基于WEB的通信電源遠程監控系統的研究

梁 紅

(河北環境工程學院，河北秦皇島066000)

基于WEB的通信電源遠程監控系統的研究

梁 紅

(河北環境工程學院，河北秦皇島066000)

通過對視頻監控技術、信息采集技術以及數據傳輸技術進行深入研究，提出了基于WEB的通信電源遠程監控系統。基于WEB的三層體系結構實現了從用戶管理控制到業務邏輯處理最后到現場信息采集的一體化管理模式，同時為了更好地實現電源監控系統真正可行的“五遙”，對現有的遠程監控系統進行優化設計，提出了一套高效的信息采集裝置。

WEB;通信電源;遠程監控

隨著我們對信息交互依賴程度的日益加深，通信系統成為影響我們生活的主要系統之一。一個良好的、正常工作的通信系統是維護我們正常通信的基礎設施。在通信系統中，通信電源是整個系統的能源核心，通信電源的正常工作為通信系統的正常運行提供了有力的保障。現在主要的通信基站的通信電源大多設計為蓄電池和市電系統共同供電，但是隨著蓄電池的老化以及一些其他意外的發生，通信電源系統隨著時間的推遲故障的概率會顯著提升，因此需要對通信電源系統進行有效的監控管理。

隨著技術的進步，通信電源管理系統由最初的人工巡邏轉換為“四遙”管理。“四遙”技術雖然解放了大量的人力資源，但是由于現場環境的復雜性導致對于通信電源系統難以實現真正的無人值守。隨著視頻技術的逐步成熟，將遠程監控應用到通信電源系統成為業界共識。

遠程監控的引入不同于其他監控系統的引入，遠程監控引入后會導致現場設備產生的信息量成指數倍的增長，因此傳統的信息傳輸方案難以滿足該需求。筆者對現有的遠程監控系統進行研究發現結合現場設備之間的通信ZigBee技術、遠端通信的WiFi技術以及通過WEB服務框架進行信息的處理可以提高系統的監控水平。

1 系統整體結構設計

本系統采用了以遠程分布式監控系統為基礎模型進行進一步的開發設計。要實現遠程監控，就要使處于遠端的管理人員可以方便、快捷、高效地觀察、分析和處理通信電源現場設備[1]。因此從功能上本系統可以分為三大模塊：現場的信息采集模塊、長距離的信息傳輸模塊和遠端的控制管理模塊，具體的結構如圖1所示。

本系統采用的控制模型是分布式控制系統的結構模型。如圖1所示，首先將區域內的通信基站進行整體編號。每一個編號內的通信電源系統作為控制子系統，每一個子系統均是一個完備的通信電源控制系統，在子系統內部各個設備以ZigBee協議進行相互通信，并且每個子系統中存在一個具有無線功能的協調節點。協調節點可以將本子系統內的信息匯總以WiFi協議發送到云端進行處理。客戶端可以通過訪問云端的服務器實現對現場設備工作狀態的獲取，并且可以在遠端通過發送命令給云端服務器，再通過無線的方式傳送至現場子系統的協調器，從而實現對現場設備的控制管理。

圖1 系統整體框架圖

2 通信電源遠程監控系統設計方案

通信電源的遠程監控系統設計中最重要的是要實現以下兩個方面：首先是通過攝像頭等視頻設備實現對現場情況的360°實時采集，其次是實現大量視頻數據的有效傳輸。為了實現該目標，筆者從通信電源遠程監控系統的硬件和軟件兩個方面進行深入研究，分別設計了一種完善的信息采集方案和高效可靠的信息壓縮傳輸方案。

2.1 信息采集方案設計

為了突顯本課題的重點，筆者重點研究了視頻系統的信息采集方案。通過對攝像器件傳感器的研究發現，為了更好地呈現現象的狀況需要在系統中布置手動變焦的攝像頭和自動變焦的攝像頭。通過比較，低顯彩色轉黑白的22倍自動變焦球型攝像頭和手動變焦機式攝像頭組合可以滿足系統需求。

采集到信息后首先需要進行的便是信息處理，本系統采用兩路復合信號輸入轉一路超級信號輸出的方式進行信號傳輸控制。通過對現有傳輸電路進行研究，提出了如圖2所示的信號傳輸電路。

本設計采用的DSP視頻處理芯片為TI公司生產的高性能視頻處理芯片TMS320DM642，該芯片具有高效的浮點計算能力。由于視頻信號的輸入范圍僅為輸出范圍的四分之三，因此要在輸入和輸出之間添加電阻進行分壓處理。如圖2所示，本電路圖通過R1、R2和R3、R4兩個15和45 Ω的電阻實現分壓處理，從而將視頻輸入范圍提升至與輸出范圍一致的1 Vpp。

圖2 視頻信號輸入輸出電路

為了減輕數據傳輸端的傳輸壓力，對視頻采集數據采用基于MPEG-4的視頻壓縮技術，采用的主要方案是將采集信息分為背景層和前景層兩部分進行處理，通過最大化的模糊背景層，來保證信息的質量，同時也降低了數據的傳輸量。

2.2 軟件系統設計

目前大多數控制系統是基于C/S(客戶端/服務器模式)結構設計的，C/S模式的程序客戶端開發難度大并且難以實現對服務器的實時性訪問，并且當程序升級時需要對每一個客戶端進行升級服務[2]。因此本系統決定采用B/S(瀏覽器/服務器)結構模式，通過瀏覽器直接訪問服務器，方便系統的升級和信息的更新操作。

從本質上而言B/S結構是三層C/S結構在WEB服務上的應用特例。本系統的三層結構如圖3所示，該結構將高層顯示、中間邏輯層和數據存儲層分為相對獨立的單元。

圖3 B/S三層體系結構

如圖3所示，顯示邏輯表示即系統的表示層，該層次位于系統中的用戶端即WEB瀏覽器。主要功能是用來生成用戶顯示界面，負責獲取用戶的輸入數據以及向用戶展示服務器信息處理結果。中間層是事物處理邏輯表示層，是系統的業務邏輯層，其主要功能是實現對接收數據的處理以及存儲操作，負責接受用戶的任務請求以及向用戶提供擴展程序與數據庫連接的服務。最后一個模塊便是數據層，該層次主要負責的是數據的高速存儲與讀取操作。本層設備位于云端，采用云端的分布式存儲設備實現，其主要任務是實現用戶請求，實現數據的增刪改查操作。

3 總結

通信電源系統的遠程監控是通信電源系統未來發展的方向，筆者針對現有的通信電源監控模式進行研究，提出利于WEB的通信電源遠程監控方案，實現了對現場設備的有效監控管理。為了提高監控水平與監控質量，實現對現場設備的可視化監控管理，設計了一套有效的組合監控方案并提出了基于MPEG-4的視頻壓縮方案。除此之外，還應用了基于B/S模式的服務機制，便捷了系統的升級服務。

[1]習陳帥,林明秀.一種基于WEB和OPC技術的分布式遠程控制系統的實現[J].長春理工大學學報,2003,26(2):65-67.

[2]王文亮,路一平.基于Web的通信電源監控系統的研究與設計[J].電源技術,2010(7):598-599.

Research on telecommunication power supply remote monitoring system based on WEB

LIANG Hong
(Hebei Environmental Engineering Institute,Qinhuangdao Hebei 066000,China)

With the deep research on video monitoring technology, information gathering technology and data transmission technology, the telecommunication power supply based on WEB was proposed. The three-layer architecture of the system based on WEB achieves the integrated management mode from user management to business logic processing and the field information collection. And at the same, in order to better achieve"five remote",a truly feasible power monitoring system,a set of more efficient information collection device based on the

existing remote monitoring system was put forward.

WEB;communication power;remote monitoring

TM 73

A

1002-087 X(2017)07-1076-02

2016-12-09

秦皇島市科學技術研究與發展計劃(201602A042)

梁紅(1979—)，女，吉林省人，講師，工學碩士，主要研究方向為計算機技術。