基于Modem的通信電源遠程監控系統
閱讀：1601發布時間：2008-5-15
隨著通信網規模的擴大，通信電源集中供電逐步向分散供電轉變。而另一方面，從減員增效的角度出發，又要求通信局站實現少人、無人職守。
在這種形勢下，要對大規模的通信網提供安全可靠的供電，保證通信不問斷，必須對電源設備進行更加科學化、規范化的管理。通信電源遠程監控系統的實施為實現上述目標提供了一個有效的手段。
通信電源遠程監控系統的目的在于對分散的各個局站的高、低壓配電設備、開關電源、UPS等眾多通信電源設備以及機房供電、空調、環境進行網絡化的實時監控，實現人工方式無法實現的24小時不問斷自動巡視，發生故障自動告警，值班人員在監控中心就能實時查看電源設備的運行情況，從而使電源維護從被動的、分散的人工輪巡維護方式改變為集中監控、集中維護、集中管理，減輕維護強度，提高維護質量。
1 遠程監控系統方案
通信電源遠程監控系統分為二級結構，由監控前臺監控站及后臺監控中心組成，通過PSTN公共交換網傳輸信息。監控前臺具有監控各通信電源及各環境量的功能，并將采集到的數據實時傳至后臺。監控中心是多個前臺的集中操作維護中心，由監控主機硬件及監控軟件組成。
監控中心需要配置兩個調制解調器Modem，其中一個是實時Modem，用于采集前臺電源設備的實時數據，設置電源設備的運行參數以及進行遙控操作等；另一個作為告警Modem，當某被控端局的電源產生告警時，若該端局當前并未通過實時Moctern與監控系統進行通信，則電源監控前臺將撥通監控中心的告警Modem，通過他來傳送故障電源的告警信息，以提醒主控室操作人員及時快速地對現場問題做出反應，將損失降低到zui低限度。各被控局端電源設備的監控前臺均只需配置一個Modem，用于向監控中心傳送數據及告警信息。在數據量不大、通信數據頻率不高的時候，使用調制解調器Modem，并利用線路進行數據傳輸是一種非常可靠的方法，同時廉價的初期投資費用也是該方案的優勢所在。
2 監控中心
監控中心硬件采用一臺標準配置的臺式計算機，通過兩個串口如果串口數量不夠，可以通過PCI卡擴展接兩個Modem。軟件使用Visual C++語言設計，包含用戶界面、通信、數據處理、顯示、文件或數據庫管理等功能。監控中心的監控軟件通過實時Modem向所控局端電源前臺進行輪流撥號，一旦Modem撥號成功，便建立起了從監控中心至遠程現場監控站的動態數據通路，從而可實現監控中心與監控站的雙向數據傳輸。
3 Modem通信
計算機所能處理的數字信號不能直接進入模擬線路，必須通過Modem來實現數字信號到模擬信號和模擬信號到數字信號的相互轉換。Modem的狀態可以分為命令狀態和在線狀態。除了撥號占據短暫的時間之外，Modem總是處于其中一種狀態。當Modem上電后，首先處于命令狀態，連接成功后才進入在線狀態。
在命令狀態下Modem不是和遠端系統通信，而是以Hayes標準的AT命令形式接受DTE設備的命令。每當PC機或單片機發送一條AT命令后，Modem至少返回一個結果碼，以指示當前是否正確執行以及執行結果。當通信雙方握手完成，建立通信鏈路后，Modem就可以發送和接收數據，此時Modem的狀態稱為在線狀態。在該狀態下，Modem與遠端系統通信，這時Modem不再嘗試對發送給他的數據進行解釋，而是直接將其發送出去。斷開連接時，系統先發送"+++"命令，使Modem從在線狀態切換為命令狀態，再發送"ATH0"掛斷Modem。
4 信息采集內容
對通信電源的信息采集包括3個方面的內容：
1運行參數，如交流輸入電壓報警上限、交流輸入電壓報警下限、環境溫度報警上限、環境濕度報警上限、蓄電池溫度報警上限、交流電流互感器參數、系統直流輸出電壓報警上限、系統直流輸出電壓報警下限、整流器限電流點、整流器浮充電壓、整流器均充電壓、整流器停機溫度、整流器停機電壓、電池組低壓告警閥值、電池組保護電壓告警閥值等。監控中心除了能夠采集到這些實際運行參數，還能遠程更改或重新設置這些參數。
2實時數據，如每個整流器輸出電流、整流器主散熱器溫度、整流器風扇運行狀態、交流輸入電壓及電流、系統直流輸出電壓及電流、機房環境溫度等。
3告警信息，如整流器風扇故障、整流器主散熱器溫度過高、整流器輸出過電壓停機、整流器溫度過高停機；交流輸入缺相、交流輸入電壓過高、交流輸入電壓過低、交流停電、直流輸出短路、直流輸出異常、整流器485通訊中斷等。
5 前臺監控系統硬件設計
系統以8031單片機為核心，人機界面采用LCD顯示，有操作鍵盤。看門狗采
用ADM706，以提高系統可靠性。時鐘芯片采用MC146818，用于記錄實時數據或告警信息產生的時間。程序存儲器采用27C512 EPROM，系統使用到的有限漢字庫存放在27C512的地址，數據存儲器采用2片62256 SRAM和1片2864E2PROM。2864是電擦寫、非易失存儲器，用于保存系統的運行參數，該參數可以在前臺通過鍵盤設定，也可通過監控中心遠程設定。采用MAX487擴展一個485接口，用于同交流配電柜、直流配電柜、整流器模塊以及其他環境設備的通信。數據采集用的傳感器放置在交流配電柜、直流配電柜、整流器等相對獨立的智能設備中。采用可編程通用異步通訊接口芯片16C550和電平轉換芯片MAX214擴展了一個RS 232口，用來連接Modem。
6 前臺監控系統軟件設計
前臺監控系統軟件使用C51語言設計，主要完成的功能有人機界面設計、485通信獲取各智能設備實時數據、電源系統運行參數設置、基于Modem的遠程通信向監控中心傳送實時數據和告警信息等，下面主要闡述16C550對Moctem的控制及遠程通信的實現方法。
可編程通用異步通訊接口芯片16C550具有Modem控制功能，他有5個中斷源，其優先級由高到低依次為：接收線路狀態中斷、接收數據就緒中斷、接收數據超時中斷、發送保持寄存器空中斷和Modem狀態中斷。Modem通信中用到的16C550內部寄存器主要有：
1數據接收寄存器RHR，只讀，地址0x00，寄存接收到的字符。
2發送保持寄存器THR，只寫，地址0x00，寄存將要發送的字符。
3中斷標志寄存器ISR，只讀，地址0x02，用來判斷當前產生的是何種中斷。
4Modem控制寄存器MCR，可讀可寫，地址0x04，通過該寄存器實現對Modem的控制操作。
5通信線路狀態寄存器LSR，只讀，地址0x05，他為CPU提供與數據傳送有關的狀態信息。
6Modem狀態寄存器MSR，只讀，地址0x06，提供Modem工作狀態。
對Modem的撥號程序模塊如下：
撥號后，通過16C550的中斷服務程序接收數據或回碼。如果Modem處于在線狀態接收到數據則此數據為監控中心傳送的數據；如果Modem處于命令狀態接收到數據則此數據為Modem的回碼。在定時器T計時期間判斷撥號命令的回碼，若回碼ReturnResult為CONNECT，表明連接成功Modem處于在線狀態可發送數據，否則應掛斷Modem，定時器T計時停止并清零后重新撥號。
上述撥號程序模塊中，函數Send 16c550Command的功能是向Modem發送一個AT命令字符，函數體內容如下：
7 結語
基于Modem與公眾網絡的通信電源遠程監控系統大量節約構建網絡的成本，通過實際使用，該系統工作可靠，操作方便，能夠滿足使用要求。其快速、實時地信息傳輸使無人操作站的理念得以實現，通信電源現場不再需要值班人員對每臺設備進行的巡視，實現了節約成本，縮短查詢時間，提供系統運行效率的目的。
