基于單片機8251和MODEM設計的遠程通信系統

1 前言

我國中大型石油化工企業(yè)大都采用小電流接地系統來(lái)供電，電力系統較為龐大。這類(lèi)系統一般擁有幾座乃至十幾座35kV級的總降壓站，幾十座6～10kV級的高壓配電室，分布范圍較廣，有的變電站離開(kāi)總調有十幾km之遠。因此，各變電站的電量參數（電壓、電流、相位、功率因數等）的準確、可靠傳送，對總調及時(shí)決策、對提高供電質(zhì)量和確保電力運行安全尤為重要。這里，我們采用單片微型計算機控制調制解調器進(jìn)行遠程實(shí)時(shí)數據傳送，獲得了滿(mǎn)意的效果。

2　硬件系統設計
　系統網(wǎng)絡(luò )圖如圖1所示。本系統的上位機采用PII微機，通過(guò)MODEM←→交換網(wǎng)←→MODEM與作為下位機的單片機系統相連接。電力傳感器采集的數據信號輸入單片機系統，經(jīng)軟件程序處理后由異步收發(fā)器8251控制MODEM自動(dòng)撥號，待上位機響應后發(fā)出數據，上位機通過(guò)MODEM收到數據后即可進(jìn)行數據表格或圖形處理，這就完成了遠程數據采集全過(guò)程。上位機可通過(guò)MODEM分時(shí)對多個(gè)下位單片機系統進(jìn)行巡回控制檢測。

單片機系統硬件電路見(jiàn)圖2。它主要由單片機89C51和異步／同步收發(fā)控制器芯片組成，在此，8251作為異步收發(fā)器使用。其中，COM8046為可程控專(zhuān)用時(shí)鐘發(fā)生器，可同時(shí)為89C51提供時(shí)鐘信號。8251所需的接收時(shí)鐘RXC和發(fā)送時(shí)鐘TXC的信號也由其提供。

由于8251的輸入輸出為T(mén)TL電平，故需采用串行收發(fā)驅動(dòng)器進(jìn)行電平轉換和驅動(dòng)，本系統采用較常用的MC1488和MC1489芯片。RS－232為標準的9針接口，可與任一標準外置式MODEM接口相連。
　 對MODEM的性能要求為：有電話(huà)號碼參數存儲器；有自動(dòng)撥號功能、自動(dòng)應答功能；可進(jìn)行速度緩沖和流量控制；采用MNP5／V．42bis數據壓縮方式；采用V4．2差錯控制協(xié)議／MNP 2－4糾錯協(xié)議；速率大于14．4kbps；選擇可與美國Hayes系列兼容的標準產(chǎn)品。
　 由于作為交換網(wǎng)媒介的電話(huà)線(xiàn)不可避免的會(huì )有線(xiàn)路干擾，故作為兩端點(diǎn)的MODEM須采用相應的抗干擾及差錯控制技術(shù)，同時(shí)線(xiàn)路傳輸速率不宜太高，本系統采用1200dps的波特率。
3　軟件設計
　 單片機系統的軟件設計主要由8251初始化和數據傳輸兩部分組成。其程序流程圖分別見(jiàn)圖3和圖4。

8251初始化設定為：工作于異步工作方式；波特率為1200dps；數據長(cháng)度為8位，一個(gè)停止位；采用偶校驗；DTR和RTS信號有效。
　 對MODEM的控制由DSR確定，當DSR有效時(shí)，先復位MODEM，再發(fā)指令使MODEM自動(dòng)撥號，在DSR信號保持有效的狀態(tài)下與上位機進(jìn)行數據傳輸。
數據傳輸程序中一組存儲單元存放待發(fā)送數據（即傳感器輸入轉換后的數據，也可以是擴展了鍵盤(pán)系統的手動(dòng)輸入數據），發(fā)送數據的同時(shí)也將校驗和數據發(fā)出。發(fā)送數據后檢測發(fā)送寄存器是否為零，若為零則說(shuō)明數據發(fā)送出去了。每發(fā)送一個(gè)數據后延時(shí)等待上位機返回信號，若不正確，則需重發(fā)；若正確，再續發(fā)下一數據，直到數據發(fā)完為止。
4　結束語(yǔ)
　 用單片機控制MODEM進(jìn)行遠程數據傳輸，獲得了良好效果，解決了局域網(wǎng)專(zhuān)線(xiàn)不能達到的遠地點(diǎn)的數據交換難題，特別適于偏遠地區，如企業(yè)遠地點(diǎn)的碼頭、倉庫、高塔的巡檢巡測。
　 該系統可在此硬件原理基礎上進(jìn)行擴展，即可增加顯示、鍵輸入和單片機的輸出控制、報警等功能，并可通過(guò)鍵功能轉換，實(shí)現遠程鍵輸入數據和參數設置等功能，以滿(mǎn)足一些特殊需求。
　 若改變不同的傳感方式，即可廣泛應用于工、農業(yè)及社會(huì )上的其它各類(lèi)場(chǎng)合，因此，本系統有著(zhù)廣闊的市場(chǎng)前景。