數(shù)據(jù)采集器電源監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[地震]

        地震監(jiān)測與預(yù)報已經(jīng)成為全球一項重大課題，遙測數(shù)字地震臺網(wǎng)正在全國范圍內(nèi)逐漸健全情況。遙測數(shù)字地震臺網(wǎng)建成后，需要保證連續(xù)正常運(yùn)行，出現(xiàn)“死機(jī)”時堅持好，觀測記錄中斷開放要求，需要派專人到無人值守的遙測臺解決故障，既浪費(fèi)時間與經(jīng)費(fèi)規劃，又增加了信號間斷率關規定。針對這種情況，設(shè)計開發(fā)了一套配合地震數(shù)據(jù)采集器工作的電源監(jiān)控系統(tǒng)應用前景，能夠準(zhǔn)確可靠地監(jiān)控各地震臺站電源情況穩定發展，使地震臺網(wǎng)中心更好地掌握各臺站電源情況，并且能對地震數(shù)據(jù)采集器實施遠(yuǎn)程控制明顯。整個電源監(jiān)控系統(tǒng)包括電源監(jiān)控器和信息管理系統(tǒng)兩部分更好。

        一、地震臺網(wǎng)簡介

        地震檢測臺網(wǎng)主要包括臺網(wǎng)處理中心和各臺站基礎上。臺網(wǎng)處理中心配有實時接收機(jī)安全鏈、數(shù)據(jù)處理機(jī)、集線器等設(shè)備預下達。通過集線器增持能力，中心內(nèi)所有的計算機(jī)組成中心局域網(wǎng)應用領域，從而實現(xiàn)文件和數(shù)據(jù)的共享。

        臺站配有地震儀提高鍛煉、數(shù)據(jù)采集器統籌推進、交流參數(shù)穩(wěn)壓器、UPS 電源進行培訓、調(diào)制解調(diào)器科普活動、GPS 天線、蓄電池組等設(shè)備關鍵技術，如圖 1 所示逐漸完善。

        二、電源監(jiān)控器設(shè)計        

        2.1 電源監(jiān)控器功能

        電源監(jiān)控器主要功能如下：

        (1)系統(tǒng)具有檢測地震數(shù)據(jù)采集器運(yùn)行情況功能有所提升，地震數(shù)據(jù)采集器“死機(jī)”時自動對其復(fù)位了解情況，復(fù)位3次不成功自動轉(zhuǎn)到地震臺網(wǎng)中心遠(yuǎn)程復(fù)位;

        (2)蓄電池電壓低于11 V、恢復(fù)至13 V法治力量、交流電上電長期間、交流電斷電時均自動向中心報警;

        (3)接收中心的復(fù)位、電源狀態(tài)技術研究、采集器運(yùn)行狀態(tài)查詢和線路測試等命令異常狀況，并返回應(yīng)答信息;

        (4)電源監(jiān)控器與中心上位機(jī)通信采用地震數(shù)據(jù)專用線傳輸，不干擾地震數(shù)據(jù)的正常傳輸的積極性，自動在相鄰的兩幀地震數(shù)據(jù)之間插入電源及采集器狀態(tài)信息;

        (5)系統(tǒng)具有一定的抗干擾能力前景，“死機(jī)”后可自動復(fù)位，重新恢復(fù)正常狀態(tài)。

        2.2 硬件設(shè)計

        2.2.1 系統(tǒng)組成

        本設(shè)計選用兩片89C2051單片機(jī)為核心構(gòu)成的系統(tǒng)來完成對地震數(shù)據(jù)采集器電源的監(jiān)控長效機製，硬件設(shè)計分為電源模塊、復(fù)位電路重要部署、信號檢測等地、通信模塊等幾部分。系統(tǒng)功能框圖如圖2所示數字技術。

        由于單片機(jī)不僅要接收地震數(shù)據(jù)采集器發(fā)出的地震信息共享應用，還要接收上位機(jī)軟件的命令，所以需要兩個串口尤為突出。這里利用兩片89C2051單片機(jī)來完成任務(wù)情況較常見，其中主機(jī)用于檢測地震數(shù)據(jù)采集器運(yùn)行情況以及電源情況并向上位機(jī)發(fā)送，從機(jī)專門用來接收上位機(jī)的命令標準，控制地震數(shù)據(jù)采集器復(fù)位喜愛。兩片單片機(jī)之間通過普通I/O口實現(xiàn)通信。數(shù)據(jù)采集器發(fā)生“死機(jī)”時，主機(jī)只需向從機(jī)發(fā)送一條使數(shù)據(jù)采集器復(fù)位的命令保障，而從機(jī)接收到上位機(jī)命令后向主機(jī)發(fā)送應(yīng)答信息重要的角色，由主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)給上位機(jī)。

        2.2.2 通信模塊設(shè)計

        利用一個串口完成對地震數(shù)據(jù)采集器數(shù)據(jù)的偵聽體製，并且向上位機(jī)發(fā)送檢測數(shù)據(jù)要落實好，同時不能對地震數(shù)據(jù)進(jìn)行破壞。由于在同一條線路上不能有多個“講者”向好態勢，本設(shè)計利用與門電路來實現(xiàn)地震數(shù)據(jù)上傳和檢測信息上傳的切換相對簡便。通信模塊電路原理圖如圖3所示。

        圖3 串行通信模塊電路原理圖

        當(dāng) 89C2051 單片機(jī)上電復(fù)位后越來越重要的位置，各輸出口均為高電平，這時與門 74LS08 第 3 腳輸出跟隨地震數(shù)據(jù)變化迎來新的篇章，當(dāng)?shù)卣饠?shù)據(jù)發(fā)送完畢后解決方案，74LS08 第 1 腳變?yōu)楦唠娖剑瑒t 74LS08 第 3 腳輸出跟隨第 1 片 89C2051TX1 變化共同學習，從而實現(xiàn)了傳輸線路的復(fù)用交流研討。上位機(jī)發(fā)出的指令由第 2 片 89C2051 偵聽，如果是給監(jiān)控器的信息，則接收并執(zhí)行顯示，同時因地震數(shù)據(jù)采集器數(shù)據(jù)有其固定格式，所以不會對地震數(shù)據(jù)采集器產(chǎn)生影響的有效手段。

        兩片單片機(jī)通過兩條普通 I/O 口相連共同努力，當(dāng)?shù)卣饠?shù)據(jù)采集器發(fā)生“死機(jī)”時，第 1 片單片機(jī)給第 2片發(fā)送指令真正做到，對地震數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行復(fù)位發展邏輯。當(dāng)?shù)? 2片單片機(jī)接收到上位機(jī)遠(yuǎn)程復(fù)位指令時，對采集器進(jìn)行復(fù)位追求卓越，并向第 1 片單片機(jī)發(fā)送應(yīng)答信號發展機遇，第 1片單片機(jī)收到應(yīng)答信號后向上位機(jī)發(fā)送一包數(shù)據(jù)，其中包含采集器狀態(tài)信息性能、電源信息以及第 2 片單片機(jī)的應(yīng)答信息。上位機(jī)不僅可以通過檢查第 2 片單片機(jī)是否應(yīng)答來判斷線路狀況，而且還可以記錄下此刻的現(xiàn)場信息強化意識。如因各種情況在 5 s 時間內(nèi)沒有收到來自監(jiān)控器的信息聽得進，則自動重新發(fā)送信息，如 3 次發(fā)送不成功說明線路出現(xiàn)故障合理需求，則給出相應(yīng)提示服務體系。遠(yuǎn)程查詢及線路檢測的原理與遠(yuǎn)程復(fù)位相似，只是不進(jìn)行復(fù)位操作。

        2.3 軟件設(shè)計

        2.3.1 軟件設(shè)計

        下位機(jī)主機(jī)啟動后先進(jìn)行初始化特點，初始化完畢后進(jìn)入主循環(huán)程序研究，在主循環(huán)程序中完成定時1 s喂看門狗，檢測采集器狀態(tài)綠色化發展、蓄電池電壓去創新、交流電參數(shù)，接收從機(jī)信息應用創新，向上位機(jī)報警等任務(wù)體系，主機(jī)流程圖如圖4所示。

        圖4 軟件流程圖

        上位機(jī)信息管理系統(tǒng)軟件主要實現(xiàn)系統(tǒng)信息采集和諧共生、統(tǒng)計報表等工作提高，采用Visual Basic程序設(shè)計語言開發(fā)該軟件。

        2.3.2 串行通信控件設(shè)置

        Visual Basic的串行通信對象MSComm控件是將RS-232接口的初級操作予以封裝用上了，用戶以高級的語法即可利用RS-232接口與外界通信結構，并不需要了解其它有關(guān)的初級操作，因此使用起來非常方便規定。

        通常以下面的步驟來使用Visual Basic的MSComm控件作通信控制：

        (1)加入通信對象可持續，也就是MSComm對象;

        (2)設(shè)置通信端口號碼，即CommPort屬性;

        (3)設(shè)置通信協(xié)議示範推廣，即HandShaking屬性;

        (4)設(shè)置傳輸速度等參數(shù)情況，即Settings屬性;

        (5)設(shè)置其它參數(shù)，若必要時再加上其它的屬性設(shè)置;

        (6)打開通信端口大大縮短，即PortOpen屬性設(shè)成True;

        (7)送出字符串或者讀入字符串堅持好，使用Input及Output屬性;

        (8)使用完MSComm通信對象后，將通信端口關(guān)閉高質量，即PortOpen屬性設(shè)成Flase;

        (9)其它的程序處理全過程。

        三、結(jié)語

        地震數(shù)據(jù)采集器電源監(jiān)控器以89C2051為核心積極參與，利用串口偵聽技術(shù)跟蹤采集器狀態(tài)優勢領先，發(fā)生“死機(jī)”時及時對其復(fù)位，并向臺網(wǎng)中心報警探討。本設(shè)計完成了地震數(shù)據(jù)采集器電源監(jiān)控器制作和電源監(jiān)控軟件編寫新技術，經(jīng)過系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，運(yùn)行狀態(tài)良好共創美好，達(dá)到了設(shè)計的要求趨勢。經(jīng)實際運(yùn)行檢驗，系統(tǒng)能夠檢測地震數(shù)據(jù)采集器運(yùn)行情況預判，可靠性高，節(jié)約了各無人值守臺站電源的維護(hù)成本，延長了電池壽命，有效提高可遙測數(shù)字地震臺網(wǎng)的工作效率深入，獲得了較好的應(yīng)用效果形式。