通信电源监控系统下位机硬件电路的设计

1 引言
通信电源通常被称为通信系统的心脏，其工作不正常，将会造成通信系统故障，甚至导致整个系统瘫痪。美国APC公司的一项调查结果表明，大约有75%以上的通信系统故障都是由于电源设备故障或者是电源设备不符和技术条件而引起的。同时随着通信电源向小型化、模块化发展、供电方式由集中供电向分散供电转变，以往的人工监控模式难以适应，从而使得可靠性更加难以保障。为此，我们研制了一套本地用通信电源监控系统，该系统采用模块化、通用化设计，从而具有较高商业价值和研究意义。
根据《通信电源和空调集中监控系统技术要求》中的定义，通信电源监控系统所要实现的基本功能有：一是对通信电源设备的监测与控制，主要由监控模块负责完成；二是对监测数据的记录、处理、管理和分析，主要由县级监控中心和区域监控中心共同负责完成[1-2]。在本系统中，采取了将传统的三层结构简化为两层结构的方案，而且下位机部分应能够脱离上位机单独工作。因此，下位机部分必须能够完成监控模块的全部功能和监控中心的部分功能。下文将着重对该通信电源监控系统下位机硬件电路的设计思想和实现方案进行了详细地论述。
2 系统的总体监控要求
目前的通信电源系统中采用了许多新技术、新工艺，其自身的可靠性和智能化程度都有了很大的提高，对集中监控的要求也就相应的降低。因此在选择监控对象时应尽量精简，以方便、实用为基本准则，可要可不要的监控对象应尽量取消，以遥测、遥信为主，遥控为辅。
下位机所要完成的主要功能是：实现数据的现场采集、实时响应远端控制、监测系统的异常情况、并进行声光报警以及紧急处理；同时在上位机出现故障或通信网络故障的情况下，能够独立完成监控任务。
3 硬件电路的设计
从以上的分析可以看出，在通信电源监控系统中，所需采集和处理的数据量较大，如果只使用单个的处理器可能会造成系统的负荷过重，稳定性和可靠性都难以保证。因此，在本系统中采用了松耦合结构的多微处理器系统。这种系统具有处理能力强、响应速度快、可靠性高以及配置灵活的优点。多微处理器系统通常由一组主、从部件和互联网络组成，其常规结构如图1所示：中央处理器负责完成系统中的主干功能，中间处理器和现场处理器配合中央处理器完成一些辅助性的工作，比如数据采集、通信等功能；
互联网络是实现多微处理器系统的关键，各个处理部件之间依靠它进行数据的交换。基于以上的分析，在兼顾功能要求和便于系统软件设计的基础上，本系统共采用了三个微处理器：其中主处理器部分采用了MC68332微处理器，通信处理器部分采用了DS80C320，蓄电池监控单元则采用了ATS5150，系统的总体设计方案原理框图如图2所示。

图1 常见多微处理机结构图