智能化網絡UPS系統

　　網絡UPS智能系統，主要是以整個網絡為管理對象，是指在UPS的主機的輸出端增設RS232、R485接口，SNMP（簡單網絡管理協議）卡通信接口。利用這些接口經過專用的通信電纜同服務器、路由器、網關等設備上的相對應的通信接口相連，這樣就能把UPS電源與計算機網絡構成一個具有監控功能的智能化UPS供電系統。目前UPS網絡智能化技術主要有2個方面：一是加強UPS新功能，與服務器上的軟件協調工作，使得UPS除了完成最基本的不間斷功能外，還能實現網絡上事件記錄、故障告警、UPS參數自動測試分折、調節功能等；二是加強UPS節能功能。智能化的網絡UPS系統將傳統式UPS通過與計算機相連的硬件接口，結合特殊設計的軟件，提供完整的電源管理方案。

　　智能化網絡UPS系統實現

　　計算機與UPS電源是通過接口進行通信，要使供電系統的故障信息和UPS狀態信息能夠到計算機系統，首先要完成計算機與UPS之間連接電纜的自動查詢，為保證通信的準確性，需按規定的通信協議進行初始化。網絡設計的軟件和硬件產品通常基于SNMP，它在網絡上與管理信息庫交互起作用；通過發布SNMP命令，網絡管理員可以通過在網絡設備上檢索信息和發布控制命令來控制網絡；也還有處理消息軟中斷（消息軟中斷是警告網絡管理站重要事件諸如UPS使用電池供電的消息）的能力。

　　網絡UPS可以利用現有計算機通信接口與UPS通信接口相接，再在計算機上安裝相應的監控軟件。有了監控軟件后，計算機便與UPS建立了通信聯系，計算機定時發送指令，UPS在規定的時間內返回信息，當電源出現異常時，UPS內部的微控制器會及時把異常信息發給計算機，并由監控軟件在計算機上發出告警信息，提醒操作員或網絡管理員及時處理，若有關人員不在現場，則監控軟件會在UPS供電時間結束時自動中止各種軟件的運行程序，禁止用戶登錄，自動存盤，保持現場等，并通過網絡向用戶發出警告信息，通報有關電源異常信息。同時監控軟件還具備完備的UPS自我測試功能，測試UPS的狀態及電池容量等，能以數據和圖形形式顯示并記錄UPS輸出、輸入電壓、頻率、負載、溫度、電池容量，使用戶可以分析、診斷、預作防范。

　　為了增加智能網絡化UPS的安全性及可擴展性，勢必需要提供雙向網絡通信接口（端1：1），以使UPS與網絡服務器形成一體化連接。通過它能實現系統的安壘關閉，為網絡的安壘性叉增加了一層保障。在智能網絡化UPS中，都是由單片機或者是DSP系統負責擔任與網絡服務器的通訊任務。而這中間進行通訊時要滿足一定的條件，比如電腦的串口是RS232電平的，而單片機的串口是1vrL電平的，兩者之間必須有一個電平轉換電路。這種電路可以用幾個三極管進行模擬轉換，但不如專用芯片更加簡單和可靠。本文將闡述如何使用Max232實現智能網絡化UPS與網絡服務器間的通訊功能

　　Max232簡介

　　Max232是一種雙路驅動器／接收器，片內含有一個電容性電壓發生器以便在單5V電源供電時提供ⅡA／TIA一232一E電平。每個接收器將EIA／nA一232一E電平輸人轉換為5V 1vrL／cMOS電平。這些接收器具有1．3V的典型門限值及0．5V的典型遲滯，而且可以接收士30V的輸入。每個驅動器將TTL／CMOS輸入電平轉換為ⅡA／nA一232一E電平。它包含有四個部分：雙路直流一直流電壓轉換電荷泵、RS一232驅動器和RS一232接受器、發送器和接受器使能輸入控制電路。主要應用于EIA／Tn一232一E、電池供電系統、終端、調制解調器和微機中。

　　智能網絡化UPS與網絡主機間通訊的具體實現

　　通信的基本方式

　　在計算機系統中，CPU和外部通信有兩種通信方式1：并行通信和串行通信。并行通信，即數據的各位同時傳送i串行通信，即數據一位一位順序傳送。上述兩種基本通信方式比較起來，串行通信能夠節省傳輸線，特90是數據位數很多和遠距離數據傳送時，這一優點更為突出。串行通信方式的主要缺點是傳送速度比并行通信要慢。按照串行數據的時鐘控制方式，串行通信可分為同步通信和異步通信兩類。在異步通信中，數據通常是以字符為單位組成字符幀傳送的。字符幀由發送端一幀一幀地發送，每一幀數據均是低位在前，高位在后，通過傳輸線被接收端一幀一幀地接收。發送端和接收端可以由各自獨立的時鐘來控制數據的發送和接收，這兩個時鐘彼此獨立，互不同步。通信時，起始位占用一位（低電平），用來表示字符開始。其后為7位或8位的數據編碼，第8位通常作為奇偶校驗位。最后為停止位（高電平）用來表示字符傳送結束。上述字符格式通常作為一個串行幀，如無奇偶校驗位，即為常見的N．8．1幀格式。同步通信是一種連續串行傳送數據的通信方式，一次通信只傳輸一幀信息。這里的信息幀和異步通信的字符幀不同，通常有若干個數據字符，但它們均由同步字符、數據字符和校驗字符CRC三部分組成。在同步通信中，同步字符可以采用統一的標準格式，也可以由用戶約定。異步通信簡單，雙方時鐘可允許一定誤差。同步通信較復雜，雙方時鐘的允許誤差較小。異步通信只適用于點對點，同步通信可用于點對多。通信效率：異步通信低，同步通信高。

　　智能網絡化UPS一般用串行RS一232C接口，采用異步通訊方式與網絡主機問實現通訊。這是因為UPS放置的位置一般都與網絡主機距離比較遠，它們之間相互傳送的數據量比較大。采用異步通信，可使硬件電路和編程都比較簡單

　　硬件電路連接

　　PC機和UPS間最簡單的連接是零調制三線經濟型。這是進行壘雙工通信所必須的最少線路。因為UPS中的通訊板輸入、輸出電平為rrL電平，箭PC機配置的是RS--232C標準接口，二者的電氣規范不同，所以要加電平轉換電路。常用的有MCl488、MCl489和MAX232，本文采用的就是Max232。其硬件電路圖如圖1所示，其中管腳1、3和4、5需耍分別接入電容C1和C2，以使芯片中的電壓轉換電荷泵部分能夠正常工作。將Max232的第9和第lo管腳分別接至單片機或DSP通訊板的TXD和RXD即可

　　通訊協議的編制

　　所謂通信協議是指通信雙方的一種約定3。約定包括對數據格式、同步方式、傳送速度、傳送步驟、檢糾錯方式以及控制字符定義等問題做出統一規定，通信雙方必須共同遵守。因此，也叫做通信控制規程，或稱傳輸控制規程，它屬于ISO’sOSI七層參考模型中的數據鏈路層。為了實現UPS和主機問的通訊，我們可作如下約定：通信速率1200bit／s，幀格式為N．8．1。通信首碼為0xeb，有效數據長度為接下來的字節所表示的整數，尾碼0xec。

　　軟件編程

　　軟件設計中，共接17程序主要由commsent發送子程序和corP．1Tl通訊口中斷處理接收子程序組成2。發送時，先發送一個起始位（低電平），接著按低位在先的順序發送8位數據，最后發送停止位。接收時，先判斷RXD接收端口是否有起始低電平出現，如有則按低位在先的順序接收8位數，最后判斷RXD是否有高電平出現，如有則完成一個數據接收，否則繼續等待。其中通訊板使用C51系列單片機系統，系統要求單片機晶振為6M。

　　程序流程圖如下圖所示。其中圖2為發送過程流程圖，

　　圖3為接收過程流程圖。

　　相關程序如下：

　　#define uehar unsigned char

　　#define nim unsigned im

　　#inclu&《reg51．h》

　　#include《stdio．h》

　　#include《string．h》

　　uchar rebuf［48］ ／／發送接受隊列，其中rchuf［O］表示隊列中的有效數據

　　nint i=l ／／隊列rebuf［］數據指針

　　void send（void）；

　　void eomm（void）interrupt 4 using 3／／串行口中斷程序

　　{ EA=0；

　　if（RI==1）

　　{

　　RI=O；

　　if（i一一1）{rcbuf［i］=SBUF；i十+；） ／／數據

　　else if（SBUF==0xed）i十十；

　　）

　　EA=1；；

　?。?/p>

　　void send（void）／／串行口發送處理子程序

　　{uint kI for（k=1；k《rebuf［0］Ik++）f SBUF=rebuf

　　［K］；while（TI=一o）}TI一0#delay（120）I}SBUF=

　　0xecl while（17==0）l TI=0；

　?。?/p>

　　void main（void）

　　{ScON=OxdO；PCON=oxoo；TMOD=Ox20；THl=

　　Oxf4‘

　　TRo=o#TRl=0；／／關T1，TO

　　PS=1; IT0=1I／／外部中斷0邊沿觸發申請

　　EA=l；

　　EX0=1；ES=0；

　　while（1）；

　　}

　　本文介紹的用AT89C52單片機實現與PC實現串行通信的方法，已成功地應用在UPS控制系統中，實踐證明能可靠地傳送和接收數據

　　智能化網絡UPS系統優勢

　　網絡化通過SNMP標準，可以監控或管理網絡內任何一臺UPS的運行，并能遠程管理UPS狀態參數。

　　智能化由于微處理器技術的應用，UPS系統實現了智能化。智能型網絡UPS一般采用8位或16位微處理器，由微處理器的串行接口與服務器、PC或終端之間實現通信，進行數據傳輸，包括UPS工作狀態、輸入輸出參數及各種指令。

　　智能化UPS一方面實現了設備運行過程中自我狀態的監控，對一些故障現象進行預處理，使其始終平穩可靠運行；另一方面實現了計算機和網絡與UPS之間的雙向數據通信，用戶可以在計算機和網絡中的各個節點上實時監視可控制UPS電源的運行狀態。

　　自動化自動化是指UPS電源自動完成的一些自我檢測，達到全方位自動監管功能。

　　實時性實時性就是要求監視電路中各部分的狀態，隨時獲取主機工作時的有關參。

　　保護性UPS提供具有針對性的保護，保護不同的電子元件的UPS具有不同的特征。在市電出現停電的時刻，UPS能瞬間完成切換到后備用電源的過程，使計算機在短時斷電時仍能順暢運行，不會出現數據丟失和系統關閉現象；在超長市電電源中斷的情況下，UPS設備可以啟動電源管理軟件實現安全的計算機系統關閉過程，也保證數據的完整性；PC工作站內UPS電池在耗盡電量后，還會以極快的速度恢復到滿充狀態，以備下一次斷電的發生。

　　安全性安全性是信息系統遠程管理必須解決的問題，除了通常的用戶名和口令保護之外，采用各種安全認證，用戶可以自行設定遠程管理方式，關閉自動認為不必要的遠程管理通道，進一步提高遠程管理的安全性為保證整個網絡通信系統的安全性。

　　數字化數字化UPS軟件取代了大量的模擬器件，在很大程度上提高了產品的集成度，而且通過修改軟件，可以很方便地調節系統的各種特性，這就增強了系統的柔性和智能性。