毕业设计（论文）网络远程电源管理系统的设计

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1、目录目录11绪论31.1课题研究的背景及意义31.2国内外研究现状41.3论文的组织架构42网络远程电源管理系统总体设计52.1系统需求分析52.2系统功能52.3系统总体架构63网络远程管理系统硬件设计63.1 AT89S51单片机的应用63.1.1 AT89S51单片机性能特点63.1.2 单片机最小系统73.2 串口通信简介93.2.1 什么是串口通信93.2.2 MAX232芯片简介93.2.3串口通信基本方法103.3 电源部分简介103.3.1HCPL-7805芯片介绍113.3.2电源转换原理图114网络远程管理系统软件设计124.1 终端主程序设计124.2 串口通信主程序设计

2、124.3 远程管理中心软件设计125系统调试155.1硬件测试165.2软件调试165.3系统调试结果166总结和展望18致谢20参考文献21附录：串口通信程序22网络远程电源管理系统的设计 物理与电子信息学院摘 要:本文通过对传统电源管理模式的分析，找出了传统模式中存在的弊端并进而提出了一种新型的基于远程网络控制技术的电源管理系统,实现在监控室内对各个子电路进行实时的远程控制、管理与监测。文章首先对课题的研究背景、意义以及发展现状进行了简要的介绍，在后续章节中则分别完成了系统总体方案设计、系统硬件设计以及远程终端软件设计等，最后结合硬件与软件对系统进行了调试与测试。关键字：网络; 远程管理

3、; 电源系统; 串口通信; Internet remote power management system design College of Physics and Electronic InformationAbstract： Through to the analysis of traditional power management mode, this article find out some drawbacks in traditional mode, and then put forward a new power management system which control

4、led by the remote network technology . This power management system can realize real-time remote controlling, management and monitoring each child circuit in monitoring indoor. In the first chapter the meaning and background of this paper are introduced briefly as well as the developing situation. I

5、n the following chapters the general design concept, system hardware design and software design of remote terminal are accomplished respectively. Finally, the testing and debugging of the system are done.Key words: Internet; remote management; power system of serial communication 1绪论1.1课题研究的背景及意义随着计

6、算机技术、通信技术、网络技术以及微电子技术等新兴技术产业的快速发展，工业、第三产业等各个领域发生了翻天覆地的变化，人们对电源系统的管理也产生了新的要求和期望。传统的电源管理系统靠人为的手动控制，不仅实时性低、可靠性差1，而且存在极大的安全隐患。现阶段，远程管理技术已经受到极大的关注与重视，成为当今研究领域的一大热点，远程管理也将成为各行各业管理系统的发展趋势（如图1.1所示）。通过实施远程管理能够及时掌握设备运行的详细信息，提高设备的利用率，降低维修要求，节省人力物力，有效保障操作人员的安全，提高工作效率，还能及时预报与处理设备的事故与状况，获得并利用生产和管理的信息，增强系统对突发状况的应变

7、能力。所以，研究和开发出基于网络控制的远程电源管理系统，把远程管理技术应用在电源管理系统上，使对电子设备的控制转化为对远程电源系统的控制2，具有较强的开发价值和使用价值。图1.1 近年来的无线网络发展情况本课题提出了一种安全高效、实用性强、可实现远程网络监控的的电源管理系统的设计方案。系统安装成功后，我们可以通过总监控室内的电脑、PLC对整个电路系统进行远程控制，并通过智能仪表、各种传感器实时监测电路的当前状态和环境中的各种参数，如有异常情况总监控室内会及时的得到反馈信息。上位机/服务器接口电路控制系统工作电源反馈监测系统手动控制系统远程客户机图1.2系统框图设计系统整体主要构成为硬件和软件两

8、个部分，硬件部分也可分为发送/接收系统、控制系统、反馈监测系统以及手动控制系统等。使用AT89S51单片机作为系统的主要控制芯片，通过MAX232芯片使用RS232串口通信协议实现上位机/服务器操作，使用一些小的光耦来实现光电隔离各部分相互联系、协调工作最终实现整个电源系统的远程网络控制。简单的系统框图设计如图1.2所示1.2国内外研究现状远程管理系统一直都是国内外研究的前沿课题，在这一方面，国内外都展开了积极的研究，而且在很多领域已经得到了应用。(1)上世纪80年代开始，国外推出了不少使用以太网的变电站自动化系统，如美国GE-Harris公司的Power CO系统、日本东芝公司的高压变电站分

9、布式测控系统等。80年代后期我国电力行业从国外引进了采用以太网技术的控制系统3，这几年，清华大学、华中科技大学等院校先后推出了各具特色的远程监控系统，将以太网与TCP/IP技术应用于自动化系统中，连接并控制着所有设备。(2)通过设备远程管理，可以实现对空调、照明、动力设备、消防和保安设备进行综合管理，其中对电梯设备的远程管理就是其中的一个组成部分。电梯控制与管理系统的核心技术主要掌握在美国、日本、德国等少数发达国家手中，中国只有少数厂家研究该领域4。原先很多国外电梯公司定制各自的总线协议来实现远程调试、控制与管理，随着工业以太网的成熟，以太网在电梯的群控中得到了应用，实现了电梯的大范围组网。(

10、3)基于GPRS的远程管理系统也在很多领域得到了应用：随着自来水的全面覆盖，用户水表数量不断增加，加剧了人工抄表的工作量。研究人员针对自动抄表系统对数据传输可靠性和实时性的要求，提出了采用GPRS技术实现远程自动抄表5，从而节省人力，带来较高的经济效益。(4)在城市建设中，路灯监控系统的建设能够提升城市的形象，降低维修的成本，节约电能，可以实现科学地管理。路灯监控最早使用电力线和电话线来实现，后来采用专用频道通过无线数传的方式来实现，如今路灯监控系统已经向采用GPRS技术的方向发展6-7。现在，很多城市己经开始采用GPRS来实现路灯远程监控。随着通信技术和网络技术的发展，远程管理将更多地被运用

11、于企业的管理中，管理人员可以在远程管理中心管理和维护设备的运行，最终能够降低生产成本8，提高经济效益。尽管远程管理技术已经发展的如此成熟，迄今为止，市场上却仍没有一套完整、可行的网络远程电源管理系统，使得我们很少看到能够及时对电源系统进行远程控制的场合。有些工厂、企业中虽然出现过类似产品，但大多数只是针对于自身的发展需要，而没有将其进一步的推广，无形中限定了其可用范围。无论何时，只要用电较为集中的场所都急需使用这种网络远程电源管理系统系统，因此此课题的选择，具有很高的社会价值，同时也必将为社会生活的发展起到极大的推动作用。1.3论文的组织架构本课题的工作主要是完成对整个网络远程电源管理系统的硬

12、件和软件设计，论文的主要章节安排如下:第一章:绪论。主要介绍了课题研究的背景及意义，并分析了国内外的研究现状，最后概述了论文的主要章节安排。第二章:设备远程管理系统的总体设计。首先对系统进行了需求分析，然后分析了系统的总体架构，最后结合系统总体架构，完成了硬件总体设计和软件总体设计。第三章:网络远程电源管理系统的硬件设计。在硬件总体设计方案的基础上，本章详细介绍了微控制器单元、电源转换电路、时钟电路、复位电路的设计。第四章:网络远程电源管理系统软件设计。根据软件总体设计方案，本章根据系统结构将软件设计分为终端主程序设计、RS232串口通信程序设计及远程管理中心程序设计。第五章:调试与测试。对系

13、统的硬件进行了调试，并结合软件完成了系统的整体测试。第六章:总结和展望。总结了全文的工作，并指出了系统有待改进之处以及需要进一步完成的工作。 2网络远程电源管理系统总体设计2.1系统需求分析在对网络远程电源管理系统进行详细的分析与设计之前，首先需要对系统进行需求分析。所谓需求分析，就是要确定系统需要做什么，确定系统所要实现的目标以及定义系统所要达到的功能要求、性能要求、扩展性要求等等6。系统的需求分析比具体的设计方案还要重要，一旦需求分析做错，将会给整个系统带来巨大的损害，并且以后对它进行修改也极其困难，严重的话将会导致相关的软件代码需要全部重写。需求分析的主要步骤如下:(l)对系统所要实现的

14、功能进行分析和理解，了解系统的组织情况、数据流向等内容，然后给出相应的物理模型;(2)在物理模型的基础上，排除一些不重要的因素，建立一个能反映系统本质的逻辑模型;(3)对系统的逻辑模型进行分析与完善，补充相应的功能，给出具体的逻辑模型。2.2系统功能网路远程电源管理系统所要实现的主要功能如下:(1)远程监测。总监控室里的管理员可以通过电脑、PLC等对子电路系统进行远程管理和控制。其主要过程应包括远程系统监控及远程系统修复，及时的发现监视线路中发现的问题，并对其进行修补与改正。(2)状态获取。通过实时、正确的了解设备的运行数据，就能够知道设备的运行状况，从而能够进行有效的管理。设备的正常运行是工

15、业系统有效运行的基础，每一个环节出现问题都将给企业带来巨大的经济损失。(3)故障报警。故障报警是网络远程电源管理系统的重要环节，如今工业系统越来越大，管理员不可能及时判断系统出现的故障。通过故障报警，能够快速定位故障的类型与级别，从而进行分析与解决，大大减轻了管理员的压力。2.3系统总体架构系统总体架构是把需求转化为实际系统的重要环节。系统总体架构的优劣从根本上决定了网络远程电源管理系统的质量。根据对系统功能实现的认真分析，本设计最终确定的系统结构框图如图2.1所示。从图中可以看出，系统主要包括计算机终端控制平台、控制检测模块、子系统控制模块等三大部分组成：计算机终端控制平台主要提供良好的人机

16、交互界面，同时也是网络远程电源管理系统实现的技术关键。控制检测模块是系统的主要控制模块，基本的控制过程都在此模块中体现。通过模块控制、数据采集及信息反馈，可以完成远程信息传递，实现远程系统控制。子系统部分则是受控部分，可以实行脱机式的独立控制，也可受控于远程终端，二者相互协调、互不妨碍。根据需要，本设计针对所有的电源，实行集中管控和当地管控，即在各电路的当地仍可断开和闭合电源，总控制室能监视到各电路的变化情况。当地管理打开和关闭电路的开关用小的触发按键将+5V的电压和地加到相应的继电器控制端，用小电压控制大电压确保了操作人员的安全。总监控室电源断开后各部分电路仍可保持原来的状态，所以监控系统断

17、电后不会对电路造成影响。上位机部分接口计算机终端控制平台InternetPC1PC2AA控制模块单片机复位 电路电源 模块MCU-PC通信控制端口扩展模块反馈监测模块远程管理 通断监测模块开关控制模块电路参数检测模块电路参数控制模块其他环境参数控制检测模块2.1 网络远程电源管理系统总体结构框图3网络远程管理系统硬件设计3.1 AT89S51单片机的应用本系统需要实时检测数据的传递，并进行瞬间处理。结合实际生产中应用装置的体积、造价及快速、稳定特性，选用ATMEL公司的AT89C系列的AT89S51，AT89S系列单片机硬件设计简单，指令系统设计精简。3.1.1 AT89S51单片机性能特点A

18、TMEL89系列单片机是美国ATMEL公司的8位快速可编程/擦除只读存储（FPEROM）单片机系列，是目前取代传统的MCS-51系列单片机的主流单片机之一，在产品开发及生产便携式商品、手提式仪器等方面有着十分广泛的应用。本系统选用标准型单片机AT89S51，其封装形式可有很多种类型，如PDIP、PQFP/TQFP、PLCC形式，单多数都是采用PDIP40形式。AT89S51单片机结构特点如下:(1) 8 位 CPU； (2) 片内有4KB可在线重复编程快闪擦写存储器（Flash memory）；(3) 存储器可循环擦写1000次；(4) 宽工作电压范围：Vcc可由46V；(5) 程序存储器具有

19、3级锁存保护；(6) 1288位内部RAM；(7) 片内振荡器及时钟电路；(8) 32条可编程I/O线；(9) 2个16位定时器/计数器；(10) 中断结构具有5个中断源和2个中断优先级；(11) 可编程全双工串行接口；(12) 看门狗(WDT)电路，片内时钟振荡器；(13) 空闲状态维持低功耗和掉电状态保护存储内容9。3.1.2 单片机最小系统所谓单片机最小系统就是要让单片机里面的程序运行，需要的最小配置，一般由三部分构成：单片机、外部时钟电路、外部复位电路等(如图3.1)。图3.1 AT89S51最小系统(1)单片机单片机就是一块微处理器，用来装载程序，主要实现程序功能，用来控制整个系统的

20、运行。(2) 时钟电路时钟电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号，时序是指令执行中各信号之间的相互关系。单片机本身就如同一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号控制下严格地按时序进行工作。在AT89S51单片机内部带有时钟电路，因此，只需要在片外通过XTAL1和XTAL2引脚接入定时控制元件(晶体振荡器和电容)，即可构成一个稳定的自激振荡器。在AT89S51芯片内部有一个高增益反相放大器，而在芯片的外部，XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容,用晶振和电容构成谐振电路即可实现时钟输入。本设计采用12MHz的晶振作为时钟输入，微控制器时钟电路如图3.

21、2所示。图3.2时钟电路(3)复位电路复位是单片机的初始化操作，其主要功能是使单片机从000OH单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化以外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境也需按复位键以重新启动。AT89551芯片内部有复位电路，RST引脚是复位信号的输入端高电平有效，复位方式有自动复位和手动复位两种。本实验板采用手动复位方式复位,AT89S51的复位电路如图3.3所示:图3.3 复位电路当电源刚开始送电瞬间，电容相当于短路，RST端输入高电平，AT89S51复位。短路瞬间之后，电容充电，RST端低电平。AT89S51需要复位时，按下手动复位键，电容通过电阻放电

22、，当电容放电结束后，RST为高电平，AT89S51进入复位状态，松手后，电容充电，RST端高电位下降，CPU脱离复位状态。3.2 串口通信简介3.2.1 什么是串口通信串行接口（Serial port）又称“串口”，主要用于串行式逐位数据传输，是计算机上一种非常通用的设备通信协议，大多数计算机都包含两个基于RS232的串口。同时，串口也是仪器仪表设备通用的通信协议，可以用于获取远程采集设备的数据，很多GPIB兼容设备也带有RS-232口。串口通信的概念非常简单，串口按位（bit）发送和接收字节。尽管比按字节（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据，它很

23、简单并且能够实现远距离通信10-11。串行接口按电气标准及协议来分，包括RS-232-C、RS-422、RS485、USB等。 RS-232-C、RS-422与RS-485标准只对接口的电气特性做出规定，不涉及接插件、电缆或协议。其中，RS-232-C也称标准串口，是目前最常用的一种串行通讯接口。它是在1970年由美国电子工业协会（EIA）联合贝尔系统、 调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。它的全名是“数据终端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE）之间串行二进制数据交换接口技术标准” 7。它适合于数据传输速率在020000b/s范围内的通信，这个标准对串行通信接口的

24、有关问题，如信号线功能、电器特性都作了明确规定。由于通行设备厂商都生产与RS-232C制式兼容的通信设备，因此，它作为一种标准，目前已在微机通信接口中广泛采用。USB是近几年发展起来的新型接口标准，主要应用于高速数据传输领域。根据实验设计的需要，我们选用MAX232芯片作为实现串口通信的主芯片。3.2.2 MAX232芯片简介MAX232芯片是由德州仪器公司（TI）推出的一款兼容RS232标准的芯片。由于电脑串口RS232电平是-10v，+10v，而一般的单片机应用系统的信号电压是TTL电平0 ，+5v,MAX232就是用来进行电平转换的,该器件包含2个驱动器、2个接收器和一个电压发生器电路提

25、供TIA/EIA-232-F电平。该芯片符合TIA/EIA-232-F标准，每一个接收器将TIA/EIA-232-F()电平转换成+5V TTL/CMOS电平,每一个发送器将TTL/CMOS电平转换成TIA/EIA-232-F电平。MAX232芯片的主要特点如下: (1)单5V电源工；(2) Lin Bi CMOSTM工艺技术；(3) 两个驱动器及两个接收器；(4) 30V输入电平；(5)低电源电流：典型值是8mA；(6)符合甚至优于ANSI标准 EIA/TIA-232-E及ITU推荐标准V.28；(7)ESD保护大于MIL-STD-883（方 法3015）标准的2000V。下图3.4中给出了

26、MAX232芯片的引脚图，图3.4 MAX232芯片引脚图3.2.3串口通信基本方法目前较为常用的串口有9针串口（DB9）和25针串口（DB25），通信距离较近时(12m)，可以用电缆线直接连接标准RS232端口(RS422,RS485较远)，若距离较远，需附加调制解调器（MODEM）。最为简单且常用的是三线制接法，即地、接收数据和发送数据三脚相连，本设计只涉及到最为基本的接法，所以选用9针串口(DB9)(如图3.5所示)。DB9的引脚含义：1.数据数据载波检测；2. 接收数据；3. 发送数据；4. 数据终端准备；5信号地；6. 数据设备准备好；7. 请求发送；8清除发送；9振铃指示。.图3.

27、5 9针串口示意图3.3 电源部分简介电源系统为嵌入式系统提供能量，是整个系统工作的基础，具有极其重要的地位。电源系统设计的好坏将直接影响到系统的稳定程度。电源系统的设计过程实质是一个权衡的过程，必须考虑以下因素:1.输出的电压、电流及其功率;2.输入的电压及其电流;3.安全因素;4.电磁兼容和电磁干扰;5.成本、功耗以及体积限制。主控芯片AT89S51单片机的工作电压是+5V,子系统中的当地管控开关的电压值也选用了+5V的小电压，因此电源电路的选择非常重要。3.3.1HCPL-7805芯片介绍HCPL-7805（图3.5所示）系列为 3 端正稳压电路,TP-220 封装，能提供多种固定的输出

28、电压，应用范围广。内含过流、过热和过载保护电路。带散热片时，输出电流可达 1A。虽然是固定稳压电路，但使用外接元件，可获得不同的电压和电流。主要特点：输出电流可达 1A;输出电压有：5V；过热保护;短路保护;输出晶体管 SOA保护。注：78XX系列的输出电压对应于“XX”的值，输入电压即使是纹波电压中的低值点，都必须高于所需输出电压2V以上。图 3.5 HCPL-78053.3.2电源转换原理图子系统部分使用的当地管控电压为+5V，设计时使是通过使用220V的交流电压经变压器变压输出得到的，转换电路原理图见图3.4所示。变压器变压输出电压有效值为=36V的交流电，该输出值首先经二极管的整流作用

29、整流为之流的输出。由上式可以看出，在桥式整流电路中，负载上得到的直流电压值约为变压器二次电压有效值的90%。这个结果是在理想情况下得到的，实际上，由于整流电路内部二极管正向电阻和变压器等效内阻上的压降，输值要比实出的际的值小很多，基本在50%左右。实际测量时，输入到7805芯片上电压值约为17.3V，此值在7805的驱动范围之内，可以将电压值稳定在+5V的值上。图3.4 电源转换电路原理图4网络远程管理系统软件设计网络远程电源管理系统的软件结构总体上可以分为分为终端主程序设计、RS232串口通信程序设计及远程管理中心软件设计三大部分。4.1 终端主程序设计终端主程序是终端软件的核心，负责调用各

30、个驱动程序以及系统子函数来实现系统的功能。终端主程序的主要流程为:首先从外部存储器中读取系统的初始化参数，对微控制器、功能接口、时钟电路以及通信模块进行初始化;然后添加系统任务，主要包括数据接收任务、数据发送任务以及功能接口数据处理任务5。程序流程图如图4.1所示:4.2 串口通信主程序设计串口通信程序设计如图4.2(a) 、(b)所示：4.3 远程管理中心软件设计远程管理中心主要由固定IP地址的通信服务器、数据库服务器、远程管理软件及数据库管理软件等部分组成。在网络远程电源管理系统中，远程管理中心是整个系统的上层部分。通过远程管理中心，管理人员可以实时了解并分析远程终端上传的数据，通过数据分

31、析可以了解设备的运行状态趋势，从而可以进行预防性维护。当设备出现故障时可以及时产生报警并将报警写入报警数据库，还能将报警信息传送到远程终端，这样就可以对故障进行及时报警6，报警数据库还能为今后设备的维护提供依据。远程管理中心的软件设计主要包括以下几个方面:(1)完成远程管理中心通信服务器的软件设计，包括数据的发送与接收;(2)对远程终端上传的数据帧进行解析，得到设备的运行数据信息;(3)对接收到的数据进行分析与处理，当数据异常时，产生报警;(4)将远程终端上传的数据写入本地数据库，将报警信息写入报警数据库;(5)提供数据的历史查询功能，以便管理员对设备运行趋势进行分析。YESYESYESYES

32、数据处理NONO重置发送定时YESRS232有数据?数据发送NO发送完毕?开始读取初始化参数有异常出现?化“!”报警有控制信息?化执行控制命令YES处理远程数据NONO数据发送时间到系统初始化有远程数据?化图4.1 终端主程序设计流程图硬件初始化串口发送电路控制信号保存电路原有状态检测开关状态开始开始接收电路控制信号根据信号控制电路返回图4.2(a)控制程序 图4.2(b)串口中断程序远程管理中心结构功能图如4.3图所示，主程序流程图如图4.4所示远程终端通信数据库异常报警数据显示数据处理图4.3 远程管理中心结构功能图开始接收数据数据解析处理数据记录是否需要回复构造处理数据发送数据结束YES

33、NO图4.4 远程管理中心主程序流程图由图4.4可以看出，远程管理中心主程序的流程如下:通信服务器接收远程终端发送来的数据，然后对接收到的数据进行解析，得到设备运行的原始数据，接下来对解析得到的数据进行分析与处理，并将处理后的数据记录下来。如果数据出现异常，可以构造相应的处理数据，发送相关的控制信息与报警信息到远程终端。5系统调试系统设计完成后，最重要的工作就是对系统进行调试与测试。系统调试与测试的目的在于尽可能地发现系统存在的问题、缺陷、故障，并逐步排除和改正。系统的调试可以分为离线仿真调试与在线调试两个阶段。离线仿真调试是在实验室或者非工业现场进行，而在线调试则是在现场进行。离线仿真调试是

34、在线调试的基础，用于检查系统硬件和软件的整体性能，是在线调试的前提。本系统通过离线仿真调试来验证系统设计的功能。5.1硬件测试硬件测试的具体步骤如下:首先，对系统的电源电路部分进行调试，测试电源的输出是否正常，用万用表检测电源是否存在短路，并用示波器观察是否得到系统所需的电源幅值。其次，当电源满足要求后，开始对MCU单元的时钟电路、调试电路以及复位电路进行调试。当电源、时钟以及复位电路都能够正常工作之后，通过LED闪烁程序测试MCU单元能否正常工作。最后，对RS232功能接口电路进行调试。硬件测试完成后的图形如图5.1所示： 图(1) 图(2)图5.1(1)、(2) 网络远程电源管理系统硬件连

35、接图5.2软件调试软件调试的对象是编写的程序，主要查看其是否能够达到预期的实验要求，并按照预期的实验目的进行改进。首先，使用Keil对编写的C51程序进行系统测试，测试最底层软件的功能是否能够实现；其次，检查串口通信协议是否能够正常工作，数据是否能够正常传输；最后，检查网络通信模块能否正常进行，采集到的数据是否可以进行多机之间的互通。5.3系统调试结果软件功能的实现离不开硬件设备的支持，只有将软硬件设备结合起来才能够达到系统设计的最终要求。系统调试输出如下图5.2中a、b、c、d所示:网络远程电源管理系统 图5.2 a软件控制电源的工作状态图a是用软件编写的上位机界面，同时也是针对于远程管理编

36、写的总控制室的控制界面。从图a中可以很明显看出子监控室的工作状态：蓝色灯亮表示电源供电，点击可直接切断电源。当然，也可以在子监控室即支路上切换子电路的工作，且两者之间相互独立，互不影响。感叹号的标识如果出现，则代表该电路出现故障，这时就需要及时派遣专业人员进行维修。图中其他颜色如红色或者绿色指示灯只是为了区分不同类型的工作电器而言的，其控制与管理的实现过程与蓝色灯代表的电器几乎一样。 图5.2 b主机IP地址查询图5.2 c连接服务器，进行数据发送图5.2 d数据接收成功，电路状态受控图5.2 b、c、d显示了用户与服务器之间传送数据的整个过程：首先搜索需要连接的服务器的主机IP地址（图b）。

37、然后，对服务器进行连接，当出现“one in！”的字符时，说明被连接的主机已经处于就绪状态，此时可以通过服务器终端界面发送控制命令并顺利执行该命令（图c、d）。当然，也可以直接使用本地界面对本地工作状态进行控制（图c），远程和当地两种管理方式是既相互联系又彼此独立的，从而实现应用领域的可扩展性。由传送的数据及最终的状态输出，可以判定系统数据传输的可靠性。（图中红灯指示电源关，绿灯指示电源开，“？” 表示当前电路状态未受控制。）6总结和展望本设计在分析了当今电源管理系统的发展现状之后，提出了一种采用串口通信协议实现远程数据传输的远程电源管理系统。该系统由远程终端、通信系统以及远程管理中心三大部分

38、组成。在远程终端设计中，硬件方面主要完成了微控制器电路的设计、功能接口设计及外部存储器设计。软件方面则完成了终端主程序的设计、RS232串口通信程序设计。远程管理中心则主要完成通信服务器的数据通信的设计、数据解析的设计以及报警处理的设计等。本系统具有以下特点:(1)系统采用IP协议与串口通信相结合实现数据的无线传输，达到远程控制电源的目的。同时也可使用当地开关进行当地管控，这样远程控制与当地管理相结合，拓宽了系统的应用场合;(2)对功能接口进行了特殊的设计，采用带隔离的RS-232收发器、使用光耦进行光隔离，可以保证接收数据的稳定性。(3)实现了远程管理中心的数据报警，能够及时定位电路中的故障

39、，以便于管理员及时进行维修。(4)小电压控制大电压，保证了工作环境的安全性。电路资源的有效利用，响应了科学发展观的政策方针。本系统基本上取得了预期的效果，实现了本设计提出的基本功能，但由于时间短暂，系统中还存着一些不足，需要对系统设计进一步的改进和完善。另外，系统的设计仅在实验室完成测试，没有在现场进行严格测试，所以系统的稳定性及可靠性不能够得到充分的保证。 下面针对本设计的不足，对系统的进一步设计进行了分析: 首先，随着计算机网络的不断普及，B/S(浏览器/服务器)逐渐取代C/S结构，使得用户可以通过浏览器来实现与系统的交互。B/S结构将绝大部分工作交给服务器来完成，这样不仅可以大大减少客户

40、端的工作量，还能减轻系统维护和升级的难度。所以，可以考虑将远程管理系统架构在WEB环境中，这样更加有利于设备的在线专家诊断和远程维护。 其次，硬件和软件设计需要考虑可靠性。所以，在硬件设计中应该增加抗干扰设计，软件的可靠性需要考虑是否能准确实现所有的功能，是否会因为特殊干扰，造成信息传送出错。在系统出现故障时，应采取数据备份、安全性检查等措施。 最后，还得考虑程序的健壮性。程序设计是根据用户的需求来设计的，当用户提出新的需求时，能够在不改变现有程序结构的基础上进行扩展。这就要求对系统进行模块化设计，定义模块之间的接口，所以在这方面程序还需要进一步改进，使得系统能够更好地满足不同的需求。致谢不知

41、不觉，本科四年的学习生活即将结束了，这段经历将令我终身难忘。在很多人的关心与帮助下，我顺利地完成了大学阶段的学习，对此我表示诚挚的谢意。首先，我要衷心地感谢我的毕业设计导师兼辅导员冯友宏老师。在本科阶段的四年学习和生活中，冯老师给予了我悉心的指导和无微不至的关心。冯老师治学严谨，精益求精，诲人不倦，深深地激励着我在工作和学习中严格要求自己。而且他还教会我如何充分利用大学四年的时间，如何进行学术研究，这些对我今后的发展将会有着积极的影响。冯老师无论在我课题研究阶段还是论文撰写阶段，都给予了我无私的关怀与指导，在此谨向冯友宏老师表示深深的谢意。我还要感谢物电学院3115专业实验室的所有同学。一年多

42、来，我们互相帮助，共同努力，形成了优良的学习气氛和科研气氛。正是在这种环境下，本课题的研究才取得了很大的成果。尤其要感谢杨杨、俞秀文、刘辉、李祥等同学，他们在我从事电子制作的学习中给予了很多慷慨无私的帮助。另外，我还要感谢丁旭星博士、张爱清老师、杨凌云老师，谢谢他们这一年多来给予我的精神支持与莫大关怀，使得我的大学生活如此丰富多彩。另外，我还要感谢同宿舍的5位同学，这四年来我们互相帮助，互相激励，共同进步。我还要感谢我的家人，你们是我的坚强后盾，给予了物质支持和精神支持，你们是我的力量源泉。最后，再一次感谢所有给予我帮助、支持和关心的人，谢谢你们!参考文献1李静芳.“电源管理面临的挑战和机遇”

43、，电子技术，2006/01.2何任.“电源管理趋势探讨”，电子产品世界，2005/08.3李高斗.“管控一体化系统”与数字化透明工厂J.中国建材.2005.4:60-614孙文波，卢建军基于Web的远程监控技术及比较J西安科技学院学报，2002，22(2)：205-2075范卿，谢长宇，何志雄.基于GPS/GPRS技术的工程机械远程信息管理系统J.建设机械技术与管理，2008(2):81一846.李继豪,赵瑞峰,李爱莉.基于GSM/GPRS网络的路灯监控系统计算机工程与设计2005.7:1889-18907江晖.基于GPRS的路灯监控系统的设计J.江西通信科技，2009年第3期:13-15.8

44、王凌，王雄，金以慧.MES流程工业CIMS发展的关键J.化工自动化及仪表.2001.28(4):1-59王建校.51系列单片机及C51程序设计M.北京:科学出版社,2002.10王剑,高明.串行接口设备接入Internet解决发方案J.仪器仪表报,2004(8):480-481. 11李现勇.visual C+ 串口通信技术与工程实践.北京:人民邮电出版社.200412谭浩强，微型计算机原理及应用M.清华大学出版社.1999年13王慧.计算机控制系统M.北京:化学工业出版社，200014Motorola Corp.Motorola g20 DeveloPers KitJ.Motorola El

45、ectronics，2002:37-4215周立功等.ARM微控制器基础与实践(第2版) M.北京:北京航空航天大学出版社，200516李正军.计算机控制系统M.北京:机械工业出版社，200517赵英凯，曹辉，程明霄.计算机集成控制系统M:北京:电子工业出版社，2007附录：串口通信程序 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0023H LJMP JSS ;通讯中断入口地址 ORG 0030H MAIN: MOV SCON, #50H ;通讯方式允许接收 MOV TL1, #0FDH MOV TH1, #0FDH MOV TMOD, #20H ;定时器工作方式 SETB TR1 ;开

46、定时器 SETB EA ;开总中断 SETB ES ;开串行中断 M11: MOV A, P2 JB ACC.7, K11 MOV A, #80H MOV 51H, A JMP K20K11: MOV A, #81H MOV 51H, AK20: MOV A, P2 JB ACC.6, K21 MOV A, #82H MOV 52H, A JMP K30K21: MOV A, #83H MOV 52H, AK30: MOV A, P2 JB ACC.5, K31 MOV A, #84H MOV 53H, A JMP K40K31: MOV A, #85H MOV 53H, AK40: MOV

47、A, P2 JB ACC.4, K41 MOV A, #86H MOV 54H, A JMP K50K41: MOV A, #87H MOV 54H, AK50: MOV A,P2 JB ACC.3, K51 MOV A, #88H MOV 55H, A JMP K60K51: MOV A, #89H MOV 55H, AK60: MOV A, P2 JB ACC.2, K61 MOV A, #8AH MOV 56H, A JMP K70K61: MOV A, #8BH MOV 56H, AK70: MOV A, P2 JB ACC.1, K71 MOV A, #8CH MOV 57H, A

48、JMP K80K71: MOV A, #8DH MOV 57H, AK80: MOV A, P2 JB ACC.0, K81 MOV A, #8EH MOV 58H, A JMP MK81: MOV A, #8FH MOV 58H, AM: MOV R0, #51HM12: CLR ES MOV A, R0 MOV SBUF, A;将接键值发送出去 JNB TI,$;等待发送完成 CLR TI; CALL DELAY INC R0 CJNE R0,#59H,M12 SETB ESL0: LJMP M11JSS: ;进入中断，关串行中断 CLR RI ;清接收中断标志 MOV A,SBUF ;取

49、串行数据 CJNE A, #82H,M1 SETB P0.0 CLR P0.1 CALL DELAY CLR P0.0M1: CJNE A,#83H,M2 SETB P0.1 CLR P0.0 CALL DELAY CLR P0.1 M2: CJNE A,#84H,M3 SETB P0.2 CLR P0.3 CALL DELAY CLR P0.2M3: CJNE A,#85H,M4 SETB P0.3 CLR P0.2 CALL DELAY CLR P0.3M4: CJNE A, #86H, M5 SETB P0.4 CLR P0.5 CALL DELAY CLR P0.4M5: CJNE A

50、,#87H,M6 SETB P0.5 CLR P0.4 CALL DELAY CLR P0.5M6: CJNE A,#88H,M7 SETB P0.7 CLR P0.6 CALL DELAY CLR P0.7M7: CJNE A,#89H,M8 SETB P0.6 CLR P0.7 CALL DELAY CLR P0.6M8: CJNE A, #9FH,M9 SETB P0.0 CLR P0.1 SETB P0.2 CLR P0.3 SETB P0.4 CLR P0.5 SETB P0.7 CLR P0.6 CALL DELAY CLR P0.0 CLR P0.2 CLR P0.4 CLR P0.7M9: CJNE A,#90H,M10 SETB P0.1 CLR P0.0 SETB P0.3 CLR P0.2 SETB P0.5 CLR P0.4 SETB P0.6 CLR P0.7 CALL DELAY CLR P0.1 CLR P0.3 CLR P0.5 CLR P0.6M10: SETB ES RETI ; DELAY:MOV R5,#55;此次延时子程序加长一级D1:MOV R6, #255DJNZ R6, $DJNZ R5, D1RET END 25