通信电源远程监控系统的目的在于对分散的各个局(站)的高、低压配电设备、开关电源、UPS等众多通信电源设备以及机房供电、空调、环境进行网络化的实时监控，实现人工方式无法实现的24小时不问断自动巡视，发生故障自动告警，值班人员在监控中心就能实时查看电源设备的运行情况，从而使电源维护从被动的、分散的人工轮巡维护方式改变为集中监控、集中维护、集中管理，减轻维护强度，提高维护质量。

　　1 远程监控系统方案

　　通信电源远程监控系统分为二级结构，由监控前台(监控站)及后台(监控中心)组成，通过PSTN(公共电话交换网)传输信息，如图1所示。监控前台具有监控各通信电源及各环境量的功能，并将采集到的数据实时传至后台。监控中心是多个前台的集中操作维护中心，由监控主机硬件及监控软件组成。

　　监控中心需要配置两个调制解调器(Modem)，其中一个是实时Modem，用于采集前台电源设备的实时数据，设置电源设备的运行参数以及进行遥控操作等;另一个作为告警Modem，当某被控端局的电源产生告警时，若该端局当前并未通过实时Moctern与监控系统进行通信，则电源监控前台将拨通监控中心的告警Modem，通过他来传送故障电源的告警信息，以提醒主控室操作人员及时快速地对现场问题做出反应，将损失降低到限度。各被控局端电源设备的监控前台均只需配置一个Modem，用于向监控中心传送数据及告警信息。在数据量不大、通信数据频率不高的时候，使用调制解调器(Modem)，并利用电话线路进行数据传输是一种非常可靠的方法，同时廉价的初期投资费用也是该方案的优势所在。

　　2 监控中心

　　监控中心硬件采用一台标准配置的台式计算机，通过两个串口(如果串口数量不够，可以通过PCI卡扩展)接两个Modem。软件使用Visual C++语言设计，包含用户界面、通信、数据处理、显示、文件(或数据库)管理等功能。监控中心的监控软件通过实时Modem向所控局端电源前台进行轮流拨号，一旦Modem拨号成功，便建立起了从监控中心至远程现场监控站的动态数据通路，从而可实现监控中心与监控站的双向数据传输。

　　3 Modem通信

　　计算机所能处理的数字信号不能直接进入模拟电话线路，必须通过Modem来实现数字信号到模拟信号和模拟信号到数字信号的相互转换。Modem的状态可以分为命令状态和在线状态。除了拨号占据短暂的时间之外，Modem总是处于其中一种状态。当Modem上电后，首先处于命令状态，连接成功后才进入在线状态。

　　在命令状态下Modem不是和远端系统通信，而是以Hayes标准的AT命令形式接受DTE设备的命令。每当PC机(或单片机)发送一条AT命令后，Modem至少返回一个结果码，以指示当前是否正确执行以及执行结果。当通信双方握手完成，建立通信链路后，Modem就可以发送和接收数据，此时Modem的状态称为在线状态。在该状态下，Modem与远端系统通信，这时Modem不再尝试对发送给他的数据进行解释，而是直接将其发送出去。断开连接时，系统先发送"+++"命令，使Modem从在线状态切换为命令状态，再发送"ATH0"挂断Modem。

　　4 信息采集内容

　　对通信电源的信息采集包括3个方面的内容：

　　(1)运行参数，如交流输入电压报警上限、交流输入电压报警下限、环境温度报警上限、环境湿度报警上限、蓄电池温度报警上限、交流电流互感器参数、系统直流输出电压报警上限、系统直流输出电压报警下限、整流器限电流点、整流器浮充电压、整流器均充电压、整流器停机温度、整流器停机电压、电池组低压告警阀值、电池组保护电压告警阀值等。监控中心除了能够采集到这些实际运行参数，还能远程更改(或重新设置)这些参数。

　　(2)实时数据，如每个整流器输出电流、整流器主散热器温度、整流器风扇运行状态、交流输入电压及电流、系统直流输出电压及电流、机房环境温度等。

　　(3)告警信息，如整流器风扇故障、整流器主散热器温度过高、整流器输出过电压停机、整流器温度过高停机;交流输入缺相、交流输入电压过高、交流输入电压过低、交流停电、直流输出短路、直流输出异常、整流器485通讯中断等。

　　5 前台监控系统硬件设计

　　前台监控系统硬件框图见图2，系统以8031单片机为，人机界面采用LCD显示，有操作键盘。看门狗采用ADM706，以提高系统可靠性。时钟芯片采用MC146818，用于记录实时数据或告警信息产生的时间。程序存储器采用27C512 EPROM，系统使用到的有限汉字库存放在27C512的高端地址，数据存储器采用2片62256 SRAM和1片2864E2PROM。2864是电擦写、非易失存储器，用于保存系统的运行参数，该参数可以在前台通过键盘设定，也可通过监控中心远程设定。采用MAX487扩展一个485接口，用于同交流配电柜、直流配电柜、整流器模块以及其他环境设备的通信。数据采集用的传感器放置在交流配电柜、直流配电柜、整流器等相对独立的智能设备中。采用可编程通用异步通讯接口芯片16C550和电平转换芯片MAX214扩展了一个RS 232口，用来连接Modem。

　　　6 前台监控系统软件设计

　　前台监控系统软件使用C51语言设计，主要完成的功能有人机界面设计、485通信获取各智能设备实时数据、电源系统运行参数设置、基于Modem的远程通信向监控中心传送实时数据和告警信息等，下面主要阐述16C550对Moctem的控制及远程通信的实现方法。

　　可编程通用异步通讯接口芯片16C550具有Modem控制功能，他有5个中断源，其优先级由高到低依次为：接收线路状态中断、接收数据就绪中断、接收数据超时中断、发送保持寄存器空中断和Modem状态中断。Modem通信中用到的16C550内部寄存器主要有：

　　(1)数据接收寄存器(RHR，只读)，地址0x00，寄存接收到的字符。

　　(2)发送保持寄存器(THR，只写)，地址0x00，寄存将要发送的字符。

　　(3)中断标志寄存器(ISR，只读)，地址0x02，用来判断当前产生的是何种中断。

　　(4)Modem控制寄存器(MCR，可读可写)，地址0x04，通过该寄存器实现对Modem的控制操作。

　　(5)通信线路状态寄存器(LSR，只读)，地址0x05，他为CPU提供与数据传送有关的状态信息。

　　(6)Modem状态寄存器(MSR，只读)，地址0x06，提供Modem工作状态。

　　对Modem的拨号程序模块如下：

　　拨号后，通过16C550的中断服务程序接收数据(或回码)。如果Modem处于在线状态接收到数据则此数据为监控中心传送的数据;如果Modem处于命令状态接收到数据则此数据为Modem的回码。在定时器T计时期间判断拨号命令的回码，若回码ReturnResult为CONNECT，表明连接成功(Modem处于在线状态)可发送数据，否则应挂断Modem，定时器T计时停止并清零后重新拨号。

　　上述拨号程序模块中，函数Send 16c550Command()的功能是向Modem发送一个AT命令字符，函数体内容如下：

　　7 结 语

　　基于Modem与公众电话网络的通信电源远程监控系统大量节约构建网络的成本，通过实际使用，该系统工作可靠，操作方便，能够满足使用要求。其快速、实时地信息传输使无人操作站的理念得以实现，通信电源现场不再需要值班人员对每台设备进行的巡视，实现了节约成本，缩短查询时间，提供系统运行效率的目的。

参考文献:

[1]. PCI datasheet https://www.dzsc.com/datasheet/PCI_1201469.html.
[2]. ADM706 datasheet https://www.dzsc.com/datasheet/ADM706_1131135.html.
[3]. MC146818 datasheet https://www.dzsc.com/datasheet/MC146818_1054646.html.
[4]. 27C512 datasheet https://www.dzsc.com/datasheet/27C512_1005656.html.
[5]. MAX487 datasheet https://www.dzsc.com/datasheet/MAX487_859409.html.
[6]. MAX214 datasheet https://www.dzsc.com/datasheet/MAX214_1057977.html.