一種基于modem的計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

岳慧平 劉廣 劉建平

（遼寧中醫(yī)藥大學(xué)信息工程學(xué)院,遼寧 沈陽 110847）

一種基于modem的計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

岳慧平 劉廣 劉建平

（遼寧中醫(yī)藥大學(xué)信息工程學(xué)院,遼寧 沈陽 110847）

hinese

本文的寫作的目的是向讀者介紹一種通過公共電話交換網(wǎng)連接，用于供電系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念是分布式結(jié)構(gòu)，在這種結(jié)構(gòu)中，我們可以實(shí)現(xiàn)對多個(gè)太陽能供電站點(diǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并且應(yīng)用于無線通信基站供電系統(tǒng)、程控交換基站的實(shí)時(shí)監(jiān)控。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，這種系統(tǒng)可以有效解決經(jīng)濟(jì)落后地區(qū)電氣設(shè)備不足和設(shè)備不易維護(hù)的問題。

計(jì)算機(jī)；調(diào)制解調(diào)器；遠(yuǎn)程監(jiān)控；公共電話交換網(wǎng)

computer; modem; remote monitoring; public switched telephone network

引言

太陽能供電對偏遠(yuǎn)地區(qū)的電能需求作用重大，而由于維護(hù)成本很高，所以牽制了許多地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。因此，研制開發(fā)出一種用于及時(shí)了解太陽能供電系統(tǒng)的工作狀況，并隨時(shí)進(jìn)行控制的計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)就是緩解這個(gè)矛盾的有效措施。

圖1

1.系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)由上位計(jì)算機(jī)、調(diào)制解調(diào)器和多個(gè)下位單片機(jī)系統(tǒng)組成，兼顧長短距離的通信。其工作原理是：系統(tǒng)通過電話線傳輸信息，通過實(shí)時(shí)監(jiān)控程序進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測和控制工作的下位單片機(jī)系統(tǒng)接收到信息之后，將檢測出來的信息上傳給上位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，上位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過對各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的信息觀察，最終將控制信號傳送給需要控制的單元。由于各個(gè)下位機(jī)的工作地點(diǎn)相隔甚遠(yuǎn)，所以我們不能采用局域網(wǎng)通信方式，而只能用PSTN（公共電話交換網(wǎng)）通過MODEM（調(diào)制解調(diào)器）來完成數(shù)據(jù)通信。圖1是系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)示意圖。

2.上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)不但有一個(gè)完善的管理模式，而且能為單片機(jī)系統(tǒng)智能遠(yuǎn)程控制提供操作平臺(tái)。這樣一來,工作人員不但能夠及時(shí)有效地對供電工作現(xiàn)場的設(shè)備進(jìn)行控制，而且還能隨時(shí)存儲(chǔ)和記錄工作現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對工作現(xiàn)場的整體掌控。系統(tǒng)上位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的編程是VC++6.0完成的，其中包括數(shù)據(jù)處理、文件管理和通信等功能。程序首次啟動(dòng)后，要對其進(jìn)行相關(guān)設(shè)置。程序正式運(yùn)行后，我們可以看到調(diào)制解調(diào)器上面的TR燈亮了，這就意味著程序和調(diào)制解調(diào)器保持正常連接，可以通信。通信的方式也有兩種——單機(jī)和多機(jī)。單機(jī)的通信方式就是上位計(jì)算機(jī)只和一臺(tái)下位機(jī)通信，通信完畢后自動(dòng)摘機(jī)；多機(jī)通信則是上位計(jì)算機(jī)和多臺(tái)下位機(jī)之間的通信，多出來的步驟就是多機(jī)工作時(shí)必須事前設(shè)置所要通訊的下位機(jī)地址也就是下位機(jī)的電話號碼。程序結(jié)構(gòu)框圖如圖2。

圖2

圖3

3.下位機(jī)軟硬件設(shè)計(jì)

3.1 軟件。下位機(jī)軟件主要包括：現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集與發(fā)送程序，數(shù)據(jù)通信和開關(guān)機(jī)控制程序，初始化程序：標(biāo)志寄存器、串口、定時(shí)器以及modem的初始化程序等；下位機(jī)軟件流程圖如圖3。

3.2 硬件。下位機(jī)系統(tǒng)在完成供電系統(tǒng)的監(jiān)控中占據(jù)著核心地位，下位機(jī)處在上下交接的紐帶上，具有采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)通信、控制和計(jì)算等功能。在工作中，下位機(jī)所采集的數(shù)據(jù)包括：負(fù)載電流、蓄電池電壓、輸出電壓、交流電壓、充電電流和機(jī)內(nèi)溫度等，另外還具備對輸出直流電壓、負(fù)載電流和交流電壓有著超額報(bào)警功能。其硬件電路主要包括：單片機(jī)串行通信電路,它采用MAX232完成與MODEM通信連接;單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)；復(fù)位、看門狗電路,采用MAX705芯片;開關(guān)機(jī)控制電路,由89C51的P2.0完成輸出控制;單片機(jī)主電路,CPU采用89C51;A/D轉(zhuǎn)換電路,采用ADC0809,8位A/D轉(zhuǎn)換器。

4.系統(tǒng)可靠性論述

系統(tǒng)的可靠性是系統(tǒng)本身在理論上可行性的重要前提，我們采用以下技術(shù)保證系統(tǒng)的通信數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院涂垢蓴_可靠性。

4.1 軟件的抗干擾技術(shù)：MCS-51 單片機(jī)空單元寫上 00H, 最后放跳轉(zhuǎn)指令到 ORG 0000H: 因干擾程序走飛,可能抓回來；增加看門狗，一旦軟件飛走，我們可以從頭開始；在工作中通過查詢代替中斷的方法把中斷源減到最少，并保證中斷信號之間的連線不大于0.1m，以防止感應(yīng)觸發(fā)和誤觸發(fā)；A/D轉(zhuǎn)換采用數(shù)字濾波的形式；保持對通信進(jìn)行CRC校驗(yàn)等。

4.2 硬件的抗干擾技術(shù)：我們對硬件抗干擾設(shè)計(jì)的基本思路是切除干擾傳播途徑、抑制干擾源，以及提高敏感器件的抗干擾能力。

4.2.1 切除干擾傳播途徑。對單片機(jī)使用電源監(jiān)控及看門狗電路，大幅度提高整個(gè)電路的抗干擾性能；布線時(shí)電源線和地線要盡量粗盡量減少回路環(huán)面積，以降低感應(yīng)噪聲。對于單片機(jī)閑置的I/O端口，最好不懸空，要接地或接電源。

4.2.2 抑制干擾源。我們在工作中需盡可能減小干擾源的di/dt和du/dt，減小干擾源的 di/dt 則通過在干擾源回路串聯(lián)電感或電阻及增加續(xù)流二極管實(shí)現(xiàn)；而減小干擾源的 du/dt 主要通過在干擾源兩端并聯(lián)電容實(shí)現(xiàn)。

4.2.3 提高敏感器件的抗干擾能力。這個(gè)工作重在減少對干擾噪聲的拾取及從不正常狀態(tài)盡快恢復(fù)的方法。

5.結(jié)語

實(shí)踐證實(shí)，該系統(tǒng)工作安全可靠，也能夠滿足在惡劣環(huán)境下的正常工作要求。并且由于其工作原理是采用公共電話網(wǎng)的通信，所以連接基本不受距離的限制，可以輕松連接到偏遠(yuǎn)地區(qū)。

[1]李現(xiàn)勇.Visual C++串口通信技術(shù)與工程實(shí)踐[M].北京:人民郵電出版社,2003

[2]孫涵芳.MCS51/96系列單片及原理及應(yīng)用[M].北京:北京航空學(xué)院出版社,1988.

[3]王幸之.單片及應(yīng)用系統(tǒng)抗干擾技術(shù)[M].北京航空航天大學(xué)出版社,2001

[4]陳貽煥,朱乾坤,李庭軍,等.單片機(jī)電話網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用,2001,21(4):43

[5]謝瑞和,王紅軍,周培塬.基于公用電話網(wǎng)的遠(yuǎn)程分布式監(jiān)測系統(tǒng)[J].華中理工大學(xué)學(xué)報(bào),1999,27(7):65

A Computer Power Supply System for Remote Monitoring System Based On Modem

Yue Huiping Llu Guang Llu Jianping College of Information Engineering,Liaoning University of Traditional C Medicine,Shenyang 110847,Liaoning,China

The purpose of writing this article the reader is to introduce a connection through the public switched telephone network, computer power supply system for remote monitoring system. The system design isa distributed architecture, in this structure, we can achieve a number of real-time monitoring of solarpowered site, and power systems for wireless communications base stations, base station realtime monitoring of program-controlled exchange.Experiments confirmed that this system can effectively resolve the lack of economically backward areas of electrical equipment and equipment maintenance problems is not easy.

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.02.038

岳慧平（1980-），女，遼寧沈陽人，講師，碩士研究生，主要從事計(jì)算機(jī)教育與應(yīng)用研究。