摘要：介紹一種通過公共電話交換網(wǎng)(PSTN)連接，用于供電系統(tǒng)的計算機遠程監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)由上位計算機、調(diào)制解調(diào)器、程控交換機和下位單片機系統(tǒng)組成。系統(tǒng)按分布式結構設計，可實現(xiàn)對多個太陽能供電站點的實時監(jiān)控，應用于程控交換基站、無線通信基站供電系統(tǒng)的監(jiān)控。結果證明系統(tǒng)具有操作方便、工作可靠、成本低廉等特點。
關鍵詞：遠程監(jiān)控：計算機：調(diào)制解調(diào)器：單片機；公共電話交換網(wǎng)

1 引言
    在偏遠地區(qū)，利用輸配電系統(tǒng)供電還很困難，而利用太陽能供電卻很方便。采用太陽能供電，不僅解決了群眾的照明、電視、電話無供電電源的問題，同時也在國防、環(huán)保、農(nóng)林牧業(yè)等方面得到廣泛應用。隨著太陽能電源在偏遠地區(qū)的普及，太陽能供電系統(tǒng)日常維護的困難也日益凸現(xiàn)出來。由于偏遠地區(qū)一般都是戈壁沙灘、崇山峻嶺、人跡罕見之處，如果靠人工維護，需要專人常年奔波于各太陽能供電站點之間，人力、財力的消耗很大。而且有的地方一旦大雪封山，人根本無法到達。因此，如何能及時了解太陽能供電系統(tǒng)的工作狀況，進行必要的控制就成了急需解決的問題。針對這一情況，研制開發(fā)出一種用于太陽能供電系統(tǒng)的計算機遠程監(jiān)控系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)總體構成
    系統(tǒng)采用分布式結構設計。由一個上位機(計算機)和多個分布在不同位置的下位機(單片機系統(tǒng))構成。下位單片機系統(tǒng)對監(jiān)控對象進行實時檢測和控制，并將檢測信息傳送給上位計算機；上位計算機可觀察到各個監(jiān)控點的信息，并將控制信號傳給需要控制的單元。由于各個下位機的工作地點分布較遠，不能采用高速局域網(wǎng)的通信方式，而只能利用PSTN(公共電話交換網(wǎng))通過調(diào)制解調(diào)器來完成數(shù)據(jù)通信。系統(tǒng)總體框圖如圖1所示。

3 上位機軟件設計
    系統(tǒng)提供一個實現(xiàn)單片機系統(tǒng)智能遠程控制的操作平臺，具有完善的管理模式，不僅可以使現(xiàn)場設備得到及時有效的控制，并且還可以存儲和記錄現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，方便操作人員掌控。整個軟件系統(tǒng)分為：①通信模塊；②歷史記錄和存儲模塊；③顯示和報警模塊(包括歷史記錄和當前數(shù)據(jù)的顯示)；④報表和打印模塊。程序結構框圖如圖2所示。

    上位機采用VC++6．0編程，包含用戶界面、通信、數(shù)據(jù)處理、顯示、文件管理等功能。程序第一次啟動時會提示用戶輸入密碼，此時的密碼為空．直接單擊確定按鈕就可運行程序。程序啟動后首先單擊配置菜單下的設置端口選項，會彈出對話框，選擇與調(diào)制解調(diào)器相連的端口，如果設置正確可看到調(diào)制解調(diào)器上的TR燈亮，表明程序與調(diào)制解調(diào)器正確連接，可進行通訊。通訊的方式有兩種，單機和多機，單機工作方式只與一臺下位機通訊，通訊完自動摘機；多機工作方式表示上位機與多臺下位機通 訊工作，所以在進行多機工作時要事先設置所要通訊的下位機的地址即電話號碼。在配置菜單下設置電話號碼選項中具體設置。設定完多機工作方式后，就可單擊多機控制菜單項，這時程序進入多機工作狀態(tài)，如果要停止多機工作則單擊同菜單下的停止多機工作，大概0．5 min后多機工作停止，但這時有可能最后一次通訊還未結束，等這次工作結束后再進行其他工作。

4 下位機硬件設計
    下位機是現(xiàn)場完成供電系統(tǒng)監(jiān)控的核心，具有采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)、計算、數(shù)據(jù)通信和控制等功能。所采集的數(shù)據(jù)包括：交流電壓、輸出電壓、蓄電池電壓、充電電流、負載電流、機內(nèi)溫度等。另外對輸出直流電壓、負載電流、交流電壓還提供超程報警功能。所采集數(shù)據(jù)可以儲存以備日后調(diào)用。下位機硬件設計采用51系列單片機實現(xiàn)。硬件電路主要包括：①單片機主電路，CPu采用89C51；②A／D轉(zhuǎn)換電路，采用ADC0809，8位A／D轉(zhuǎn)換器。③復位、看門狗電路，采用MAX705器件；④單片機串行通信電路，采用MAX232完成與MODEM通信連接；⑤開關機控制電路，由89C51的P2．0完成輸出控制。

5 下位機軟件設計
    下位機軟件主要包括：①初始化程序：設置堆棧、標志寄存器、串口、定時器、以及modem初始化等；②數(shù)據(jù)通信和開關機控制程序；③現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集與發(fā)送程序。下位機軟件流程圖如圖3所示。

6 系統(tǒng)可靠性設計
    在設計中考慮到系統(tǒng)的抗干擾和通信數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴２捎靡韵录夹g：
6．1 硬件抗干擾技術
    根據(jù)抑制干擾源，切斷干擾傳播路徑，提高敏感器件的抗干擾性能等抗干擾設計的基本原則，設計采取如下措施；

    (1)抑制干擾源需盡可能減小干擾源的du／dt，di／dt。減小干擾源的du／dt主要通過在干擾源兩端并聯(lián)電容實現(xiàn)；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)流二極管實現(xiàn)。
    (2)切斷干擾傳播路徑 布線時盡量減少回路環(huán)面積，以降低感應噪聲。布線時，電源線和地線要盡量粗。除減小壓降外，更重要的是降低耦合噪聲。對于單片機閑置的I／O端口，不要懸空，要接地或接電源。其他IC的閑置端在不改變系統(tǒng)邏輯時接地或接電源。對單片機使用電源監(jiān)控及看門狗電路，大幅度提高整個電路的抗干擾性能。
    (3)提高敏感器件的抗干擾性能從敏感器件考慮。盡量減少對干擾噪聲的拾取及從不正常狀態(tài)盡快恢復的方法。
6．2 軟件抗干擾技術
    設計中采用軟件抗干擾技術：①多用查詢代替中斷，把中斷源減到最少，中斷信號連線不大于0．1 m，防止誤觸發(fā)、感應觸發(fā)；②A／D轉(zhuǎn)換采用數(shù)字濾波；③MCS-51單片機空單元寫上00H，最后放跳轉(zhuǎn)指令到ORG 0000H；因干擾程序走飛，可能抓回去；④開機自檢、自診斷，RAM中重要內(nèi)容分區(qū)存放，經(jīng)常進行比較檢查；⑤加看門狗，軟件走飛可從頭開始；⑥通信進行C2RC校驗。

7 結語
    通過實際應用，該系統(tǒng)工作可靠，特別在環(huán)境十分惡劣的情況下也能夠滿足使用要求。由于采用基于公共電話網(wǎng)的通信方式，所以基本不受距離的限制，可以聯(lián)接到遙遠的偏僻地區(qū)。系統(tǒng)界面友好，操作方便，自動化程度高。使用后給用戶節(jié)省了大量人力物力，受到使用單位的好評。