Платы сбора данных в измерительных информационных системах.
Создание МП, а затем и ПК в 80-х годах привело к развитию аппаратно-программных средств обработки данных. Стало доступно множество плат для сбора данных, обработки, анализа и отображения информации. Стали появляться датчики с встроенными МП («интеллектуальные» или «умные» датчики). Программное обеспечение с использованием искусственного интеллекта используется для интерпретации данных, полученных от датчиков. В датчиках осуществляется дискретизация данных и преобразование измерительного сигнала в цифровой код.
Сменная встраиваемая плата сбора данных и управления (ПСДУ)
содержит обычно следующие основные элементы:
мультиплексор, обеспечивающий параллельный ввод сигналов;
устройство выборки и хранения (УВХ);
АЦП;
цифровой сигнальный МП.
Обмен информацией между ПСДУ и компьютером происходит либо через механизм прерываний, либо в режиме прямого доступа к памяти. Информационный сигнал поступает с датчиков на плату через устройство согласования сигналов (УСС), которые могут выполнять различные функции: усиление, питание датчиков, переключение, фильтрацию сигналов и т.п.
«Умные» датчики со встроенными МП позволяют производить обработку информации в самом датчике. Выходной сигнал может быть в аналоговой или цифровой форме.
Программируемые интегральные логические схемы (ПЛИС) используют для разработки простых устройств, но есть и специальные заказные ИС. В некоторых случаях требуется обрабатывать и анализировать информацию, поступающую от нескольких датчиков, но при этом оператор не успевает оценить информацию с требуемой скоростью или показания одних должны быть взаимоувязаны с другими и т.п. Задачи такого рода стимулировали развитие систем с искусственным интеллектом на основе устройств с нечеткой логикой и искусственных нейронных сетей.
Опишите погрешности телеметрических систем.
Метрологическая обработка телеметрической информации, как правило, заключается в определении и, по возможности, компенсации погрешностей телеизмерений.
Погрешность телеизмерений состоит из следующих погрешностей:
датчиков δип;
дискретизации δд;
квантования δкв;
преобразования δпр;
синхронизации δt;
регистрации δр;
обработки δо;
сжатия δсж;
межканальные δм.
Суммарная погрешность может быть представлена в виде одной формулы лишь в случае отсутствия линейной зависимости между указанными погрешностями:
|
|
Однако выполнение такого условия крайне маловероятно, следовательно, оценка по формуле (5.1) будет заведомо грубой. Более точная оценка может быть получена лишь при детальном анализе источников погрешности в конкретной телеметрической системе.
Опишите преобразователи интерфейсов в измерительных информационных системах, дайте понятие прозрачного канала связи.
В самом общем случае связь ПК с АЦП может быть организована через стандартные порты ПК (последовательный, параллельный, беспроводной), шины расширения компьютера (SCSI, PCI, ISA, USB, FireWire) и открытые шины типа «Profibus», «CAN-bus» и т. д. Все шинные интерфейсы, организующие связь АЦП с ПК, ПК с ЦАП или микроконтроллерами по каналам связи, определяются международными стандартами и также характеризуются методами, средствами и протоколами.
Прозрачный канал – передачи информации со скоростью 64 кб/с, обеспечиваемый сетью ISDN между абонентами. Абоненту предоставляется несколько (минимум два) В-каналов, каждый из которых может коммутироваться независимо. ПО каналу В может передаваться как голос так и данные.
Прозрачный канал – технология передачи данных через IP-шлюз с использованием обычных аналоговых факсов/модемов, получившая название PCM Switchover. При детектировании шлюзом сигнала несущей аналогового модема, в момент фазы передачи данных, для него со стороны шлюза создаётся полностью прозрачное IP-соединение с использованием ИКМ кодека G.711 64 Кбит/с. Пользователь, имея модем V.90 и качественное подключение к местному оператору IP-телефонии, установившему шлюз с поддержкой PCM Switchover, может получить соединение, аналогичное по скорости выделенному каналу 64 Кбит/с. Модулированные данные из ТфОП передаются внутри одного тракта от отправляющей стороны к получающей стороне, по тому же пути, что и голосовые данные в IP сетях.