局域網(wǎng)用程控交換機電源的網(wǎng)絡(luò )監控系統設計

程控交換機電源網(wǎng)絡(luò )監控系統的應用研究越來(lái)越被該領(lǐng)域的人們所關(guān)注。目前，常用的電源監控系統一般是大型監控系統。這種系統采用2Mbit/s口傳輸信息，對傳輸線(xiàn)路要求高，占用光纜資源，由于對程控交換機電源采取全方位監控，信號采集量非常大，其結構復雜，投入成本高，對工作人員的技術(shù)水平要求也很高，適用于大容量機房，不適用于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系統的基礎上，提出了一種新型的適合于小容量機房的程控交換機電源網(wǎng)絡(luò )監控系統。

系統硬件電路設計
監控系統由現場(chǎng)監控器、傳輸網(wǎng)絡(luò )和中心監控器組成?，F場(chǎng)監控器具有信號采集、判斷、發(fā)送、告警、接收控制等功能；中心監控器是系統的控制中心；傳輸網(wǎng)絡(luò )利用電信網(wǎng)的線(xiàn)路和交換設備。

圖1 現場(chǎng)監控器組成原理示意圖

現場(chǎng)監控器是本文中通信電源網(wǎng)絡(luò )監控系統中最重要、最基本的組成單元，每個(gè)被監控機房中須放置一臺?，F場(chǎng)監控器由單片機控制系統和各種傳感器及控制部件組成，所有被監控對象的運行參數和運行狀態(tài)都由現場(chǎng)監控器來(lái)監測、記錄、判斷和告警?，F場(chǎng)監控器的告警是靠電話(huà)線(xiàn)傳輸的，它能夠主動(dòng)撥號，向監控中心傳遞告警信息，也能夠向責任人撥打電話(huà)，進(jìn)行語(yǔ)音告警。因此，現場(chǎng)監控器也能夠獨立工作，不依賴(lài)中心監控器?，F場(chǎng)監控器的組成原理框圖如圖1所示?，F場(chǎng)監控器是一個(gè)單片機控制系統，它由DC/DC電源模塊、撥號及DTMF收發(fā)碼電路、語(yǔ)音電路、通用采集器、控制電路等組成。

監控系統的中心監控器與各現場(chǎng)監控器之間的傳輸網(wǎng)絡(luò )，是利用現有的電信電話(huà)網(wǎng)，通過(guò)撥號方式實(shí)現連接的。系統組網(wǎng)示意圖如圖2所示。

圖2 系統組網(wǎng)示意圖

中心監控器由主機、顯示器、音箱鍵盤(pán)、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(chǎng)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(chǎng)監控器發(fā)送控制信息；設置現場(chǎng)監控器的參數；查看現場(chǎng)電源參數，同時(shí)還具有對歷史故障進(jìn)行查詢(xún)、統計、打印、報表等管理功能。
1 單片機系統設計

圖3 單片機系統原理圖

現場(chǎng)監控器采用MCS51系列單片機控制，單片機系統原理框圖如圖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作為控制指示燈輸出。8255（1）作為模擬量輸入控制，8255（2）作為開(kāi)關(guān)量輸入、輸出控制。

2 交直流電流的采集
交直流電流的采集，首先要分別經(jīng)過(guò)交直流互感器把電流信號轉換為0～5V的直流電壓信號，然后經(jīng)過(guò)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(kāi)關(guān)量電信號，然后進(jìn)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

系統軟件設計
系統軟件主要包括中心監控器軟件設計和現場(chǎng)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操作系統下運行，程序采用模塊化設計，運用了動(dòng)態(tài)鏈接庫編程，串口通信采用多線(xiàn)程（串口中斷），數據庫采用SQL數據庫系統。

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(guò)程。中心監控器接口電路和微機之間通過(guò)RS232接口通信。如果有現場(chǎng)監控器告警，則接口電路向微機發(fā)送告警信息；如果中心監控器向現場(chǎng)監控器發(fā)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(méi)有發(fā)生，則接口電路向微機發(fā)送握手信息。接口電路RS232串行口接收和發(fā)送信息程序框圖見(jiàn)圖6所示。

圖6 串口通信程序框圖

現場(chǎng)監控器軟件是由MCS51匯編語(yǔ)言編寫(xiě)而成，它由初始化程序和中斷服務(wù)程序組成。在初始化程序中將定時(shí)器T0定義為6.25ms中斷，也就是每隔6.25ms執行一次中斷服務(wù)程序，將所有的操作都放在中斷服務(wù)程序里，主程序初始化完成以后不做任何實(shí)際操作。定時(shí)器T0的中斷服務(wù)程序主要包含如下子程序：指示燈計時(shí)子程序、信號采集子程序、故障判斷子程序、故障告警子程序、控制功能子程序、參數設置子程序、參數讀取子程序、主動(dòng)監測子程序、自動(dòng)巡測子程序。

系統可靠性設計
在電源運行的實(shí)際現場(chǎng)環(huán)境中，經(jīng)常會(huì )有電源波動(dòng)、沖擊、電磁等各種干擾，為了保證單片機程序不出現“死機”情況，在設計單片機系統時(shí)，采用了自動(dòng)復位電路，其電路原理如圖7所示。該電路中DS1232即“看門(mén)狗”，它能保證在程序不運行時(shí)自動(dòng)給CPU（8032）復位，使單片機從新開(kāi)始運行。圖中S1為手動(dòng)復位按鈕。

圖7 自動(dòng)復位電路原理圖

為了檢測系統的各項功能，在實(shí)驗室模擬現場(chǎng)實(shí)際環(huán)境，對集中監測功能、參數設定功能、參數讀取功能、自動(dòng)測試功能、查詢(xún)統計功能、分散通知功能等各項功能進(jìn)行試驗，結果說(shuō)明系統設計的各項功能都能實(shí)現。另外還做了極端情況試驗，例如，10臺現場(chǎng)監控器同時(shí)告警時(shí)，系統能保證各告警信息依次傳到監控中心，信息不丟失；兩臺現場(chǎng)監控器不斷告警12小時(shí)以上，系統正常工作；告警信息庫達到了2萬(wàn)條告警信息時(shí)，系統仍正常工作，查詢(xún)時(shí)間在30秒以?xún)取?/P>

結束語(yǔ)
該系統可靠性高、方便實(shí)用、成本低廉，每個(gè)監控點(diǎn)（機房）綜合成本在8千元左右，而大型監控系統則需10萬(wàn)元左右，由此解決了小機房電源監控因投資太大而無(wú)法實(shí)現的難題。