不間斷電源多機集中監控方法及其裝置的製作方法
2023-06-13 08:55:46
專利名稱：不間斷電源多機集中監控方法及其裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種通訊技術和電子設備領域，特別是涉及一種多臺不間斷電源或不間斷電源並機系統的不間斷電源多機集中監控方法及其裝置。
背景技術：
作為給交流用電設備提供精密、穩定不間斷電源的供電設備，UPS在高要求的電力保障系統中發揮著十分重要的作用。隨著數字智能化技術在UPS內廣泛的使用，UPS不僅實現了單片機或數字處理器DSP的智能控制、模擬參數和開關狀態的數位化，而且該項技術和使用的器件中所帶有的數據傳輸接口使UPS擺脫單機獨立工作，實現與上位監控系統的信息交換，完成聯網監控成為可能。
目前，在UPS與上位監控系統的數據傳輸領域中，廣泛採用的是異步串行通信標準TIA/EIA-232和TIA/EIA-485，既RS232和RS485標準。由於該標準是對通信通道的電氣特性和機械特性作出的規定，對於通信過程中的另一項關鍵標準數據傳輸協議，一般則是由開發使用者自行定立一套標準格式對傳輸中的信息進行定位解釋。在這一標準基礎上，對UPS的智能監控管理系統就出現了採用RS232點對點通信的單機監控，如一臺安裝有UPS電源監控管理軟體的電腦與一臺UPS進行連接。該方案的特點是在同一時間裡，只有一臺電腦與一臺UPS進行通訊，實現監控。也只有這臺電腦受監控軟體控制，與UPS關聯被智能保護；另一種方式則是通過一些特殊的轉換設備，如UPS SNMP網絡適配器，令UPS以一個節點的身份(擁有一個固定的IP位址)接入網絡中，實現多對多監控。
目前這種情況就導致了在很多應用的場合無法便捷有效實現一個監控中心(或一個設備)共同監控一個區域內的多臺UPS，例如客戶在該區域內未安裝網絡系統，或者客戶對UPS的安全有較高的要求，或者客戶需要對多機並聯繫統進行直接監控時。因此，開發一種能夠直接與多臺UPS(獨立或者並聯)進行信息交換和通信的集中監控器具有較大的工程應用意義。
發明內容
本發明的一個目的在於提供一種可遠距離大範圍監控、實現一對多監控的不間斷電源多機集中監控方法。
本發明的另一個目的在於提供一種可遠距離大範圍監控、一對多監控且成本低廉、使用方便的不間斷電源多機集中監控裝置。
為達到上述目的，本發明的解決方案是一種不間斷電源多機集中監控方法，它包括以下步驟(1)監控器按標準RS485協議定期通過RS485通道發出一組帶地址編碼的UPS工作狀態查詢請求；(2)所有的UPS接收到這組查詢請求後將其中的地址編碼與自身的地址編碼校對；(3)地址正確的UPS才將自身信息通過RS485通道返回；地址不正確的UPS不做任何反映；(4)監控器按不同的地址編碼將收集到的所有UPS信息存儲在對應的寄存器中；(5)輪詢完一遍所有的UPS，監控器就將存儲在寄存器中的信息進行統計、計算；(6)監控器通過LCD面板和報警電路將這些信息顯示出來。
在步驟(1)中監控器數據傳輸格式為每一禎信息自動加入一字節的地址編碼。
本發明是一種不間斷電源多機集中監控裝置，它是由MCU控制晶片、通訊電路、LCD、按鍵操作電路、報警電路組成、通訊電路連接MCU控制晶片的CTRL、RXB、TXB端，將MCU控制晶片的CMOS電平轉換為標準RS485通訊協議發送給UPS；所述的LCD的6-14腳與MCU控制晶片的7-16腳、19腳連接，LCD的1、3腳通過MOS管與MCU控制晶片的4腳連接，MCU控制晶片將顯示信息傳送給LCD；報警電路與MCU控制晶片的35腳連接；按鍵操作電路與MCU控制晶片相連接。
本發明還包括一電源低電壓復位晶片，該電源低電壓復位晶片與MCU控制晶片的復位端RST連接，可使系統復位。
所述的MCU控制晶片MC68HC908MR16晶片。
由於本發明的監控器按標準RS485協議定期通過RS485通道發出一組帶地址編碼的UPS工作狀態查詢請求，監控器將收集到的所有UPS信息存儲在對應的寄存器中，輪詢完一遍所有的UPS，監控器就將這些信息進行統計、計算，因而可實現遠距離大範圍監控、一對多監控目的。
為了實現上述的方法，本發明設計了一套主要由MCU控制晶片、通訊電路、LCD、按鍵操作電路、報警電路組成的不間斷電源多機集中監控裝置，該裝置通過RS485地址編碼遠程通訊技術，定期輪詢所有受監控的UPS。系統內的MCU控制晶片將收集到的信息進行綜合分析，對所有UPS的工作進行統計，當其中某些UPS出現告警或異常保護時，該系統將以多種警告方式向管理人員告警。此外，本裝置採用了全中文LCD顯示面板，通過按鍵操作分級式菜單。通過各項選擇，管理人員可以方便的監測各臺UPS的工作參數和工作狀態，並可分別對每臺UPS下達控制指令。本裝置只需要一個交流220V電源，然後通過簡單的電話線與所有被監控的UPS單元直接連接，即可實現系統的集中監控，避免了傳統監控軟體需要專門的一臺電腦的設備投資，也降低了對電源管理員的計算機知識要求，使用起來十分方便。
本發明具有如下特點1、採用RS485通訊方式實現遠距離，大範圍監控(通過中繼連接可實現無距離限制)；2、系統中每臺被監控的UPS都擁有一個唯一的固定ID地址編碼；3、實現一對多監控；4、友好、方便的人機界面；5、低實現成本，方便應用。
下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的說明。
圖1為本發明的系統框圖；圖2為本發明的通訊電路圖；圖3為本發明的工作流程圖。
具體實施例方式
如圖1、圖3所示，本發明的監控方法如下A.MCU控制晶片定期通過RS485通道發出一組帶地址編碼的UPS工作狀態狀態查詢請求。所有UPS接收到這組查詢請求後將其中的地址編碼與自身的地址編碼校對。地址編碼正確的UPS才將自身信息通過RS485通道返回；地址編碼不對的UPS不做任何反應，以防止數據重疊而出現錯誤。
B、MCU按不同的地址編碼將收集到的所有UPS信息存儲在對應地址的寄存器中。每輪詢完一遍所有的UPS，就將寄存器中的信息進行統計。計算出系統在線UPS數量、正常UPS數量、告警UPS和保護UPS數量等信息。
C、通過系統的中文LCD面板和LED、蜂鳴器聲光報警系統(報警電路)將這些信息向管理人員匯報。
D、接收管理人員通過按鍵操作分級菜單管理系統對各類UPS信息的查閱和對某臺UPS的控制指令，將相應信息在LCD顯示面板上顯示出來或是將對UPS的控制指令加入地址編碼後通過RS485通道下達到UPS端。同樣也是只有地址編碼正確的UPS才對操作命令做出響應。
E、對管理人員的聲、光報警系統。
F、該系統還預留有與上微機通信的數據接口，以便於實現電源系統的電腦化管理。
如圖1、圖2所示，本發明不間斷電源多機集中監控裝置主要由MCU控制晶片1、通訊電路2、LCD3、按鍵操作電路4、報警電路5和電源低電壓復位晶片6組成。
1、MCU控制晶片1Motorola公司MC68HC908MR16單片機被用作整個系統的控制核心，它內部的處理器完成了從前級取樣電路採集並綜合處理所有信息，並將這些信息送相應後級電路的工作。利用其片內集成的UART異步通訊發送(TXD)、接收口(RXD)，系統與所有被監控的UPS進行信息交換。MCU控制晶片1所有未用到的硬體資源都以接地的形式消除幹擾信號，提高系統的抗擾能力；控制晶片1與按鍵操作電路4相連接，將相關信息傳遞給MCU控制晶片1。
2、通訊電路2所述的通訊電路2連接MCU控制晶片1的CTRL、RXB、TXB端。通訊電路2採用專用的數據傳輸接口器件和MCU控制晶片1作為控制核心，實際監控系統中UPS的分布都有一定的距離。為克服RS232通訊對傳輸距離的限制，這裡採用了RS485通訊方式。而MCU控制晶片1自身的通訊接口一般都為CMOS電平，因此，必須通過專用的數據傳輸接口器件完成CMOS電平的RS232信號向標準RS485信號的轉換。而MCU控制晶片1則按數據傳輸格式，每一禎信息中自動加入一字節的地址編碼以區分信息。UPS屬電力電子設備，自身存在一定的幹擾，為抑制幹擾和提高各設備電氣連接的可靠性，在MCU控制晶片1與RS485通訊電路之間還加入了光電隔離電路以保證系統的電氣隔離特性。
3、LCD3所述的LCD3的6-14腳與MCU控制晶片1的7-16腳、19腳連接，LCD3的1、3腳通過MOS管Q1與MCU控制晶片1的4腳連接，MCU控制晶片將顯示信息傳送給LCD3。通過選用內帶中文字庫的LCD3顯示模塊，MCU控制晶片1僅需少量的控制操作就可將所需顯示的信息送到LCD3模塊的處理器中，其後的文字點陣驅動都由LCD3模塊自身來完成。系統中，LCM16080液晶顯示電路選用OCMJ5*10B型內帶中文字庫的顯示模塊。MCU控制晶片1通過4條控制信號和8條數據信號線完成將顯示信息傳送給液晶顯示模塊內部處理器的工作。由於液晶顯示模塊內部已帶有中文字庫，每個中文漢字都只需以區位碼的形式、英文字符以ASCII碼的形式傳送。
4、報警電路5報警電路5與MCU控制晶片1的35腳連接。當集中監控器檢測到UPS中有出現異常信息時，通過這個告警系統，可及時的向管理人員發出不同的警告信息，通知設備管理人員對異常情況作出處理。
5、電源低電壓復位晶片6所述的電源低電壓復位晶片6採用X5045/X5045。電源低電壓復位晶片6與MCU控制晶片1的復位端RST連接。當系統電源電壓不足時，該晶片將自動復位單片機系統，以保證工作不出現錯誤。同時，該晶片還有E2PROM，它為系統提供了一定的存儲功能。
本發明為實現對多臺UPS的同時集中監控管理提供了另外一種全新、實用經濟的方案。這種方式在實際使用中特別適用於在一定區域內有多臺UPS，欲對這些UPS進行管理而又沒有網絡環境，或出於對網絡安全的保護不允許UPS信息由網絡進行傳輸的情況，也是目前對於多機並聯繫統的集中監控最高性能價格比的方案。
該系統具有以下的特點1、分散設備的集中通訊管理模式本系統採用微控技術(MCU)，通過RS485地址編碼遠程通訊技術，定期輪詢所有受監控的UPS。系統內的微處理器將收集到的信息進行綜合分析，對所有UPS的工作進行統計，當其中某些UPS出現告警或異常保護時，該系統將以多種警告方式向管理人員告警。
2、全中文的人機界面該系統採用了全中文LCD顯示面板，通過按鍵操作分級式菜單。通過各項選擇，管理人員可以方便的監測各臺UPS的工作參數和工作狀態，並可分別對每臺UPS下達控制指令。
3、便捷的現場安裝方式該監控器只需要一個交流220V電源，然後通過簡單的電話線與所有被監控的UPS單元直接連接，即可實現系統的集中監控，避免了傳統監控軟體需要專門的一臺電腦的設備投資，也降低了對電源管理員的計算機知識要求。
權利要求
1.一種不間斷電源多機集中監控方法，其特徵在於它包括以下步驟(1)、控器按標準RS485協議定期通過RS485通道發出一組帶地址編碼的UPS工作狀態查詢請求；(2)、所有的UPS接收到這組查詢請求後將其中的地址編碼與自身的地址編碼校對；(3)、地址正確的UPS才將自身信息通過RS485通道返回；地址不正確的UPS不做任何反應；(4)、監控器按不同的地址編碼將收集到的所有UPS信息存儲在對應的寄存器中；(5)、輪詢完一遍所有的UPS，監控器就將存儲在寄存器中的信息進行統計、計算。(6)、監控器通過LCD面板和報警電路將這些信息顯示出來。
2.據權利要求1所述的不間斷電源多機集中監控方法，其特徵在於步驟(1)中監控器數據傳輸格式為每一禎信息自動加入一字節的地址編碼。
3.一種不間斷電源多機集中監控裝置，其特徵在於它是由MCU控制晶片、通訊電路、LCD、按鍵操作電路、報警電路組成；通訊電路連接MCU控制晶片的CTRL、RXB、TXB端，將MCU控制晶片的CMOS電平轉換為標準RS485通訊協議發送給UPS；所述的LCD的6-14腳與MCU控制晶片的7-16腳、19腳連接，LCD的1、3腳通過MOS管與MCU控制晶片的4腳連接，MCU控制晶片將顯示信息傳送給LCD；報警電路與MCU控制晶片的35腳連接；按鍵操作電路與MCU控制晶片相連接。
4.根據權利要求3所述的不間斷電源多機集中監控裝置，其特徵在於它還包括一電源低電壓復位晶片，該電源低電壓復位晶片與MCU控制晶片的復位端RST連接，可使系統復位。
5.根據權利要求3或4所述的不間斷電源多機集中監控裝置，其特徵在於所述的MCU控制晶片MC68HC908MR16晶片。
全文摘要
本發明公開了一種不間斷電源多機集中監控方法，該方法為監控器按標準RS485協議定期通過RS485通道發出一組帶地址編碼的UPS工作狀態查詢請求，監控器將收集到的所有UPS信息存儲在對應的寄存器中，輪詢完一遍所有的UPS，監控器就將這些信息進行統計、計算，因而可實現遠距離大範圍監控、一對多監控目的。為了實現上述的方法，本發明還設計了一套主要由MCU控制晶片、通訊電路、LCD、按鍵操作電路、報警電路組成的不間斷電源多機集中監控裝置。
文檔編號H02J7/00GK1604588SQ20031011171
公開日2005年4月6日 申請日期2003年10月1日 優先權日2003年10月1日
發明者陳成輝 申請人:廈門科華恆盛股份有限公司