Перетворення інформації в вимірювальних інформаційних системах

Розглянемо сприйняття, передачу і використання інформації з метою керування деяким об'єктом. Тут можна виділити кілька фаз у циклі перетворення інформації (рис.2.1).

Рис.2. 1 Цикл перетворення інформації в автоматичній системі.

Оскільки матеріальним носієм інформації є сигнал, то цей цикл можна розглядати і як цикл перетворення сигналів, що несуть інформацію.

Сприйняття полягає в тому, що формується образ об'єкта, виробляються його упізнання й оцінка. При сприйнятті потрібно відокремити корисну інформацію від шумів, що в деяких випадках зв'язано зі значними труднощами (радіозв'язок, локація, астрономія й ін.).

У результаті сприйняття одержується сигнал у формі, зручної для передачі чи обробки. У фазу сприйняття можуть включатися операції підготовки інформації, її нормалізації, квантування, кодування, модуляція сигналів і побудови моделей.

Передача інформації складається, з переносу її на відстань за допомогою сигналів різної фізичної природи відповідно по механічним, гідравлічним, пневматичним, акустичним, оптичним, електричним чи електромагнітним каналах. Прийом інформації на іншій стороні каналу має характер вторинного сприйняття з властивими йому операціями боротьби із шумами.

Обробка інформації полягає в рішенні задач, зв'язаних з перетворенням інформації, незалежно від їхнього функціонального призначення. Застосування ЕОМ узагальнює і централізує функції обробки, що мають відношення головним чином до моделей ситуацій і прийнятих рішень при керуванні. Обробка здійснюється за допомогою пристроїв і машин, що здійснюють аналогові чи цифрові перетворення величин функцій. Проміжним етапом обробки може бути збереження в запам'ятовуючих пристроях. Добування інформації з запам'ятовуючих пристроїв також має характер сприйняття і зв'язано з боротьбою з перешкодами.

Представлення інформації потрібно тоді, коли в циклі перетворення інформації бере участь людина. Вони полягають у демонстрації перед людиною умовних зображень, що містять якісні і кількісні характеристики вхідної інформації. Для цього використовуються пристрої, здатні впливати на органи почуттів людини.

З пристроїв обробки інформації може вводитися не тільки оператору, але і безпосередньо впливати на об'єкт керування.

Вплив полягає в тому, що сигнали, що несуть інформацію, роблять регулюючі чи захисні дії, викликаючи зміни в самому об'єкті.

Не всі інформаційні системи замкнуті. Існують і розімкнуті системи, у яких інформація передається від джерела до приймача чи споживачу. Активний вплив на відбираємо від джерела, може робити сам споживач чи джерело.

Частина системи, що робить активний вплив на її роботу, називають суб'єктом, а пасивну – об'єктом.

Функціональні особливості ВІС легко пояснюється за допомогою структурної схеми.

2.3.Структурна схема вимірювальної інформаційної системи

Опис ВІС та вхідних у них функціональних елементів може також виконуватися за допомогою функціональних (пояснюючих процеси, що протікають у них,) і принципових (представляючи з'єднання елементів систем, що випускаються промисловістю, із указівкою їхніх номінальних значень) схем.Головні (основні) функції звичайно відображаються за допомогою структурних схем.(рис.2.2)

Рис. 2.2 Структурна схема ВІС

В узагальненій структурній схемі показана множина датчиків 1, розміщених постійно у визначених точках простору, що переміщаються в просторі (скануючого типу) чи сприймаючих одночасне поле досліджуваної величини, множина аналогових 2, аналого-цифрових перетворювачів 3, цифрові частини 4 і 5, множина цифро-аналогових перетворювачів 6.

Функціональні блоки можуть з'єднуватися між собою через стандартні інтерфейси, технічні засоби яких містять системи шин, інтерфейси вузлів і пристроїв керування.

Пристрій керування може формувати командну інформацію {Ф^*₀}, приймати інформацію {I^*} , від функціональних блоків і подавати команди на виконавчі пристрої 9 для формування впливу на об'єкт дослідження. Впливи можуть бути, наприклад, у виді електричних U, механічних P, теплових Т⁰, оптичних ПРО, гідравлічних G, і акустичних А величин.

Впливи можуть організовуватися, по-перше, з метою створення відповідних умов для проведення експерименту і, по-друге, для зрівноважування величин, що діють на входи датчиків. В останньому випадку система називається замкнутої з компенсаційним зворотним зв'язком, а формовані впливи – комплектуючими величинами.

Множина аналогових перетворювачів містить перетворювачі і перетворювачі аналогових сигналів, що нормують, (наприклад, масштабні перетворювачі, перетворювачі виду модуляції), комутатори аналогових сигналів, аналогові обчислювальні пристрої, аналогові пристрої пам'яті, пристрою порівняння аналогових сигналів, аналогові канали зв'язку, аналогові що показують і реєструють вимірювальні прилади.

Інтерфейсі пристрою (ІФП) аналогових блоків головним чином служать для прийому командних сигналів і передачі інформації про стан блоків. Наприклад, через ІФП можуть передаватися команди на зміни режиму роботи, на підключення заданого ланцюга за допомогою комутатора. Між аналоговими і цифровими пристроями включена множина аналого-цифрових перетворювачів і аналогових пристроїв допустимого контролю.(цифрою 7 позначені інтерфейси і шина, яка їх поєднує)

До цифрових пристроїв відносяться формувачі імпульсів, перетворювачі кодів, комутатори, спеціалізовані цифрові обчислювальні пристрої, пристрої пам'яті, пристрою порівняння кодів, канали цифрового зв'язку, універсальні програмувальні обчислювальні пристрої – мікрокалькулятори, мікро-ЕОМ і т.п.

Група цифрових пристроїв висновку, відображення і реєстрації містить формувачі кодоімпульсних сигналів, друкувальні пристрої, нагромаджувачі на магнітних дисках, дисплеї, сигналізатори, цифрові індикатори.

Таким чином, сучасна вимірювальна інформаційна система, являє собою достатньо складні пристрої, які складаються з датчиків і перетворювачів різного типу, які вирішують питання збору інформаціїі автоматичного контролю та та діагностики систем зв’язку. З їх допомогою можна отримати повну картину стану контролюємого об’єкту,чи системи зв’зку і зробити правильні висновки про необхідність подальших дій.

Викладене дає можливість зробити наступні короткі висновки:

- сучасні вимірювальні інформаційні системи призначені для застосування в галузі зв’язку, вирішують завдання забезпечення експлуатаційного персоналу (або спеціалістів, які приймають участь у пуско-наладочних випробовуваннях) необхідні відомості про стан технічних засобів та їх відповідність стандартним вимогам;

- вимірювальні інформаційні системи, як правило, включають в себе: вимірювальні системи, системи автоматичного контролю, систем технічної діагностики та розпізнавання;

- в результаті використання вимірювальної системи особа,

чи організація (в інтересах якої здійснюються вимірювання) отримує повну інформацію про стан об’єкту (системи зв’язку) для вживання необхідних заходів.

Використовувана література:

1. Бакланов Г.Н. Измерения в телекоммуникациях.

М. Высшая школа 1999.

2. ГОСТ 8.437-81.