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远程监管论文：当前电源远程监管透析作者：刘婷赵翔单位：武汉理工大学自动化学院由于阴极保护的保护电位为负值因此这里采用双电源供电分别为+5V电源和－5V电源;前级通过LM358将采集到的信号进行一定的放大再由HCRN201线性光藕将信号同比例地传送到MCU采用线性光藕隔离主要是为了保护后一级的电路增强系统的安全性;最后将调理好的电位信号传送到单片机MSP430F2013的模拟采样通道AN0中通过单片机内部的16位A/D模块进行模数转换电位采集硬件电路。采集单元模块的电源是从三相交流电380V取一相作为辅助电源的供电源通过工频变压器将交流220V转变为交流8V的供电方式通过整流桥将交流电整成直流电输入电容滤波电源稳压芯片LM7805将电压稳压到5V的模拟电压源并通过电感隔离5V数字电压源供电部分电路。数字控制单元第2层为数字控制单元采用高性能16位数字信号控制器微处理器dsPIC33FJ16GS504为其核心芯片。EMI滤波滤除三相电流谐波整流电路输出稳定的直流电压。高频dc－dc开关型变换电路采用移相全桥拓扑结构输出可调的直流电压实现开关管的零电压开关(ZVS)可消除开关损耗并提高电源效率。dc－dc变换器输出直流正极与埋地阳极相连接负极与被保护金属结构相连接。其主要任务是检测电源的输出直流电压、阴极电流及被保护金属结构与参比电极之间的电位通过闭环控制稳定地控制电位值并通过CAN总线通信接口与GPRS无线通信单元连接。数字控制单元结构图。通常阴极保护电源与参比电极有较长的距离采集单元检测参比电位并通过数字通信方式将数据传输到数字控制电路。数字控制器检测到的参比电位数据一方面用于对电位进行闭环控制另一方面经CAN总线将数据传输到中央控制电路。GPRS通信单元第3层为采用微处理器LPC2134(ARM7)和无线控制模块SIM300控制方案的GPRS通信单元。GPRS通信单元汇集各阴极保护电源的电压、电流、功率模块温度和参比电极等数据通过Internet网络发送到监控中心服务器并接收监控中心服务器的指令对阴极保护电源进行控制和维护。LPC2134(ARM7)通过CAN接口与数字控制电路相连接利用CAN总线双向传输数据;(2)LPC2134(ARM7)串口与SIM300无线模块连接控制实现网络登录及数据的发送和接收。LPC2134发送AT指令给SIM300通过SIMCard登录公网获得一个动态IP地址并主动向公网上静态IP地址的服务器发起TCP连接此时正在侦听相应端口的监控中心服务器侦听到远端发起的这个连接请求并进行回应最终握手连接成功连接成功后建立一条新的通信连接只要不断线重连获得的动态地址就不会改变此时可以在这条连接上进行数据收发。当一条连接上的所有数据都已经收发完成不再需要这条连接时就可以把连接挂断。其中SIM300模块外扩SIM卡手机卡传输数据按GPRS通信流量计费。监控中心第4层为采用Java［6］编程语言设计的监控中心。监控中心软件采用Java编程语言MVC设计模式。服务器采用WindowsServer2000应用服务器采用ApacheTomcat6．0开发框架SSH［7］(Sp-ing1．2+Struts1．2+Hibernate3．0)采用3层架构结合技术(实体类层、业务逻辑层和表示层);数据库为MicrosoftSQLServer2000［8］。系统软件模块主要包括:登录模块、设备管理模块、通信模块、数据图形模块、用户信息及系统管理模块。GPRS实时通信模块［9］采用JavaSocket套接字和多线程接口的网络数据通信实现远端设备GPRS无线通信模块与监控中心数据的接收与发送实时并行接收阴极电源装置各项信息数据包解析处理封装成指令用于发送实现远端控制使阴极保护系统处于良好的运行状态。其中电源装置与监控中心通信过程如下:服务器创建Ser-verSocket侦听端口2020将侦听GPRS无线通信模块发来的请求建立Socket输入输出流当有接收数据时首先与数据库中系统已注册的设备信息相比较并校验数据类型是否正确如果正确存储到后台SQLServer2000数据库中否则丢弃。GPRS实时通信平台管理系统实时接收数据信息启动和停止通信其端口设置和巡检时间可以根据需要修改。使用户可在任何台式机和笔记本电脑上随时随地进行浏览直观方便快捷地监控远程设备的运行情况并根据用户所管理的不同权限范围进行控制。用户通过浏览器登录系统窗口进入系统时必须先输入正确的用户名、密码和验证码;否则进入登录失败页面。图形分析使用jFreeChar生成图表的Servlet和ajax刷新页面的js代码实现并根据用户需求分析对所采集的数据进行实时图形及历史图形的绘制可直观地看到各装置的运行状态。阴极保