RU2447514C1 - Method of object control by serial code - Google Patents
Method of object control by serial code Download PDFInfo
- Publication number
- RU2447514C1 RU2447514C1 RU2010147381/08A RU2010147381A RU2447514C1 RU 2447514 C1 RU2447514 C1 RU 2447514C1 RU 2010147381/08 A RU2010147381/08 A RU 2010147381/08A RU 2010147381 A RU2010147381 A RU 2010147381A RU 2447514 C1 RU2447514 C1 RU 2447514C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- code
- objects
- codes
- control
- bits
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области системы передачи данных, к телемеханике и для управления различными технологическими процессами непрерывного действия, станками и роботами и может использоваться при автоматизации технологических процессов, например, в быстродействующих системах обработки данных, системах управления с передачей сигналов от задатчиков и от датчиков контролируемых параметров в разнообразных цифровых кодах прямо на объекты управления или на их регуляторы, преимущественно, через однопроводную линию связи, один радиоканал, а также в многопроводной линии связи и в сети.The invention relates to the field of a data transmission system, to telemechanics and for controlling various continuous technological processes, machines and robots, and can be used in the automation of technological processes, for example, in high-speed data processing systems, control systems with the transmission of signals from controllers and from sensors of controlled parameters in a variety of digital codes directly to control objects or to their regulators, mainly through a single-wire communication line, one radio channel l, as well as in a multi-link in the network.
Практически все современные системы передачи данных вообще и управления ими объектами в частности используют последовательный канал передачи данных по проводу, оптоволокну, радиоканалу. Прямая передача информации по своему проводу (от кнопки к обмотке реле) сохраняется в старых системах автоматики. Способы передачи информации последовательным кодом узаконены международными стандартами (RS-232, RS-432, RS-455, сетевые варианты ProfiBus и др.). Под эти стандарты написаны учебники (1. Венедиктов М.Д. Дельта-модуляция. Теория и применение / М.Д.Венедиктов, Ю.П.Женевский, В.В.Марков, Г.С.Эйдус. - М.: Связь, 1976. - 272 с; 2. Волович Г.И. Схемотехника аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств. - М.: Додэка - XXI, 2005. - 528 с.См. стр.462), созданы интегральные схемы КР580 ВВ51 под RS-232 (3. RU 2066882 C1, G08C 15/06, заявл. 16.08.1993, опубл. 20.06.1996) и стандартные модемы. Передаваемый код может быть многоразрядным (3), одноразрядным в множестве вариантов дельта-модуляции (2).Almost all modern data transmission systems in general and their control of objects in particular use a serial data transmission channel via wire, optical fiber, and radio channel. Direct transmission of information through its wire (from the button to the relay coil) is maintained in older automation systems. The methods of transmitting information by serial code are legalized by international standards (RS-232, RS-432, RS-455, network options ProfiBus, etc.). Textbooks are written for these standards (1. Venediktov MD, Delta Modulation. Theory and Application / M.D. Venediktov, Yu.P. Zhenevsky, VVMarkov, G.S. Eidus. - M .: Communication , 1976. - 272 s; 2. Volovich GI Circuitry of analog and analog-digital electronic devices. - M .: Dodeka - XXI, 2005. - 528 s. See p. 462), integrated circuits KR580 BB51 for RS-232 (3. RU 2066882 C1,
Известен способ передачи последовательным кодом с нововведением по уплотнению передачи, упрощению адресации смешанных в одном проводе кодов для многих объектов (абонентов), повышению помехозащищенности передачи, учету специфики абонентов (4. RU 2042183 С1, МПК G01F 3/00, G05B 23/02, заявл. 23.03.1993, опубл. 20.08.1995). В этом способе, а также в международных стандартах на передачу информации последовательным кодом, входные управляющие сигналы каждого объекта преобразуют в свой цифровой код, смешивают коды объектов в выбранном порядке старшинства разрядов, преимущественно, впереди младшие разряды, передают их последовательным кодом по линии связи, фиксируют его, перераспределяют восстановленные полностью коды между соответствующими объектами и управляют ими. Недостатком способов является низкое быстродействие, при повышении которого снижается точность.A known method of transmitting a serial code with an innovation on transmission multiplexing, simplifying the addressing of codes mixed in one wire for many objects (subscribers), increasing transmission noise immunity, taking into account the specifics of subscribers (4. RU 2042183 C1, IPC
Известные способы широко применяются и в сетях, в том числе, для передачи данных в формате с плавающей точкой, в которых передаваемые разряды собираются в группы: характеристика и мантисса числа. При этом сохраняются отмеченные недостатки.Known methods are widely used in networks, including for transmitting data in floating point format, in which the transmitted bits are collected in groups: characteristic and number mantissa. At the same time, the noted shortcomings remain.
Наиболее близким к предлагаемому является способ передачи данных, устройство передачи и устройство приема данных для мультимедийных объектов (дисплей и динамики) из-за практического совпадения устройств передачи и приема предлагаемого способа и известного (5. RU 2372741 С2, МПК H04L 29/02, G09G 5/12, заявл. 16.05.2007, опубл. 10.11.2009, фиг.26). В известном способе входные управляющие сигналы каждого объекта преобразуют в свой цифровой код, смешивают коды объектов в выбранном порядке старшинства разрядов, преимущественно впереди младшие разряды, передают их последовательным кодом по линии связи, фиксируют его, перераспределяют восстановленные полностью коды между соответствующими объектами и управляют ими.Closest to the proposed one is a data transmission method, a transmission device and a data reception device for multimedia objects (display and speakers) due to the practical coincidence of the transmission and reception devices of the proposed method and the known (5. RU 2372741 C2, IPC H04L 29/02,
Недостатком способа является низкое быстродействие, при повышении которого снижается точность.The disadvantage of this method is the low speed, which increases the accuracy decreases.
В основу изобретения положена техническая задача - повышение точности и быстродействия управления объектами за счет повышения точности и быстродействия работы системы передачи цифровых данных и управления несколькими объектами.The invention is based on a technical problem - improving the accuracy and speed of managing objects by increasing the accuracy and speed of the digital data transmission system and managing multiple objects.
Указанная задача решается тем, что способ управления объектами последовательным кодом, при котором входные управляющие сигналы каждого объекта преобразуют в свой цифровой код, смешивают коды объектов в выбранном порядке, передают их последовательным кодом по линии связи в выбранном порядке старшинства разрядов, принимают последовательный код после линии связи, фиксируют его, перераспределяют между соответствующими объектами и управляют ими, характеризуется тем, что перед смешиванием каждый цифровой код разбивают на индивидуальное число частей, размерами между полным кодом и нулем разрядов, смешивают эти части кодов разных объектов в порядке старшинства частей кодов разных объектов и разрядов в них, а не по номерам объектов, передают в указанном порядке, после приема и перераспределения своих частей кодов между объектами сразу подают их на свои объекты и управляют ими, не дожидаясь получения полных кодов входных управляющих сигналов.This problem is solved by the fact that the method of controlling objects by a serial code, in which the input control signals of each object are converted into their own digital code, mix the codes of the objects in the selected order, transmit them with a serial code over the communication line in the selected order of rank bits, receive a serial code after the line communication, fix it, redistribute between the corresponding objects and manage them, characterized by the fact that before mixing each digital code is divided into individual hours a layer of parts, the sizes between the full code and zero bits, mix these parts of the codes of different objects in order of precedence of the parts of the codes of different objects and bits in them, and not according to the numbers of objects, transmit in the specified order, after receiving and redistributing their parts of the codes between objects immediately feed them to their objects and control them, without waiting for full codes of input control signals.
Дополнительно после приема объектом старшей части кода и совпадении ее с такой же старшей частью кода от предыдущей передачи, младшую часть предыдущего кода сохраняют и сразу используют для управления объектом, а при несовпадении - изменяют эту младшую часть так, чтобы абсолютное изменение величины числа между предыдущим и новым полными кодами было минимальным, и также сразу управляют объектом.Additionally, after the object receives the high part of the code and matches it with the same high part of the code from the previous transmission, the low part of the previous code is saved and immediately used to control the object, and if there is a mismatch, the low part is changed so that the absolute change in the number between the previous and new complete codes were minimal, and also immediately manipulate the object.
Повышение быстродействия достигается за счет начала управления объектами до завершения процесса получения полного кода, при этом изменен порядок старшинства передаваемых разрядов в сравнении с международными стандартами.Improving performance is achieved by starting the management of the facilities until the completion of the process of obtaining the complete code, while changing the order of seniority of the transmitted bits in comparison with international standards.
Дополнительные действия по сути являются прогнозированием значения кода до завершения его получения, что в среднем еще повышает быстродействие.Additional actions are essentially predicting the value of the code until the completion of its receipt, which on average still improves performance.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 дана схема реализации способа управления двумя объектами последовательным кодом; на фиг.2 приведены диаграммы, поясняющие известный (а-г) способ и один из вариантов предлагаемого (а, ж-д) способа передачи и приема двух одинаковых постоянных сигналов по общему последовательному каналу.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a diagram of an implementation of a method of controlling two objects with a serial code; figure 2 shows diagrams explaining the known (a-d) method and one of the options of the proposed (a, w) method for transmitting and receiving two identical constant signals over a common serial channel.
Двухканальный пример реализации способа фиг.1 содержит источники 1, 2 входных управляющих сигналов (Вх1 Вх2 на фиг.2) на входах аналого-цифровых преобразователей (АЦП) 3, 4 на входах передатчика 5. Передатчик связан с приемником 6 линией связи 7 и явной или неявной линией синхронизирующих сигналов (Синхр-я слов и бит). Два кодовых выхода приемника Q1 и Q2 подключены к цифроаналоговым преобразователям (ЦАП) 8, 9. К выходам ЦАП подключены всевозможные объекты управления 10 и 11 с выходными координатами 12 и 13. Объекты управления 10 и 11 могут быть конечными исполнительными устройствами, например, нагревателями, обмотками двигателей или их регуляторами, но могут быть и цифровыми устройствами, например, вычислительными машинами для обработки полученной информации. На фиг.1 объекты для конкретности представлены цепочками апериодических звеньев с постоянной времени Т. Способ допускает как асинхронную реализацию (когда нет явной линии синхронизации, но по линии связи 7 дополнительно подаются разделительные синхронизирующие разряды), так и синхронную - с наличием этой линии. В любом случае работа АЦП и ЦАП синхронизируется с передатчиком и приемником распределителями слов 14 и 15.The two-channel example implementation of the method of FIG. 1 contains
Для пояснения преимуществ предлагаемого способа приводится описание известного способа в динамике и его недостатков. Пусть в момент времени t=0 на фиг.2 на оба канала подают равные постоянные сигналы Вх1 Вх2, которые на выходах АЦП 3, 4 преобразуются в двоичный код Q2Q1Q0=111, где Q0 - младший разряд. До этого момента по линии связи 7 передавались коды 000, 000,… На фиг.2в показана последовательная передача кода сначала полного кода для первого объекта двоичными разрядами в порядке сначала младший разряд, потом старший (по младшенству) Q10, Q11, …, потом для второго Q20, Q21, … Такой порядок передачи предусмотрен международными стандартами. Эти коды приемник 6 фиксирует и в конце приема выдает на соответствующие ЦАП. Для первого объекта это произойдет через время 3t0, для второго - через 6t0, что показано на диаграммах фиг.2б, г. Здесь t0 - время интервала передачи одного разряда по линии связи 7. В способе нумеруются каналы и объекты с первого, а двоичные разряды с нулевого - по международным правилам. На диаграмме фиг.2в импульсные интервалы синхронизации бит разделены тонкими линиями, а кодовых слов из трех бит - жирными. Указанные диаграммы соответствуют реальной передаче последовательным кодом в порядке «сначала младший бит, потом старший» в международном стандарте RS232 (в нем кодовое слово составляет 8 бит, n=8) в синхронном режиме. Затем процессы повторяются. На фиг.2б, г видно, что управление поступает на объекты с задержкой, максимальное значение которой составляет Т=k·n·t0, где k - количество объектов управления, n - разрядность слова одного объекта. Стремление повысить точность системы управления каким-либо технологическим процессом за счет повышения разрядности передаваемого слова может привести к обратному результату, когда фазовый сдвиг между преобразуемым в код аналоговым воздействием Вх и сигналом на входе объекта Вых управления приведет к снижению динамики процесса регулирования и даже вызовет его неустойчивость. Таким образом, известный способ передачи цифровых данных по однопроводной линии связи характеризуется низкой точностью и быстродействием.To clarify the advantages of the proposed method, a description of the known method in the dynamics and its disadvantages. Let at time t = 0 in FIG. 2 equal equal constant signals Bx 1 Bx 2 are supplied to both channels, which are converted to binary code Q 2 Q 1 Q 0 = 111 at the outputs of the
Техническим результатом предлагаемого способа передачи цифровых данных по линии связи является его повышенная точность и быстродействие при управлении несколькими объектами, либо увеличение числа обслуживаемых объектов при той же точности и быстродействии.The technical result of the proposed method for transmitting digital data over a communication line is its increased accuracy and speed when managing multiple objects, or an increase in the number of serviced objects with the same accuracy and speed.
Особенность способа заключается в том, что перед смешиванием каждый цифровой код разбивают на индивидуальное число частей, размерами между полным кодом и нулем разрядов, смешивают эти части кодов разных объектов в порядке старшинства частей разных объектов, а не по номерам объектов, после приема и перераспределения своих частей кодов между объектами сразу подают их на свои объекты и управляют ими, не дожидаясь получения полных кодов входных управляющих сигналов.The peculiarity of the method is that before mixing, each digital code is divided into an individual number of parts, sizes between the full code and zero bits, these parts of the codes of different objects are mixed in order of seniority of parts of different objects, and not according to the numbers of objects, after receiving and redistributing their parts of the codes between the objects immediately feed them to their objects and manage them, without waiting for the complete codes of the input control signals.
Предлагаемый способ управления объектами последовательным кодом обеспечивает: во-первых - отказ от задержки выдачи кода на объект до его полного получения и во-вторых - изменение порядка старшинства передаваемых по последовательному каналу разрядов наоборот в сравнении с международно-принятым. Только сочетание первого и второго дает эффект.The proposed method for managing objects with a serial code provides: firstly, the refusal to delay the issuance of a code to an object until it is fully received, and secondly, a change in the order of seniority of discharges transmitted via a serial channel on the contrary in comparison with internationally accepted ones. Only a combination of the first and second gives the effect.
Суть предлагаемого способа поясняется на примере применения в схеме фиг.1, диаграммами фиг.2а, д, е, ж, как альтернативу выше их нарисованным диаграммам для известного способа фиг.2а, б, в, г. Разделение кодов на части доведено до одного разряда в минимально передаваемой части. В момент времени t=0 (фиг.2а) происходит выборка (отсчет) сигнала Bx1 источника 1, АЦП 3 преобразует этот аналоговый сигнал в 3-х разрядный позиционный (теперь уточнение типа кода становится важным) код, передатчик 5 сразу начинает передавать старший разряд Q12 (фиг.2е) этого кода на вход приемника 6 и на ЦАП 8 на выходе (фиг.2д). Через интервал t0 начинается передача старшего разряда Q22 для второго объекта. Его получение к концу интервала на ЦАП 9 приводит к скачку сигнала фиг.2ж на втором объекте. Далее описанный цикл повторяется. Положительный эффект повышения быстродействия виден из сравнений фиг.2б и фиг.2д, фиг.2г и фиг.2ж при одинаковом входном сигнале фиг.2а. При этом стрелка «Полный код второго» при обоих способах показывает, что время передачи полных кодов не изменилось. Количественным критерием эффективности способов может быть интегральная ошибка передачи сигналов, которую можно оценить по заштрихованным площадям S1 и S3, S2 и S4 на фиг.2.The essence of the proposed method is illustrated by the example of application in the diagram of FIG. 1, by the diagrams of FIG. 2a, d, e, g, as an alternative to their drawn diagrams above for the known method of FIG. 2a, b, c, d. The division of codes into parts is brought to one discharge in the minimum transmitted part. At time t = 0 (Fig. 2a), the signal Bx 1 of source 1 is sampled (sampled), the
Известно, что лучшим прогнозом будущего является настоящее. Поэтому поведение младших разрядов кода на объекте управления при изменении старших можно оставить неопределенным (***) согласно пункту 1 формулы изобретения, но желательно уточнить их согласно пункту 2 формулы изобретения так, чтобы при совпадении вновь полученной старшей части кода с такой же старшей частью кода от предыдущей передачи, младшую часть предыдущего кода сохраняют и сразу используют для управления объектом, а при несовпадении - изменяют эту младшую часть так, чтобы абсолютное изменение величины числа между предыдущим и новым полными кодами было минимальным, и также сразу управляют объектом.It is known that the best forecast for the future is the present. Therefore, the behavior of the least significant bits of the code on the control object when changing the senior ones can be left undefined (***) according to
Это поясняет пример:This illustrates an example:
При любом методе прогноза возможны выборки, когда прогноз окажется неудачным, но для гладких сигналов такой прогноз по п.2 формулы изобретения полезен.With any forecast method, samples are possible when the forecast is unsuccessful, but for smooth signals such a forecast according to
Предлагаемый способ дает положительный результат и при передаче сложных кодов, например, в форматах с плавающей точкой, что применяется в сетях, но могут появиться и такие АЦП. При этом должен сохраняться указанный порядок старшинства передачи частей (сначала характеристика, потом мантисса) и разрядов. Формула изобретения защищает и этот случай, поэтому способ может найти применение и в сетях.The proposed method also gives a positive result when transmitting complex codes, for example, in floating-point formats, which is used in networks, but such ADCs may also appear. At the same time, the specified order of precedence for the transfer of parts (first the characteristic, then the mantissa) and discharges must be maintained. The claims also protect this case, therefore, the method can find application in networks.
Предлагаемый способ может найти широкое применение в задачах управления объектами по простым линиям связи, включая все шире применяемые цифровые сети. Наилучший результат даст реализация способа при его интегральном исполнении.The proposed method can be widely used in the tasks of managing facilities over simple communication lines, including the increasingly widely used digital networks. The best result will be given by the implementation of the method with its integral performance.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010147381/08A RU2447514C1 (en) | 2010-11-19 | 2010-11-19 | Method of object control by serial code |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010147381/08A RU2447514C1 (en) | 2010-11-19 | 2010-11-19 | Method of object control by serial code |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2447514C1 true RU2447514C1 (en) | 2012-04-10 |
Family
ID=46031818
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010147381/08A RU2447514C1 (en) | 2010-11-19 | 2010-11-19 | Method of object control by serial code |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2447514C1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4750173A (en) * | 1985-05-21 | 1988-06-07 | Polygram International Holding B.V. | Method of transmitting audio information and additional information in digital form |
RU2042183C1 (en) * | 1993-03-23 | 1995-08-20 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Техноконт" | Device for input/output information for digital control system |
RU2372741C2 (en) * | 2006-05-16 | 2009-11-10 | Сони Корпорейшн | System of data transmission, transmission device, receiving device, method of data transmission and program |
-
2010
- 2010-11-19 RU RU2010147381/08A patent/RU2447514C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4750173A (en) * | 1985-05-21 | 1988-06-07 | Polygram International Holding B.V. | Method of transmitting audio information and additional information in digital form |
RU2042183C1 (en) * | 1993-03-23 | 1995-08-20 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Техноконт" | Device for input/output information for digital control system |
RU2372741C2 (en) * | 2006-05-16 | 2009-11-10 | Сони Корпорейшн | System of data transmission, transmission device, receiving device, method of data transmission and program |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5781129A (en) | Adaptive encoder circuit for multiple data channels and method of encoding | |
CN101237441B (en) | I2c bus control circuit | |
US7627182B2 (en) | Method and apparatus for varied format encoding and decoding of pixel data | |
US4298959A (en) | Digital information transfer system (DITS) receiver | |
US8837467B2 (en) | Multi-rate serializer/deserializer circuit with broad operating frequency range | |
CN106068505A (en) | Share the bit in bus to distribute to facilitate error detection optimization | |
CN108768587B (en) | Encoding method, apparatus and readable storage medium | |
CN108432140B (en) | Correction device and method | |
RU2447514C1 (en) | Method of object control by serial code | |
KR100223762B1 (en) | Bariable code rate puncturer | |
US20070126616A1 (en) | Dynamically linearized digital-to-analog converter | |
US20010046241A1 (en) | Synchronization correction circuit | |
US7164372B2 (en) | Serial transmission system, its transmission-side circuit, and its reception-side circuit | |
JPWO2005033812A1 (en) | Sequence control device | |
CN105933974B (en) | Clock synchronization device and base station system | |
CN110087080B (en) | Decoding method, apparatus and readable storage medium | |
CN110875911B (en) | Communication protocol and communication method for supporting automatic identification of single data packet data bit number | |
RU153303U1 (en) | PARALLEL ADAPTER | |
CN102522110A (en) | Method and device for realizing data preloading in transmission circuit of digital audio interface | |
CN112436915A (en) | SYSREF establishment time and retention time detection system | |
US20050036508A1 (en) | Method and system for a multi-channel audio interconnect bus | |
JP2007533184A (en) | Method and apparatus for error handling when transmitting data via communication system | |
KR100260816B1 (en) | Apparatus and method of encoding and decoding in high bit rate trasmission system | |
US4263668A (en) | Method and circuit arrangement for full duplex two-wire transmission of a ternary data signal | |
CN1251464C (en) | Information processing system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121120 |