一种通信电源监控系统的设计

【摘要】通信电源是通信设备的“心脏”。本文设计的通信电源监控系统能监视通信电源设备，在正常工作状态时能显示参数及波形，有故障时能自动诊断、显示出电源故障点或异常部位，并能自动发出报警和驱动控制机构动作来保护通信电源及其它设备。

【关键词】监控系统；交流配电单元；数据采集

随着通信事业的飞速发展、通信设备的不断更新，现代通信对通信电源的要求也越来越高。通信设备对电源系统的一般要求是：可靠、稳定、小型、高效率。为了保证通信电源的正常运行，对电源的监控尤为重要。设计一款经济、实用、耐用的电源监控系统则为本文希望达到的目的。

一、通信电源框架结构及总体设计要求

一个完整的组合通信电源系统（框图如图1）包括五个基本组成部分，分别是交流配电单元、整流部分、直流配电单元、蓄电池组、监控系统。

电源监控系统以多级自下而上逐级汇接的方式构成。每个监控级一般按辐射方式与若干下级监控级连接成一点对多点的监控系统，最低一级为设备监控单元（监控模块）与其监控的若干设备的连接。

组合电源系统中的设备监控单元就是通常说的监控模块。监控模块通过RS485总线对各个被监控部分（包括整流模块、交、直流配电部分、蓄电池，有些还包括一些环境量）进行控制，控制液晶的显示，接受键盘的操作，并与后台监控系统或远端监控中心进行通讯，实现远程监控功能。有些开关整流器内部具有独立的监控单元，完成对整流器的参数检测与控制、液晶显示和与监控模块的信息传递等。

通信系统的监控部分结构基本如图2所示。

二、交流配电单元监控硬件设计

数据采集系统组成的结构，如图3所示。

由于在数据采集系统中有很多信号要被处理，这里我们以交流配电单元的输入电压为设计对象，分析对其如何进行采集处理。

1. 交流配电单元数据采集硬件设计方案

1）几个参数的确定。采样周期为Ts

2）A/D转换器与CPU之间的数据通信。

A/D转换器与CPU之间通信采用中断方式。在此方式下，A/D转换器的转换信号（EOC）送到CPU的中断输入线上，向CPU申请，CPU响应中断后，在中断服务程序中读取A/D输出的数据。

ADC0809的数据输出格式为并行（8位）输出。在中断方式下，当转换结束时EOC发出一脉冲向单片机提出中断请求，单片机响应，并执行外部中断1的中断服务程序读A/D转换的结果，同时启动ADC0809的下一次转换。

3）交流配电监控系统中的抗干扰处理

在设计数据采集通道以及信号传输时，考虑到可能存在的干扰对通道造成的影响，在本系统中，采取了多种抗干扰的措施。

a.利用光电耦合器实现微机控制电路与前面的设备之间的电气隔离，使控制电路中的核心部分能正常可靠的工作。采用光电耦合器后能有效抑制尖峰脉冲及噪声干扰，从而提高通道上的信噪比。

b.接地处理

在该系统中存在模拟信号与数字信号，其地线在设计时应尽量分开，以减小它们之间的干扰。其基本原则是电路的全部模拟地与数字地仅仅在一点相连。

c. 传输线的选用

在本系统中，需用到MCS-51单片机的串行口（TxD、RxD）与远程微机之间进行数据通信，采用双绞线传输，其具有抑制电磁干扰的能力，双绞线可用一根塑料护套线扭起来，双绞的节距越短，电磁感应干扰就越低。

2.串行通信的实现

由于PC机给出的是标准的RS-232电平，而MCS-51给出的是TTL电平，选用MAX232芯片实现电平转换。PC机所选用的通信适配器向外界提供了标准的RS-232接口，引出的是标准的母25芯“D”型插座。

单机之间的串行通信，在系统的实际应用中往往都是“点对多”的通信，以提高系统的利用率。

三、交流监控系统软件部分设计

软件部分的设计重点介绍设计流程，如图4所示。

本文介绍的通信电源监控系统设计方案大幅度降低了成本，比较能适用一般小城镇级别的通信局（站）使用。