隨著鐵路通信網(wǎng)規(guī)模的擴大,，小型通信站采用了各種類型的現(xiàn)代化通信設備，由于設備復雜,，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,、地面浸水等，都有可能造成通信設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，實現(xiàn)在通信段進行遠程監(jiān)測,。針對用戶的要求和對小站通信機房的分析研究,，提出如下相關的內(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。根據(jù)需要可以擴展,；
　　· 玻璃破碎,；
　　· 紅外微波防盜監(jiān)測；
　　· 電池均勻,、浮充的狀態(tài)及相應的電流等,。
1 系統(tǒng)的構成和功能
　　要想實現(xiàn)這一分布式遠程監(jiān)測系統(tǒng)，必須含有如下三個主要部分：中心處理機,、數(shù)據(jù)傳輸通道,、小站監(jiān)測前置端機。
1.1 中心處理機
　　硬件由多媒體計算機,、通信轉(zhuǎn)換器,、打印機、UPS電源構成。軟件為基于WINDOWS98平臺,，用Delphi編制的應用程序,，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)維護等。
1.2 數(shù)據(jù)傳輸通道
　　主要功能是給中心處理機和小站監(jiān)測前置端機提供一個數(shù)據(jù)傳輸媒體,。我們設計的區(qū)間上采用TTL電平傳輸相關命令和數(shù)據(jù),，也有采用RS－485協(xié)議，音頻信號等其它方式,，這取決于光通信設備,。為此我們還專為不同的設備設計有多協(xié)議通信轉(zhuǎn)換接口板。
1.3小站監(jiān)測前置端機
　　該部分的主要任務是完成上述所要監(jiān)測的內(nèi)容,。
2 小站監(jiān)測前置端機的設計
　　考慮到所要監(jiān)測的內(nèi)容及全天候工作的特點和通信的便利,，設計時把重點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電源模塊等構成系統(tǒng)。
2.1 輸入的開關量
　　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，其它的采用專用開關節(jié)點式傳感組件監(jiān)測相關狀態(tài),。連接見圖1,。

2.2 輸出的數(shù)字量
　　采用擴展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基準源供電并記為Vref ,，連接示意圖見2。

2.3.1 48V光設備供電電源與4節(jié)單體12V蓄電池的檢測
　　根據(jù)光設備供電電源的種類不同,，其電路結(jié)構上也有所不同,。有的設備供電電壓等于4節(jié)電池電壓之和，有的不相等,。但不管怎樣,，這五個電壓是關聯(lián)量，因為在用同一個A/D來采集時必須共地,，所以采用隔離放大器,。為減少供電電源的路數(shù)，經(jīng)研究決定采用AD202JY作為隔離放大器,，采用單15V供電方便可靠,，共五路。電路如圖3,。只需調(diào)節(jié)RW電位器即可調(diào)節(jié)量程,。

2.3.2 電流的檢測
　　直接采用電流型電量隔離傳感器，使輸出在檢測范圍內(nèi)滿足0～5V,，經(jīng)RC濾波和電壓跟隨器后接入A/D,，非常方便，也便于安裝,。
2.3.3 交流電壓的檢測
　　在設計時考慮到應讓前置端機與交流電隔離,，采用變壓器降壓,，應用有效值變換電路AD536，得到相應的交流電的有效值,。采用減法電路,，提高檢測精度，認為160V以下為無效提供電壓,，真實的檢測范圍在160～255V,，這樣精度由原來的1%提高到0.4%。實際電路見圖4,。

2.3.4 溫度的檢測
　　根據(jù)實際環(huán)境情況選取的測量范圍為－10°C～+50°C,。
　　因已有A/D轉(zhuǎn)換器，選用AD590作為傳感器,，電路配置基本同圖4,，只需將圖5的輸出接圖4的Vi 處即可。調(diào)試的方法,，采用計算法,。

　　程序框圖如圖6所示。

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2.3.5 可靠性措施
　　為了保證小站前置端機在無人值守時全天候可靠地 運行,，采用了如下措施：
　　· 看門狗技術,，確保微處理器在 有監(jiān)視的情況下可靠運行；
　　· 數(shù)字濾波技術,，在A/D轉(zhuǎn)換程序中采用數(shù)字濾波技術,，提高模擬量采集的可靠性。在開關量的采集中為避免誤動作,，采用延時多次采集并加以判斷等,；
　　· 直流電源的優(yōu)化設計，采用高可靠性隔離型DC－DC變換模塊將直流48V變成所需的直流電壓,。
3 通信的問題
　　為了保證前置端機和中心處理機之間的數(shù)據(jù)交換,，在該系統(tǒng)中采用多點輪詢的異步通信方式。即中心處理機按地址呼叫,，小站接收后,，若該地址與小站地址相同，進行響應,，將小站的相關數(shù)據(jù)送至中心處理機,。
3.1 數(shù)據(jù)格式
　　11bit字結(jié)構：1bit起始位，8bit數(shù)據(jù),，1bit校驗位(奇校驗),，1bit停止位。
3.2 地址和波特率的設置
　　小站前置端機中擴展的8255I/O口中的B口,，接8位撥碼開關,。其中5位為地址設置(0～31),，3位為波特率設置?？蓪崿F(xiàn)600,、1200、2400,、4800,、9600bit/s的選取。
3.3 幀格式
　　幀頭,、信息字段,、檢驗和幀尾。
3.4 通信通道
　　采用光通信設備的2～8復用板中的服務比特數(shù)據(jù)通道作為通信通道,。采用TTL電平進行數(shù)據(jù)傳送,，通信鏈路示意見圖7。