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隨著時代的不斷進(jìn)步，人類對遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控的需求也日益增長。
在大型的工業(yè)控制系統(tǒng)中，各種設(shè)備的運(yùn)行狀況需要如實(shí)反映給操作人員以便管理和控 制。而在某些特定的場合，往往不適合操作人員長期駐留，這就需要遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備的狀態(tài)， 并且能實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。此外，利用遠(yuǎn)程控制可以使個人監(jiān)管多臺設(shè)備，進(jìn)行集中管 理，使整個系統(tǒng)易于掌控和操作，顯著地提高了工作的效率。遠(yuǎn)程控制可以使控制人員避免 重復(fù)的跑動和巡視，大大節(jié)約了人力和物力。在日常的生活中，也充斥著遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控的 大量實(shí)例。所以，遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控在我們的工作和生活中扮演著越來越重要的角色。
現(xiàn)在我們所采用的遠(yuǎn)程控制一般指在網(wǎng)絡(luò)上由一臺電腦遠(yuǎn)距離去控制另一臺電腦的技 術(shù)，即通過網(wǎng)絡(luò)控制遠(yuǎn)端電腦。按照現(xiàn)有方案設(shè)計(jì)的遠(yuǎn)程控制監(jiān)控系統(tǒng)，需要通過發(fā)達(dá)的網(wǎng) 絡(luò)，借助工控機(jī)或電腦為媒介控制從屬設(shè)備。這就需要改變現(xiàn)有的布局和支出高昂的成本以 及維護(hù)費(fèi)用。此外，相應(yīng)的操作人員必須掌握一定的電腦管理、遠(yuǎn)程操作及控制知識。這些 要求不僅對已有的工業(yè)布局，硬件成本以及操作人員的專業(yè)知識提出了巨大的挑戰(zhàn)，而且為 設(shè)備系統(tǒng)向遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控方向升級設(shè)置了巨大的障礙。
本發(fā)明所采用的方法在不對已有的工業(yè)布局作重大修改，以低廉的成本就可以實(shí)現(xiàn)無需 專業(yè)人士進(jìn)行的遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控。尤其適用于現(xiàn)在大量的工業(yè)控制場合。

本發(fā)明的目的在于針對實(shí)際的應(yīng)用需求而提供一種靈活方便、實(shí)用可靠、擴(kuò)展性很強(qiáng)、 低成本的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，對大量被控設(shè)備進(jìn)行集中控制和管理。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的構(gòu)思是僅僅占用一個串口信道，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對多點(diǎn)的通信。主 控端把控制命令或查詢命令發(fā)送給被控設(shè)備，當(dāng)被控設(shè)備接收數(shù)據(jù)后首先進(jìn)行辨識。如果控 制端發(fā)送的是控制命令，被控設(shè)備則執(zhí)行控制端發(fā)送的指令，并與執(zhí)行結(jié)束后應(yīng)答“收到信 號”；如控制端發(fā)送的是查詢命令，則被控設(shè)備檢測自身當(dāng)前狀態(tài)，并將狀態(tài)通過數(shù)據(jù)接口回 復(fù)給控制端(例如PC機(jī))。控制端在發(fā)出數(shù)據(jù)包后一定時間內(nèi)沒有收到被控設(shè)備的應(yīng)答就自 動認(rèn)為被控設(shè)備已經(jīng)移除并向控制端反映相應(yīng)信息。
根據(jù)上述的發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：
本系統(tǒng)是一種基于串口通信設(shè)備的點(diǎn)對多點(diǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。主要由用于被控端的監(jiān)控裝 置、數(shù)據(jù)分配器、用于控制端的主控設(shè)備組成的系統(tǒng)。監(jiān)控裝置，主要安置在被監(jiān)控設(shè)備端， 通過監(jiān)控裝置不但可以監(jiān)控從屬設(shè)備的工作狀態(tài)，還可以把主控設(shè)備的控制指令發(fā)送到被控 設(shè)備，起到對從屬設(shè)備的控制作用。數(shù)據(jù)分配器主要對主控設(shè)備和監(jiān)控裝置之間的交互數(shù)據(jù) 進(jìn)行分配，通過判斷數(shù)據(jù)的傳輸方向(由監(jiān)控裝置向主控設(shè)備還是由主控設(shè)備向監(jiān)控裝置傳 輸數(shù)據(jù))對送進(jìn)來的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)制或解調(diào)操作，再向相應(yīng)的目的設(shè)備傳輸相應(yīng)的數(shù)據(jù)。 主控設(shè)備一方面對各個從屬設(shè)備發(fā)送控制命令，以按需要改變從屬設(shè)備的工作模式；另一方 面接收監(jiān)控裝置發(fā)送上來的狀態(tài)，并根據(jù)上傳的狀態(tài)參數(shù)來及時了解從屬設(shè)備的工作狀態(tài)。 所有監(jiān)控裝置的數(shù)據(jù)接口采用TTL接口的串口設(shè)備與數(shù)據(jù)分配器上的數(shù)據(jù)接口相連。同一路 上所有的監(jiān)控裝置均以并聯(lián)的方式連接到數(shù)據(jù)分配器的數(shù)據(jù)接口上。所有數(shù)據(jù)分配器的數(shù)據(jù) 接口引出的數(shù)據(jù)線又以并聯(lián)方式連接到主控設(shè)備的數(shù)據(jù)接口上。從整體上，每個不同的監(jiān)控 裝置以并聯(lián)的方式連到主控設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)了在一個串口信道上任意多個監(jiān)控裝置與主控設(shè) 備進(jìn)行通信的功能。
上述的監(jiān)控裝置由外圍引腳、微處理器、數(shù)據(jù)接口、信頭標(biāo)識設(shè)置器組成。外圍引腳可 以用于控制改變從屬被控設(shè)備的工作狀態(tài)。同時，通過外圍引腳可以擴(kuò)展各種傳感器以監(jiān)控 被控設(shè)備的工作狀態(tài)。在實(shí)現(xiàn)對各個設(shè)備控制功能時，微處理器通過數(shù)據(jù)接口接收主控設(shè)備 的控制命令，并處理相應(yīng)的控制命令，通過改變對應(yīng)外圍引腳的狀態(tài)來控制被控設(shè)備的工作 狀態(tài)。在實(shí)現(xiàn)對被控設(shè)備監(jiān)測功能時，微處理器通過外圍引腳上的部分引腳的狀態(tài)來得到被 控設(shè)備的工作參數(shù)，并通過數(shù)據(jù)接口把被控設(shè)備的相應(yīng)數(shù)據(jù)發(fā)送到主控設(shè)備。數(shù)據(jù)接口與數(shù) 據(jù)分配器上的接口相連，使數(shù)據(jù)分配器能收到來自所有監(jiān)控裝置和主控設(shè)備的數(shù)據(jù)。信頭標(biāo) 識設(shè)置器為各個獨(dú)立的監(jiān)控設(shè)置設(shè)置在系統(tǒng)中的唯一信頭標(biāo)識，以此來確定不同的設(shè)備和位 置。
數(shù)據(jù)分配器由數(shù)據(jù)接口和調(diào)制解調(diào)器組成，實(shí)現(xiàn)對主控設(shè)備與監(jiān)控裝置之間的數(shù)據(jù)傳遞 方向的分配和控制。
主控設(shè)備由中央處理單元、存儲單元、顯示單元、按鍵單元、數(shù)據(jù)接口、PC接口組成。 中央處理單元控制系統(tǒng)的工作，是整個遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的核心。使用單一串口信道實(shí)現(xiàn)任意多 的監(jiān)控裝置和主控設(shè)備進(jìn)行通信的算法由中央處理單元實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)存儲單元與中央處理單元 連接，由中央處理器控制存儲單元的讀寫功能，將出現(xiàn)異常情況的被控設(shè)備編號和狀況記錄 在案。數(shù)據(jù)存儲單元通過數(shù)據(jù)接口與顯示單元相連，在顯示單元上實(shí)時滾動顯示被控設(shè)備的 狀態(tài)，供操作人員查詢；中央處理單元還通過數(shù)據(jù)接口連接數(shù)據(jù)分配器，并由此獲得被控設(shè) 備狀態(tài)信息或者向被控設(shè)備發(fā)出改變當(dāng)前工作模式的指令。中央處理器通過PC接口與PC相 連，在PC界面上顯示各個被控設(shè)備的狀態(tài)。按鍵單元可以設(shè)置系統(tǒng)的一些參數(shù)并調(diào)出存貯在 存儲單元中的歷史數(shù)據(jù)在顯示單元上顯示以供查詢。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯而易見的突出實(shí)質(zhì)特點(diǎn)和顯著優(yōu)點(diǎn)：現(xiàn)有方法對多 個設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，往往由于硬件原因而限制了被控設(shè)備的數(shù)量，比如利用I2C總線進(jìn)行數(shù)據(jù) 通信最多支持128個支路，對于大規(guī)模的工業(yè)場合就往往顯得力不從心，并且為此要設(shè)計(jì)專用 的接口。本發(fā)明僅僅占用一個串口信道就可以接收和傳輸任意多路、任意多個設(shè)備的信號， 突破了原有方法對被控設(shè)備數(shù)量上的限制而且不需要特別設(shè)計(jì)專用接口，不需要改變現(xiàn)有布 局。該總線結(jié)構(gòu)具有靈活可靠的特點(diǎn)，便于隨時擴(kuò)展添加新的設(shè)備。由普通單片機(jī)為核心構(gòu) 成監(jiān)控裝置，無須使用電腦或工控機(jī)即可完成監(jiān)控功能，大大節(jié)約了成本。本發(fā)明簡化了操 作流程和界面，即使沒有專用知識，也可以自如操作本系統(tǒng)。為需要大規(guī)模監(jiān)控的工業(yè)場合 提供了方便、可靠、更具實(shí)用價值的監(jiān)控系統(tǒng)。
附圖說明：
圖1為新型遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)示意圖
圖2為本系統(tǒng)的監(jiān)控裝置的結(jié)構(gòu)示意圖
圖3為本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分配器結(jié)構(gòu)示意圖
圖4為本系統(tǒng)的主控設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施方式：
本發(fā)明已經(jīng)在集中式智能信息防護(hù)設(shè)備中應(yīng)用，下面將結(jié)合該實(shí)例和附圖詳述如下：如 圖1，主控設(shè)備3通過數(shù)據(jù)接口305連接到數(shù)據(jù)分配器2，并根據(jù)要求由數(shù)據(jù)分配器2分配數(shù) 據(jù)的傳輸方向，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控裝置1和主控設(shè)備3的數(shù)據(jù)交互。主控設(shè)備3可以通過PC接口306 與PC相連，在PC界面上顯示各個被控設(shè)備的狀態(tài)，給操作者以直觀的界面。主控設(shè)備3的 數(shù)據(jù)接口305又和顯示單元303相連，在液晶顯示界面上顯示當(dāng)前各個設(shè)備的工作狀態(tài)，即 使沒有PC機(jī)，依然可以給操作人員友好的界面和便于對整個系統(tǒng)進(jìn)行控制。
監(jiān)測各被控設(shè)備時，其工作過程主要如下：
1.遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行初始化：首先，將所有被控設(shè)備的正常工作狀態(tài)參數(shù)存入主控設(shè)備3 的存儲器，以便和各個被控設(shè)備的實(shí)際工作狀態(tài)對比，從而得到各個設(shè)備是否處在正常 工作狀態(tài)。其次，各個監(jiān)控裝置1上電啟動，進(jìn)入初始工作狀態(tài)，等待來自主控設(shè)備3 的指令。
2.主控設(shè)備3每隔一段時間就對監(jiān)控裝置1發(fā)送查詢命令，用于向監(jiān)控裝置1查詢其對應(yīng) 的被控設(shè)備的工作狀態(tài)。
3.主控設(shè)備3的查詢命令傳送到數(shù)據(jù)分配器2。數(shù)據(jù)分配器2向系統(tǒng)中所有的監(jiān)控裝置1轉(zhuǎn) 發(fā)該命令。
4.向監(jiān)控裝置1發(fā)送的查詢命令中包含要監(jiān)測的被控設(shè)備的編號。該編號與其信頭標(biāo)識設(shè) 置器104設(shè)置的信頭標(biāo)識是一一對應(yīng)的。所以每個監(jiān)控裝置1在收到查詢命令后，可以 得知主控設(shè)備3是否要求查詢本機(jī)的狀態(tài)。如果監(jiān)控裝置1沒有被主控設(shè)備3所呼叫， 則該監(jiān)控裝置1不做應(yīng)答。
5.如監(jiān)控裝置1收到主控設(shè)備3的呼叫，監(jiān)控裝置1按照要求向主控設(shè)備1回復(fù)當(dāng)前設(shè)備 的工作狀態(tài)。主控設(shè)備3收到回復(fù)后，首先對來自監(jiān)控裝置1的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到當(dāng) 前被控設(shè)備的工作狀態(tài)。將被控設(shè)備的狀態(tài)顯示在顯示模塊之上，即使沒有PC環(huán)境下也 可以顯示監(jiān)控結(jié)果。處理之后的數(shù)據(jù)將通過串口發(fā)送到PC端，通過PC端可以對所有的 設(shè)備進(jìn)行控制和監(jiān)控。主控設(shè)備3在發(fā)出數(shù)據(jù)包后一定時間內(nèi)沒有收到監(jiān)控裝置1的應(yīng) 答就自動認(rèn)為被控設(shè)備已經(jīng)移除并向控制端反映相應(yīng)信息。
監(jiān)測各被控設(shè)備時，其工作過程主要如下：
1.遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行初始化：首先，將所有被控設(shè)備的正常工作狀態(tài)參數(shù)存入主控設(shè)備3 的存儲器，以便和各個被控設(shè)備的實(shí)際工作狀態(tài)對比，從而得到各個設(shè)備是否處在正常 工作狀態(tài)。其次，各個監(jiān)控裝置1上電啟動，進(jìn)入初始工作狀態(tài)，等待來自主控設(shè)備3 的指令。
2.操作人員通過PC的控制界面或者操作按鈕來控制各個被控設(shè)備改變當(dāng)前工作狀態(tài)。PC控 制界面為操作人員提供了可視化和人性化的操作環(huán)境，控制命令通過串口發(fā)送到主控設(shè) 備3。而操作按鈕是為了保證在沒有PC的情況，仍然可以對整個遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行有效 的操作，提高了可靠性。
3.通過數(shù)據(jù)分配器2向監(jiān)控裝置1發(fā)送來自主控設(shè)備3的控制命令。
4.如果監(jiān)控裝置1沒有被主控設(shè)備3所呼叫，則該監(jiān)控裝置1不做應(yīng)答。
5.如果監(jiān)控裝置1被主控設(shè)備3所呼叫，監(jiān)控裝置1執(zhí)行指令，通過改變監(jiān)控裝置1的引 腳改變被控設(shè)備的工作狀態(tài)。然后通過數(shù)據(jù)分配器2向主控設(shè)備3發(fā)送改變狀態(tài)成功信 息，并將該信息在控制界面上顯示。
數(shù)據(jù)接口提供RS232和TTL兩種接口方式。