1 前言
我國中大型石油化工企業(yè)大都采用小電流接地系統(tǒng)來供電,電力系統(tǒng)較為龐大。這類系統(tǒng)一般擁有幾座乃至十幾座35kV級的總降壓站,幾十座6~10kV級的高壓配電室,分布范圍較廣,有的變電站離開總調(diào)有十幾km之遠。因此,各變電站的電量參數(shù)(電壓、電流、相位、功率因數(shù)等)的準確、可靠傳送,對總調(diào)及時決策、對提高供電質(zhì)量和確保電力運行安全尤為重要。這里,我們采用單片微型計算機控制調(diào)制解調(diào)器進行遠程實時數(shù)據(jù)傳送,獲得了滿意的效果。
2 硬件系統(tǒng)設計
系統(tǒng)網(wǎng)絡圖如圖1所示。本系統(tǒng)的上位機采用PII微機,通過MODEM←→交換網(wǎng)←→MODEM與作為下位機的單片機系統(tǒng)相連接。電力傳感器采集的數(shù)據(jù)信號輸入單片機系統(tǒng),經(jīng)軟件程序處理后由異步收發(fā)器8251控制MODEM自動撥號,待上位機響應后發(fā)出數(shù)據(jù),上位機通過MODEM收到數(shù)據(jù)后即可進行數(shù)據(jù)表格或圖形處理,這就完成了遠程數(shù)據(jù)采集全過程。上位機可通過MODEM分時對多個下位單片機系統(tǒng)進行巡回控制檢測。
單片機系統(tǒng)硬件電路見圖2。它主要由單片機89C51和異步/同步收發(fā)控制器芯片組成,在此,8251作為異步收發(fā)器使用。其中,COM8046為可程控專用時鐘發(fā)生器,可同時為89C51提供時鐘信號。8251所需的接收時鐘RXC和發(fā)送時鐘TXC的信號也由其提供。
由于8251的輸入輸出為TTL電平,故需采用串行收發(fā)驅(qū)動器進行電平轉(zhuǎn)換和驅(qū)動,本系統(tǒng)采用較常用的MC1488和MC1489芯片。RS-232為標準的9針接口,可與任一標準外置式MODEM接口相連。
對MODEM的性能要求為:有電話號碼參數(shù)存儲器;有自動撥號功能、自動應答功能;可進行速度緩沖和流量控制;采用MNP5/V.42bis數(shù)據(jù)壓縮方式;采用V4.2差錯控制協(xié)議/MNP 2-4糾錯協(xié)議;速率大于14.4kbps;選擇可與美國Hayes系列兼容的標準產(chǎn)品。
由于作為交換網(wǎng)媒介的電話線不可避免的會有線路干擾,故作為兩端點的MODEM須采用相應的抗干擾及差錯控制技術(shù),同時線路傳輸速率不宜太高,本系統(tǒng)采用1200dps的波特率。
3 軟件設計
單片機系統(tǒng)的軟件設計主要由8251初始化和數(shù)據(jù)傳輸兩部分組成。其程序流程圖分別見圖3和圖4。
8251初始化設定為:工作于異步工作方式;波特率為1200dps;數(shù)據(jù)長度為8位,一個停止位;采用偶校驗;DTR和RTS信號有效。
對MODEM的控制由DSR確定,當DSR有效時,先復位MODEM,再發(fā)指令使MODEM自動撥號,在DSR信號保持有效的狀態(tài)下與上位機進行數(shù)據(jù)傳輸。
數(shù)據(jù)傳輸程序中一組存儲單元存放待發(fā)送數(shù)據(jù)(即傳感器輸入轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù),也可以是擴展了鍵盤系統(tǒng)的手動輸入數(shù)據(jù)),發(fā)送數(shù)據(jù)的同時也將校驗和數(shù)據(jù)發(fā)出。發(fā)送數(shù)據(jù)后檢測發(fā)送寄存器是否為零,若為零則說明數(shù)據(jù)發(fā)送出去了。每發(fā)送一個數(shù)據(jù)后延時等待上位機返回信號,若不正確,則需重發(fā);若正確,再續(xù)發(fā)下一數(shù)據(jù),直到數(shù)據(jù)發(fā)完為止。
4 結(jié)束語
用單片機控制MODEM進行遠程數(shù)據(jù)傳輸,獲得了良好效果,解決了局域網(wǎng)專線不能達到的遠地點的數(shù)據(jù)交換難題,特別適于偏遠地區(qū),如企業(yè)遠地點的碼頭、倉庫、高塔的巡檢巡測。
該系統(tǒng)可在此硬件原理基礎上進行擴展,即可增加顯示、鍵輸入和單片機的輸出控制、報警等功能,并可通過鍵功能轉(zhuǎn)換,實現(xiàn)遠程鍵輸入數(shù)據(jù)和參數(shù)設置等功能,以滿足一些特殊需求。
若改變不同的傳感方式,即可廣泛應用于工、農(nóng)業(yè)及社會上的其它各類場合,因此,本系統(tǒng)有著廣闊的市場前景。
相關(guān)資料下載:8251中文資料,8251a芯片串口的應及8251初始化程序,
我國中大型石油化工企業(yè)大都采用小電流接地系統(tǒng)來供電,電力系統(tǒng)較為龐大。這類系統(tǒng)一般擁有幾座乃至十幾座35kV級的總降壓站,幾十座6~10kV級的高壓配電室,分布范圍較廣,有的變電站離開總調(diào)有十幾km之遠。因此,各變電站的電量參數(shù)(電壓、電流、相位、功率因數(shù)等)的準確、可靠傳送,對總調(diào)及時決策、對提高供電質(zhì)量和確保電力運行安全尤為重要。這里,我們采用單片微型計算機控制調(diào)制解調(diào)器進行遠程實時數(shù)據(jù)傳送,獲得了滿意的效果。
2 硬件系統(tǒng)設計
系統(tǒng)網(wǎng)絡圖如圖1所示。本系統(tǒng)的上位機采用PII微機,通過MODEM←→交換網(wǎng)←→MODEM與作為下位機的單片機系統(tǒng)相連接。電力傳感器采集的數(shù)據(jù)信號輸入單片機系統(tǒng),經(jīng)軟件程序處理后由異步收發(fā)器8251控制MODEM自動撥號,待上位機響應后發(fā)出數(shù)據(jù),上位機通過MODEM收到數(shù)據(jù)后即可進行數(shù)據(jù)表格或圖形處理,這就完成了遠程數(shù)據(jù)采集全過程。上位機可通過MODEM分時對多個下位單片機系統(tǒng)進行巡回控制檢測。
單片機系統(tǒng)硬件電路見圖2。它主要由單片機89C51和異步/同步收發(fā)控制器芯片組成,在此,8251作為異步收發(fā)器使用。其中,COM8046為可程控專用時鐘發(fā)生器,可同時為89C51提供時鐘信號。8251所需的接收時鐘RXC和發(fā)送時鐘TXC的信號也由其提供。
由于8251的輸入輸出為TTL電平,故需采用串行收發(fā)驅(qū)動器進行電平轉(zhuǎn)換和驅(qū)動,本系統(tǒng)采用較常用的MC1488和MC1489芯片。RS-232為標準的9針接口,可與任一標準外置式MODEM接口相連。
對MODEM的性能要求為:有電話號碼參數(shù)存儲器;有自動撥號功能、自動應答功能;可進行速度緩沖和流量控制;采用MNP5/V.42bis數(shù)據(jù)壓縮方式;采用V4.2差錯控制協(xié)議/MNP 2-4糾錯協(xié)議;速率大于14.4kbps;選擇可與美國Hayes系列兼容的標準產(chǎn)品。
由于作為交換網(wǎng)媒介的電話線不可避免的會有線路干擾,故作為兩端點的MODEM須采用相應的抗干擾及差錯控制技術(shù),同時線路傳輸速率不宜太高,本系統(tǒng)采用1200dps的波特率。
3 軟件設計
單片機系統(tǒng)的軟件設計主要由8251初始化和數(shù)據(jù)傳輸兩部分組成。其程序流程圖分別見圖3和圖4。
8251初始化設定為:工作于異步工作方式;波特率為1200dps;數(shù)據(jù)長度為8位,一個停止位;采用偶校驗;DTR和RTS信號有效。
對MODEM的控制由DSR確定,當DSR有效時,先復位MODEM,再發(fā)指令使MODEM自動撥號,在DSR信號保持有效的狀態(tài)下與上位機進行數(shù)據(jù)傳輸。
數(shù)據(jù)傳輸程序中一組存儲單元存放待發(fā)送數(shù)據(jù)(即傳感器輸入轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù),也可以是擴展了鍵盤系統(tǒng)的手動輸入數(shù)據(jù)),發(fā)送數(shù)據(jù)的同時也將校驗和數(shù)據(jù)發(fā)出。發(fā)送數(shù)據(jù)后檢測發(fā)送寄存器是否為零,若為零則說明數(shù)據(jù)發(fā)送出去了。每發(fā)送一個數(shù)據(jù)后延時等待上位機返回信號,若不正確,則需重發(fā);若正確,再續(xù)發(fā)下一數(shù)據(jù),直到數(shù)據(jù)發(fā)完為止。
4 結(jié)束語
用單片機控制MODEM進行遠程數(shù)據(jù)傳輸,獲得了良好效果,解決了局域網(wǎng)專線不能達到的遠地點的數(shù)據(jù)交換難題,特別適于偏遠地區(qū),如企業(yè)遠地點的碼頭、倉庫、高塔的巡檢巡測。
該系統(tǒng)可在此硬件原理基礎上進行擴展,即可增加顯示、鍵輸入和單片機的輸出控制、報警等功能,并可通過鍵功能轉(zhuǎn)換,實現(xiàn)遠程鍵輸入數(shù)據(jù)和參數(shù)設置等功能,以滿足一些特殊需求。
若改變不同的傳感方式,即可廣泛應用于工、農(nóng)業(yè)及社會上的其它各類場合,因此,本系統(tǒng)有著廣闊的市場前景。