摘 要：文章在現(xiàn)有研究成果的基礎(chǔ)上完成了一個(gè)基于Internet的智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，通過(guò)使用 CAV 總線創(chuàng)建了針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)量眾多的電氣設(shè)備的局域控制網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合運(yùn)用嵌入式通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)高效的聯(lián)網(wǎng)通信過(guò)程，使用計(jì)算機(jī)作為監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)及服務(wù)器的載體，系統(tǒng)軟件通過(guò)使用VB軟件完成具體的程序編寫。

關(guān)鍵詞：電氣設(shè)備;監(jiān)控系統(tǒng);PLC控制系統(tǒng);Internet

0 引言

隨著電氣設(shè)備數(shù)量及應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，企業(yè)對(duì)電子環(huán)境安全的重視程度不斷提高，對(duì)電氣設(shè)備的安全性提出了更高的要求，促使對(duì)電氣設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)研究的不斷深入，一些電氣設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)普遍應(yīng)用于企業(yè)工廠、學(xué)校電控室等領(lǐng)域，包括網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化等在內(nèi)的現(xiàn)代技術(shù)逐漸在電氣設(shè)備控制中得以廣泛運(yùn)用，為當(dāng)前設(shè)備智能控制系統(tǒng)的發(fā)展和完善提供了有力的支撐。

1 電氣設(shè)備智能化監(jiān)控系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

本文結(jié)合運(yùn)用 Internet技術(shù)實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的智能監(jiān)控功能，系統(tǒng)的硬件部分主要由上位機(jī)和下位機(jī)構(gòu)成，通信部分為多客戶系統(tǒng)采用客戶機(jī)/服務(wù)器模式，下位機(jī)借助Internet實(shí)現(xiàn)監(jiān)控服務(wù)器及控制設(shè)備的信號(hào)傳輸過(guò)程。（1）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制網(wǎng)絡(luò)，主要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的使用完成控制網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，并基于多設(shè)備創(chuàng)建局部控制網(wǎng)絡(luò)，為實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的實(shí)時(shí)高效控制管理功能奠定基礎(chǔ)。電氣設(shè)備底層的通信網(wǎng)絡(luò)具體選用了CAN通信，在系統(tǒng)所有硬件設(shè)備中設(shè)置CAN接口電路，再通過(guò)嵌入現(xiàn)場(chǎng)的協(xié)議轉(zhuǎn)換通信模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息在 Internet的傳輸，以確?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通信過(guò)程的有效實(shí)現(xiàn)。 （2）網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，利用現(xiàn)場(chǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換通信技術(shù)連接互聯(lián)網(wǎng)，接入系統(tǒng)中的各電氣設(shè)備通過(guò)使用協(xié)議轉(zhuǎn)換通信模塊實(shí)現(xiàn)同接入 Internet 網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)方 PC 機(jī)間的數(shù)據(jù)通信過(guò)程。（3）基于遠(yuǎn)方PC機(jī)的后臺(tái)監(jiān)控軟件，主要負(fù)責(zé)完成服務(wù)器及數(shù)據(jù)庫(kù)的作用，實(shí)現(xiàn)用戶管理、監(jiān)控操作、界面顯示等功能，在系統(tǒng)中設(shè)置用戶管理功能從而使非法用戶的誤操作問(wèn)題得以有效避免，用戶在合法登錄監(jiān)控系統(tǒng)的情況下能夠在權(quán)限范圍內(nèi)完成對(duì)監(jiān)控軟件的具體操作^[1]。

2 電氣設(shè)備智能化監(jiān)控系統(tǒng)核心模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 智能CAN節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)

本文具體選用了具備低功耗及高性能優(yōu)勢(shì)的AT89C52作為CAN節(jié)點(diǎn)處理器，并通過(guò) SJA1000芯片的使用完成了 CAN總線通信接口的設(shè)計(jì)，并結(jié)合運(yùn)用嵌入式服務(wù)器實(shí)現(xiàn)通信過(guò)程。單片機(jī)是智能 CAN 節(jié)點(diǎn)的控制核心，CAN節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)如圖1所示，使用傳感器完成相應(yīng)信號(hào)的收集后，由單片機(jī)負(fù)責(zé)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工和處理。（1）節(jié)點(diǎn)初始化模塊。主要由CAN及節(jié)點(diǎn)兩部分控制器的初始化構(gòu)成，系統(tǒng)上電復(fù)位后CAN控制器完成初始化操作，主要完成工作模式及相關(guān)寄存器等的設(shè)置，具體在復(fù)位模式中完成包括接受碼、時(shí)鐘輸出、接收屏蔽碼等在內(nèi)的寄存器的設(shè)置;節(jié)點(diǎn)控制器在系統(tǒng)上電后即開始自身初始化設(shè)置成工作狀態(tài)。（2）數(shù)據(jù)收集處理模塊。該模塊主要用于讀取AD轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)及完成數(shù)據(jù)處理。此外在設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件時(shí)通過(guò)將屏蔽線置于信號(hào)線中使交流干擾問(wèn)題得以有效避免，通過(guò)串聯(lián)電阻及旁路電容的添加和使用使隨機(jī)信號(hào)影響得以有效避免。

2.2 嵌入式服務(wù)器的設(shè)計(jì)

基于計(jì)算機(jī)的嵌入式系統(tǒng)有利于系統(tǒng)軟硬件整體功能的實(shí)現(xiàn)，具備靈活、高可靠性、低成本等優(yōu)勢(shì)的嵌入式服務(wù)器主要由處理器、存儲(chǔ)器和外圍設(shè)備等構(gòu)成，根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的具體應(yīng)用環(huán)境完成對(duì)嵌入式服務(wù)器的配置及調(diào)試，嵌入式服務(wù)器硬件的結(jié)構(gòu)如圖2所示，通過(guò)擴(kuò)展板及核心板的使用，實(shí)現(xiàn)使用、維護(hù)成本以及系統(tǒng)整體可擴(kuò)展性的有效兼顧。其中，核心板主要由 FLASH、隨機(jī)存儲(chǔ)器和微處理器構(gòu)成;擴(kuò)展板主要由串口、電源模塊、CAN模塊、以太網(wǎng)等構(gòu)成^[2]。

2.3 火災(zāi)產(chǎn)生的危害氣體檢測(cè)電路

有害氣體檢測(cè)電路中采用了LM358，在現(xiàn)場(chǎng)電氣設(shè)備環(huán)境中存在有害氣體的情況下通過(guò)減小傳感器電阻值實(shí)現(xiàn)小部分電壓的分散，LM358的5腳電位值低于預(yù)設(shè)的電位值，在3腳中使用7腳輸出低電平成為電壓跟隨器輸入信號(hào)，1腳實(shí)現(xiàn)報(bào)警光信號(hào)的輸出;屬于預(yù)設(shè)電壓值的6腳在空氣良好的情況下通過(guò)提高傳感器電阻值分擔(dān)大部分電壓，使5腳電位值低于預(yù)設(shè)電壓值，電壓跟隨器的輸出1腳此時(shí)不產(chǎn)生觸發(fā)報(bào)警信號(hào);傳感器的電阻值在檢測(cè)到電氣火災(zāi)有害氣體時(shí)會(huì)減小以分擔(dān)小部分電壓，使5腳電位值超過(guò)預(yù)設(shè)電壓值， 7腳輸出高電平進(jìn)入3腳，此時(shí)1腳會(huì)產(chǎn)生有效觸發(fā)報(bào)警信號(hào)，并向單片機(jī)STC11F01的P1.7傳送，系統(tǒng)據(jù)此輸出傳感器信號(hào)、邏輯運(yùn)算結(jié)果等信息，從而使監(jiān)控系統(tǒng)的抗干擾能力及可靠性得到顯著提升。STC11F01的P1.6腳檢測(cè)到高電平輸入后通過(guò)輸出低電平實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備火災(zāi)信號(hào)傳輸過(guò)程的觸發(fā)，確保在發(fā)生電氣火災(zāi)時(shí)做到快速通知和提醒，聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)接收的單片機(jī)發(fā)送的報(bào)警數(shù)據(jù)向配套執(zhí)行器發(fā)出控制信號(hào)，開啟自動(dòng)滅火設(shè)備防止火勢(shì)蔓延，排出有毒煙霧，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類消防設(shè)備的控制過(guò)程^[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

本文完成了一種基于 Internet的電氣設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)高效的監(jiān)控功能，監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸正確率較高（可達(dá)100%），具備較高的網(wǎng)絡(luò)傳輸可靠性，對(duì)該智能監(jiān)控系統(tǒng)的模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，系統(tǒng)具有較高的穩(wěn)定性、可靠性，有效提高了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)電氣設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控質(zhì)量及效率，易于操作和修改，具有較高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

[參考文獻(xiàn)]

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[2]張黎.基于電氣設(shè)備的智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2017（22）：8-13.

[3]胡明輝.電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在建筑電氣中的應(yīng)用[J].建材與裝飾，2018（32）：239-240.

Design of intelligent monitoring system for electrical equipment

Niu Xiaoling

（Xian Railway Vocational and Technical Institute， Xian 710026， China）

Abstract：Based on the existing research results in this paper， the design of an Internet-based intelligent monitoring system is completed. The creation of a local control network for a large number of electrical equipment in the field is completed by using the CAV bus and combining with the use of embedded communication systems， which realizes the real-time and efficient network communication process. The computer is used as the carrier of the database and server of the monitoring system， and the specific programming of the system software is completed through the use of VB software.

Key words：electrical equipment; monitoring system; PLC control system; Internet

作者簡(jiǎn)介：牛曉玲（1978—），女，陜西西安人，副教授，碩士;研究方向：控制工程，機(jī)電一體化。