды, повышенная и пониженная температура, повышенная и пониженная влажность, повышенное и пониженное давление, снег и дождь, иней и роса, пыль и песок, солнечное излучение, а также в условиях воздействия воздушного потока, электромагнитных волн, механических ударов и вибраций.
Блок документирования информации работает в режиме записи, хранения и воспроизведения информации.
Блок документирования информации обеспечивает самоконтроль работоспособности изделия.
Наиболее близким аналогом является блок системы картографии по патенту РФ на полезную модель №127212, содержащий корпус, модуль центрального процессора, модуль сопряжения центрального процессора, модуль источника питания, модуль контроллера Ethernet, кросс-плату, соединенную с ними двухсторонними связями шину PCI, а также модуль коммуникационного контроллера, модули вентиляторов с датчиками и микроконтроллерами, блоком внешних вентиляторов, платой тыльных выводов и панелью внешних выводов.
Недостатком указанного устройства является отсутствие аналого-цифровых преобразователей для документирования состояний аналоговых сигналов.
Технической задачей настоящего решения является создание устройства, обеспечивающего документирование состояний аналоговых сигналов.
Технический результат, достигаемый предлагаемым решением, заключается в расширении функциональных возможностей устройства.
Поставленная задача решается благодаря тому, что блок документирования информации, содержащий модуль центрального процессора (ЦП) 1, плату тыльных выводов (на рис. не показано), панель внешних выводов 9на рис.не показано), модуль репрограммируемого постоянного запоминающего устройства (РПЗУ) 2, системный модуль (СМ) 4, модуль источника питания (ИП) 5, системную шину 6, блок внешних вентиляторов 7, снабжен по меньшей мере одним модулем цифро-аналогового/аналого-цифрового преобразователя (ЦАП/АЦП) 3, включающим функционально связанные между собой по меньшей мере один входной усилитель 8, по меньшей мере один аналоговый мультиплексор 9, по меньшей мере один гальваноизолированный ЦАП 10, по меньшей мере один гальваноизолированный АЦП 11, по меньшей мере один гальваноизолированный вторичный источник питания ЦАП и АЦП 12, по меньшей мере один гальваноизолированный буфер данных 13, по меньшей мере один контроллер ЦАП/АЦП 14, по меньшей мере один процессор цифровой обработки сигналов (ПЦОС) 15, по меньшей мере один накопитель репрограммируемого постоянного запоминающего устройства цифровой обработки сигналов (РПЗУ ЦОС) 16, по меньшей мере одно буферное оперативное запоминающее устройство (БОЗУ) 17, по меньшей мере один интерфейс системной шины 18.
Сущность предложенного технического решения поясняется иллюстрациями и чертежами, где
на фиг. 1 показана схема блока документирования информации,
на фиг. 2 показано схема цифро-аналогового/аналого-цифрового преобразователя.
Блок документирования информации содержит:
1 - модуль центрального процессора (ЦП),
2 - модуль репрограммируемого постоянного запоминающего устройства РПЗУ,
3 - модуль цифро-аналогового/аналого-цифрового преобразователя (ЦАП/АЦП),
4 - системный модуль,
5 - модуль источника питания,
6 - системную шину,
7 - блок внешних вентиляторов,
8 - входной усилитель,
9 - аналоговый мультиплексор,
10 - гальваноизолированный ЦАП,
11 - гальваноизолированный АЦП,
12 - гальваноизолированный вторичный источник питания ЦАП и АЦП,
13 - гальваноизолированный буфер данных,
14 - контроллер ЦАП/АЦП,
15 - процессор цифровой обработки сигналов (ПЦОС),
16 - накопитель репрограммируемого постоянного запоминающего устройства цифровой обработки сигналов (РПЗУ ЦОС),
17 - буферное оперативное запоминающее устройство (БОЗУ),
18 - интерфейс системной шины.
Модуль ЦП 1 предназначен для выполнения программ управления, хранения программного обеспечения обмена с внешними объектами по каналам связи, автоматического запуска и исполнение управляющих программ и состоит из базового модуля и платы расширения для различных дополнительных интерфейсов (на фиг. не показаны).
Модуль РПЗУ 2, под управлением модуля ЦП, обеспечивает запись, хранение, считывание и стирание информации.
По команде от модуля ЦП 1 производится автоматическое документирование - запись, хранение, воспроизведение информации о действиях экипажа, команд и параметров характеризующих функционирование и исправность систем объекта эксплуатации в процессе работы.
Модуль ЦАП/АЦП 3 предназначен для документирования аналоговых сигналов.
Системный модуль 4 состоит из базового модуля и мезонинной платы и предназначен для передачи и приема информации по меньшей мере одному каналу связи, хранения программного обеспечения, хранения сменных параметров.
Модуль источника питания 5 предназначен для преобразования напряжения первичной сети в стабилизированные напряжения постоянного тока установленной величины, и также обеспечивает защиту устройства от превышения выходного тока и входных напряжений.
Системная шина 6 обеспечивает электрическое и информационное соединение всех внутренних модулей.
Блок внешних вентиляторов 7 выполнен в виде размещенного в крышке блока документирования информации воздуховода, по меньшей мере одного вентилятора, коммутационного разъема и съемного фильтра (на фиг. не показано), что позволяет обеспечить нагнетание наружного воздуха для принудительного охлаждения, а также использовать для теплообмена четыре внешних стенок корпуса блока из шести. Блок внешних вентиляторов 7 предназначен для нагнетания воздушного потока внутрь воздуховодов блока с целью охлаждения нагревающихся составных частей.
Блок документирования информации работает следующим образом.
После включения блока документирования информации производится автоматический запуск программного обеспечения на модуле ЦП 1. Модуль ЦП 1 производит проверку работоспособности и начальную инициализацию всех модулей, устанавливает соединение с внешним устройством по каналам связи модуля СМ 4, передает внешнему устройству признак работоспособности и переходит в дежурный режим, ожидая поступления команды от внешнего устройства по каналам связи модуля СМ 4.
Блок документирования информации функционирует в нескольких режимах:
- самоконтроля;
- дежурный режим;
- режим документирования информации;
- режим чтения информации;
- режим стирания информации.
Переключение между режимами происходит по командам внешнего устройства.
В режиме самоконтроля под управлением модуля ЦП 1 производится проверка работоспособности всех модулей, признаки работоспособности или обнаруженных отказов передаются внешнему устройству.
В дежурном режиме модуль ЦП 1 циклически обменивается с внешним устройством по каналам связи модуля СМ 4, ожидая поступления команды.
При получении команды на начало регистрации информации модуль ЦП 1 переходит в режим документирования информации, запускает процесс регистрации аналоговых сигналов на модуле ЦАП/АЦП 3, начинает принимать регистрируемые данные по каналам связи модуля СМ 4. Полученные данные записываются в модуль РПЗУ 2. Регистрация данных продолжается до получения команды о завершении регистрации информации или заполнения полного объема памяти модуля РПЗУ 2 и модуля ЦАП/АЦП 3. При заполнении памяти регистрация прекращается, а внешнему устройству по каналам связи модуля СМ 4 передается признак заполнения памяти. При получении модулем ЦП 1 команды от внешнего устройства по каналам связи модуля СМ 4 о завершении регистрации информации модуль ЦП 1 прекращает прием информации по каналам связи модуля СМ 4, завершает запись принятых данных в модуль РПЗУ 2 и переходит в дежурный режим.
При получении команды на считывания информации модуль ЦП 1 переходит в режим чтения информации, считывает данные из модулей РПЗУ 2 и ЦАП/АЦП 3, и передает считанные данные по каналам связи модуля ЦП 1. После завершения передачи данных модуль ЦП 1 переходит в дежурный режим.
При получении команды на стирание данных модуль ЦП 1 переходит в режим стирания информации, выдает команды на стирание данных модулям РПЗУ 2 и ЦАП/АЦП 3. После завершения стирания данных модуль ЦП 1 передает признак завершения операции стирания данных внешнему устройству по каналам связи модуля СМ 4 и переходит в дежурный режим.
Модуль ЦАП/АЦП 3 работает следующим образом.
Модуль ЦАП/АЦП 3 работает под управлением ПЦОС 15. ПЦОС 15 через контроллер ЦАП/АЦП 14 и гальваноизолированный буфер 13 выдает цифровые данные на ЦАП 10 для их преобразования в аналоговый вид и принимает цифровые данные, полученные из аналоговых сигналов посредством АЦП 11. Цифровые данные с АЦП 11 обрабатываются ПЦОС 15 в соответствии с заложенными в программное обеспечение алгоритмами и записываются в РПЗУ ЦОС 16, или в БОЗУ 17, в зависимости от режима работы блока документирования информации. БОЗУ 17 через интерфейс системной шины 18 доступно модулю ЦП 1 и используется для передачи данных между модулем ЦП 1 и модулем ЦАП/АЦП 3.
Для повышения помехозащищенности, точности преобразования ЦАП и АЦП, снижения уровня шумов аналоговых сигналов используется гальваническая развязка между цифровыми и аналоговыми цепями с помощью гальваноизолированного буфера 13 и гальваноизолированного вторичного источника питания ЦАП и АЦП 12. Гальваноизолированный буфер 13 обеспечивает передачу данных и управляющих сигналов между контроллером ЦАП/АЦП 14 и ЦАП 10, АЦП 11. Гальваноизолированный вторичный источник питания ЦАП и АЦП 12 вырабатывает гальваноизолированное напряжение питания для входного усилителя 8, аналогового мультиплексора 9, ЦАП 10, АЦП 11.
В режиме самоконтроля ПЦОС 15 через контроллер ЦАП/АЦП 14 и гальваноизолированный буфер 13 с помощью аналогового мультиплексора 9 переключает вход АЦП 11 с входного усилителя 8 на выходные сигналы ЦАП 10, подает контрольные данные на ЦАП 10, считывает данные с АЦП 11, затем производит сравнение контрольных и считанных данных с учетом точности преобразования ЦАП/АЦП, вырабатывает и записывает в БОЗУ 17 признак работоспособности модуля ЦАП/АЦП 3.
В дежурном режиме модуль ЦАП/АЦП 3 производит преобразования входных аналоговых сигналов в цифровой код, преобразования цифрового кода в выходные аналоговые сигналы и ожидает команду от модуля ЦП 1.
В режиме документирования информации модуль ЦАП/АЦП 3 циклически производит преобразования входных аналоговых сигналов в цифровые коды, а цифровые коды записывает в накопитель РПЗУ ЦОС 16.
В режиме чтения информации модуль ЦАП/АЦП 3 считывает цифровые коды из накопителя РПЗУ ЦОС 16 и записывает ее в БОЗУ 17. Модуль ЦП 1 через интерфейс системной шины 18 считывает информацию из БОЗУ 17 и передает считанные данные по каналам связи модуля ЦП 1 внешнему устройству.
В режиме стирания информации модуль ЦАП/АЦП 3 стирает содержимое накопителя РПЗУ ЦОС 16.
Таким образом, введение в устройство модуля репрограммируемого постоянного запоминающего устройства, системного модуля и по меньшей мере одного модуля цифро-аналогового/аналого-цифрового преобразователя позволило обеспечить осуществление документирования состояний аналоговых сигналов, что в свою очередь привело к расширению функциональных возможностей устройства.