基于單片機的無線電源控制機房管理系統(tǒng)

王　朋

各類學(xué)生機房和開放式機房目前主要采用基于網(wǎng)絡(luò)管理或采用有線的方式集中控制每個終端電源的機房管理系統(tǒng)。通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來控制用機者上機和下機受制于網(wǎng)絡(luò)的通/斷狀況，易受到攻擊和破壞，可靠性低。采取有線的方式消耗大量的電纜，提高了施工布線成本而且影響美觀。提出了一種基于單片機的無線電源控制機房管理系統(tǒng)，教師機通過無線方式實現(xiàn)對所有學(xué)生機電源的遙控管理，并通過IC卡讀卡器和管理系統(tǒng)實現(xiàn)學(xué)生持卡上機和定時上機。

1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能

系統(tǒng)采用上、下位機結(jié)構(gòu)。上位機(教師機)通過串行口用RS232-C方式連接調(diào)制發(fā)射機和IC卡讀卡器，以實現(xiàn)電源開關(guān)控制信號的發(fā)射和IC卡的讀取，并通過機房IC卡管理系統(tǒng)實現(xiàn)學(xué)生持卡上機，定時上機等功能。下位機(學(xué)生機)是以單片機為核心的智能電源控制器，用于學(xué)生計算機電源控制。系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

學(xué)生機電源的開關(guān)控制是通過遙控電源插座實現(xiàn)的。遙控電源插座的供電和斷電是受調(diào)制發(fā)射機所發(fā)射的開關(guān)控制信號控制，當(dāng)調(diào)制發(fā)射機發(fā)射的是開機代碼時，遙控電源插座先通過解調(diào)電路解調(diào)出代碼，再通過單片機識別此代碼，若地址位相同，符合開機代碼的要求，則使該電源插座供電，同理，當(dāng)調(diào)制發(fā)射機發(fā)射的是關(guān)機代碼時，遙控電源插座先通過解調(diào)電路解調(diào)出代碼，再通過單片機識別此代碼，若地址位相同，符合關(guān)機代碼的要求，則使該電源插座斷電，學(xué)生機電源插座的供電和斷電，完全由教師機通過無線的方式控制。

無線電源控制系統(tǒng)要求調(diào)制發(fā)射機和遙控電源插座之間進行無線數(shù)字通信，根據(jù)無線電管理的規(guī)定和電磁波傳播規(guī)律的分析，采用0.7m頻段(430-440MHz)的業(yè)余波段，此頻段適用于短距離通信，干擾小，具體頻率可選擇市場上可購買到發(fā)射模塊的433.92 MHz，以簡化電路的設(shè)計。

2教師機發(fā)射部分設(shè)計

系統(tǒng)的發(fā)射電路包括編碼電路、無線發(fā)射模塊和天線。PC機由串行口輸出的數(shù)據(jù)經(jīng)MAX232C電平轉(zhuǎn)換后送給單片機AT89C2051，單片機組成編碼電路，編碼由軟件實現(xiàn)自定義編碼并送到發(fā)射模塊。教師機發(fā)射電路結(jié)構(gòu)如圖2所示。

3學(xué)生機無線遙控電源插座設(shè)計

學(xué)生機遙控電源插座部分由接收電路，解碼電路和驅(qū)動電路組成，接收電路由高頻調(diào)諧器和中頻放大、同步檢波電路組成，將接收到的無線信號解調(diào)出數(shù)字信號并送入單片機AT89C2051進行解碼，根據(jù)解碼結(jié)果經(jīng)驅(qū)動電路、光電耦合電路，通過固態(tài)繼電器對電源開關(guān)進行控制。結(jié)構(gòu)如圖3所示。

4軟件系統(tǒng)的設(shè)計

軟件系統(tǒng)主要由教師機發(fā)射部分軟件和學(xué)生機電源插座軟件部分組成。發(fā)射部分功能主要是接收PC機的串行數(shù)據(jù)，將其轉(zhuǎn)換為自定義的包含地址位和開關(guān)機代碼的編碼信號，從發(fā)射模塊發(fā)射出去，接收部分的主要實現(xiàn)接收自定義的編碼信號，判斷是否為本機地址及開關(guān)控制信號，從而控制固態(tài)繼電器動作，程序流程如圖4和圖5所示。

5結(jié)束語

基于無線電源控制模式的機房管理系統(tǒng)，適用各類學(xué)生機房和開放式機房的管理。教師機可以通過無線的方式管理所有學(xué)生機的電源開關(guān)。同時采用IC卡讀寫器和管理系統(tǒng)，實現(xiàn)學(xué)生的持卡上機和定時上機，也可通過網(wǎng)絡(luò)與校園的一卡通系統(tǒng)連接，實現(xiàn)系統(tǒng)管理。