用PSTN实现远程流量计量网络

　　0　引言

　　流量计广泛用于现代工业现场对流体的计量,远程监测和数据集中管理是现代流量计远程网络化、测量自动化的发展趋势[1]。MODEM(调制解调器)是远程通信方式之一,利用工厂、企业内部或者公用电话交换机网络(Public Switched Tele-phone Network,以下简称PSTN)实现计算机之间或中央控制室计算机与工业现场嵌入式系统之间进行远距离数据传输。这种通信方式不受地点和时间的限制,而且传输数据完全、经济、方便,不用另外布线[2]。因此,在现代工业远距离测控传输中使用较多。用MODEM通信方式互联计算机组成综合计算机平台用于制造业,还可以大大提高生产率[3]。应用MODEM通信技术、借助PSTN通信介质、结合单片机现场采集数据的方便性和实用性[4]可以开发出性价比和实用价值较高的远程流量计量网络。远程流量计量系统一般由流量计、下位机数据传输系统、通信介质和PC机构成,用来实现远程流量计的实时监测控制和数据传输,对系统运行的重要参数和各节点实时数据进行直观地显示。

　　1　远程流量计量网络总体设计

　　为了提高系统数据传输速度和增大传输距离,提高系统的抗干扰能力和测控精度,远程流量计量网络用PSTN作通信介质,由中心计算机(上位机,PC)、MODEM、单片机(下位机)以及各流量测量节点的流量计构成。图1为系统总体设计原理框图,系统采用两级控制结构:第一级为直接控制级,即单片机对远程流量计的数据(如:压力、温度、瞬时流量和累积流量等)进行实时采集,单片机采用硬件系统设计简洁、指令系统设计精炼的PIC16F877[5],单片机与流量计之间采用MAX485作收发器,图2为下位机与流量计之间的通信流程图;第二级为过程管理级,即用一台普通PC机来实现,主要对各流量计参数和测量数据的管理和实时显示,并且可以根据实际需要进行系统的调整和扩展,所以上位机的监测软件包括通信模块、数据库模块和用户界面三部分。由于PSTN只能传输模拟量,下位机系统接收和发出的是数字量,所以,必须采用MODEM进行调制处理。

　　用VB开发上位机的应用程序实现对远程流量计量的监控和计量数据的集中管理。远程流量计测量位置一般较分散,可以将各流量计的分布情况显示在上位机上,每个流量计用Command控件表示,并且代表一个电话号码,构成所有流量计的分布拓扑示意图,如图3所示。通过上位机多点拨号的方式,对应的流量计数据经过对应的下位机电平转换,传入对应的MODEM,再经过公用电话网从PC/MODEM适配卡传入上位机。

　　2　系统抗干扰措施

　　根据实际经验和现场使用情况,提高下位机系统的抗干扰能力是整个系统稳定、可靠工作的主要保证。所以,以下重点从下位机硬件系统的干扰源和软件系统两方面介绍保证系统可靠工作的有效措施。