一種ＵＰＳ電源監控系統的設計

[摘要]本文設計了UPS電源的監控系統，將終端UPS的狀態輸出指示信號傳輸給主控計算機，在其屏幕上顯示UPS電源的運行狀態，使UPS電源與計算機組成一個具有監控功能的UPS供電系統。它克服了傳統的UPS電源與計算機負載、通信設備間互為獨立，相互之間無任何通信協調關系的弊端。

[關鍵詞]UPS電源 監控系統 狀態檢測電路

作為計算機及其它電子設備網絡的保護神—UPS，現在已深入人心。起初，UPS所主要保護的對象是單臺PC機，對UPS的要求僅僅是能提供無時間中斷的電源就可，以確保用戶的數據不致因停電而丟失。但有時也可能會發生因UPS執行電池電壓過低自動關機而導致對用戶沒有事先通知的停電操作，從而致使用戶的數據或程序被破壞或丟失。

筆者設計了一個用戶端UPS電源的狀態采集電路，采用A/D轉換器與單片機接口技術，由用戶端單片機獲得UPS電源的工作狀態，再利用單片機與PC機的串行通訊技術將各用戶狀態傳輸給主控PC機，使主控PC可隨時監控各用戶UPS電源的運行狀態。

一、總體設計

所謂UPS電源監控系統，就是用主計算機對終端UPS電源進行監控，在屏幕上顯示UPS電源的運行狀態，以便操作管理員能及時地將之關掉，以免系統資料丟失或損壞計算機內部的硬件。本文所設計的UPS電源監控系統主要由四個結構組成，分別是UPS電源的狀態檢測電路、信號采集系統、信號傳輸系統、PC機顯示系統。其總體框圖如圖1所示：

在UPS電源系統中，本文設計了一個狀態檢測電路，鍥入終端UPS電源系統，提供輸出狀態指示信號，包括市電供電指示信號、電池供電指示信號、蜂鳴報警信號及電池電壓信號四路輸出。

信號采集系統：由于輸出指示信號中存在一個模擬信號，即電池電壓信號，故需要將模擬信號轉換成數字信號，采用A/D轉換芯片—ADC0809。同時，也采用了ADC0809與單片機8031的接口技術，將狀態指示信號采進8031中，以便于傳輸。

信號傳輸系統：采用PC機與單片機8031的串行通訊接口技術，將狀態指示信號從單片機8031中傳進PC機中。

PC機顯示系統：在屏幕上顯示傳輸進來的UPS電源的輸出狀態指示信號

二、硬件結構

1.UPS電源的狀態檢測電路。設計的狀態檢測電路中，有一個綠色市電正常指示燈、一個紅色的逆變及故障狀態指示燈和一個蜂鳴器。它們在狀態檢測電路的控制下，產生不同的信號組合，顯示UPS目前的工作狀態。利用這兩種燈和蜂鳴器的不同組合，可大致判斷UPS是正常或可能是哪部分發生故障。

2.終端UPS的狀態采集系統。此處采用的是ADC0809與單片機8031的接口技術，對UPS電源輸出狀態指示信號進行采集。由于ADC0809中無時鐘，用8031的ALE為其提供時鐘信號。用74LS373將傳輸信號鎖存起來，其高三位A₅、A₆、A₇與74LS138的地址譯碼引腳A、B、C相連，并將其輸出Y₀作為片選信號，Y₀低電平有效；其低三位A₀、A₁、A₂分別與ADC0809的地址譯碼引腳A、B、C相連，以選通IN0–IN8中的任一個通道，在此電路中選用了IN0–IN3四個通道，分別連接UPS電源狀態檢測電路的市電正常指示綠燈、逆變指示紅燈、蜂鳴器、電池電壓四路輸出。其中電池電壓范圍較大，在22.6V左右，但ADC0809只能對0-5V的模擬電壓進行轉換，所以需接入一個可變電阻，保證輸入的電壓不超過5V。

在啟動A/D轉換時，由單片機的寫信號WR和Y₀控制ADC的地址鎖存和轉換啟動。由于ALE和START連在一起，因此ADC0809在鎖存通道地址的同時也啟動轉換。在讀取轉換結果時，用單片機的讀信號RD和Y₀引腳經一級或非門后，產生的正脈沖作為OE信號，用以打開三態輸出鎖存器，將轉換結果的數字量輸出到數據總線上。

三、軟件設計

本設計的軟件包括兩大部分，即終端UPS的采集和傳輸程序也就是ADC0809與單片機的接口設計的采集和傳輸程序和主計算機對多終端UPS的訪問系統軟件的設計。

四、結束語

本論文采用A/D轉換器與單片機的接口技術，將UPS電源狀態檢測電路的四路輸出—市電正常指示綠燈信號、逆變指示紅燈信號、蜂鳴器信號、電池電壓信號傳輸給單片機，再采用單片機與PC機的串行通訊技術，將單片機的輸入信號傳輸給PC機，在其屏幕上顯示UPS電源的運行狀態，從而最終完成了UPS電源監控系統的設計。該系統經實驗證明思想正確，方案可行。

參考文獻：

[1]李成章.現代UPS電源及電路圖集.北京:電子工業出版社，2001.

[2]姚行中.UPS原理與維修技術.北京:科學出版社，1996.

[3]李華.MCS-51系列單片機實用接口技術.北京:北京航空航天大學出版社，1993.

[4]孫涵芳，徐愛卿. MCS-51/96系列單片機原理及應用.北京:北京航空航天大學出版社，1996.

(作者單位：山西煤炭職業技術學院）