Разработка структуры интерфейсного блока для бесперебойной работы системы обработки и анализа спектрозональных изображений

Информация, получаемая в ходе работы СОЛСЗИ, передается при помощи GSM модуля. Также в процессе работы происходит передача информации между блоками СОЛСЗИ, в связи с чем может возникнуть ряд трудностей, а именно:

- нестыковка оборудования от различных производителей в рамках одной сети из-за несовместимости оборудования или использования старого оборудования, не поддерживающего возможности современной техники;

- нестыковка производственных подсетей, опирающихся на различные стеки протоколов передачи информации.

Решением данной проблемы стало устройство (интерфейсный блок), позволяющее делать автоматическую настройку, трансформацию передаваемых данных, ориентируясь на существующие стандарты, и подготовка данных к виду, воспринимаемому как источником, так и приемником сигнала.

Интерфейсный блок с гибкими характеристиками обеспечивает функционирование СОЛСЗИ в условиях изменяющихся характеристик каналов связи, соединяющих функциональные блоки системы, а также адаптируется к

различным методам передачи измерительной информации, представленной в цифровом виде.

Разнообразие и сложность решаемых интерфейсным блоком задач приводит к его усложнению и интеллектуализации за счет введения в его состав микропроцессорных узлов с соответствующим программным обеспечением.

Для построения интерфейсного блока необходимо определить последовательность выполняемых им действий, а также формализовать выполняемые им действия, используя математический аппарат.

Процесс передачи информации возможно представить как последовательную пересылку блоков данных от источника к интерфейсному блоку и обратно.

Интерфейсный блок, источник и приемник имеют структуру, состоящую из семи уровней, каждый из которых отвечает за свою часть преобразований, выполняемых с исходными данными. Схема приведена на рисунке 5.2.

Если возникла сложность во время передачи данных, то интерфейсный блок решает данную проблему за счет преобразования информации на том уровне системы [239,240], где произошла ошибка [241].

Тип ошибки и соответствующий уровень системы, где она произошла, определяется интеллектуальной частью интерфейсного блока. Для этого в режиме реального времени необходимо определять состояние системы и её параметры для дальнейшей диагностики и принятия решения.

240

Рисунок 5.2 - Схема передачи данных с использованием интерфейсного блока: f₁...f₇- функции определения необходимого преобразования и само преобразование; p_x... p₇- функции соответствующего уровня семиуровневой системы; α₁₂...α₆₇- морфизмы уровней приемной части интерфейсного блока; b₇₆...b₂₁- морфизмы уровней части стока интерфейсного блока; a₁ f₁...a₇f₇- морфизмы приемной части и части преобразования интерфейсного блока;

p₁b₁...p₇b₇- морфизмы приемной части и функциональной части соответствующего уровня интерфейсного блока;

f p₁... f₇p₇- морфизмы части преобразования и функциональной части соответствующего уровня интерфейсный блок

Формализуем процесс передачи информации через интерфейсный блок. Для этого на первом этапе (рисунок 5.2) опишем функции каждого из семи уровней, изобразив их в графовом виде. На пользовательском уровне функции зависят от конкретного пользовательского приложения и в общем виде записи не поддаются.

Запишем уравнения общего вида для каждого из семи уровней. Множество категорий при переходе по принимающей стороне интерфейсного блока представляет собой [242,243]:

^1. Hom( A₁, F₁),

где A={множество состояний физического уровня стороны источника}; F={множество состояний блока анализа физического уровня}.

^{2. Hom( a}2 , F₂⁾= ^Hom((A1, A₂⁾, F₂⁾= ^ai2 * ^{af ,}

где A={множество состояний канального уровня стороны источника}; F₂={множество состояний блока анализа канального уровня}.

^3. Hom(4, F₃) = Hom((A₂, A₃), F₃) = α₂₃* af = (a_n* af* af ,

где A={множество состояний сетевого уровня стороны источника}; F₃={множество состояний блока анализа сетевого уровня}.

^{4. Hom(}A₄, ^F₄⁾= ^Hom((A3 , A4⁾, ^F4⁾= ^a34 * ^a4∕4 = ^((ai2 * ^a2f2⁾* ^a3f3⁾* ^{af ,}

где A={множество состояний транспортного уровня стороны источника}; f₄={множество состояний блока анализа транспортного уровня}.

^{5. Hom(}А,, ^F₅⁾= ^Hom((A4 , A₅⁾, ^F₅⁾= ^a4₅* ^a_s∕₅= ^(((ai2 * ^{af )}* ^a3f3⁾* ^a_l.∕., ⁾* ^{af ,}

где A={множество состояний сеансового уровня стороны источника}; f₅={множество состояний блока анализа сеансового уровня}.

^{6. Hom(}A6 , ^F₆⁾= ^Hom((A5 , A J- ^F₆⁾= ^a5₆* ^a₆f₆ = ^((((ai2 * ^a2f2⁾* ^a3^f3⁾ * ^a4^f4⁾ * ^a5^f5⁾ * ^a6^f6 где A={множество состояний представительского уровня стороны источника}; F={множество состояний блока анализа представительского уровня}.

242

где A={множество состояний пользовательского уровня стороны источника}; F={множество состояний блока анализа пользовательского уровня}.

Множество категорий при переходе от части преобразования интерфейсного блока к функциональной части интерфейсного блока представляет собой:

1. Нот⁽F Р-д = ^f-P-^,

где P={множество состояний блока функций физического уровня}.

2. ^Нот(F^,^p2) = ^f2P2^,

где Р ={множество состояний блока функций канального уровня}.

3. Hom(F₃,P₃) = f₃p₃,

где Р ={множество состояний блока функций сетевого уровня}.

4. ^Нот(f₄^{, р}₄⁾= ^fp^,

где P={множество состояний блока функций транспортного уровня}.

5. llorntF^р5⁾= ^f5P5^,

где P={множество состояний блока функций сеансового уровня}.

6. ^{HomF р)}= ^f₆p₆^,

где P={множество состояний блока функций представительского уровня}.

7. Hom(F_j,P₇) = f-_lp-_l,

где P={множество состояний блока функций пользовательского уровня}.

Множество морфизмов при переходе по принимающей стороне интерфейсного блока представляет собой:

^1. Hom(P₁, B₁) = p_lb_l,

где B={множество состояний блока функций физического уровнястороны приемника}.

^{2. Hom(P}2 ^{, B}2⁾= ^Hom(P2 ^{, (B}2 ^{, B}1⁾⁾= p₂^b2 * ^b2i ^,

где B₂={множество состояний блока функций канального уровня стороны приемника}.

^{3. Hom(p}3^,B3 ⁾= ^Hom(P3^{, (}B3 ^,B2 ⁾⁾= P3^b3* ^b32 = ^(p2^b2* ^b21⁾* ^Р3^Ь3^,

где B={множество состояний блока функций сетевого уровня стороны приемника}.

^4. Hom(^p4, B4) = Hom(^p4, (B4, B3)) = P4b4* b_vi = ((р_гЪ_г * b₂₁) * P3b3) * P4b4,

где B₄={множество состояний блока функций транспортного уровня стороны приемника} .

^{5. Hom(p}5^{, b}5⁾= ^Hom(p5^{, (b}5^{, B}4 ⁾⁾= P5^b5* Z⅛ = ((( PЛ * ^b21⁾* P3^b3 ⁾* P4^b4⁾* P5^b5^,

где B₅={множество состояний блока функций сеансового уровня стороны приемника}.

^{6. Hom(p}6^{, b}6⁾= ^Hom(p6^{, (b}6^{, b}5⁾⁾= P,^b6* ^b65 = ⁽⁽⁽⁽P2^b2* ^b21⁾* P3^b3⁾* P4^b4⁾* P5^b5 ⁾* P,^b6 ^,

где B₆={множество состояний блока функций представительского уровня стороны приемника}.

7. ^Hom(p₇, ^B7⁾= ^Hom(p₇,^(B₇, ^B6⁾⁾= P7^b7 * ^b76 = ⁽⁽⁽⁽⁽P2^b2 * ^b21⁾* P3^b3) * P4^b4⁾* P5^b5Γ P,⅜Γ P7^b7 где B={множество состояний блока функций пользовательского уровня стороны приемника}.

Следующим этапом необходимо раскрыть содержание функций p₁- p₇в соответствии со стандартом [244].

На примере сеансового уровня покажем графовое изображение функциональной составляющей уровня (рисунок 5.3).

Рисунок 5.3 - Графовое представление функциональной составляющей: ОтСизТ - отображение сеансового соединения из транспортного соединения; УпрПот - управления потоком данных в сеансовом соединении; ПерСроч - передача срочных данных; ВосСеан - восстановление сеансового соединения; РазСеан - разрыв сеансового соединения; УпУСеан - административное управление сеансовым соединением

В любое время между сеансовым и транспортным уровнем существует взаимно-однозначное отображение.

Основываясь на графовых представлениях каждого из уровней р ₁^p₇, оптимизируем работу системы [242]. В этом случае оптимизированную структуру интерфейсного блока можно представить в виде, приведенном на рисунке 5.4.

245

Рисунок 5.3 - Оптимизированная структура интерфейсного блока: _vι₁-vl₃- состояния функционального блока физического уровня; _v2₁-v2₁₁- состояния функционального блока канального уровня; v3₁-v⅛- состояния функционального блока канального уровня; _v4₁-v4₇- состояния функционального блока транспортного уровня;

v5₁-v5₃- состояния функционального блока сеансового уровня; _v6₁-v6₄- состояния функционального блока

представительского уровня

Таким образом, для каждого уровня интерфейсного блока можно записать расширенное уравнение, в которое включена функция этого уровня (p₁...p7). Приведем пример для сеансового уровня:

Для составления полного уравнения требуется расшифровать последнее слагаемое для каждого уравнения f- f₇. Для этого требуется определить входные параметры, по которым интеллектуальная составляющая ГИИ сможет определить необходимые преобразования. Следующим шагом является создание базы данных признаков каждого состояния системы и откликов на каждое состояние. Это позволило полностью формализовать действия ГИИ и приступить к непосредственной реализации структуры СОАСЗИ.

Таким образом, была проведена формализация последовательности действий интерфейсного блока, который позволяет решить конфликты при взаимодействии различных систем передачи данных.