光傳輸無人值守站計算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)的研制

摘 要： 介紹了鐵路光通信無人值守站遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計方案，給出了相關(guān)電量的檢測和環(huán)境監(jiān)測的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)，討論了通信的問題。

關(guān)鍵詞： 遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng) 隔離放大 單片機(jī)系統(tǒng) 服務(wù)比特數(shù)據(jù)通道 光通信

隨著鐵路通信網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，小型通信站采用了各種類型的現(xiàn)代化通信設(shè)備，由于設(shè)備復(fù)雜，可靠性較高，大部分已采取無人值守方式。 但由于缺乏完整的遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，產(chǎn)生了很多問題。諸如：交流停電或電源的損壞、使用電池供電長時間工作直到電池放光、盜竊、溫度過高、火災(zāi)、地面浸水等，都有可能造成通信設(shè)備的不正常工作而帶來不可估量的損失。因而有必要也必須在無人值守的情況下，及時了解小站的工作情況，實(shí)現(xiàn)在通信段進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測。針對用戶的要求和對小站通信機(jī)房的分析研究，提出如下相關(guān)的內(nèi)容：

· 交流電源；

· 直流48v電源的電壓和電流；

· 單體蓄電池的電壓（共4節(jié)12v電池）；

· 環(huán)境溫度；

· 門窗狀態(tài)；

· 地面浸水；

· 火災(zāi)。根據(jù)需要可以擴(kuò)展；

· 玻璃破碎；

· 紅外微波防盜監(jiān)測；

· 電池均勻、浮充的狀態(tài)及相應(yīng)的電流等。

１ 系統(tǒng)的構(gòu)成和功能

要想實(shí)現(xiàn)這一分布式遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，必須含有如下三個主要部分：中心處理機(jī)、數(shù)據(jù)傳輸通道、小站監(jiān)測前置端機(jī)。

1.1 中心處理機(jī)

硬件由多媒體計算機(jī)、通信轉(zhuǎn)換器、打印機(jī)、ups電源構(gòu)成。軟件為基于windows 98平臺，用delphi編制的應(yīng)用程序，完成通信、數(shù)據(jù)采集、分析處理、顯示、聲光告警、記錄的存儲和查詢、打印以及系統(tǒng)維護(hù)等。

1.2 數(shù)據(jù)傳輸通道

主要功能是給中心處理機(jī)和小站監(jiān)測前置端機(jī)提供一個數(shù)據(jù)傳輸媒體。我們設(shè)計的區(qū)間上采用ttl電平傳輸相關(guān)命令和數(shù)據(jù)，也有采用rs-485協(xié)議，音頻信號等其它方式，這取決于光通信設(shè)備。為此我們還專為不同的設(shè)備設(shè)計有多協(xié)議通信轉(zhuǎn)換接口板。

1.3小站監(jiān)測前置端機(jī)

該部分的主要任務(wù)是完成上述所要監(jiān)測的內(nèi)容。

２ 小站監(jiān)測前置端機(jī)的設(shè)計

考慮到所要監(jiān)測的內(nèi)容及全天候工作的特點(diǎn)和通信的便利，設(shè)計時把重點(diǎn)放在如何使該裝置能穩(wěn)定可靠的工作，而沒有過分地追求性能價格比。

該裝置由80c31、74hc373、27c64、8255、adc0809、ad586基準(zhǔn)源、看門狗、譯碼驅(qū)動電路、6位led數(shù)碼顯示、鍵盤、dc-dc電源模塊等構(gòu)成系統(tǒng)。

2.1 輸入的開關(guān)量

包括功能鍵、告警解除鍵、門、窗、煙霧、浸水。還可接紅外微波、玻璃破碎。門、窗用干簧管式的磁開關(guān)，其它的采用專用開關(guān)節(jié)點(diǎn)式傳感組件監(jiān)測相關(guān)狀態(tài)。連接見圖１。

2.2 輸出的數(shù)字量

采用擴(kuò)展8255接口電路經(jīng)譯碼驅(qū)動后完成正常工作指示、報警指示、解除報警指示led、煙霧的電源控制（直流ssr）、警笛聲報警控制（交流ssr），6位led數(shù)碼管顯示。因無人值守，故采取了顯示保護(hù)措施，減少電耗并延長壽命。

2.3 模擬量的采集

為便于通信，每一模擬量都采用一個字節(jié)傳送，在設(shè)計時采用adc0809作為模數(shù)轉(zhuǎn)換器，避免由電源的變化引入大的測量誤差，其供電和參考電壓采用ad586基準(zhǔn)源供電并記為vref ，連接示意圖見２。

2.3.1 48v光設(shè)備供電電源與４節(jié)單體12v蓄電池的檢測

根據(jù)光設(shè)備供電電源的種類不同，其電路結(jié)構(gòu)上也有所不同。有的設(shè)備供電電壓等于4節(jié)電池電壓之和，有的不相等。但不管怎樣，這五個電壓是關(guān)聯(lián)量，因?yàn)樵谟猛�一個a/d來采集時必須共地，所以采用隔離放大器。為減