基于MODEM远程监控系统的设计(单片机)

绪  论
随着通信技术的不断发展和电信网络规模的不断扩大，在现代电信网络中大量采用了远端模块和新的接入技术。实现全球化的制造不但要进行企业间管理信息层面的连接，有时还需要对远程设备进行监控，信息的交换深入到设备层面，从而实现企业内部和企业之间全方位的融合。远程设备监控包括设备的远程数据采集、设备控制系统的远程调试和配置、设备的远程控制和设备的远程维护。
远程数据传输的方式可分为有线和无线两种，每一种方式都有它的长处和不足，因而就有不同的应用选择和市场定位。总体上看，有线方式较无线方式可靠性高、传输容量大，无线方式较有线方式灵活方便。目前国外的远程通信技术已经相当成熟，使用Modem和公共电话网构成的远程通信系统已经向标准化、系列化发展。在国内一些生产厂家已经研制开发了很多类似的产品，从总体上看，在通信协议、数据格式等方面，还没有形成统一的标准。其发展趋势将是形成一种标准化、模块化和系列化的产品，以便降低成本，缩短开发周期。
利用MODEM进行上位机与下位机之间的远程低速通讯具有很多优点:首先,通信距离可以扩展到几十甚至上百公里,只要电话线路质量较好通信距离基本不受限制;其次,MODEM通信利用电信部门的电话线路和交换网络,不需要单独布线,不需亲自维护,尽管需交纳一定的月租费用,但仍节省了大量的精力和资金;再者,在不需要进行数据传输时,线路可以作为普通的电话线路用于语音通信或收发传真等,一线多用;最后,利用MODEM通信速率最高可达50 kbps 左右(取决于线路质量) ,可以满足大多数设计要求,而且MODEM本身技术成熟、性能可靠、价格也不高。使用成品的调制解调器还可以避免通信接口的设计调试过程,缩短了开发周期,降低了开发成本,同时提高了系统的可靠性。

摘 要
目前, 在我们国家的各个领域, 有成千上万的感应器、检测器、智能仪表或其他设备在现场运行, 出于实时监测和控制、增强企业内部管理等原因, 许多测控系统需要把现场采集的数据传送给远方的监控机或服务器(一般为PC 机) , 他们之间的数据交换一般通过RS232 串行口或RS485 网络来实现, 但是RS232 接口传输距离只有几十米, 即使转换成工业485 网络接口, 传输距离也只有一千多米。利用公共交换电话网(PSTN ) , 通过Modem 可以不受距离限制传送数据。基于此我们设计了一种成本低, 可靠度高的远程数据监测系统。远程数据采集和下位机系统控制是工业测控系统的主要任务。在这些系统中由单片机或PLC 完成现场数据的采集与预处理,由系统机完成数据的汇总、查询、统计、报表等综合处理。
本设计属于远程监控研究领域，目的在于使用计算机和单片机通过Modem和现有的公共电话网组成开放式远程监控系统，完成远程数据的采集、传输以及远程设备的控制。系统由前端数据采集器、远程通信子系统和终端监控计算机三部分构成，设计中使用8051单片机作前端数据采集控制器核心元件，可实现八个开关量、八个模拟量的数据采集以及八个输出开关量的控制。前端数据采集控制器经外置Modem、电话线与远程计算机通信，能实现多点数据的采集和设备控制。终端监控计算机接收远程前端数据采集器传送的数据，利用计算机对采集到的数据进行处理、存储及分析。该部分软件使用Visual Basic6.0语言编写，利用数据库管理接收数据，可进行数据的动态显示、查询报表和备份，对超限数据可进行声光报警显示。

关键词：远程监控；数据采集；串口通信

Abstract
Currently, each realm in our nation, have thousands sensor, detector, the intelligence appearance or other equipmentseses to circulate on the spot, proceed from solid hour's monitor and control and strengthen the business enterprise inner part management etc. reason, many measure to control the system demand collect on the scene of data deliver to the supervision machine or server( general is PC machine)s of the far-away place, datas between they exchange to go the or network of RS485s through a RS232 string generally to carry out, but the RS232 connect to deliver the distance to only have several ten meters, even converting the industry 485 networks connect, delivering the distance to also only have several thousand meters.Make use of public exchange the telephone net( PSTN), pass the Modem and can be free from the distance restrict transmission data.According to this we designed a kind of cost low, the credibility  high long range  data monitor system.The long range data collect is main mission that the industry measures to control the system with the next machine  system control.Be completed the spot data by a machine or PLC to collect and prepare the processing in these systems, complete the data to gather, search, statistics from the system machine, comprehensive processing of etc. of statement.
This scheme is belong to the study field of the remote monitoring. This open remote monitoring system was integrated with MCU computer, Modem and present PSTN. It can access to remote data acquisition, transmission and remote control. There are three parts in this system, the front data acquisition equipment, PSTN and monitoring terminal computer. With the MCU8051, the front data acquisition equipment can collect 8 off-on signals and 8 analogue signals and control 8 off-on output signals. The front data acquisition equipment can communicate with remote computer via Modem and telephone wire. The monitoring terminal computer receive the data from the front data acquisition equipment, process , save and analyze the data using computer. The software was developed using Visual Basic6.0. It can receive data using the database, display the data dynamically, search table and make copy, give a acoustooptical alarm for beyond limited data.

Key Words：Remote monitor；The data acquisition；An oscular of correspondence
 
(1) 整套系统的功能
①现场采集数据能够实现远程传输；
②现场采集数据出现异常能够自动传送终端监控计算机；
③终端监控计算机能随时接收现场数据并进行记录、备份以便查阅和报表输出，同时根据收到的现场异常数据能够发出相应的声光报警信号并进行相应的处理；
④终端监控计算机能够对现场采集数据进行手动或自动定时巡检；
⑤终端监控计算机可以对现场数据报警上、下限进行远程参数设置。
(2) 本设计要解决的问题
①前端数据采集器
解决前端开关量、模拟量数据的采集和处理问题，重点解决前端采集器控制Modem进行远程通信的硬件设计和软件编程问题及数据保存问题。
②终端监控计算机
解决终端监控计算机数据的接收和处理，重点解决终端监控计算机控制Modem进行远程通信的软件编程问题以及对接收数据的声光报警、写入数据库、数据的查询报表输出等处理问题。
③整套系统通信的软件、硬件联调问题

系统简述
1 前端数据采集器
解决前端开关量、模拟量数据的采集和处理问题，重点解决前端采集器控制Modem进行远程通信的硬件设计和软件编程问题及数据保存问题。 
前端数据采集器设有八个开关量输入通道、八个模拟量输入通道以及八个开关量输出通道，使用89C52单片机，可完成对输入开关量、模拟量数据的实时采集处理及远程传输功能，对输出开关量信号可实现远程控制。主要技术指标如下。
工作电源：220VAC±20%，50Hz。
模拟量输入通道：8路输入，输入信号0 —5V DC，采用ADC0832  8位A/D转换。
开关量输入、出通道：8路输入和输出，开关量输出带负荷能力为250VAC，10A。
2 终端监控计算机
解决终端监控计算机数据的接收和处理，重点解决终端监控计算机控制Modem进行远程通信的软件编程问题以及对接收数据的声光报警、写入数据库、数据的查询报表输出等处理问题。
终端监控计算机使用P4 计算机，用户操作系统使用Visual Basic6.0语言编写，具有窗口型工作界面，全中文提示，易于掌握。终端监控计算机可对前端数据采集器送来的采集数据进行处理，由于使用数据库存储管理数据。数据操作能力强，可方便地进行数据显示、查询报表和备份，便于管理和操作。
终端监控计算机可对异常数据进行声光报警处理，系统主机无论处于任何状态，当发生报警时，自动切换到报警状态，发出报警显示并备份报警信息。
终端监控计算机可以对前端数据采集器进行远程参数设置及远程设备控制。
3 远程通信网
使用现有的公用电话网或内部电话网，减少了架线过程，使用MODME与公用电话网或内部电话网组成的通讯系统进行通讯，具有可靠性高，通信成本低的特点。对于机关、团体及企事业单位，使用内部电话网，可使运行成本大大降低。














目    录
摘 要 I
Abstract II
绪 论 V
第1章 整体设计方案 1
1.1 系统组成框图 1
1.2 整体开发 1
1.2.1、整体方案 1
1.2.2、硬件电路设计数据采集原理 2
1.3 系统简述 2
1.3.1 前端数据采集器 2
1.3.2 终端监控计算机 3
1.3.3 远程通信网 3
第2章 前端数据采集器硬件电路设计 4
2.1 硬件电路组成原理 4
2.2 Modem 接口电路 4
2.3 硬件电路方案选择 5
2.4 主要器件说明 5
2.4.1 8位串行AD转换器ADC0832 5
2.4.2 X5045看门狗 9
2.4.3 MAX232芯片 12
2.4.4 TC4051B八选一电子开关 15
2.4.5 74LS595带锁存移位寄存器 15
第3章 系统软件设计 17
(毕业设计)
3.1 程序流程框图及说明 17
3.1.1 8051单片机主程序流程框图及说明 17
3.1.2监控计算机主程序流程框图及说明 23
3.2 Visual Basic 6.0实现远程通信的软件编程方法 23
3.2.1 AT指令简介 25
3.2.2 MSComm控件的属性和事件 27
3.2.2 用MSComm 控件实现远程通信的方法 33
3.3 监控计算机主操作界面说明 35
3.3.1主操作界面 35
3.3.2操作主界面功能简介 35
结  论 37
致  谢 38
参 考 文 献 39