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1監控系統硬件系統設計

監控系統的硬件是系統運行的保障。在本設計中，底層數據采集層采用了各種溫度、濕度及電壓電流傳感器來采集數據，為了將所采集的數據及時地傳送至現場數據匯總節點，采用了基于ZigBee技術的無線傳感網技術。傳統監控系統的底層數據傳輸大多采用類似于CAN的總線結構，這種方式可靠性強且速度快，但是不太適用于經常有所變化的場合。而無線傳感網可以很好地解決這一問題。圖2所示是每一個監控節點的結構，主要由傳感器單元、處理器單元、無線通信單元來組成，每個電源模塊的數據采集后，首先在這里進行簡單的處理，然后傳至匯節點。在每一個數據采集現場，都會設置一個數據處理中心，這個數據處理中心由嵌入式系統來擔任。本設計選擇了Atmel公司的AT91SAM9G45處理器，該處理器頻率可達400MHz，結合了通常需要用到的用戶界面功能與高速數據傳輸接口，包括一個7寸LCD顯示屏和一個觸摸屏、攝像頭接口、音頻、10/100M以太網以及高速USB以及SDIO，擁有極高的性能以及網絡帶寬，足以滿足系統的應用。操作系統選用嵌入式Linux。該處理器接受來自于底層數據采集模塊的數據，對數據進行相應的處理并上傳至控制中心，而同時接受來自于控制中心的命令，對現場電源模塊的運行進行控制。系統通過CGI(commongatewayinterface)接口完成WEB客戶端與WEB服務器的連接，從而使操作人員可以從任何一個瀏覽器上實現系統數據的查詢與控制命令的下達。CGI接口原理圖如圖3所示，Web服務器把接收到的有關信息放入環境變量，然后再去啟動所指定的CGI腳本以完成特定的工作，CGI腳本從環境變量中獲取相關信息來運行，最后以HTML格式輸出相應的執行結果返回給瀏覽器端。由于用戶能傳遞不同的參數給CGI腳本，所以CGI技術使瀏覽器和服務器之間具有良好的交互性[2]。

2監控系統軟件系統設計

監控系統的軟件部分采用模塊化開發方式。整個系統共分為初始化、數據采集管理、控制與維護、人機界面、通信、系統維護等六個模塊。在這六個模塊中，數據采集管理模塊及控制維護模塊是整個監控系統的核心模塊。數據采集模塊可以分為模擬量采集與處理模塊、數字量采集與處理模塊、報警處理模塊三個部分，分別負責系統模擬量和數字量的采集、匯總、處理、存儲、轉發等工作，同時在分析數據的基礎上對系統的運行狀態進行分析和判斷，如果系統運行狀態存在發生故障的可能性，就相應發出報警信號。系統的控制和維護模塊的主要功能是接收來自于數據采集模塊的數據及初判結果，并根據結果進行電源運行狀態的管理，其中包括對系統的自檢、故障自診斷、程序復位、系統安全等方面的功能。除此之處，還要完成對其他模塊的調度。

3總結

本文所設計的通信電源監控系統分為三層。第一層為數據采集層，采用以ZigBee技術為核心的無線傳感網來作為數據采集和短距離傳輸的媒介，具有靈活性強且傳輸速度快的特點。但是由于無線傳感節點的工作穩定性不高，因此，在設計時應該加大數據的冗余度，以保證數據的可靠性。在數據采集層設置現場數據融合中心，由基于AT91SAM9G45處理器的嵌入式系統擔負，負責接受來自于無線傳感網數據的收集、融合、初步處理、上傳，以及接受來自于上層的指令，完成遠程控制功能；第二層為數據傳輸層，本設計利用了3G網絡來構建遠程通信網，具有工作范圍廣、傳輸速率高及可靠性好的優點，如果通信基站是建在了沒有3G信號的地方，則可以利用當地的公共通信網，如2G或者Internet網絡來構建通信層；第二層為遠程控制中心，在遠程控制中心設置大型服務器，其上運行應用程序，完成數據的匯總、處理、分析、顯示等功能，同時根據相應結果進行故障判斷及發出報警信號。為了加強遠程控制功能，系統還利用CGI接口與WEB服務器相連，以實現只要是有瀏覽器的地方，就可以進行遠程監控的功能。

作者：毛衛平單位：重慶電子工程職業學院