摘要：介紹一種通過(guò)公共電話交換網(wǎng)(PSTN)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)由上位計(jì)算機(jī)、調(diào)制解調(diào)器、程控交換機(jī)和下位單片機(jī)系統(tǒng)組成。系統(tǒng)按分布式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)太陽(yáng)能供電站點(diǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，應(yīng)用于程控交換基站、無(wú)線通信基站供電系統(tǒng)的監(jiān)控。結(jié)果證明系統(tǒng)具有操作方便、工作可靠、成本低廉等特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程監(jiān)控：計(jì)算機(jī)：調(diào)制解調(diào)器：?jiǎn)纹瑱C(jī)；公共電話交換網(wǎng)

1 引言
    在偏遠(yuǎn)地區(qū)，利用輸配電系統(tǒng)供電還很困難，而利用太陽(yáng)能供電卻很方便。采用太陽(yáng)能供電，不僅解決了群眾的照明、電視、電話無(wú)供電電源的問(wèn)題，同時(shí)也在國(guó)防、環(huán)保、農(nóng)林牧業(yè)等方面得到廣泛應(yīng)用。隨著太陽(yáng)能電源在偏遠(yuǎn)地區(qū)的普及，太陽(yáng)能供電系統(tǒng)日常維護(hù)的困難也日益凸現(xiàn)出來(lái)。由于偏遠(yuǎn)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(hù)，需要專人常年奔波于各太陽(yáng)能供電站點(diǎn)之間，人力、財(cái)力的消耗很大。而且有的地方一旦大雪封山，人根本無(wú)法到達(dá)。因此，如何能及時(shí)了解太陽(yáng)能供電系統(tǒng)的工作狀況，進(jìn)行必要的控制就成了急需解決的問(wèn)題。針對(duì)這一情況，研制開發(fā)出一種用于太陽(yáng)能供電系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)總體構(gòu)成
    系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。由一個(gè)上位機(jī)(計(jì)算機(jī))和多個(gè)分布在不同位置的下位機(jī)(單片機(jī)系統(tǒng))構(gòu)成。下位單片機(jī)系統(tǒng)對(duì)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)和控制，并將檢測(cè)信息傳送給上位計(jì)算機(jī)；上位計(jì)算機(jī)可觀察到各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的信息，并將控制信號(hào)傳給需要控制的單元。由于各個(gè)下位機(jī)的工作地點(diǎn)分布較遠(yuǎn)，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(guò)調(diào)制解調(diào)器來(lái)完成數(shù)據(jù)通信。系統(tǒng)總體框圖如圖1所示。

3 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)
    系統(tǒng)提供一個(gè)實(shí)現(xiàn)單片機(jī)系統(tǒng)智能遠(yuǎn)程控制的操作平臺(tái)，具有完善的管理模式，不僅可以使現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備得到及時(shí)有效的控制，并且還可以存儲(chǔ)和記錄現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)，方便操作人員掌控。整個(gè)軟件系統(tǒng)分為：①通信模塊；②歷史記錄和存儲(chǔ)模塊；③顯示和報(bào)警模塊(包括歷史記錄和當(dāng)前數(shù)據(jù)的顯示)；④報(bào)表和打印模塊。程序結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。

    上位機(jī)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(dòng)時(shí)會(huì)提示用戶輸入密碼，此時(shí)的密碼為空．直接單擊確定按鈕就可運(yùn)行程序。程序啟動(dòng)后首先單擊配置菜單下的設(shè)置端口選項(xiàng)，會(huì)彈出對(duì)話框，選擇與調(diào)制解調(diào)器相連的端口，如果設(shè)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(jìn)行通訊。通訊的方式有兩種，單機(jī)和多機(jī)，單機(jī)工作方式只與一臺(tái)下位機(jī)通訊，通訊完自動(dòng)摘機(jī)；多機(jī)工作方式表示上位機(jī)與多臺(tái)下位機(jī)通 訊工作，所以在進(jìn)行多機(jī)工作時(shí)要事先設(shè)置所要通訊的下位機(jī)的地址即電話號(hào)碼。在配置菜單下設(shè)置電話號(hào)碼選項(xiàng)中具體設(shè)置。設(shè)定完多機(jī)工作方式后，就可單擊多機(jī)控制菜單項(xiàng)，這時(shí)程序進(jìn)入多機(jī)工作狀態(tài)，如果要停止多機(jī)工作則單擊同菜單下的停止多機(jī)工作，大概0．5 min后多機(jī)工作停止，但這時(shí)有可能最后一次通訊還未結(jié)束，等這次工作結(jié)束后再進(jìn)行其他工作。

4 下位機(jī)硬件設(shè)計(jì)
    下位機(jī)是現(xiàn)場(chǎng)完成供電系統(tǒng)監(jiān)控的核心，具有采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)、計(jì)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(fù)載電流、機(jī)內(nèi)溫度等。另外對(duì)輸出直流電壓、負(fù)載電流、交流電壓還提供超程報(bào)警功能。所采集數(shù)據(jù)可以儲(chǔ)存以備日后調(diào)用。下位機(jī)硬件設(shè)計(jì)采用51系列單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。硬件電路主要包括：①單片機(jī)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(fù)位、看門狗電路，采用MAX705器件；④單片機(jī)串行通信電路，采用MAX232完成與MODEM通信連接；⑤開關(guān)機(jī)控制電路，由89C51的P2．0完成輸出控制。

5 下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)
    下位機(jī)軟件主要包括：①初始化程序：設(shè)置堆棧、標(biāo)志寄存器、串口、定時(shí)器、以及modem初始化等；②數(shù)據(jù)通信和開關(guān)機(jī)控制程序；③現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集與發(fā)送程序。下位機(jī)軟件流程圖如圖3所示。

6 系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)
    在設(shè)計(jì)中考慮到系統(tǒng)的抗干擾和通信數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。采用以下技術(shù)：
6．1 硬件抗干擾技術(shù)
    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(shè)計(jì)的基本原則，設(shè)計(jì)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(guò)在干擾源兩端并聯(lián)電容實(shí)現(xiàn)；減小干擾源的di／dt則通過(guò)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)。
    (2)切斷干擾傳播路徑 布線時(shí)盡量減少回路環(huán)面積，以降低感應(yīng)噪聲。布線時(shí)，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(duì)于單片機(jī)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(shí)接地或接電源。對(duì)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。
    (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(duì)干擾噪聲的拾取及從不正常狀態(tài)盡快恢復(fù)的方法。
6．2 軟件抗干擾技術(shù)
    設(shè)計(jì)中采用軟件抗干擾技術(shù)：①多用查詢代替中斷，把中斷源減到最少，中斷信號(hào)連線不大于0．1 m，防止誤觸發(fā)、感應(yīng)觸發(fā)；②A／D轉(zhuǎn)換采用數(shù)字濾波；③MCS-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，可能抓回去；④開機(jī)自檢、自診斷，RAM中重要內(nèi)容分區(qū)存放，經(jīng)常進(jìn)行比較檢查；⑤加看門狗，軟件走飛可從頭開始；⑥通信進(jìn)行C2RC校驗(yàn)。

7 結(jié)語(yǔ)
    通過(guò)實(shí)際應(yīng)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(yuǎn)的偏僻地區(qū)。系統(tǒng)界面友好，操作方便，自動(dòng)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(píng)。