局域網用程控交換機電源的網絡監控係統設計

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程控交換機電源網絡監控係統的應用研究越來越被該領域的人們所關注。目前，常用的電源監控係統一般是大型監控係統。這種係統采用2Mbit/s口傳輸信息，對傳輸線路要求高，占用光纜資源，由於對程控交換機電源采取全方位監控，信號采集量非常大，其結構複雜，投入成本高，對工作人員的技術水平要求也很高，適用於大容量機房，不適用於眾多的農村小容量機房的電源監控。本文是在研究大型程控交換機電源監控係統的基礎上，提出了一種新型的適合於小容量機房的程控交換機電源網絡監控係統。
係統硬件電路設計
監控係統由現場監控器、傳輸網絡和中心監控器組成。現場監控器具有信號采集、判斷、發送、告警、接收控製等功能；中心監控器是係統的控製中心；傳輸網絡利用電信網的線路和交換設備。

圖1 現場監控器組成原理示意圖

現場監控器是本文中通信電源網絡監控係統中最重要、最基本的組成單元，每個被監控機房中須放置一台。現場監控器由單片機控製係統和各種傳感器及控製部件組成，所有被監控對象的運行參數和運行狀態都由現場監控器來監測、記錄、判斷和告警。現場監控器的告警是靠電話線傳輸的，它能夠主動撥號，向監控中心傳遞告警信息，也能夠向責任人撥打電話，進行語音告警。因此，現場監控器也能夠獨立工作，不依賴中心監控器。現場監控器的組成原理框圖如圖1所示。現場監控器是一個單片機控製係統，它由DC/DC電源模塊、撥號及DTMF收發碼電路、語音電路、通用采集器、控製電路等組成。

監控係統的中心監控器與各現場監控器之間的傳輸網絡，是利用現有的電信電話網，通過撥號方式實現連接的。係統組網示意圖如圖2所示。

圖2 係統組網示意圖

中心監控器由主機、顯示器、音箱鍵盤、鼠標、打印機、接口電路等部分組成，中心監控器的功能是：接收現場監控器的告警信息，形成屏幕顯示、聲音告警、存儲故障信息；向現場監控器發送控製信息；設置現場監控器的參數；查看現場電源參數，同時還具有對曆史故障進行查詢、統計、打印、報表等管理功能。
1 單片機係統設計

圖3 單片機係統原理圖

現場監控器采用MCS51係列單片機控製，單片機係統原理框圖如圖3所示。CPU芯片采用8032單片機，外圍擴展電路采用74HC373作為地址鎖存，程序芯片采用27C256，外部存儲器采用62256。用74HC138譯碼器作為地址譯碼，分別選通1片74LS374和兩片8255，74LS374作為控製指示燈輸出。8255（1）作為模擬量輸入控製，8255（2）作為開關量輸入、輸出控製。

2 交直流電流的采集
交直流電流的采集，首先要分別經過交直流互感器把電流信號轉換為0～5V的直流電壓信號，然後經過電壓變換，轉換為符合A/D轉換器（AD574A）所要求的電壓信號（0～10V），其電路原理框圖如圖4所示。

圖4 交直流電流采集的電路原理圖

3 數字信號的采集電路
數字信號的采集首先是由各種傳感器如：煙感探測器、紅外探測器、水浸探測器等，把被測物理量變成開關量電信號，然後進行隔離和電平轉換，輸出給8255A，再由單片機讀取，其電路原理圖如圖5所示。

圖5 數字信號采集電路原理圖
係統軟件設計
係統軟件主要包括中心監控器軟件設計和現場監控器單片機軟件設計兩大部分。
中心監控器主機軟件采用Delphi編程，在Windows98、2000、XP、NT操作係統下運行，程序采用模塊化設計，運用了動態鏈接庫編程，串口通信采用多線程（串口中斷），數據庫采用SQL數據庫係統。

中心監控器接口電路的軟件功能主要完成和中心監控器微機通信的過程。中心監控器接口電路和微機之間通過RS232接口通信。如果有現場監控器告警，則接口電路向微機發送告警信息；如果中心監控器向現場監控器發送命令，則接口電路接收微機的命令信息；如果以上兩種情況都沒有發生，則接口電路向微機發送握手信息。接口電路RS232串行口接收和發送信息程序框圖見圖6所示。

圖6 串口通信程序框圖

現場監控器軟件是由MCS51彙編語言編寫而成，它由初始化程序和中斷服務程序組成。在初始化程序中將定時器T0定義為6.25ms中斷，也就是每隔6.25ms執行一次中斷服務程序，將所有的操作都放在中斷服務程序裏，主程序初始化完成以後不做任何實際操作。定時器T0的中斷服務程序主要包含如下子程序：指示燈計時子程序、信號采集子程序、故障判斷子程序、故障告警子程序、控製功能子程序、參數設置子程序、參數讀取子程序、主動監測子程序、自動巡測子程序。
係統可靠性設計
在電源運行的實際現場環境中，經常會有電源波動、衝擊、電磁等各種幹擾，為了保證單片機程序不出現“死機”情況，在設計單片機係統時，采用了自動複位電路，其電路原理如圖7所示。該電路中DS1232即“看門狗”，它能保證在程序不運行時自動給CPU（8032）複位，使單片機從新開始運行。圖中S1為手動複位按鈕。

圖7 自動複位電路原理圖

為了檢測係統的各項功能，在實驗室模擬現場實際環境，對集中監測功能、參數設定功能、參數讀取功能、自動測試功能、查詢統計功能、分散通知功能等各項功能進行試驗，結果說明係統設計的各項功能都能實現。另外還做了極端情況試驗，例如，10台現場監控器同時告警時，係統能保證各告警信息依次傳到監控中心，信息不丟失；兩台現場監控器不斷告警12小時以上，係統正常工作；告警信息庫達到了2萬條告警信息時，係統仍正常工作，查詢時間在30秒以內。
結束語
該係統可靠性高、方便實用、成本低廉，每個監控點（機房）綜合成本在8千元左右，而大型監控係統則需10萬元左右，由此解決了小機房電源監控因投資太大而無法實現的難題。

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學習中。。。。。