電纜故障自動(dòng)定位系統的設計與實(shí)現
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1.3.1線(xiàn)路監視電路
在電纜沒(méi)有發(fā)生故障的狀態(tài)下，通過(guò)對繼電器的控制，將被測線(xiàn)路與監視電路相連，完成線(xiàn)路狀態(tài)的實(shí)時(shí)監視。如圖3所示，監視回路由+24V電源、1kΩ和510Ω電阻、被測線(xiàn)路和TLP521-4組成。系統允許測量電纜長(cháng)度為20km，則線(xiàn)徑為0.4mm的銅線(xiàn)電阻值為0～5.6kΩ，發(fā)光二極管電流為3～11mA,ADCx的電壓范圍為0～2.4V?？紤]到實(shí)際電纜存在一事實(shí)上誤差，可設其閾值為2.4+0.6V，當線(xiàn)路接觸不良或斷路時(shí)，其回路間電阻會(huì )迅速增加，ADCx端電壓值大大高于閾值3V。由于引起異常的原因復雜且不可預測，通過(guò)調用通斷檢測函數，在一定時(shí)間內對異常電纜進(jìn)行多次監測。若多次監測結果均超出閾值范圍，即表明電纜存在故障。另外，電路采用330V的壓敏電阻和TLP521-4可避免雷擊或其它大電流對系統的危害，采用1kΩ、510Ω電阻、二極管和10μF電解電容，可減少被測電纜中的干擾信號對監視電路的影響。
1.3.2電容測量電路
電容測量電路如圖4所示，當進(jìn)行電纜的電容/電阻測量時(shí)，控制繼電哭開(kāi)關(guān)，將被測電纜兩端分別連接CAP-RES1、CAP-RES2端。當被測線(xiàn)路斷路時(shí)，CAP-RES1和CAP-RES2分別同圖4中的CAP1和CAP2相連，斷開(kāi)后的長(cháng)線(xiàn)對相當于一個(gè)電容器的兩個(gè)極板，其長(cháng)度與電容值成正比。電容測量采用NE555電路，將電容量轉化為頻率量。測量電路分別對0.1μF標準電容和被測電容Cx進(jìn)行測量，得到相應的頻率值Fo和Fx。按照公式Cx=Co×Fo/Fx，計算出被測電纜的電容值。電路中采用高速光耦6N137芯片，使電路與MCU隔離。
1.3.3電阻測量電路
電阻測量電路如圖5所示，當進(jìn)行電纜的電容/電阻測量時(shí)，控制繼電器開(kāi)關(guān)，將被測電纜兩端分別連接CAP-RES1、CAP-RES2端。當被測線(xiàn)路在故障點(diǎn)短路時(shí)，CAP-和CAP-RES2分別同圖5中的RES1和GND相連，短路后的長(cháng)線(xiàn)對相當于一個(gè)電阻器，其長(cháng)度與電阻值成正比。通過(guò)+9V電源、1kΩ電阻和被測線(xiàn)路電阻組成的分壓電路，將被測線(xiàn)路電阻上的電壓經(jīng)過(guò)LM331V/F電路轉換為相應的頻率信號。頻率信號經(jīng)過(guò)6N137高速光耦隔離后連接Atmega捕獲時(shí)鐘中斷引腳，測量出頻率值，再換算成電阻值。
1.4電話(huà)語(yǔ)音報警電路設計原理
電話(huà)語(yǔ)音報警電路如圖6所示，該模塊主要由收/撥號電路、信號音識別電路、振鈴電路和語(yǔ)音錄放電路等組成。在撥號電路中，MCU通過(guò)串行接口，將所要發(fā)送數據由HT9200A芯片轉化為DTMF信號，送入電話(huà)網(wǎng)絡(luò )；而收號電路則將DTMF信號轉化為四位的編碼送給MCU。信號音識別電路是由LM567組成的鎖相環(huán)電路，在話(huà)路上檢出450Hz信號音的調制泳沖后，送給MCU測試，以便識別出撥號音、回鈴音和忙音等信號音。振鈴電路將電話(huà)線(xiàn)路上的25Hz/70V的交流振鈴信號轉化為T(mén)TL電平信號，送給MCU的中斷引腳。語(yǔ)音錄放電路由ISD2560、74HC164、LM386和繼電器切換電路組成。繼電器電路控制本地和遠程電話(huà)機語(yǔ)音錄放功能的切換。ISD2560中存放報警所需的固定信息和由用戶(hù)輸入的所監測電纜的長(cháng)度、地理位置等語(yǔ)音信息。當發(fā)生故障時(shí)，由撥號電路撥通報警電話(huà)，信號音識別電路檢測出對方摘機后，語(yǔ)音錄放電路播放報警信息。當用戶(hù)電視機撥通本裝置時(shí)，振鈴電路和收號電路接收用戶(hù)的數字和語(yǔ)音信息，完成本裝置的參數修改及語(yǔ)音錄放功能。為了用戶(hù)使用方便，本裝置也可以作為電話(huà)機使用。
2 軟件設計
系統軟件包括監控中心軟件和電纜監控裝置軟件兩部分。監控中心采用Delphi語(yǔ)言，通過(guò)MODEM和電話(huà)網(wǎng)絡(luò )接收報警數據，完成故障點(diǎn)地圖打印、報警和電纜管理功能；電纜監控裝置軟件采用程序查詢(xún)和中斷相結合的方式，對電纜完成實(shí)時(shí)監控、故障自動(dòng)定位、電話(huà)語(yǔ)音報警、參數遠程修改、數據上傳、故障校驗和機房環(huán)境監測等功能。當線(xiàn)路狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，則進(jìn)行線(xiàn)路長(cháng)度測量。在系統發(fā)送報警信息之前，采用下列三種方法，去除線(xiàn)路誤報情況：
?。?）核實(shí)電話(huà)法：八條監控電纜，每條電纜設置兩個(gè)核實(shí)電話(huà)號碼。當故障發(fā)生時(shí)，系統自動(dòng)撥打核實(shí)電話(huà)，并且自動(dòng)識別撥號音、忙音、摘機、無(wú)人接聽(tīng)等情況，以判別故障的真實(shí)性。
?。?）線(xiàn)路全長(cháng)判別法：在精確測量的前提下，每條電纜的全長(cháng)同故障測量距離比較，若相近，且線(xiàn)路最后狀態(tài)為閉合，則認為誤報；否則，認為故障或線(xiàn)路終端開(kāi)路。
?。?）線(xiàn)路巡檢電路對八路電纜進(jìn)行A/D采樣，全程記錄線(xiàn)路狀態(tài)的漸變情況，以便去掉干擾造成的誤報。通過(guò)計算和實(shí)驗得出每條線(xiàn)路的斷路閾值和短合閾值。A/D采樣采用中斷方式，依次測量1～8路通道，每通道采樣10次，并將10次采樣結果同斷路閾值和短路閾值相比較，得到線(xiàn)路的通斷狀態(tài)。如果電纜線(xiàn)路在檢測執行過(guò)程中發(fā)生了明顯的變化，則該次測量數據無(wú)效，需要重新進(jìn)行通斷檢測。
2.1監控裝置監測程序設計
在監測程序設計中，主要包含的函數有通斷檢測函數、電阻檢測函數、電容檢測函數、綜合處理函數等。 linux操作系統文章專(zhuān)題:linux操作系統詳解（linux不再難懂）
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