本文以單片機(jī)STCl2C5A60S2為控制核心，以LabVIEW為操作平臺，提出了日照鐵運公司機(jī)房多機(jī)無線監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計方案.主要介紹了遠(yuǎn)程無線監(jiān)控系統(tǒng)整體設(shè)計.硬件電路組成.軟件編寫等，在設(shè)計中將GSM通訊模塊與檢測回路合并，縮小了硬件體積，保證通訊的可靠性.機(jī)房遠(yuǎn)程無線監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)過一段時間運行取得滿意效果，為曰照鐵運公司節(jié)省了大量的人力.物力，具有重要的現(xiàn)實意義和廣泛的應(yīng)用前景.

　　0 引言

　　近年來，隨著信息化進(jìn)程的加快，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及無線通訊技術(shù)的發(fā)展，計算機(jī).服務(wù)器等機(jī)房的建立十分普遍，如電力.電信.海關(guān).各車間動力機(jī)房以及計算機(jī)機(jī)房等.機(jī)房里都有其獨立的一套設(shè)備，如交換機(jī).服務(wù)器.空調(diào)設(shè)備.發(fā)電機(jī)等.如今面對如此多的機(jī)房及相關(guān)設(shè)備，傳統(tǒng)的人工輪訓(xùn)檢查的方式已經(jīng)無法實現(xiàn)，代之而起的是無人值守的智能遠(yuǎn)程監(jiān)控方式.因此，通過合理配置機(jī)房環(huán)境和設(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng)，可以有效提高設(shè)備故障的檢出速率，做到對設(shè)備故障.環(huán)境情況及安全性的迅速.準(zhǔn)確反應(yīng)和有目的性的維護(hù)，提高維護(hù)管理質(zhì)量，降低維護(hù)費用，同時保障系統(tǒng)處于良好的工作狀態(tài)，從而降低運行成本.

　　本文在了解國內(nèi)外無人值守機(jī)房無線監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢的基礎(chǔ)上，結(jié)合日照港鐵運公司機(jī)房現(xiàn)狀，研制了基于LabVIEW的機(jī)房遠(yuǎn)程多機(jī)無線監(jiān)控系統(tǒng)，對機(jī)房內(nèi)的空調(diào).設(shè)備電源以及UPS運行情況進(jìn)行監(jiān)控，真正實現(xiàn)了機(jī)房遠(yuǎn)程監(jiān)控.

　　1 機(jī)房遠(yuǎn)程無線監(jiān)控系統(tǒng)整體設(shè)計

　　本無線監(jiān)控系統(tǒng)主要由四部分構(gòu)成：數(shù)據(jù)采集模塊.數(shù)據(jù)傳輸模塊.執(zhí)行機(jī)構(gòu).后臺監(jiān)控模塊.

　　圖1為遠(yuǎn)程無線監(jiān)控系統(tǒng)的硬件框圖.主要包括數(shù)據(jù)采集模塊（單片機(jī)STCl2C5A60S2.電壓檢測模塊.溫度檢測模塊）.數(shù)據(jù)傳輸模塊（GSM/GPRS模塊）.執(zhí)行機(jī)構(gòu)（繼電器等）.后臺監(jiān)控模塊（監(jiān)控軟件.GSM/GPRS模塊）.

　　在系統(tǒng)的整體設(shè)計中，每個區(qū)域有自己固定的ID號，ID01]設(shè)備地址，是系統(tǒng)各主從設(shè)備之間通訊的唯一身份代碼.各個現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過單片機(jī)處理之后通過GSM將數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺GSM,上位機(jī)通過LabVIEW編寫的上位機(jī)監(jiān)控軟件將數(shù)據(jù)從GSM中讀出，根據(jù)ID號將數(shù)據(jù)放在對應(yīng)的區(qū)域.同樣，后臺根據(jù)用戶所要控制的設(shè)備將控制指令和ID號通過后臺GSM將數(shù)據(jù)發(fā)送到對應(yīng)的ID號的設(shè)備，從而實現(xiàn)后臺對不同區(qū)域設(shè)備的控制.

　　設(shè)計中，電源模塊為單片機(jī).檢測電路及GSM通訊模塊提供電源；單片機(jī)作為整個檢測控制系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)處理相應(yīng)電路和傳感器采集的數(shù)據(jù)，并且控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)實現(xiàn)控制要求，另外實行與GSM的通訊：溫度采集模塊通過高精度的溫度傳感器實現(xiàn)溫度檢測；市電電壓檢測模塊則是通過相應(yīng)的硬件檢測電路實現(xiàn)對市電電壓的檢測；設(shè)備電壓檢測模塊是為了判斷當(dāng)前設(shè)備的運行狀態(tài)而設(shè)計的；GSM通訊模塊實現(xiàn)現(xiàn)場與后臺的無線通訊：執(zhí)行機(jī)構(gòu)則是對用戶的控制要求完成執(zhí)行的模塊.此外，為方便用戶的操作，在設(shè)備上設(shè)計現(xiàn)場操作按鍵.

　　機(jī)房遠(yuǎn)程無線監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計

　　2.1下位機(jī)軟件設(shè)計

　　在此系統(tǒng)中，溫度檢測值會和用戶的設(shè)定值進(jìn)行實時比較，當(dāng)檢測值高于用戶的設(shè)定值時，單片機(jī)會通過串口將數(shù)據(jù)傳給GSM,GSM模塊會將數(shù)據(jù)以無線傳送給后臺的GSM,后臺GSM則通過RS232與PC機(jī)相連，數(shù)據(jù)通過PC機(jī)串口進(jìn)入PC機(jī)，然后由監(jiān)控程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的解碼.處理，最后以相應(yīng)的形式顯示給用戶.

　　當(dāng)用戶通過后臺對現(xiàn)場進(jìn)行控制時，控制指令按照編碼協(xié)議首先進(jìn)行編碼，然后由RS232傳送給后臺GSM,通過GSM發(fā)送到現(xiàn)場，現(xiàn)場GSM接收之后將數(shù)據(jù)送到單片機(jī)，由單片機(jī)進(jìn)行解碼，完成之后，根據(jù)協(xié)議控制現(xiàn)場的相應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（繼電器）動作，達(dá)到控制的目的.

　　2.1.1下位機(jī)軟件設(shè)計要求

　　單片機(jī)作為下位機(jī)的控制核心，軟件設(shè)計也是以此為基礎(chǔ)，主要實現(xiàn)以下功能：1）實現(xiàn)對相關(guān)設(shè)備電壓檢測數(shù)據(jù)的采集和處理；2）實現(xiàn)對現(xiàn)場溫度值的采集和處理；3）實現(xiàn)對執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制；4）負(fù)責(zé)與GSM模塊之間的485通訊；5）采集按鍵狀態(tài)，完成現(xiàn)場操作控制.

　　2.1.2下位機(jī)監(jiān)控軟件工作流程圖

　　機(jī)房遠(yuǎn)程無線監(jiān)控系統(tǒng)下位機(jī)軟件主要包括串口.GSM.定時器初始化；市電電壓.UPS電壓及設(shè)備工作電壓的采集及處理：空調(diào)啟動以及設(shè)備開關(guān)控制；與GSM模塊的通信，程序流程圖如圖2所示.

　　2.2上位機(jī)監(jiān)控界面及功能

　　LabVIEW是一種用圖標(biāo)代替文本行創(chuàng)建應(yīng)用程序的圖形化編程語言.被工業(yè)界.學(xué)術(shù)界和研究實驗室所廣泛接受，視為一個標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件.LabVIEW集成了與滿足GPIB.VXI.RS.232和RS.485協(xié)議的硬件及數(shù)據(jù)采集卡通訊的全部功能.還內(nèi)置了便于應(yīng)用TCP/tP.ActiveX等軟件標(biāo)準(zhǔn)的庫函數(shù).利用它可以方便地建立自己的虛擬儀器，其圖形化的界面使得編程及使用過程都生動有趣.

　　利用LabVIEW建立上位機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)界面如圖3,下面具體介紹具體功能.

　　（1）空調(diào)控制及溫度檢測

　　上位機(jī)顯示由下位機(jī)采集發(fā)送來的現(xiàn)場溫度狀況，采用數(shù)字和圖形控件顯示形象準(zhǔn)確；此外，用戶可以 通過點擊監(jiān)控上的相應(yīng)按鈕實現(xiàn)對后臺空調(diào)的控制以及現(xiàn)場溫度的采集，從而實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制，包括：空調(diào)電源斷電.溫度以及控制空調(diào)啟動.

　　（2）現(xiàn)場設(shè)備開關(guān)控制

　　遠(yuǎn)程控制現(xiàn)場設(shè)備的開關(guān)，為保證動作執(zhí)行后相關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)確實完成動作，設(shè)計中添加了相應(yīng)的檢測電路，執(zhí)行機(jī)構(gòu)每次動作完成之后，通過檢測電路得到動作后的狀態(tài)，從而確保動作完成，避免外界環(huán)境引起的誤操作.

　?。?）歷史數(shù)據(jù)查看

　　設(shè)計中，為了方便用戶查看操作記錄及相應(yīng)的報警信息，設(shè)計了基于Access數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)存儲模塊，該模塊用于存儲所有的故障報警信息及用戶的操作記錄.

　　鑒于數(shù)據(jù)查看方便，監(jiān)控中查看的歷史數(shù)據(jù)為最近30天的數(shù)據(jù)，用戶如果需要查看之前的歷史數(shù)據(jù)，則可以從數(shù)據(jù)庫查看，如圖4所示.

　?。?）打印功能

　　可以打印輸出數(shù)據(jù)庫中的報表信息.

　　（5）用戶管理

　　根據(jù)設(shè)計要求，系統(tǒng)中的操作指令必須根據(jù)操作人員的職權(quán)授予不同的使用權(quán)限，高級管理人員除具備監(jiān)測任務(wù)之外還具備監(jiān)控任務(wù)，通過輸入正確的密碼和用戶名控制現(xiàn)場設(shè)備.

　　（6）故障報警功能

　　當(dāng)監(jiān)控室溫度過高或市電掉電及UPS的電源工作時，監(jiān)控指示燈會變?yōu)楫惓顟B(tài)并伴有警報報警，以通知相關(guān)人員進(jìn)行處理.

　　3  結(jié)論

　　本文提出了日照鐵運公司機(jī)房遠(yuǎn)程無線多機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計方案，構(gòu)建了整套監(jiān)控系統(tǒng)，并進(jìn)行相關(guān)試驗.經(jīng)過一段時間運行，各個區(qū)域的運行狀況達(dá)到設(shè)計要求，性能穩(wěn)定，成功應(yīng)用到無人機(jī)房監(jiān)控中.基于LabVlEW的機(jī)房遠(yuǎn)程多機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實意義，為日照鐵運公司節(jié)約了大量人力.物力，是現(xiàn)代無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的重要應(yīng)用，具有廣闊的應(yīng)用前景.