通信设备集中控制系统硬件设计方案

孙玉梅

摘 要：信息化技术的飞速发展，使得现代通信设备得到了普及，通信设备的功能越发完善，数量也在不断增加，做好通信设备的集中控制意义重大。本文对通信设备集中控制系统的硬件设计进行了分析和讨论。

关键词：通信设备；集中控制系统；硬件设计

前言：通信设备的运行效果直接影响着通信质量，一旦通信设备出现问题，会给有关部门的工作带来很大困扰，因此，必须切实做好通信设备管理和控制。考虑到通信设备数量众多，位置分散，从提升管理效率的角度，可以设置集中控制系统进行管理。

1 整体设计

集中控制系统的原型是机箱式集中控制器，通过改进，以平板电脑兼容原本动中通运行管理软件，通过无缝移植的方式来实现系统构建，不仅操作方便，而且维护简单，系统体积小便于携带。

系统主要包括了机箱和平板电脑两部分内容，前者细分为电源、主板、无线控制器、串口服务器和天线，后者则属于分离式监控平台，可以运行集中控制软件。

2 工作流程

在进行主机操作时，系统可以通过相应的界面，对Get Value or Set Value函数进行调用，可以下达任务宏，结合串口发送控制指令和接收反馈数据，经主机解析后，在显示器上呈现出来。对于集中控制系统主机的启动，需要依次启动集中监控和分系统监控，在全部启动后，依照预先设定好的固定时差，将数据信息传输到主机；主机在接收到分系统传输的信息后，会对信息进行存储和显示，然后向对应的分系统发送指令；分系统在接收到主机发送的指令后，会对其进行存储，同时将指令发送到对应设备中进行执行。对于设备控制结果，分系统在收集相关信息后，会向集中监控主机发送控制相应，主机对接收到的控制相应进行整理和记录[1]。

3 硬件设计

集中控制系统硬件的设计主要体现在以下几个方面：

3.1平板电脑

从数据显示的清晰度考虑，选择10寸平板电脑，电阻式触摸屏为操作提供了方便，不需要用到键盘和鼠标。将平板电脑安装在抽拉式托盘上，平时可以收入到机箱内，需要使用时可以拉出，在节省空间的同时，也可以减少外界因素对于平板电脑的破坏。在平板电脑中，应该设置有外带USB接口以及2×RJ45千兆自适应网络接口，采用Windows XP系统。在集中控制系统中，最终选择了CTN-GB0310GA 5线10寸平板电脑，能够同时兼容Windows XP、Windows 7等多个操作系统，有效满足软件运行对于操作环境的要求。

3.2串口服务器

可以将串口服务器设置为8接口，确保其能够同时连接8个外界设备，如果条件允许，还应该在服务器中预留4口串口卡，以应对更多设备连接需求。系统选择的串口转换器为UT-8814系列，能够实现对USB和RS-232标准的兼容，也可以实现单端USB信号到RS-232信号的转换。在转换器中，设置有零延时自动收发转换，I/O电路则可以实现对于数据流方向的自动控制。

UT-8814串口服务器的功能包括：1）可以满足多种标准，如USB V1.1、2.0标准，EIARS-232标准等；2）支持的USB信号包括FG、GND、VCC、DATA等；3）支持的RS-232信号包括RST、RXD、TXD、DCD等；4）服务器可以同时支持点对点工作和异步工作，灵活性更强；5）数据流向自动控制技术的应用，使得服务器可以对数据传输的方向进行自动识别与自动控制；6）服务器支持点到点通信，波特率为300-921600bps，可以对串口信号的速率进行自动检测；7）从保障服务器安全的角度，设置了±15kV静电保护以及浪涌保护[2]。

3.3无线控制器

现阶段，最为常见的无线控制方式有两种，一是Wifi控制，二是蓝牙控制，但是这两种控制方式都存在数据传输距离短的问题，而且数据的安全性无法保证。在进行集中控制系统无线控制器的设计时，应该综合考虑，尽可能避免上述问题。在该系统中，无线控制器选择ZigBee控制器，无论是大小还是性能都能够满足系统要求。

3.4电源

电源主要是为主板和串口服务器的运行提供支持，根据其具体需求，电源电压等级应该包括5V和12V，换言之，电源相关参数为：220V输入，5V和12V两路输出。在集中控制系统中，选择MAE70-22D05&12型电源，工业与军事设计，能够将220V市电转换为5V和12V输出。对电源性能进行分析，相关参数为：输入电压范围为220V额定电压，可以在176V-264V的范围内波动；输出电压精度能够达到1%；主路电压调整率和负载调整率分别为±0.2%和±0.4%；电源响应速度能够达到400μs，工作频率在160-200KHz之间，MTBF大于500000h；采用军Ⅱ级设计，在-55℃到85℃的范围内都可以保证正常工作。

4 系统运行

主机和控制终端能够通过RS485接口实现无线连接，不需要设置无线操作模块，可以实现直连。在固定帧的支持下实现信息通信，主要包括了设置命令帧、查询命令帧、数据帧以及确认帧。如果主机需要对通信设备的信息进行查询，可以将查询命令进行打包，形成查询命令帧，然后经RS485无线接口发出，控制终端在接收到查询命令帧后，会自动获取通信设备信息，整理后打包成数据帧，同样通过RS485接口发送给主机，主机在接收到数据帧后，可以对其进行处理，并在平板电脑上显示出来。

如果需要对设备信息进行设置，主机可以将需要发送的设置命令打包成设置命令帧，经RS485发出，控制终端接收到设置命令帧后，会依照其中的内容，对通信设备进行设置，并将设置结果打包成确认帧，经RS485发送会主机，由主机进行确认和处理。

控制终端可以在一次查询中获取功放的所有参数，具体来讲包括两方面的内容，一是设备高功放，SSPower Amplifier；二是查询参数，包括电流参数current double，精确到小数点后一位，单位为A；温度参数Temperature，存在正负，为int型；衰减参数Attenuation，同样存在正负，double一位小数，单位为db；射频开关状态Transmiter Status状态，其中包含了打开和关闭报警，可以自由设定。

结语：

总而言之，在通信设备控制中，集中控制系统有着非常明显的优势，本文提到的集中控制系统中采用了几种比较常见的通信协议来对通信设备进行管理和控制，接口选择国际通用接口，不需要重新设计，只要将设备连接在系统中，就可以实现对设备的控制，能够极大的减轻用户工作量。实践证明，系统具备良好的实用性，值得进行推广。

参考文献：

[1]杨志宇.信息通信設备管理系统研究与设计[D].北京：华北电力大学，2012

[2]王阳，张正文.基于RFID的电力通信设备管理系统的设计与应用[J].价值工程，2013，（22）endprint