DE1225520B - Procedure for digital transmission of measured values - Google Patents
Procedure for digital transmission of measured valuesInfo
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Description
Verfahren zur digitalen Meßwertübertragung Es ist bekannt, eine digitale Meßwertübertragung mehrerer am Sendeort anstehender Meßwerte über einen Übertragungskanal in der Weise durchzuführen, daß die Meßwerte mittels eines Meßstellenumschalters in zyklischer Reihenfolge abgetastet und in der Form digitaler Signale der Reihenfolge entsprechend nacheinander übertragen werden. Zur Bildung der digitalen Signale werden die anstehenden Meßwerte einer der Genauigkeitsforderung entsprechenden Anzahl normierter Stufenwerte zugeordnet, worauf die abgestufte Meßgröße einem Analog-Digital-Umsetzer zugeleitet wird.Method for digital transmission of measured values It is known to use a digital Measured value transmission of several measured values pending at the sending location via one transmission channel to carry out in such a way that the measured values by means of a measuring point switch sampled in cyclic order and in the form of digital signals of the order are transferred accordingly one after the other. To form the digital signals are the pending measured values of a number of standardized ones corresponding to the accuracy requirement Graduated values are assigned, whereupon the graded measured variable is sent to an analog-digital converter is forwarded.
Die Anzeige des Meßwertes am Empfangsort erfolgt bei diesem Übertragungsverfahren ebenfalls unter Vermittlung eines mit dem erstgenannten Meßstellenumschalter synchron umlaufenden Meßstellenuinschalters. Für die Synchronisierung und die richtige Zuordnung der Stellungen dieser Meßwertumschalter sind weitere Signale mit züi übertragen. Diese müssen so beschaffen sein, daß sie sich von dem Datenfluß der Meßwertsignale hinreichend unterscheiden und aus den am Empfangsort empfangenen Signalen aussortiert werden können.With this transmission method, the measured value is displayed at the receiving location also with the intermediary of a synchronous with the first-mentioned measuring point switch rotating measuring point switch. For synchronization and proper mapping the positions of this measuring switch are further signals transmitted with züi. These must be designed in such a way that they differ from the data flow of the measured value signals differentiate sufficiently and sorted out from the signals received at the receiving location can be.
Der am Empfangsort festgestellte Meßwert kann in digitaler oder analoger Form angezeigt oder weiteren Geräten zur Auswertung zugeführt werden. Bei analoger Anzeige ist ein Digital-Analog-Umsetzer am Empfangsort vorzusehen.The measured value determined at the receiving location can be digital or analog Form displayed or fed to other devices for evaluation. With analog A digital-to-analog converter must be provided at the receiving location.
Bei einem derratigen Übertragungsverfahren besteht zwischen dem Sende- und Empfangsort ein konstanter Datenfluß, während der von der Größe der Meßwerte abhängige Informationsfluß zeitlich veränderlich ist.With such a rate of transmission there is between the sending and receiving location a constant data flow, during which of the size of the measured values dependent flow of information is variable over time.
Es ist der Zweck der Erfindung, den Informationsfluß einer digitalen Meßwertübertragung zu erhöhen, ohne den Datenfluß und damit das Übertragungssystem ändern zu müssen. Damitsollermöglichtwerden, die Anzahl der übertragbaren Meßwerte beträchtlich zu erhöhen.It is the purpose of the invention to improve the flow of information in a digital To increase the transmission of measured values without the data flow and thus the transmission system to have to change. This is to enable the number of transmittable measured values increase considerably.
Es ist bereits bekannt, bei Fernmeßeinrichtungen, bei welchen ein Interesse besteht, bestimmte einzelne Meßwerte, denen eine erhöhte Wichtigkeit gegenüber anderen Meßwerten zukommt, mittels des vorgesehenen Meßstellenumschalters schneller nachzustellen, so daß es möglich wird, diese Meßwerte gegenüber den übrigen Meßwerten innerhalb eines Umlaufes des Schalters mehrfach abzutasten. Diese Mehrfachabtastung innerhalb eines Zyklus wird bei dieser Einrichtung durch eine vorherige Festeinstellung des Abtastprogramms entsprechend einer individuellen Anpassung an die besondere Wichtigkeit eines oder mehrerer Meßwerte möglich gemacht. Die Reihenfolge der Abtastungen ist indessen durch die jeweilige Voreinstellung festgelegt.It is already known in telemetry equipment, in which a There is interest in certain individual measured values which are of increased importance other measured values, faster by means of the measuring point switch provided to be adjusted so that it is possible to compare these measured values with the other measured values to be scanned several times within one cycle of the switch. This multiple sampling within one cycle is a previous fixed setting with this device of the scanning program according to an individual adaptation to the special Made possible the importance of one or more measured values. The order of the samples however, is determined by the respective default setting.
Bei einer anderen bekannten Übertragungseinrichtung von Meßwerten, deren zyklische Übertragung mit Hilfe von durch Taktimpulse weitergeschalteten Kippstufen zum Abfragen der Meßwerte geschieht, ist vorgesehen worden, den Zyklus in ebenfalls vorbestimmter Weise abzuändern, so daß wiederum bestimmte Stufen bevorzugt werden. Dies wird dadurch ermöglicht, daß vorbestimmte ausgewählte Stufen im Zyklus ausgelassen werden. Die Einrichtung erfordert allerdings, daß im Zyklus auszulassenden Stufen, von einem Startimpuls aus gerechnet, am Zyklusanfang hegen, und es muß jedesmal ein neuer Eingriff in die Schaltung erfolgen, wenn die Auslassung bestimmter Stufen geändert werden soll.In another known device for transmitting measured values, their cyclical transmission with the help of flip-flops switched on by clock pulses for interrogation of the measured values, provision has been made for the cycle in as well to be changed in a predetermined manner, so that again certain stages are preferred. This is made possible by skipping predetermined selected stages in the cycle will. However, the setup requires that steps to be skipped in the cycle, calculated from a start impulse, at the beginning of the cycle, and it must every time A new intervention in the circuit takes place if certain stages are omitted should be changed.
Es ist jedoch erwünscht, die Fernmeßeinrichtung so einzurichten, daß ohne äußeres Zutun eine nach Maßgabe der jeweiligen Änderung der Meßwerte selbständig bewirkte Optimierung der Meßwertübertragung stattfindet. Dies soll durch die Erfindung ermöglicht werden.However, it is desirable to set up the telemetry equipment so that without external intervention, one independently according to the respective change in the measured values effected optimization of the measured value transmission takes place. This is intended by the invention be made possible.
Die Erfindung- bezieht sich auf ein Verfahren zur digitalen Meßwertübertragung für Fernmeßsysteme, die unter Verwendung eines Analog-Digital-Umsetzers am Sendeort eine bestimmte, als groß anzunehmende Anzahl normierter Meßwerte in zyklischer Reihenfolge abtasten und als digitale Signale übertragen, wobei die zur Abtastung verwendeten Meßstellenumschalter am Sendeort und am Empfangsort durch als Meßadresse dienende mitübertragene, gleichfalls digitale Signale synchronisiert sind, und mittels vorgesehener Speicher eine vorübergehende Speicherung eines bestimmten, beispielsweise fünf Binärentscheidungen betragenden Entscheidungsgehaltes der abgetasteten Meßwerte (mt = 1 ... n) stattfindet, der jeweils in ein analoges Signal umsetzbar ist.The invention relates to a method for digital transmission of measured values for telemetry systems which, using an analog-to-digital converter, scan a certain number of normalized measured values, which can be assumed to be large, in cyclic order and transmit them as digital signals, the measuring point switch used for scanning are synchronized at the sending location and at the receiving location by also transmitted digital signals that serve as the measurement address, and a temporary storage of a certain decision content, for example five binary decisions, of the scanned measurement values (mt = 1 analog signal can be converted.
Die Erfindung besteht darin, daß nach einem Vergleich des den Entscheidungsgehalt des jeweiligen Meßwertes (mk) entsprechenden Analogwertes mit dem entsprechenden anstehenden Meßwert die Reihenfolge der Abtastungen ständig in der Weise neu bestimmbar ist, daß als jeweils nächster zu übertragender Meßwert derjenige folgt, dem entsprechend der Höhe seiner Meßwerfänderung (A mk) die höchste Informationsänderung (A ik) zukommt.The invention consists in that after a comparison of the analog value corresponding to the decision content of the respective measured value (mk) with the corresponding pending measured value, the sequence of the scans can be continuously redetermined in such a way that the next measured value to be transmitted is followed by the one corresponding to the Amount of its measurement change (A mk) the highest change in information (A ik) is due.
Die hierdurch beschriebenen Maßnahmen, die noch eingehender erläutert werden, sollen durch die folgende Rechnung dem Verständnis näher gebracht werden.The measures described here, which will be explained in more detail should be brought closer to understanding by the following calculation.
Jeder Meßwert m besitzt züm Abtastzeitpunkt t. einen mit J bezeichneten Informationsgehalt worin p, die Wahrscheinlichkeit bedeutet, mit der der festgestellte Meßwert zu erwarten ist.Each measured value m has at the sampling time t. an information content denoted by J. where p, the probability with which the determined measured value can be expected.
Für den k-ten Meßwert gilt Dementsprechend beträgt der Informationsgehalt zu einem späteren Zeitpunkt t#" der vor dem Eintritt der nächstfolgenden Abtastung dieses Meßwertes liegen soll, Die, der Zeitdifferenz t#,-tot zukommende Informationsänderung ,d A = J (Q J (to-k) beträgt somit Diese Beziehung gilt für jeden der insgesamt n Meßwerte. Bei n Meßwerten beträgt die bis zum Zeitpunkt tz eingetretene gesamte Informationsänderung die indessen am Empfangsort vorerst nicht bekannt ist. Zur weiteren Auswertung der gesamten Informationsänderung nach Gleichung (5), in die die Ausdrücke gemäß (4) einzusetzen sind, soll in bekannter Weise angenommen werden, daß der Zusammenhang der durch p,; angegebenen Wahrscheinlichkeit der Erwartung einer Meßwertändorung,4 m mit dieser durch eine Gaußsche Verteilung Px = e- (c -,4 m)# , po (6) bestimmt ist. Darin ist c eine von der Änderungshäufigkeit der Meßwerte abhängige Größe. Die Anwendung dieser Beziehung auf die Gleichung (4) ergibt für den k-ten Meßwert eine Informationsänderung oder ,d Jk # (Ck A Mk)" - '109 e = 1,44 (Ck A Mk)2 (7) und damit Dieses Ergebnis besagt, daß unter den gemachten zulässigen Voraussetzungen die Informationsänderung A Jk durch das Produkt 1 CklA Mk 1 von Ck mit dem Betrag 1 A mk 1 der Meßwer-tänderungd Mk bestimmt ist.The following applies to the kth measured value Correspondingly, the information content at a later point in time is t # "which should be before the next subsequent sampling of this measured value occurs , The information change due to the time difference t #, - tot , d A = J (Q J (to-k) is thus This relationship applies to each of the total of n measured values. With n measured values, the total change in information that has occurred up to time tz is which, however, is not known at the receiving location for the time being. For the further evaluation of the entire information change according to equation (5), in which the expressions according to (4) are to be inserted, it should be assumed in a known manner that the relationship between the values indicated by p ,; given probability of the expectation of a change in the measured value, 4 m with this being determined by a Gaussian distribution Px = e- (c -, 4 m) # , po (6) . Here, c is a variable that depends on the frequency of change in the measured values. Applying this relationship to equation (4) results in a change in information for the kth measured value or , d Jk # (Ck A Mk) " - '109 e = 1.44 (Ck A Mk) 2 (7) and so This result means that under the admissible assumptions made, the change in information A Jk is determined by the product 1 CklA Mk 1 of Ck with the amount 1 A mk 1 of the measured value change d Mk.
Hieraus folgt, daß die übertragene Information dadurch gesteigert werden kann, daß man die Abtastreihenfolge der Meßwerte derart ändert, daß man den Meßwerten, denen die jeweils größte Änderung von Ck A mt zukommt, gegenüber den anderen Meßwerten den Vorrang gibt. Konstant bleibende Meßwerte können bei der Abtastung zeitweise ganz ausgelassen bleiben, während sich ändernde Meßwerte nach Maßgabe der Größe ihrer Änderung häufiger als nach dem bisherigen Abtastzyklus abzutasten sind.From this it follows that the information transmitted can be increased by changing the scanning sequence of the measured values in such a way that the measured values which have the greatest change in Ck A mt are given priority over the other measured values. Measured values that remain constant can temporarily be completely omitted during the scanning, while changing measured values are to be scanned more frequently than after the previous scanning cycle, depending on the size of their change.
Hierzu sind die analogen Werte der Meßwerte während ihrer Abtastung zu erfassen, zu speichern und die gespeicherten Werte mit den anstehenden Meßwerten zu vergleichen. Als jeweils nächster abzutastender Meßwert ist dann derjenige auszuwählen, dem der größte Wert von ck A mk zukommt. Dies ist der Zweck der in die Steuerung der Meßstellenumschalter eingreifenden Zusatzeinrichtung nach der Erfindung.For this purpose, the analog values of the measured values are to be recorded during their scanning, to be saved and the saved values to be compared with the pending measured values. The next measured value to be sampled is then to be selected which has the greatest value of ck A mk. This is the purpose of the additional device according to the invention which intervenes in the control of the measuring point switch.
Eine hierzu dienende Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung ist in der Figur als Blockschaltbild dargestellt. Die Figur gibt die Anordnung am Sendeort des Übertragungssystems wieder.A device used for this purpose to carry out the procedure according to the invention is shown in the figure as a block diagram. The figure gives the Arrangement at the place of transmission of the transmission system again.
Bei der gezeigten Anordnung sollen n anstehende Meßwerte m, M2 ... Mn nacheinander abgetastet und in der Form digitaler Signale über einen Übertragungskanal fortgeleitet werden. Die Anzeige der Meßwerte am Empfangsort kann in digitaler oder analoger Darstellungsweise erfolgen. Zur Abtastung dient ein Meßstellemunschalter MUS, der symbolisch als Drehschalter dargestellt, tatsächlich aber als elektronisch wirkender Schalter mit beliebig wählbarer Schaltfolge aufzufassen ist. In the arrangement shown, n pending measured values m, M2 ... Mn are to be scanned one after the other and forwarded in the form of digital signals via a transmission channel. The measured values can be displayed at the receiving location in digital or analogue representation. A measuring point alarm switch MUS is used for scanning.
Die abgetasteten Meßwerte, deren Reihenfolge vorerst noch offengelassen sein soll, werden einem Analog-Digital-Umsetzer U zugeleitet, der die in normierte Stufen eingeordneten Werte der analogen Signale in digitale Signale nach einem bewertbaren Binärcode umsetzt. Die aus dem Umsetzer austretenden Leitungen übertragen die den Stufenwerten zukommenden, in Binärziffern ausgerückten Zeichen, Die Leitungen sind mit dem Eingang des mit S bezeichneten eigentlichen Senders der Femmeß-Übertragung verbunden, dessen Funktion darin besteht, das jeweils anfallende digitale Zeichen dem Träger des Übertragungskanals aufzumodulieren.The scanned measured values, the sequence of which is to be left open for the time being, are fed to an analog-digital converter U, which converts the values of the analog signals classified in standardized steps into digital signals according to an evaluable binary code. The lines emerging from the converter transmit the characters assigned to the level values, disengaged in binary digits.The lines are connected to the input of the actual transmitter of the Femmeß transmission, designated with S , whose function is to modulate the digital character that occurs in each case to the carrier of the transmission channel .
Zur Bestimmung der für die ganze übertragene Informationsmenge optimalen Reihenfolge der Abtastungen der Meßwerte gemäß der Erfindung sind die Ausgangsleitungen des Analog-Digital-Umsetzers U mit n Speichern Sp, Sp, ... Sp" verbunden, durch die das jeweils anfallende digitale Zeichen gespeichert wird. Der gespeicherte Entscheidungsgehalt soll beispielsweise fünf Binärentscheidungen betragen.In order to determine the optimal sequence of the scanning of the measured values according to the invention for the entire amount of information transmitted, the output lines of the analog-digital converter U are connected to n memories Sp, Sp, ... Sp ", through which the respective digital character is stored The stored decision content should be five binary decisions, for example.
Durch die mit diesen Speichern verbundenen Digital-Analog-Umsetzer Ul, U2 ... U. werden die gespeicherten Signale in analoge Werte umgesetzt.The digital-to-analog converters Ul, U2 ... U. connected to these memories convert the stored signals into analog values.
Der abgetastete, in einen analogen Wert umgesetzte Meßwert jedes dieser Umsetzer wird in Schaltungselementen V, V, . . . V" mit den anstehenden, vor dem Meßstellenumschalter MUS abgegriffenen Meßwerten verglichen. Die von diesen Schaltungselementen ermittelten analogen Werte stellen die Meßwertänderungen A ml, A m, ... Am" dar.The sampled, converted into an analog value measured value of each of these converters is, in circuit elements V, V. . . V "is compared with the pending measured values tapped in front of the measuring point switch MUS . The analog values determined by these circuit elements represent the measured value changes A ml, A m, ... Am".
Diese ermittelten Meßwertänderungen, multipliziert mit den Ck-Werten, sollen entscheiden, welcher Meßwert als jeweils nächster abgetastet werden soll, und zwar in dem Sinne, daß der Wert A Mk, dem die höchste Informationsänderung A Jk zukommt, als nächster anzuwählen ist.These measured value changes determined, multiplied by the Ck values, are intended to decide which measured value is to be scanned next, in the sense that the value A Mk, which has the highest information change A Jk, is to be selected next.
Hierzu müssen die Meßwertänderungen noch mit den jeweiligen durch Erfahrung oder Berechnung ermittelten Konstanten ct multipliziert werden, was in an sich bekannter Weise durch p-Verstärker Pl, P, . . . P. erfolgt.For this, the measured value must be multiplied ct still with the respective determined by experience or calculation constants, which in a conventional manner by p-amplifier Pl, P. . . P. takes place.
Die auf diese Weise ermittelten Werte CklAMkl bilden die Eingangssignale eines Steuergerätes St, das den jeweils größten Wert (Ck JMk) ermittelt und die dementsprechende Stellungsänderung des Meßstellenumschalters MUS für die nächstfolgende Abtastung veranlaßt.The values CklAMkl determined in this way form the input signals of a control unit St, which determines the respective highest value (Ck JMk) and causes the corresponding change in position of the measuring point switch MUS for the next following scan.
Die jeweilige eingewählte Stelle des Umschalters wird in eine Information umgesetzt, die über eine Gruppe von n aus dem Steuergerät St austretenden Leitungen in der Form digitaler Signale als sogenannte Meßwertadresse an den Sender S übertragen wird. Der Sender erhält die Meßwertadresse als zusätzliches digitales Zeichen, das zur Einwahl des am Empfangsort befindlichen Meßstellenumschalters in die richtige Stellung erforderlich ist. Die Meßwertadresse ist dem Zeichen des zu übertragenden Meßwertes zeitlich vorgeschaltet und in bekannter Weise derart ausgebildet, daß die Signale am Empfangsort wieder getrennt werden können. The respective selected position of the switch is converted into information that is transmitted to the transmitter S as a so-called measured value address via a group of n lines emerging from the control unit St in the form of digital signals. The transmitter receives the measured value address as an additional digital character that is required to dial the measuring point switch located at the receiving location into the correct position. The measured value address precedes the character of the measured value to be transmitted and is designed in a known manner in such a way that the signals can be separated again at the receiving location.
Außerdem wird in dem Steuergerät St entsprechend der jeweils eingewählten Stelle des Umschalters MUS ein Setzbefehl gebildet, der über eine der weiteren aus dem Steuergerät austretenden Leitungen, die mit den Speichern Sp, Spp, ... Spn verbunden sind, den zugeordneten Speicher zur Übernahme des Meßwertzeichens veranlaßt.In addition, a set command is formed in the control unit St according to the selected position of the switch MUS , which via one of the other lines exiting the control unit that are connected to the memories Sp, Spp, ... Spn, the assigned memory for taking over the Measured value sign.
Die Durchführung der Funktionen des Steuergerätes St ist mit Anwendung von an sich bekannten Bauelementen der Elektronik möglich.The implementation of the functions of the control device St is possible with the use of known electronic components.
Die Ermittlung des jeweils größten, als analoge Spannung dargestellten Wertes CkJ Mk kann durch eine sogenannte Informationsmatrix, die für alle Meßwerte nur einmal erforderlich ist, erfolgen.The determination of the respective largest, represented as an analog voltage The value CkJ Mk can be determined by a so-called information matrix, which is used for all measured values only required once.
Nach einer Weiterentwicklung der Erfindung ist es noch möglich, das auf den Meßstellenumschalter MUS einwirkende Steuergerät so einzurichten, daß im Grundzustand bei konstant bleibenden Meßwerten eine zyklische Abtastung erfolgt und eine Abweichung von dieser Reihenfolge nur bei anfallenden Änderungen bestimmter Meßwerte eintritt.According to a further development of the invention, it is still possible to set up the control device acting on the measuring point switch MUS in such a way that in the basic state with measured values that remain constant, cyclic scanning takes place and a deviation from this sequence occurs only when certain measured values change.
Claims (2)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEB78964A DE1225520B (en) | 1964-10-17 | 1964-10-17 | Procedure for digital transmission of measured values |
| CH1427065A CH446963A (en) | 1964-10-17 | 1965-10-15 | Process for digital transmission of measured values |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEB78964A DE1225520B (en) | 1964-10-17 | 1964-10-17 | Procedure for digital transmission of measured values |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1225520B true DE1225520B (en) | 1966-09-22 |
Family
ID=6980106
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DEB78964A Pending DE1225520B (en) | 1964-10-17 | 1964-10-17 | Procedure for digital transmission of measured values |
Country Status (3)
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Citations (1)
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| DE1164281B (en) * | 1961-07-14 | 1964-02-27 | Siemens Ag | Distribution circuit made up of flip-flops for remote transmission of measured values |
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1965
- 1965-10-15 SE SE1342765A patent/SE334560B/xx unknown
- 1965-10-15 CH CH1427065A patent/CH446963A/en unknown
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1164281B (en) * | 1961-07-14 | 1964-02-27 | Siemens Ag | Distribution circuit made up of flip-flops for remote transmission of measured values |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CH446963A (en) | 1967-11-15 |
| SE334560B (en) | 1971-04-26 |
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