基于單片機(jī)的低成本遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

1　引　言

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)特定分散測(cè)控對(duì)象實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的應(yīng)用需求正日益廣泛。以單片機(jī)為核心設(shè)計(jì)的低成本遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于野外作業(yè)、企業(yè)生產(chǎn)及軍事裝備的指揮控制中，能夠充分體現(xiàn)出組網(wǎng)靈活、高可靠性與可維護(hù)性以及令人滿意的性能價(jià)格比。

2　系統(tǒng)總體方案簡(jiǎn)介

系統(tǒng)由一個(gè)主站、若干個(gè)機(jī)動(dòng)從站構(gòu)成。主站負(fù)責(zé)自動(dòng)化轉(zhuǎn)臺(tái)及傳感器的數(shù)據(jù)采集、控制命令及狀態(tài)信息的上傳下達(dá)。從站位于固定機(jī)房、無人值守間及野外作業(yè)站等地方，負(fù)責(zé)接收檢測(cè)傳感器的指示數(shù)據(jù)、進(jìn)行Karlman濾波后的生產(chǎn)工藝方程解算、相關(guān)顯控處理等。主站與從站之間實(shí)現(xiàn)點(diǎn)與點(diǎn)之間的碼分多址通信，可以實(shí)現(xiàn)有線數(shù)據(jù)通信（15km），以及在V／UHF電臺(tái)支持下的無線分時(shí)復(fù)用數(shù)／話一體通信（25km）。

系統(tǒng)工作原理簡(jiǎn)圖如圖1所示，電路功能主要有：

·主站、從站均采用雙CPU（80C196、8031）擴(kuò)展STD總線結(jié)構(gòu)，即除STD的56芯標(biāo)準(zhǔn)插件之外，自定義了60芯的專用系統(tǒng)信號(hào)。 0C000H－0C3FFH分配給雙口RAM（IDT7130），以便與數(shù)據(jù)通信板的8031進(jìn)行透明的數(shù)據(jù)交換。非全地址譯碼I／O空間，采用了在線可編程芯片ISP2031，便于調(diào)試。

付站顯控電路。以MC6847作為顯控主芯片，顯存占用80C196地址空間的 0A000－0C000H，外接工業(yè)級(jí)CRT，顯示分辨率為256×192。根據(jù)在微機(jī)上獲取的漢字字模，自建專用12×12非標(biāo)準(zhǔn)漢字庫(kù)。鍵盤控制的主芯片為8279，在應(yīng)用軟件的支持下，可以獲得類似于工控機(jī)的表頁(yè)或圖示式監(jiān)控效果。

·各類I／O板，接收來自擴(kuò)展STD總線的信號(hào)，完成數(shù)據(jù)、地址與控制信號(hào)的隔離驅(qū)動(dòng)，為了防止設(shè)備間的互相干擾，在這類電路板上，廣泛采用了MC1413支持下的繼電器隔離、光電隔離，以及變壓線圈隔離等措施，以保證系統(tǒng)工作的可靠性。

·智能接口板，主要以3片MC6821控制芯片為核心，形成48路可以任意位定義的信號(hào)（如瞬時(shí)IO方向，信號(hào)持續(xù)時(shí)間等），與模擬器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，該電路板可以模擬給出展寬后的復(fù)雜總線時(shí)序驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

·轉(zhuǎn)臺(tái)方位轉(zhuǎn)換電路。以分立元器件電路得出同步傳輸機(jī)的模擬方位信號(hào)，經(jīng)過粗、精信號(hào)的分化，形成直流電平，再由CPU控制多路開關(guān)切換，以后由 80C196內(nèi)置的AD變換電路求出方位數(shù)據(jù)。其他傳感器轉(zhuǎn)換電路，在識(shí)別同步脈沖后，直接由高性能計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，并產(chǎn)生外部中斷信號(hào)，交CPU處理。