Аппаратно-программный комплекс автоматического сбора и передачи метеоинформации из труднодоступных районов в центре сбора данных
Полезная модель относится к автоматике, в частности к устройствам для приема и передачи информации и предназначена для реализации систем автоматического сбора и передачи метеорологических данных из труднодоступных районов по проводным линиям связи, радио и спутниковым каналам связи. Полезная модель решает задачу создания аппаратно программного комплекса автоматического сбора и передачи метеоинформации из труднодоступных районов в центры сбора данных по спутниковым каналам связи, радиоканалу с использованием стандартных KB или УКВ радиостанций, а так же по проводам. Аппаратно программный комплекс автоматического сбора и передачи метеоинформации из труднодоступных районов в центры сбора данных содержит блок памяти программ, блок хранения данных, блок продолжительного хранения данных, блок параллельного вывода данных с разъемом для подключения принтера, блок сигнализации, блок последовательного порта, соединенные с общей шиной, блок часов реального времени, блок контроллера клавиатуры и блок отображения информации, выполненный на жидкокристаллическом индикаторе, соединенные с шиной управления, блок процессора, соединенный с общей шиной и шиной управления, интерфейсный блок, соединенный с блоком процессора, блок модема, соединенный с общей шиной, блок управления питанием, соединенный с блоком процессора, блоком часов реального времени и блоком продолжительного хранения данных, блок ввода информации, выполненный на IBM совместимой клавиатуре и соединенный с блоком контроллера клавиатуры, блок обработки метеоданных, соединенный с блоком последовательного порта, блок сопряжения с разъемом для подключения автоматической метеостанции, соединенный с блоком обработки метеоданных, блок питания, электрически соединенный с каждым из вышеперечисленных блоков, элемент питания, соединенный с блоком управления питанием, аналоговый и дискретный вход, дискретный выход, связанные с блоком процессора и блок терминала спутниковой связи, содержащий разъем для подключения антенны, связанный с интерфейсным блоком.
Полезная модель относится к автоматике, в частности к устройствам для приема и передачи информации и может применяться для реализации систем автоматического сбора и передачи метеоинформации из труднодоступных районов по проводным линиям связи, радио и спутниковым каналам связи.
Известен терминал для передачи и приема информации [заявка РФ на изобретение №93030787/09, МПК 5 G 06 F 13/00, опублик. 1996], содержащий шину управления и общую шину, блок процессора, блок памяти программ, блок хранения, блок ввода и отображения информации, интерфейсный блок, блок модема для преобразования информационных сигналов к виду, пригодному для передачи по телефонным линиям связи.
Одним из недостатков такого устройства является то, что информация в нем автоматически стирается при выключении питания прибора. Другим недостатком данного устройства является передача данных только с использованием проводного вида связи, без возможности использования радиоканала. Часто возникает необходимость иметь твердую копию принимаемой или отправляемой информации поэтому отсутствие возможности печати снижает возможности устройства при работе с текстовыми документами. Отсутствие встроенных часов реального времени не дает возможности создавать электронный журнал ведения работы, автоматически фиксируя дату и время выполнения операций.
Известно также устройство для приема и передачи цифровой информации по радиоканалу [полезная модель РФ №8817 МПК G 06 F 13/00, опублик. 16.12.98], содержащее блок процессора, блок памяти программ, блок хранения данных, блок продолжительного хранения данных, который после отключения устройства от сети подключается к внутреннему элементу питания, блок ввода и отображения информации, блок контроллера клавиатуры, интерфейсный блок, блок модема для преобразования информационных сигналов к виду, пригодному для передачи по радиоканалу или по проводным линиям связи, шину управления, общую шину, блок регистра номера устройства, блок параллельного вывода данных с разъемом для подключения принтера, блок сигнализации и блок таймера, блок часов реального времени, блок питания и блок управления питанием.
Одним из недостатков такого устройства является отсутствие отдельного выхода для подачи управляющих сигналов на внешние устройства, а так же отсутствие аналогового входа для обработки и передачи информации, поступающей с датчиков различного вида.
Наиболее близким к заявляемому устройству является мобильный терминал для пакетной передачи информации по проводным, радио и спутниковым каналам связи [патент на полезную модель РФ №52498 МПК
G 06 F 13/00, опублик. 27.03.2006], содержащий блок процессора, блок памяти программ, блок хранения данных, блок продолжительного хранения данных, который после отключения устройства от сети подключается к внутреннему элементу питания, блок ввода и отображения информации, блок контроллера клавиатуры, интерфейсный блок, блок модема для преобразования информационных сигналов к виду, пригодному для передачи по радиоканалу или по проводным линиям связи, шину управления, общую шину, блок регистра номера устройства, блок параллельного вывода данных с разъемом для подключения принтера, блок сигнализации, блок часов реального времени, аналоговый и дискретный вход, дискретный выход, блок спутникового навигационного приемника, содержащий разъем для подключения антенны, блок питания, элемент питания и блок управления питанием, терминал спутниковой связи с разъемом для подсоединения антенны, связанный с интерфейсным блоком.
Недостатком такого устройства является отсутствие дополнительного последовательного порта для подключения автоматической метеостанции и отсутствие возможности обработки метеоданных поступающих с автоматической метеостанции.
Задачей полезной модели является создание многофункционального универсального аппаратно программного комплекса автоматического сбора и передачи метеоинформации из труднодоступных районов в центры сбора данных по спутниковым каналам связи, радиоканалу с использованием стандартных KB или УКВ радиостанций, а так же по проводам.
Поставленная задача решается тем, что в аппаратно программный комплекс автоматического сбора и передачи метеоинформации из труднодоступных районов в центры сбора данных, содержащий блок памяти программ, блок хранения данных, блок продолжительного хранения данных, блок параллельного вывода данных с разъемом для подключения принтера и блок сигнализации, которые соединены с общей шиной, а также блок отображения, выполненный на жидкокристаллическом индикаторе, блок контроллера клавиатуры и блок часов реального времени, соединенные с шиной управления, блок ввода информации, который выполнен на IBM - совместимой клавиатуре и соединен с блоком контроллера клавиатуры, блок процессора, соединенный с общей шиной и шиной управления, блок управления питанием, который связан с блоком процессора, блоком часов реального времени, блоком продолжительного хранения данных и элементом питания, интерфейсный блок, соединенный с блоком процессора, кроме того, блок модема для передачи цифровой информации по радиоканалу или по проводам, содержащий разъем для подключения к микротелефонному входу радиостанции, соединенный с общей шиной, блок терминала спутниковой связи с разъемом для подсоединения антенны, связанный с интерфейсным блоком, блок питания, дискретный выход, дискретный и аналоговый входы, связанные с блоком процессора, согласно полезной модели, дополнительно введен блок последовательного порта, соединенный с общей шиной, блок обработки метеоданных, связанный с блоком последовательного порта и
блок сопряжения с разъемом для подключения к автоматической метеостанции, связанный с блоком обработки метеоданных.
Оснащенное блоком обработки метеоданных устройство позволяет осуществлять задачи приема и расчета метеорологических параметров, поступающих с автоматической метеостанции. Через блок последовательного порта осуществляется подключение блока обработки метеоданных. Блок сопряжения необходим для согласования уровней сигналов между блоком обработки метеоданных и автоматической метеостанцией.
На фиг.1 представлена структурная схема аппаратно программного комплекса автоматического сбора и передачи метеоинформации из труднодоступных районов в центры сбора данных.
Аппаратно программный комплекс автоматического сбора и передачи метеоинформации из труднодоступных районов в центры сбора данных содержит блок 1 памяти программ, блок 2 хранения данных, блок 3 продолжительного хранения данных, блок 6 сигнализации, блок 7 параллельного вывода данных, блок 21 последовательного порта, электрически соединенные с общей шиной 8, блок 9 часов реального времени, блок 10 контроллера клавиатуры, блок 11 отображения информации, электрически соединенные с шиной 12 управления, блок 13 процессора, соединенный с общей шиной 8 и шиной управления 12, интерфейсный блок 14, соединенный с блоком 13 процессора, блок 15 модема, соединенный с общей шиной 8, блок 16 управления питанием, соединенный с блоком 13 процессора, блоком 9 часов реального времени и блоком 3 продолжительного хранения данных, блок ввода информации 17, соединенный с блоком 10 контроллера клавиатуры, блок 5 терминала спутниковой связи с разъемом для подключения антенны, соединенный с интерфейсным блоком 14, соединенный с общей шиной 8, блок 22 обработки метеоданных, соединенный с блоком 21 последовательного порта, блок 23 сопряжения с разъемом для подключения к автоматической метеостанции, соединенный с блоком 22 обработки метеоданных, блок блок 18 питания, электрически соединенный с каждым из вышеперечисленных блоков, элемент питания 19, соединенный с блоком 16 управления питанием, аналоговый и дискретный вход 4 и дискретный выход 20, соединенные с блоком 13 процессора.
Аппаратно программный комплекс автоматического сбора и передачи метеоинформации из труднодоступных районов в центры сбора данных работает следующим образом.
Данные, поступающие с автоматической метеостанции через блок 23 сопряжения, обрабатываются блоком 22 обработки метеоданных и приводятся к виду стандартных значений параметров окружающей среды. Далее метеорологические параметры через блок 21 последовательного порта поступают в блок 13 процессора, преобразуются в специализированную для центров сбора данных форму и, через общую шину 8, записываются в блок 3 продолжительного хранения данных. При необходимости данные могут отображаться блоком 11 отображения информации на
жидкокристаллическом индикаторе и выводиться на принтер через блок 7 параллельного вывода данных.
Данные вручную могут вводиться с блока 17 ввода информации в устройство. Скан-код каждой нажатой клавиши в последовательном виде поступает на вход блока 10 контроллера клавиатуры. Блок 10 контроллера клавиатуры выполняет функцию преобразования скан-кодов данных из последовательного вида в параллельный вид и выдает скан-коды данных в шину управления 12, которые поступают в блок 13 процессора, преобразуются в ASCII-коды и через общую шину 8 записываются в блок 2 хранения данных. Параллельно блок 13 процессора преобразует ASCII-коды в специальные коды используемые блоком 11 отображения информации. Специальные коды по шине управления 12 поступают в блок отображения информации 11 и данные выводятся на жидкокристаллический индикатор в символьном виде.
Устройство позволяет выполнять функцию длительного хранения данных. Необходимые для длительного хранения данные переносятся из блока 2 хранения в блок 3 продолжительного хранения данных, где они сохраняются после выключения питания устройства и могут быть использованы при последующей работе с устройством.
Через блок 7 параллельного вывода данных, данные из блока 2 хранения или блока 3 продолжительного хранения данных могут быть выведены на стандартный матричный принтер.
Прием информации по радиоканалу или по проводам осуществляется без прекращения выполнения других операций. Это достигается использованием системы прерываний блока 13 процессора и происходит следующим образом. С микротелефонного выхода радиостанции данные, в виде частотного сигнала поступают на вход демодулятора блока 15 модема, где преобразуются в последовательный цифровой код и поступают через общую шину 8 в блок 13 процессора. Блок 13 процессора преобразует данные в параллельный ASCII-код и записывает их в блок 3 продолжительного хранения данных. Полученная через блок 15 модема информация может отображаться блоком 11 отображения информации на жидкокристаллическом индикаторе.
Информация хранящаяся в блоке 3 продолжительного хранения данных может быть передана по радиоканалу или по проводам на такое же устройство, которому присвоен соответствующий номер. Для этого блок 13 процессора выполняет преобразование данных, хранящихся в блоке 3 продолжительного хранения данных, из параллельного вида в последовательный и через общую шину 8 передает их на вход модулятора блока 15. Модулятор блока 15 модема преобразует данные в частотный сигнал, который содержит две частоты, соответствующие нулевому и единичному уровню цифрового сигнала. С выхода модулятора блока 15 модема частотный сигнал подается на микротелефонный вход стандартной радиостанции KB или УКВ диапазона и передается в эфир.
Аналоговый или дискретный сигнал поступает через аналоговый вход 4 в блок 13 процессора, преобразуется (если сигнал аналоговый) аналого-
цифровым преобразователем блока центрального процессора в цифровой код, обрабатывается и записывается в блок 3 продолжительного хранения данных. Полученная через аналоговый или дискретный вход 4 информация может отображаться блоком 11 отображения информации на жидкокристаллическом индикаторе. Сигналы управления от блока процессора могут поступать на внешние устройства через дискретный выход 20.
Блок 9 часов реального времени используется для привязки функций, которые выполняет устройство, к текущему времени. Он позволяет создавать электронный журнал ведения работы, автоматически фиксируя дату и время выполнения операций с данными.
Для соединения с блоком терминала спутниковой связи используется интерфейсный блок 14, который выполняет функции стандартного последовательного порта RS 232 C.
Прием и передача информации по спутниковому каналу осуществляется следующим образом. Готовые для передачи данные, хранящиеся в блоке 3 продолжительного хранения данных, через интерфейсный блок 14 поступают в блок 5 терминала спутниковой связи, преобразуются в вид пригодный для передачи по спутниковому каналу и через антенну передаются в эфир. Прием информации осуществляется в обратном порядке, после преобразования данные сохраняются в блоке 3 продолжительного хранения данных. Полученная через блок 5 спутникового терминала информация может отображаться блоком 11 отображения информации на жидкокристаллическом индикаторе.
Блок 6 сигнализации подтверждает световым и звуковым сигналом окончание выполняемых устройством операций и указывает на режим работы устройства.
Блок 1 памяти программ необходим для хранения объектных кодов управляющей микропрограммы, в соответствии с которыми работает устройство.
Блок 18 питания может работать от двух независимых источников напряжения (220 В или 11..14 В). Он вырабатывает основное стабилизированное напряжения +5 В и дополнительное напряжение +12 В, которые необходимы для работы устройства. Блок 3 продолжительного хранения данных и блок 9 часов реального времени дополнительно используют элемент питания напряжением +3 В, который включается блоком 16 управления питанием при выключении прибора или при снижении основного напряжения более чем на 0.35 В.
Блок 1 памяти программ может быть выполнен на микросхемах ПЗУ емкостью до 512 кбайт, блок 2 хранения выполнен на микросхеме FLASH-ПЗУ емкостью до 512 кбайт, блок 3 длительного хранения данных может быть выполнен на микросхеме статического ОЗУ емкостью до 512 кбайт с низким энергопотреблением, блок 6 сигнализации выполнен на микросхеме ПЛМ, блок 7 параллельного вывода данных выполнен на микросхеме 1533 ИР 33, блок 9 часов реального времени выполнен на микросхеме FM 30 C 256, блок 10 контроллера клавиатура выполнен на микросхеме
AT 90 S 2313, блок 11 отображения информации выполнен на знакосинтезирующем жидкокристаллическом модуле типа PC 4002 LRS-BNH-Н, блок 13 процессора выполнен на микропроцессоре 80 С 196 КС 20, интерфейсный блок 14 выполнен на микросхеме ADM 202 JRW, блок 16 управления питанием выполнен на микросхеме ADM 8690, в качестве блока 17 ввода информации используется стандартная PS/2 клавиатура типа RS 6000, в качестве элемента питания использован литиевый элемент типа CR 2032, блок 18 питания выполнен по схеме импульсного стабилизатора напряжения, модулятор блока 15 модема выполнен на микросхеме AT 90 S 2313, а демодулятор блока 15 модема выполнен на микросхеме 4046 BD, блок 21 последовательного порта выполнен на микросхеме TL 16 C 550 CFN, блок 22 обработки метеоданных выполнен на базе тридцати двух разрядного процессора АТ 91 М 55800 А, блок 23 сопряжения выполнен на микросхеме ADM 211, блок 5 встраиваемого терминала спутниковой связи может быть выполнен на модуле Р-АТ-4.6 или на модуле GSP-1620.
Аппаратно-программный комплекс автоматического сбора и передачи метеоинформации из труднодоступных районов в центры сбора данных, содержащий блок памяти программ, блок хранения данных, блок продолжительного хранения данных, блок параллельного вывода данных с разъемом для подключения принтера и блок сигнализации, которые соединены с общей шиной, а также блок отображения, выполненный на жидкокристаллическом индикаторе, блок контроллера клавиатуры и блок часов реального времени, соединенные с шиной управления, блок ввода информации, который выполнен на IBM-совместимой клавиатуре и соединен с блоком контроллера клавиатуры, блок процессора, соединенный с общей шиной и шиной управления, блок управления питанием, который связан с блоком процессора, блоком часов реального времени, блоком продолжительного хранения данных и элементом питания, интерфейсный блок, соединенный с блоком процессора, кроме того, блок модема для передачи цифровой информации по радиоканалу или по проводам, содержащий разъем для подключения к микротелефонному входу радиостанции, соединенный с общей шиной, блок терминала спутниковой связи с разъемом для подключения антенны, связанный с интерфейсным блоком, аналоговый и дискретный вход, дискретный выход, связанные с блоком процессора, блок питания, отличающийся тем, что в него дополнительно введены блок последовательного порта соединенный с общей шиной, блок обработки метеоданных, подключенный к блоку последовательного порта и блок сопряжения с разъемом для подключения автоматической метеостанции, соединенный с блоком обработки метеоданных.
