【導(dǎo)讀】為保證計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和通訊設(shè)備的安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行，就必須有一。情況，進(jìn)行有效控制和管理，必要時(shí)可以實(shí)施無人值守的遠(yuǎn)程管理。隨著鐵路各種新業(yè)務(wù)不斷出現(xiàn),對(duì)機(jī)房動(dòng)力、設(shè)備及環(huán)境的要求越來越。為了保證機(jī)房內(nèi)貴重而精密的設(shè)備及儀器儀表的全天候正常運(yùn)行，保證。本文主要設(shè)計(jì)了鐵通哈爾濱通信段管內(nèi)無人通信機(jī)房的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。確保機(jī)房狀態(tài)數(shù)據(jù)能夠上傳，監(jiān)控設(shè)備應(yīng)該具有一定的數(shù)據(jù)。且下位機(jī)也可以根據(jù)上位機(jī)的需要上傳歷史數(shù)據(jù)。

　　

【正文】 氣中時(shí)，光在 半園球內(nèi)基本上發(fā)生全反射， LED發(fā)出的光絕大部分被光電接收 器接收，當(dāng)液體覆蓋求表面時(shí)由于界面折射率發(fā)生變化，大部分光射出外部， 光電接收器接收到 LED發(fā)射的光將會(huì)減少，因此，輸出也將發(fā)生改變， SJ516C干接點(diǎn)信號(hào)輸出。 （ 5）門禁傳感器 使用鐵門專用門磁 PS1561，在溫度適宜的情況下，鐵門門磁可采用膠水 粘貼的方法固定在鐵門上。 門磁開關(guān)實(shí)際上是一個(gè)干簧管，干簧管由兩個(gè)靠的很近的金屬彈簧片構(gòu) 成，兩個(gè)金屬片為軟磁性材料，當(dāng)干簧管靠近磁場時(shí)，金屬片被磁化，相互吸 引而接觸，當(dāng)干簧管遠(yuǎn)離磁場時(shí)彈簧 片失去磁性，由于彈力的作用兩金屬片分 開。 （ 6）電流 /電壓傳感器 霍爾電流 /電壓傳感器模塊原理圖如圖 27所示。圖中，被測電流 In流過 導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場，由通過霍爾元件輸出信號(hào)控制的補(bǔ)償電流 Im流過次級(jí)線圈 產(chǎn)生的磁場補(bǔ)償，當(dāng)原邊與副邊的磁場達(dá)到平衡時(shí)，其補(bǔ)償電流 Im即可精確 反映原邊電流 In值。 圖 27 電流 /電壓傳感器模塊原理圖 哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 19 基于 PSTN的組網(wǎng)設(shè)計(jì) PSTN組網(wǎng)方式 公用交換電話網(wǎng) PSTN作為目前最普及的傳 輸網(wǎng)絡(luò)之一，它以銅雙絞線作 為用戶線路的傳輸介質(zhì)，通常用于傳送 300~3400HZ頻帶內(nèi)的模擬話音信號(hào)， 并可使用調(diào)制解調(diào)器傳送數(shù)字信號(hào)。 PSTN公用電話網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)應(yīng)用的非常 廣泛。電話是非常普及的的通信方式，電話網(wǎng)的建設(shè)規(guī)模也很健全，利用電話 網(wǎng)進(jìn)行通信可以達(dá)到各個(gè)角落，不必在另外多花錢購買或維修通信設(shè)備?？梢? 使用調(diào)制解調(diào)器并借助電話網(wǎng)將兩臺(tái)遠(yuǎn)距離的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相連，以傳送數(shù)據(jù)。 除了速度有些慢，通信的質(zhì)量可以達(dá)到一般的通信要求的。所以下面將以 PSTN網(wǎng)絡(luò)作為通信網(wǎng)絡(luò)。 PSTN是公用通信網(wǎng)絡(luò)中的基 礎(chǔ)網(wǎng)，通信區(qū)域覆蓋全國，利用電話網(wǎng)進(jìn)行 遠(yuǎn)程通信是投資少、見效快、實(shí)現(xiàn)大范圍數(shù)字通信最便捷的方法。利用現(xiàn)有的 電話網(wǎng)，只要在 PC或終端設(shè)備進(jìn)入電話網(wǎng)的前端裝入 Md（ Modem，調(diào)制解 調(diào)器），將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)變換成模擬信號(hào)進(jìn)入電話交換網(wǎng)即可公用電話網(wǎng)一般 由本地電話網(wǎng)和長途電話網(wǎng)組成。本地電話網(wǎng)是指一個(gè)城市或一個(gè)地區(qū)的電話 網(wǎng)，由端局和匯接局組成，端局主要與長途電話網(wǎng)進(jìn)行交換，匯接局主要是進(jìn) 行本地區(qū)的電話交換，與端局構(gòu)成一個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)。長途電話網(wǎng)由一、二、三級(jí) 長途交換中心與五級(jí)交換中心（端局）構(gòu)成網(wǎng)狀與匯接 相結(jié)合的復(fù)合型網(wǎng)絡(luò)結(jié) 構(gòu)。在同一交換區(qū)內(nèi)相鄰等級(jí)交換中心之間的電路群稱作基干路由，任意兩個(gè) 長途交換中心之間的低呼損電路群稱作低呼損直達(dá)路由，高效電路群稱作高效 直達(dá)路由。在長途電話網(wǎng)五級(jí)交換中心服務(wù)范圍內(nèi)可組織開放長途數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)， 也可經(jīng)國際出口局開放國際數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。電話網(wǎng)主要由長途傳輸介質(zhì)和交換設(shè)備 組成，長途傳輸介質(zhì)主要采用銅纜，中繼線路也有采用光纜及微波通信系統(tǒng)， 交換設(shè)備有長途電話交換機(jī)、國際自動(dòng)電話交換設(shè)備以及市內(nèi)自動(dòng)電路交換設(shè) 備等。電話的記費(fèi)是按從摘機(jī)開始直到掛機(jī)所花費(fèi)的時(shí)間計(jì)算的，只有當(dāng)兩個(gè) 電話間建立連接時(shí)采用占用到電話線路，當(dāng)通話結(jié)束時(shí)，會(huì)自動(dòng)釋放線路的使 用權(quán)。這樣就大大提高了線路的使用效率，從而降低了使用 PSTN作為遠(yuǎn)程監(jiān) 控系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)的成本。 當(dāng) PSTN網(wǎng)絡(luò)作為語音的傳輸媒介時(shí)，它的工作過程如下：首先打電話的 哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 20 一方摘機(jī)；看有無撥號(hào)音，無則等待撥號(hào)音，等不到撥號(hào)音就掛斷電話重新摘 機(jī)，有則撥號(hào)；撥完號(hào)等待有無應(yīng)答音，無則掛斷重新摘機(jī)，有則等待對(duì)方應(yīng) 答；當(dāng)對(duì)方接聽電話，則整個(gè)撥號(hào)過程結(jié)束，進(jìn)入通話過程。通過過程中雙方 進(jìn)行信息的交 流，雙方輪流說話，接受彼此的信息。通話過程結(jié)束，則應(yīng)該掛 斷電話，當(dāng)一方首先掛斷后，另一方也應(yīng)該把電話掛斷，這樣才能保證下次通 話的正常進(jìn)行。否則電話總處于占線狀態(tài)，其他人就打不進(jìn)來。這其實(shí)就是我 們?nèi)粘Ｉ钪写螂娫挼倪^程。當(dāng) PSTN網(wǎng)絡(luò)用于遠(yuǎn)程監(jiān)控的通信時(shí)，通信的雙 方也是按照相似的過程進(jìn)行通信的。 系統(tǒng)組網(wǎng)方式 遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)主要包括兩部分：一是主控制中心計(jì)算機(jī)與監(jiān)測站計(jì)算機(jī)的 通信過程；二是各監(jiān)測站和其監(jiān)測點(diǎn)的通信。 監(jiān)測站和其監(jiān)測點(diǎn)的通信是把用傳感器、轉(zhuǎn)換器等芯片器件檢測到的數(shù)據(jù) 傳 到監(jiān)測站。一般來說，是采用專用的通信線路或是總線將數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)測站 計(jì)算機(jī)的。當(dāng)它們之間的距離較近時(shí)，通信線路可以選擇比較便宜的，當(dāng)它們 之間的距離較遠(yuǎn)時(shí)，就要考慮選擇價(jià)格稍微貴點(diǎn)，但是通信質(zhì)量較好的通信線 路。在具體的實(shí)現(xiàn)過程中，我們還要編寫通信程序，進(jìn)行軟硬件設(shè)計(jì)，解決采 取什么樣的方法通信、發(fā)送數(shù)據(jù)的方式、接收數(shù)據(jù)的方式、如何管理這些數(shù)據(jù) 等問題。 監(jiān)測站和主控制中心計(jì)算機(jī)的通信方式可以分為命令式和輪詢式。輪詢式 是指監(jiān)測站 1～監(jiān)測站 n按一定的算法輪流不停的向總控制中心計(jì)算機(jī)發(fā)送數(shù) 據(jù)，總控制中心計(jì) 算機(jī)負(fù)責(zé)接收和管理這些數(shù)據(jù)，但是它無法主動(dòng)和各監(jiān)測站 聯(lián)系，只能被動(dòng)的接收。命令式可以實(shí)現(xiàn)總控制中心計(jì)算機(jī)和監(jiān)測站計(jì)算機(jī)的 相互通信，兩者可以通過問答方式來實(shí)現(xiàn)通信，總控制中心計(jì)算機(jī)是發(fā)問方， 可以任何時(shí)刻提出和任何一個(gè)監(jiān)測站的通信，可以要求監(jiān)測站提供其需要的數(shù) 據(jù)，具有很強(qiáng)的靈活性。 無論是命令式還是輪詢式的通信，在其具體的實(shí)現(xiàn)過程中，都要涉及到用 軟件編程來實(shí)現(xiàn)通信功能。 本章小結(jié) 本章首先介紹了監(jiān)控系統(tǒng)硬件的總體設(shè)計(jì)方案，介紹了監(jiān)控系統(tǒng)的組成、 哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 21 結(jié)構(gòu)和功能，最后介紹了監(jiān)控系統(tǒng)的層次和其監(jiān)控系統(tǒng)硬件組成和網(wǎng)絡(luò)組成。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 22 第 3章 系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì) 對(duì)于一個(gè)遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，要建立關(guān)于它所有監(jiān)測參量的數(shù)據(jù)庫，那么下面 就將建立一個(gè)關(guān)于水電集成系統(tǒng)中的電力參數(shù)的數(shù)據(jù)庫。 Access數(shù)據(jù)庫是一種關(guān)系型桌面數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，它可以用來建立中、小 型的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)。 Access可以在一個(gè)數(shù)據(jù)庫文件中管理所有的用戶信息。 在該文件中可以用表存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；用查詢查找和檢索所需的數(shù)據(jù)；用窗體查看、 添加和更新表 中的數(shù)據(jù)；用報(bào)表以特定的版式分析或打印數(shù)據(jù)；用數(shù)據(jù)訪問頁 查看、更新或分析來在 Inter或 Intra的數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)。 Access可以通過七 個(gè)對(duì)象來實(shí)現(xiàn)管理數(shù)據(jù)庫功能，在數(shù)據(jù)庫窗口可以看到這七個(gè)對(duì)象，表、查 詢、窗體、報(bào)表、頁、宏、模塊。 數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì) 首先，要啟動(dòng) Access20xx系統(tǒng)，在 Windows20xx環(huán)境中，單擊桌面左下 角的 [開始 ]按鈕，從彈出的菜單中選擇 [程序 ]，再從 [程序 ]的級(jí)聯(lián)菜單中選擇 [Microsoft Access]，就可以啟動(dòng) Access20xx。 啟 動(dòng) Access后，選擇新建一個(gè)空 Access數(shù)據(jù)庫，然后選擇 [使用設(shè)計(jì)器創(chuàng) 建表 ]，如圖 31所示。設(shè)計(jì)器對(duì)話框中含有 “ 字段名稱 ” 、 “ 數(shù)據(jù)類型 ” 、 “ 說明 ” 三個(gè)標(biāo)題項(xiàng)，在 “ 字段名稱 ” 下面依次輸入：時(shí)間、電壓、電流；在 “ 數(shù)據(jù)類型 ” 中選擇為：日期 /時(shí)間、數(shù)字、數(shù)字，如圖 32所示。 圖 31 使用設(shè)計(jì)器創(chuàng)建表 哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 23 圖 32創(chuàng)建表的過程 為了方便后面在設(shè)計(jì)程序時(shí)，可以檢驗(yàn)其正確性，先在數(shù)據(jù)庫中隨便的輸 入一些數(shù)據(jù)。 VB與 Access數(shù)據(jù)庫的鏈接 在 VB中，可用的數(shù)據(jù)訪問接口有 3種： ActiveX數(shù)據(jù)對(duì)象（ ADO）、遠(yuǎn)程 數(shù)據(jù)對(duì)象（ RDO）和數(shù)據(jù)訪問對(duì)象（ DAO），數(shù)據(jù)訪問接口是一個(gè)對(duì)象模型， 它代表了訪問數(shù)據(jù)的各個(gè)方面。使用 VB，可以在任何應(yīng)用程序中通過編程控 制連接、語句生成器和供使用的返回?cái)?shù)據(jù)。 因?yàn)閿?shù)據(jù)訪問技術(shù)在不斷進(jìn)步，所以這 3中接口的每一種都分別代表了該 技術(shù)的不同發(fā)展階段。最新的是 ADO，它是比 RDO和 DAO更加簡單、更加 靈活的對(duì)象模型。對(duì)于新工程，應(yīng)該使用 ADO作為數(shù)據(jù)訪問接口。且 ADO 可以訪問任何一種 ODBC數(shù)據(jù)源和任何經(jīng)過 OLEDB界面接口的數(shù)據(jù)源?；? 這 3種數(shù)據(jù)訪問接口， VB提供了許多工具以滿足數(shù)據(jù)訪問編程的需要，這些 工具包括 “ 數(shù)據(jù)視圖 ” 窗口、數(shù)據(jù)環(huán)境設(shè)計(jì)器、數(shù)據(jù)報(bào)表設(shè)計(jì)器、格式化對(duì) 象、 SQL編程器、 TSQL調(diào)試器、用戶連接設(shè)計(jì)器、 Data控件、 ADO Data控 件、 Data Combo和 DataList控件、 DataGrid控件、 Microsoft FlexGrid和 Hierarchical FlexGrid控件。這些工具可以完成從數(shù)據(jù)連接到查詢?cè)L問以及顯示 的所有工作。 因此，可以選擇 ADO作為遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件系統(tǒng)中連接數(shù)據(jù)庫的接口。再利 哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 24 用 DataGrid控件，形成一個(gè)直觀的數(shù)據(jù)表顯示。 為了簡化編程過程，可以把一些控件和數(shù)據(jù)庫也連接起來?？梢园?3個(gè) Text控件與數(shù)據(jù)庫綁定起來，這一過程應(yīng)該建立在 ADO已經(jīng)和數(shù)據(jù)庫連接的 基礎(chǔ)上，然后以 Text1為例，在 Text1的屬性窗口，找到［ DataSource］屬性， 在右邊的下拉列表框中選擇 [Adodc1]，在［ DataField］屬性中選擇［時(shí)間］， 這樣就可以把 Text1的內(nèi)容和數(shù)據(jù)庫中的［ 時(shí)間］字段聯(lián)系上了，同樣，可以 把電壓和電流等需要顯示的數(shù)據(jù)和其他的 Text綁定起來。在這個(gè)過程需要注 意的是綁定順序的問題，首先要設(shè)置數(shù)據(jù)源屬性，然后才能設(shè)置數(shù)據(jù)字段屬 性。然后運(yùn)行程序， Text文本框中顯示的就是預(yù)先在數(shù)據(jù)庫中隨意輸入的數(shù)據(jù) 的第一組，通過 Adodc1的向左向右按鈕可以依次查看到所有的數(shù)據(jù)，如圖 33 和 34所示。 圖 33 把 Text與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行綁定 圖 34 Text綁定成功后的運(yùn)行界面 所有這些工作僅僅是簡單的把 VB和數(shù)據(jù)庫連接起來 ，還需要能夠?qū)?shù)據(jù) 進(jìn)行添加、刪除、查詢等操作。當(dāng)數(shù)據(jù)庫和控件綁定起來后，這些操作是很容 易實(shí)現(xiàn)的。 通過對(duì) Adodc1控件的編程，還可以實(shí)現(xiàn)刪除不用的歷史記錄，按用戶需 求找出符合條件的記錄，可以把所有的記錄都放在 VB的窗體上，還可以自動(dòng) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 25 的更新記錄集?？梢园l(fā)現(xiàn)通過 VB可以很方便的進(jìn)行數(shù)據(jù)的查找、修改等操 作。 通信程序的設(shè)計(jì) 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)所采用的通信方式是異步串行通信。所以使用起始位 (Start Bit)及停止位 (Stop Bit)作為 通信的判斷。目前異步傳輸使用較多。且異步傳輸 只要 9支引腳就夠了，這和普通的調(diào)制解調(diào)器是一致的。 計(jì)算機(jī)與調(diào)制解調(diào)器的通信過程中，調(diào)制解調(diào)器將計(jì)算機(jī)通信端口上的 DSR引腳電位升高，表示調(diào)制解調(diào)器已經(jīng)準(zhǔn)備好接收由計(jì)算機(jī)串行通信端口傳 過來的數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)將 DTR引腳電位升高，表示計(jì)算也將數(shù)據(jù)準(zhǔn)備妥當(dāng)。計(jì) 算機(jī)將 RTS引腳電位升高，告訴調(diào)制解調(diào)器計(jì)算機(jī)即將開始發(fā)送數(shù)據(jù)。調(diào)制 解調(diào)器將 RTS引腳電位升高，通知計(jì)算機(jī)可以開始發(fā)送數(shù)據(jù)。接著計(jì)算機(jī)就 開始將數(shù)據(jù)發(fā)送到調(diào)制解調(diào)器，當(dāng)調(diào)制解調(diào)器收到數(shù)據(jù)后，便會(huì)將所收到的 數(shù) 據(jù)利用電話線路發(fā)送出去。 在經(jīng)過 DSR、 DTR、 RTS和 CTS引腳的標(biāo)準(zhǔn)電位確認(rèn)后，計(jì)算機(jī)與調(diào)制 解調(diào)器的握手程序完成，計(jì)算機(jī)正式將數(shù)據(jù)由 RS232通信端口發(fā)送至調(diào)制解 調(diào)器，而調(diào)制解調(diào)器也就在接收數(shù)據(jù)后，隨即將數(shù)據(jù)發(fā)送至電話在線，而通過 電話線發(fā)送到遠(yuǎn)方的調(diào)制解調(diào)器，在轉(zhuǎn)送至該遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)。當(dāng)數(shù)據(jù)由遠(yuǎn)程進(jìn) 來，而計(jì)算機(jī)要經(jīng)調(diào)制解調(diào)器接收時(shí)，計(jì)算機(jī)與調(diào)制解調(diào)器兩者之間也需要進(jìn) 行握手的操作。 調(diào)制解調(diào)器將計(jì)算機(jī)串行通信端口上的 DSR引腳電位升高，表示調(diào)制解 調(diào)器已經(jīng)準(zhǔn)備好了。此時(shí)有電話自電位升高， RI引腳發(fā)生變化。計(jì)算機(jī)將 DTR電位升高，告訴調(diào)制解調(diào)器計(jì)算機(jī)可以發(fā)送數(shù)據(jù)，此信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)電位會(huì)一直 維持至斷線為止。 調(diào)制解調(diào)器握手完成后，調(diào)制解調(diào)器會(huì)監(jiān)測到載波信號(hào)。調(diào)制解調(diào)器開始 將由在線收到的數(shù)據(jù)發(fā)送到計(jì)算機(jī)上去。 DSR會(huì)一直維持在高電位的狀態(tài)，一 旦電話近來至調(diào)制解調(diào)器時(shí)， RI引腳會(huì)發(fā)生變化，監(jiān)測到此引腳的變化后， DTR引腳就進(jìn)入高的狀態(tài)，至于是一直維持在高電位至斷線或是只有接通電話 之前為高電位則視通信軟件的設(shè)定而定。接著調(diào)制解調(diào)器檢測到載波信號(hào)后即 進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，并將收到的數(shù)據(jù)傳送給計(jì)算機(jī)。 上面介紹了計(jì)算機(jī)和調(diào)制解調(diào)器通過 RS232進(jìn)行通信的詳細(xì)過程，我們 哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 26 下面將對(duì)通信端口的初始化進(jìn)行介紹。 對(duì)端口的初始話，主要是對(duì)下面幾個(gè)方面進(jìn)行設(shè)置。有：數(shù)據(jù)的傳輸速 度；數(shù)據(jù)的發(fā)送單位；起始位及停止位；校驗(yàn)位的檢查。 串行通信的傳輸速度受通信雙方的設(shè)備性能和通信線路的特性限制，我們 通常將傳輸速度稱為 bps，指的是每秒所發(fā)送的位數(shù)。 (bit per