智能網絡UPS電源監控技術研究

admin 2016-03-31 10:09:25 0

UPS(UninterruptiblePowerSystem)即不間斷電源，是一種以逆變器為主要元件、穩壓穩頻輸出的計算機電源保護設備。UPS是伴隨著計算機的誕生而出現的。特別是微型計算機的飛速發展，客觀上促進了UPS電源的發展[1]。UPS的基本功能就是停電時能夠接替市電持續地供應電力，由于電子元器件反應速度快，停電的瞬間在4-8ms內繼續供應電力，解決現有電力的斷電、低電壓、高電壓、突波、雜訊等現象，使我們的計算機系統和網絡運行更加穩定安全。

隨著計算機技術的發展，計算機及其網絡對相應的電力保障提出了更高的要求，在這樣的前提下，智能網絡UPS電源應運而生。智能網絡UPS電源系統，主要是以網絡為管理對象，在UPS主機的輸出端增設RS232，485接El，SNMP(簡單網絡管理協議)卡等類型的通信接13，利用接口經過專用的通信電纜同服務器、路由器、網關等設備上相對應的通信接口相連，把UPS電源與計算機網絡構成一個具有監控功能的智能網絡供電系統。目前UPS網絡智能化技術主要有2個方面：一是與服務器上的軟件協調工作，使UPS除了完成不問斷供電外，還能實現網絡故障報警、事件、數據日志記錄、UPS參數自動測試分折、調節功能等;二是將傳統UPS通過硬件接口與計算機相連，結合特殊設計的軟件，提供完整的電源管理方案，以加強 UPS節能功能。

UPS的監控技術主要有三種[2]：(1)基于串行通信方式的監控技術;(2)基于Web的監控技術;(3)基于SNMP的監控技術。

基于串行通信方式的監控技術受通信距離的限制，主要用于局域網中UPS的監控;基于web的監控技術將UPS與一臺主機相連，通過主機上的 Web瀏覽器對分布在WAN范圍內的UPS進行監控，定期產生UPS的狀態報告(包括UPS狀態和電池狀態)并轉換成一定的格式文件，以便于UPS的管理、診斷、事件處理，保證電力或UPS故障時計算機系統的安全關閉，使UPS處于健康的運行狀態，提高電力故障時計算機網絡的可用性。它的便利在于無需對現有的電源系統作任何改造。但是通過主機上網，通信監控軟件安裝在系統主機上，它工作時需要占用大量主機資源，如果UPS的信息量很大，勢必會影響到主機的穩定運行和性能。基于SNMP的監控技術主要用于UPS數量多、分布廣的企業級網絡中。給UPS配個網卡或直接將SNMP適配器集成到UPS里，把 UPS作為網絡中的獨立節點進行控制和診斷，通過網絡訪問自己的計算機和網站，或通過串口與網絡訪問監控系統對電源系統進行遠程監控或網絡關機，實時提供 UPS的電流、電壓、電池后備時間和負載量的狀態分析，出現故障時及時通知用戶，以便系統管理員可以迅速簡便地判斷出電源故障的發生處并迅速得以解決，使對網絡性能的影響減至最小，并能定時開關UPS和系統實現UPS的自檢等。這種方式的UPS系統反映靈敏，可操控性強，應用范圍十分廣泛。下面主要論述基于SN—MP監控技術的智能網絡UPS系統。

一個完整的智能網絡UPS系統硬件部分應當至少包含整流濾波部分、逆變部分、蓄電池系統以及其他的輔助部分，各部分協調一致才能形成一個良好的 UPS運行環境，它的系統結構如圖l所示，該系統通過R8232電源發生電路與UPS適配器相連，而UPS適配器代替相應的計算機作為網絡的一個節點接入網絡，也就是說每一個UPS都有其獨市的口地由}，網絡上的其他用戶和網絡管理員只要輸人IP地址，就可看到UPS的任何信息Ⅲ。管理員可以使用網絡內的任何一臺計算機對相應的UPS進行監挎。有特殊情況時，軟件可以通過傳呼、E—mail等方式通知維護人員作出相應的反映，當UPS遇到特殊情況時，也町從網絡內的任何一臺計算機觀察UPS的基本情況，并實施有效的措施。它的基本設計原理如圖2所示。

高度智能的UPS監控技術不僅僅需要硬件系統的支持，更要有相應的電源監控軟件、SNMP管理器的支持，用戶可執行UPS與網絡平臺之間的遠程監控和數據的網絡通信操作，使UPS具有遠程管理能力，成為網絡系統中的重要組成部分。智能化UPS監控系統的軟件部分主要由智能網絡UPS通迅顯示模塊、與計算機的通訊部分和看門狗電路三部分組成。

通迅顯示模塊的主要功能是把UPS使用過程中的各種信息顯示到控制面板上的液晶屏上，主要的硬件連接方式是利用單片機(例如AT89C51)與液晶顯示屏以模接口方式連接;開關機鍵直接與89C51的INTO相連接，以中斷的方式實現系統的開關機功能，同時設計相府的菜單結構以簡化操作。

通訊部分主要負責UPS與計算機之間的通訊，一般采用雙路驅動器/接收器Max232來實現相應的功能。軟件設計中，其接I：l程序主要由發送子程序和通訊口中斷處理接收子程序組成，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RXU 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。程序流程圖如下圖所示。其中圖3為發送過程流程圖，圖4為接收過程流程圖。