地震臺站手機平臺電源監控系統

安凱杰 郭寶仁 薛錦明

摘? 要：地震臺站監測對社會經濟發展和人民生命財產安全來說極其重要，我國地震臺站分布較為分散，站點工作人員少，無法及時地對地震臺站出現的問題進行解決，影響地震臺站的正常運行。對此，為了加快地震臺站自動化建設，實現無人值守工作而出現一種基于手機平臺上的地震臺站電源監控系統，該文將對其進行簡要探討論述。

關鍵詞：地震臺站? 手機平臺? 電源? 監控系統

中圖分類號：P315 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2020）01（a）-0021-02

無人值守的地震臺站一般不設置預警裝置，只通過有線網絡對臺站的觀測數據進行定時觀看，不能及時發現解決地震臺站運行出現的故障，在遇到雷雨天氣時無法及時關閉電源，致使供電設備遭受雷擊而導致斷電，有效解決因儀器死機等故障造成的觀測數據缺記情況，提高儀器維護人員的工作效率，減少維護成本。

基于此而設計研發了地震臺站的手機平臺電源監控系統。

1? 地震臺站手機平臺電源監控系統的概述

1.1 地震臺站手機平臺電源監控系統應用優點

地震臺站手機平臺電源監控系統的應用能在電源出現異常時，第一時間報警，并以手機短信的形式通知相關臺站的維護人員，有效控制會對地震臺站正常運行造成影響的因素。同時，臺站維護人員還可以通過手機平臺客戶端完成地震臺站設備電源的開關以及周圍環境的監測工作，對地震臺站運行情況進行實時監控，對其進行有效的管理和維護，保證地震臺站運行穩定性和安全性。

1.2 地震臺站手機平臺電源監控系統工作原理

地震臺站手機平臺電源監控系統運行最主要的部分就是單片機部分、工控機部分、交流接觸器部分，以及接收發信息的短信模塊。在系統中，單片機和短信模塊的分別同工控機的兩個串口進行相連，單片機能隨時對地震臺站內的交流電進行采樣和監視，并通過交流接觸器對交流電的輸入進行控制，由此完成控制地震臺站總電源輸出的目的。同時，地震臺站通過系統的短信模塊將臺站供電情況、設備情況反映給相關維護人員，并接收其發出的短信息，對短信息做出判斷分析，響應短信息做出對應動作。

2? 地震臺站手機平臺電源監控系統的硬件組成

2.1 系統的電源部分和短信模塊

地震臺站手機平臺電源監控系統主要是通過對臺站電流量輸入的監控以及對臺站設備電源開關的控制來保護地震臺站穩定運行，系統的電源部分和短信模塊是其中的主要構成部分。一般地震臺站手機平臺電源監控系統的電源都選用SCP-50-12作為標準開關電源，電源部分要具有交直流瞬間切換的功能，可以滿足地震臺站的供電需求。系統一般選用SIM900A作為短信模塊，用以實現系統短信的收發、查詢等。

2.2 系統的單片機部分

單片機因其特點而在各領域得到廣泛的應用，同時，它也是地震臺站手機平臺電源監控系統中不可缺少的硬件部分。單片機在系統中的主要作用就是控制地震臺站的交流電壓、臺站儀器供電電壓，并通過串口和連接的工控機進行信號傳送和指令解讀工作，根據工控機所發出的指令使用交流接觸器完成交流電壓控制。單片機內擁有許多電路，如時鐘電路、驅動電路、繼電器等，在單片機安裝組成過程中一定要十分注意。

2.3 系統的工控機部分

地震臺站手機平臺電源監控系統的工控機同單片機串口相連，實現系統信號接收和指令發送，基本上地震臺站手機平臺電源監控系統的工控機選用PCM-3587控制模塊，其尺寸緊湊、能耗低、展示輸出高，滿足系統硬件設施要求。

2.4 系統的交流接觸器部分

此外，交流接觸器部分也是地震臺站手機平臺電源監控系統的重要硬件組成部分之一，交流接觸器在系統中的作用主要是為了控制地震臺站的交流電壓，達到臺站電源控制的目的。根據地震臺站的實際情況，系統交流接觸器基本上都是選用進口的西門子SIEMENS交流接觸器，此交流接觸器內還設有兩個常開的觸點以及兩個常閉的觸點，地震臺站交流電路的遠距開關閉合就是通過兩個常閉觸點來實現的，以上的硬件組成部分均是地震臺站手機平臺電源監控系統有效運行的關鍵。

3? 地震臺站手機平臺電源監控系統的軟件設計

3.1 系統通信模塊的設計

通信模塊能為地震臺站手機平臺電源監控系統建立起一個無線通道，讓短信內容得以在地震臺站系統設備和手機平臺客戶端之間進行接收傳送。通信模塊的軟件設計最主要考慮的就是如何處理解析由其他串口傳輸而來的AT命令。為了實現通信模塊短信息、語音、數據等內容的傳輸，在設計通信模塊系統時需要將單片機的串口與通信串口進行直接連接。當AT命令以短信的形式傳輸到手機平臺客戶端時，通信模塊可以對短信進行解析處理，并再以AT指令的形式傳輸給單片機，從而對繼電器進行控制，實現電源控制目的。

3.2 系統單片機的程序設計

系統單片機的程序設計主要采用C語言進行編程，通過編輯器被固化在芯片當中，當芯片上電之后就能自動運行。單片機的程序設計主要是串口初始化后，通過大循環體所采集到的數字量，數字量采集完畢后，單片機需要通過串口對工控機進行發送，此時則需要進行串口的初始化，以串口中斷的方式打開串口接收標志位，實現數字量發送，輸入采集的數字函數。串口數字量輸送完畢后就會自動進行串口入口函數中斷，并將標志位清零，對接受的數字量進行變量對應，再通過對比對變量對應的數字量進行操作處理，系統單片機程序設計過程中考慮到這些因素即能實現單片機的應用。

3.3 系統工控機的程序設計

地震臺站手機平臺電源監控系統工控機的程序設計是以Visual Basic語言進行編程，編程完畢后安轉到PCM3587當中，只要系統一開機即可進行運行，通過手機短信通信實現地震臺站的遠程監控和電源控制。工控機在系統中的功能是為了對短信模塊內所接收到的信息進行解析處理，工控機的串口一端同短信模塊相連，當接收到短信時就會對短信進行及時的顯示、存儲或讀取，工控機的另一串口就同單片機串口進行相連，對系統的交流電壓、儀器設備等進行監測，控制交流接觸器對電源進行開關。當遇到雷雨天氣時，工控機可以通過監測和短信模塊啟動UPS或者是切換成直流電來避免地震臺站遭受雷擊。此外，系統工控機在程序設計過程中還要考慮工控機工作日志的生成、存儲、查看，保證工控機每一次作業都可以形成日志，相關維護人員可以通過一定的權限對日志進行查看，進一步提升系統安全性。

4? 結語

地震臺站手機平臺電源監控系統對地震臺站智能化高效安全運行來說極其重要，它能提高地震儀器的連續率，節約臺站運行人工成本，有效避免地震臺站遭受雷擊，所以，在系統設計之初就要對系統硬件組成部分進行嚴格挑選，對軟件部分進行認真設計，發揮系統應有的作用。

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