不间断电源多机集中监控方法及其装置.pdf

本发明公开了一种不间断电源多机集中监控方法，该方法为监控器按标准RS485协议定期通过RS485通道发出一组带地址编码的UPS工作状态查询请求，监控器将收集到的所有UPS信息存储在对应的寄存器中，轮询完一遍所有的UPS，监控器就将这些信息进行统计、计算，因而可实现远距离大范围监控、一对多监控目的。为了实现上述的方法，本发明还设计了一套主要由MCU控制芯片、通讯电路、LCD、按键操作电路、报警电路组成的不间断电源多机集中监控装置。

1、  一种不间断电源多机集中监控方法，其特征在于：它包括以下步骤：
(1)、控器按标准RS485协议定期通过RS485通道发出一组带地址编码的UPS工作状态查询请求；
(2)、所有的UPS接收到这组查询请求后将其中的地址编码与自身的地址编码校对；
(3)、地址正确的UPS才将自身信息通过RS485通道返回；地址不正确的UPS不做任何反应；
(4)、监控器按不同的地址编码将收集到的所有UPS信息存储在对应的寄存器中；
(5)、轮询完一遍所有的UPS，监控器就将存储在寄存器中的信息进行统计、计算。
(6)、监控器通过LCD面板和报警电路将这些信息显示出来。

2、  据权利要求1所述的不间断电源多机集中监控方法，其特征在于：步骤(1)中监控器数据传输格式为每一祯信息自动加入一字节的地址编码。

3、  一种不间断电源多机集中监控装置，其特征在于：它是由MCU控制芯片、通讯电路、LCD、按键操作电路、报警电路组成；通讯电路连接MCU控制芯片的CTRL、RXB、TXB端，将MCU控制芯片的CMOS电平转换为标准RS485通讯协议发送给UPS；所述的LCD的6-14脚与MCU控制芯片的7-16脚、19脚连接，LCD的1、3脚通过MOS管与MCU控制芯片的4脚连接，MCU控制芯片将显示信息传送给LCD；报警电路与MCU控制芯片的35脚连接；按键操作电路与MCU控制芯片相连接。

4、  根据权利要求3所述的不间断电源多机集中监控装置，其特征在于：它还包括一电源低电压复位芯片，该电源低电压复位芯片与MCU控制芯片的复位端RST连接，可使系统复位。

5、  根据权利要求3或4所述的不间断电源多机集中监控装置，其特征在于：所述的MCU控制芯片MC68HC908MR16芯片。

不间断电源多机集中监控方法及其装置
技术领域
本发明涉及一种通讯技术和电子设备领域，特别是涉及一种多台不间断电源或不间断电源并机系统的不间断电源多机集中监控方法及其装置。
背景技术
作为给交流用电设备提供精密、稳定不间断电源的供电设备，UPS在高要求的电力保障系统中发挥着十分重要的作用。随着数字智能化技术在UPS内广泛的使用，UPS不仅实现了单片机或数字处理器DSP的智能控制、模拟参数和开关状态的数字化，而且该项技术和使用的器件中所带有的数据传输接口使UPS摆脱单机独立工作，实现与上位监控系统的信息交换，完成联网监控成为可能。
目前，在UPS与上位监控系统的数据传输领域中，广泛采用的是异步串行通信标准TIA/EIA-232和TIA/EIA-485，既RS232和RS485标准。由于该标准是对通信通道的电气特性和机械特性作出的规定，对于通信过程中的另一项关键标准：数据传输协议，一般则是由开发使用者自行定立一套标准格式对传输中的信息进行定位解释。在这一标准基础上，对UPS的智能监控管理系统就出现了：采用RS232点对点通信的单机监控，如一台安装有UPS电源监控管理软件的电脑与一台UPS进行连接。该方案的特点是：在同一时间里，只有一台电脑与一台UPS进行通讯，实现监控。也只有这台电脑受监控软件控制，与UPS关联被智能保护；另一种方式则是通过一些特殊的转换设备，如UPS SNMP网络适配器，令UPS以一个节点的身份(拥有一个固定的IP地址)接入网络中，实现多对多监控。
目前这种情况就导致了在很多应用的场合无法便捷有效实现一个监控中心(或一个设备)共同监控一个区域内的多台UPS，例如客户在该区域内未安装网络系统，或者客户对UPS的安全有较高的要求，或者客户需要对多机并联系统进行直接监控时。因此，开发一种能够直接与多台UPS(独立或者并联)进行信息交换和通信的集中监控器具有较大的工程应用意义。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种可远距离大范围监控、实现一对多监控的不间断电源多机集中监控方法。
本发明的另一个目的在于提供一种可远距离大范围监控、一对多监控且成本低廉、使用方便的不间断电源多机集中监控装置。
为达到上述目的，本发明的解决方案是：
一种不间断电源多机集中监控方法，它包括以下步骤：
(1)监控器按标准RS485协议定期通过RS485通道发出一组带地址编码的UPS工作状态查询请求；
(2)所有的UPS接收到这组查询请求后将其中的地址编码与自身的地址编码校对；
(3)地址正确的UPS才将自身信息通过RS485通道返回；地址不正确的UPS不做任何反映；
(4)监控器按不同的地址编码将收集到的所有UPS信息存储在对应的寄存器中；
(5)轮询完一遍所有的UPS，监控器就将存储在寄存器中的信息进行统计、计算；
(6)监控器通过LCD面板和报警电路将这些信息显示出来。
在步骤(1)中监控器数据传输格式为每一祯信息自动加入一字节的地址编码。
本发明是一种不间断电源多机集中监控装置，它是由MCU控制芯片、通讯电路、LCD、按键操作电路、报警电路组成、通讯电路连接MCU控制芯片的CTRL、RXB、TXB端，将MCU控制芯片的CMOS电平转换为标准RS485通讯协议发送给UPS；所述的LCD的6-14脚与MCU控制芯片的7-16脚、19脚连接，LCD的1、3脚通过MOS管与MCU控制芯片的4脚连接，MCU控制芯片将显示信息传送给LCD；报警电路与MCU控制芯片的35脚连接；按键操作电路与MCU控制芯片相连接。
本发明还包括一电源低电压复位芯片，该电源低电压复位芯片与MCU控制芯片的复位端RST连接，可使系统复位。
所述的MCU控制芯片MC68HC908MR16芯片。
由于本发明的监控器按标准RS485协议定期通过RS485通道发出一组带地址编码的UPS工作状态查询请求，监控器将收集到的所有UPS信息存储在对应的寄存器中，轮询完一遍所有的UPS，监控器就将这些信息进行统计、计算，因而可实现远距离大范围监控、一对多监控目的。
为了实现上述的方法，本发明设计了一套主要由MCU控制芯片、通讯电路、LCD、按键操作电路、报警电路组成的不间断电源多机集中监控装置，该装置通过RS485地址编码远程通讯技术，定期轮询所有受监控的UPS。系统内的MCU控制芯片将收集到地信息进行综合分析，对所有UPS的工作进行统计，当其中某些UPS出现告警或异常保护时，该系统将以多种警告方式向管理人员告警。此外，本装置采用了全中文LCD显示面板，通过按键操作分级式菜单。通过各项选择，管理人员可以方便的监测各台UPS的工作参数和工作状态，并可分别对每台UPS下达控制指令。本装置只需要一个交流220V电源，然后通过简单的电话线与所有被监控的UPS单元直接连接，即可实现系统的集中监控，避免了传统监控软件需要专门的一台电脑的设备投资，也降低了对电源管理员的计算机知识要求，使用起来十分方便。
本发明具有如下特点：
1、采用RS485通讯方式实现远距离，大范围监控(通过中继连接可实现无距离限制)；
2、系统中每台被监控的UPS都拥有一个唯一的固定ID地址编码；
3、实现一对多监控；
4、友好、方便的人机界面；
5、低实现成本，方便应用。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
附图说明
图1为本发明的系统框图；
图2为本发明的通讯电路图；
图3为本发明的工作流程图。
如图1、图3所示，本发明的监控方法如下：
A.MCU控制芯片定期通过RS485通道发出一组带地址编码的UPS工作状态状态查询请求。所有UPS接收到这组查询请求后将其中的地址编码与自身的地址编码校对。地址编码正确的UPS才将自身信息通过RS485通道返回；地址编码不对的UPS不做任何反应，以防止数据重叠而出现错误。
B、MCU按不同的地址编码将收集到的所有UPS信息存储在对应地址的寄存器中。每轮询完一遍所有的UPS，就将寄存器中的信息进行统计。计算出系统在线UPS数量、正常UPS数量、告警UPS和保护UPS数量等信息。
C、通过系统的中文LCD面板和LED、蜂鸣器声光报警系统(报警电路)将这些信息向管理人员汇报。
D、接收管理人员通过按键操作分级菜单管理系统对各类UPS信息的查阅和对某台UPS的控制指令，将相应信息在LCD显示面板上显示出来或是将对UPS的控制指令加入地址编码后通过RS485通道下达到UPS端。同样也是只有地址编码正确的UPS才对操作命令做出响应。
E、对管理人员的声、光报警系统。
F、该系统还预留有与上微机通信的数据接口，以便于实现电源系统的电脑化管理。
如图1、图2所示，本发明不间断电源多机集中监控装置主要由MCU控制芯片1、通讯电路2、LCD3、按键操作电路4、报警电路5和电源低电压复位芯片6组成。
1、MCU控制芯片1：Motorola公司MC68HC908MR16单片机被用作整个系统的控制核心，它内部的处理器完成了从前级取样电路采集并综合处理所有信息，并将这些信息送相应后级电路的工作。利用其片内集成的UART异步通讯发送(TXD)、接收口(RXD)，系统与所有被监控的UPS进行信息交换。MCU控制芯片1所有未用到的硬件资源都以接地的形式消除干扰信号，提高系统的抗扰能力；控制芯片1与按键操作电路4相连接，将相关信息传递给MCU控制芯片1。
2、通讯电路2：所述的通讯电路2连接MCU控制芯片1的CTRL、RXB、TXB端。通讯电路2采用专用的数据传输接口器件和MCU控制芯片1作为控制核心，实际监控系统中UPS的分布都有一定的距离。为克服RS232通讯对传输距离的限制，这里采用了RS485通讯方式。而MCU控制芯片1自身的通讯接口一般都为CMOS电平，因此，必须通过专用的数据传输接口器件完成CMOS电平的RS232信号向标准RS485信号的转换。而MCU控制芯片1则按数据传输格式，每一祯信息中自动加入一字节的地址编码以区分信息。UPS属电力电子设备，自身存在一定的干扰，为抑制干扰和提高各设备电气连接的可靠性，在MCU控制芯片1与RS485通讯电路之间还加入了光电隔离电路以保证系统的电气隔离特性。
3、LCD3：所述的LCD3的6-14脚与MCU控制芯片1的7-16脚、19脚连接，LCD3的1、3脚通过MOS管Q1与MCU控制芯片1的4脚连接，MCU控制芯片将显示信息传送给LCD3。通过选用内带中文字库的LCD3显示模块，MCU控制芯片1仅需少量的控制操作就可将所需显示的信息送到LCD3模块的处理器中，其后的文字点阵驱动都由LCD3模块自身来完成。系统中，LCM16080液晶显示电路选用OCMJ5*10B型内带中文字库的显示模块。MCU控制芯片1通过4条控制信号和8条数据信号线完成将显示信息传送给液晶显示模块内部处理器的工作。由于液晶显示模块内部已带有中文字库，每个中文汉字都只需以区位码的形式、英文字符以ASCII码的形式传送。
4、报警电路5：报警电路5与MCU控制芯片1的35脚连接。当集中监控器检测到UPS中有出现异常信息时，通过这个告警系统，可及时的向管理人员发出不同的警告信息，通知设备管理人员对异常情况作出处理。
5、电源低电压复位芯片6：所述的电源低电压复位芯片6采用X5045/X5045。电源低电压复位芯片6与MCU控制芯片1的复位端RST连接。当系统电源电压不足时，该芯片将自动复位单片机系统，以保证工作不出现错误。同时，该芯片还有E²PROM，它为系统提供了一定的存储功能。
本发明为实现对多台UPS的同时集中监控管理提供了另外一种全新、实用经济的方案。这种方式在实际使用中特别适用于在一定区域内有多台UPS，欲对这些UPS进行管理而又没有网络环境，或出于对网络安全的保护不允许UPS信息由网络进行传输的情况，也是目前对于多机并联系统的集中监控最高性能价格比的方案。
该系统具有以下的特点：
1、分散设备的集中通讯管理模式：本系统采用微控技术(MCU)，通过RS485地址编码远程通讯技术，定期轮询所有受监控的UPS。系统内的微处理器将收集到的信息进行综合分析，对所有UPS的工作进行统计，当其中某些UPS出现告警或异常保护时，该系统将以多种警告方式向管理人员告警。
2、全中文的人机界面：该系统采用了全中文LCD显示面板，通过按键操作分级式菜单。通过各项选择，管理人员可以方便的监测各台UPS的工作参数和工作状态，并可分别对每台UPS下达控制指令。
3、便捷的现场安装方式：该监控器只需要一个交流220V电源，然后通过简单的电话线与所有被监控的UPS单元直接连接，即可实现系统的集中监控，避免了传统监控软件需要专门的一台电脑的设备投资，也降低了对电源管理员的计算机知识要求。