引言

    隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的逐漸擴(kuò)大，用戶(hù)對(duì)計(jì)算機(jī)電源系統(tǒng)的可靠性及可管理性提出了更高的要求，計(jì)算機(jī)電源不僅要提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)，同時(shí)當(dāng)出現(xiàn)突發(fā)事件，如突然斷電、電壓或電流工作不穩(wěn)定時(shí)，計(jì)算機(jī)電源還應(yīng)該能及時(shí)監(jiān)控供電狀態(tài)，并提供實(shí)時(shí)的保護(hù)和數(shù)據(jù)備份功能。根據(jù)市場(chǎng)需求設(shè)計(jì)的這款計(jì)算機(jī)智能電源不僅沒(méi)有增加計(jì)算機(jī)電源的空間，而且它的價(jià)格又遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于市場(chǎng)上的UPS的價(jià)格，功能強(qiáng)大、使用方便，給計(jì)算機(jī)正常工作提供了可靠的保證。本文闡述了如何利用DSP技術(shù)對(duì)計(jì)算機(jī)的UPS電源進(jìn)行監(jiān)控與管理，從而實(shí)現(xiàn)了電源的自動(dòng)監(jiān)控、數(shù)據(jù)報(bào)告的自動(dòng)生成和對(duì)計(jì)算機(jī)ERP系統(tǒng)數(shù)據(jù)的自動(dòng)備份。

1 DSP技術(shù)

    數(shù)字信號(hào)處理相對(duì)于模擬信號(hào)處理有很大的優(yōu)越性，表現(xiàn)在精度高、靈活性大、可靠性好、易于大規(guī)模集成等方面。隨著人們對(duì)實(shí)時(shí)信號(hào)處理要求的不斷提高和大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)也發(fā)生著日新月異的變革。DSP有兩個(gè)含義，即可代表數(shù)據(jù)信號(hào)處理器(Digital signal Processor)，還可以表示數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)(Digital signal Processing)。在實(shí)際應(yīng)用中，后者提供了數(shù)字信號(hào)處理的理論技術(shù)，前者是實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理的芯片即處理器，將兩者結(jié)合起來(lái)就可以成為解決具體數(shù)字信號(hào)問(wèn)題的強(qiáng)有力的手段和工具。DSP能將傳統(tǒng)的模擬信號(hào)變成可以進(jìn)行高速處理的數(shù)字信號(hào)，數(shù)字技術(shù)DSP具有可控性、穩(wěn)定性好、可重復(fù)性、易于實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)算法和大規(guī)模集成等特點(diǎn)。以DSP技術(shù)為核心的芯片，它集中了數(shù)字信號(hào)采集、傳輸、數(shù)字信號(hào)存儲(chǔ)和實(shí)時(shí)高速處理技術(shù)為一體，這樣就提高了信息的處理速度，易于提高設(shè)備的運(yùn)行速度。目前有些廠家的生產(chǎn)的DSP芯片提供了硬件接口及軟件開(kāi)發(fā)工具，芯片內(nèi)部具有程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器等，并且可以采用高級(jí)語(yǔ)言編程，這使得開(kāi)發(fā)應(yīng)用軟件更為便捷，縮短了軟件開(kāi)發(fā)時(shí)間，提高了軟件開(kāi)發(fā)的效率。DSP芯片最早誕生于1982年，后來(lái)隨著DSP技術(shù)及電子技術(shù)的發(fā)展，它的處理速度進(jìn)一步得到提高，應(yīng)用到計(jì)算機(jī)及通信等領(lǐng)域，特別是在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用更是廣泛。

2 UPS監(jiān)控與管理功能設(shè)計(jì)

    在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中存在著大量的通信設(shè)備及信息處理設(shè)備，這些設(shè)備正常工作的前提是設(shè)備中的電源要正常穩(wěn)定的工作，因此對(duì)電源設(shè)備的監(jiān)控和管理就顯得異常的重要了。目前絕大部分計(jì)算機(jī)電源使用的是最一般的計(jì)算機(jī)電源，在使用過(guò)程中如果電網(wǎng)或計(jì)算機(jī)電源出現(xiàn)故障，會(huì)造成數(shù)據(jù)的損壞，嚴(yán)重的話(huà)可能會(huì)使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)癱瘓，從而造成關(guān)鍵數(shù)據(jù)丟失或破壞。處理這種問(wèn)題時(shí)大部分用戶(hù)會(huì)考慮安裝一臺(tái)外置不間斷電源即UPS，但由于計(jì)算機(jī)電源和UPS是各自獨(dú)立的，它們之間存在連接及切換的問(wèn)題。如果計(jì)算機(jī)電源和UPS電源連接不穩(wěn)定，就會(huì)造成UPS無(wú)法正常啟動(dòng)和工作，當(dāng)然也就談不上給計(jì)算機(jī)提供可靠的電源了。同時(shí)，UPS是外置的，如果斷電時(shí)UPS切換時(shí)間超過(guò)1Oins就會(huì)使計(jì)算機(jī)重新啟動(dòng)，因而造成計(jì)算機(jī)中未保存的數(shù)據(jù)無(wú)法正常存盤(pán)，造成數(shù)據(jù)的丟失。若電網(wǎng)斷電超過(guò)了UPS持續(xù)工作時(shí)間，會(huì)導(dǎo)致計(jì)算機(jī)系統(tǒng)無(wú)法正常用工作，正在運(yùn)行數(shù)據(jù)也會(huì)因斷電而丟失。本文所研制的智能計(jì)算機(jī)電源將傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)電源、UPS及智能化的控制軟件結(jié)合于一體，實(shí)現(xiàn)了斷電自動(dòng)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)自動(dòng)備份及數(shù)據(jù)自動(dòng)恢復(fù)功能。UPS電源及管理系統(tǒng)可以根據(jù)具體應(yīng)用情況，設(shè)置不同的監(jiān)控點(diǎn)，構(gòu)成獨(dú)立的電源監(jiān)控模塊，然后通過(guò)電源集中管理模塊對(duì)本地及遠(yuǎn)程的設(shè)備進(jìn)行集中的管理。

    2．1 自動(dòng)診斷與報(bào)警功能

    計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，CPU、主板、硬盤(pán)、內(nèi)存等都是非常重要的設(shè)備，這些設(shè)備正常工作的前提是必須有可靠的計(jì)算機(jī)電源供電，否則的話(huà)它們是無(wú)法正常工作。本系統(tǒng)的硬件基本要求是計(jì)算機(jī)主板和BIOS支持ACPI／APM功能，系統(tǒng)采用最先進(jìn)的ATX電源電路及逆變組件，來(lái)實(shí)現(xiàn)供電及后備供電技術(shù)。系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)包括兩部分：一般電源設(shè)計(jì)和逆變電源設(shè)計(jì)HJ。系統(tǒng)控制軟件通過(guò)檢測(cè)電路實(shí)監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)電源的PC信號(hào)狀態(tài)值及交流供電狀態(tài)，為管理軟件提供狀態(tài)信號(hào)。當(dāng)計(jì)算機(jī)電源或UPS電源發(fā)生故障即計(jì)算機(jī)電源工作不正常時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)自動(dòng)監(jiān)測(cè)功能查詢(xún)UPS的狀態(tài)、電池工作狀態(tài)等，并啟動(dòng)監(jiān)控軟件，通過(guò)電子郵件、彈出式信息、手機(jī)等方式通知系統(tǒng)管理員或發(fā)出報(bào)警信息。

    2．2生成數(shù)據(jù)采集及故障報(bào)告

    當(dāng)系統(tǒng)斷電時(shí)，該智能軟件自動(dòng)運(yùn)行，自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并生成故障報(bào)告，從而幫助管理員從數(shù)據(jù)采集報(bào)告中發(fā)現(xiàn)電力供應(yīng)問(wèn)題、UPS系統(tǒng)供電問(wèn)題，找出問(wèn)題出現(xiàn)的原因及解決方案，分清事故責(zé)任，減少不必要的推諉。

    2．3計(jì)算機(jī)環(huán)境及數(shù)據(jù)的自動(dòng)保護(hù)

    當(dāng)系統(tǒng)供電發(fā)生故障時(shí)，既使計(jì)算機(jī)操作人員不在現(xiàn)場(chǎng)，UPS智能軟件即可自動(dòng)啟動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)定制化的計(jì)算機(jī)當(dāng)前環(huán)境保護(hù)，及系統(tǒng)數(shù)據(jù)自動(dòng)備份、系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)功能。當(dāng)再次啟動(dòng)計(jì)算機(jī)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)到斷電前的狀態(tài)，整個(gè)過(guò)程完全是自動(dòng)完成的。

3 實(shí)現(xiàn)UPS智能監(jiān)控與管理的軟硬件方案

    3．1硬件設(shè)計(jì)

    UPS智能監(jiān)控與管理系統(tǒng)的硬件采用并口通訊、TCP／IP網(wǎng)絡(luò)通信、雙向通訊，保證高效的采集UPS電源等設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)。同時(shí)本系統(tǒng)在電源設(shè)計(jì)中加入了逆變電源的功能，當(dāng)電網(wǎng)供電出現(xiàn)問(wèn)題或無(wú)電網(wǎng)我供電時(shí)，可以迅速啟動(dòng)輔助電池給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)供電，并將數(shù)據(jù)采集和備份軟件啟動(dòng)，實(shí)施系統(tǒng)數(shù)據(jù)的自動(dòng)保護(hù)，保證了數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。

    3．2軟件設(shè)計(jì)

    本系統(tǒng)采用的是VC++程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，該語(yǔ)言是基于Windows平臺(tái)下的面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)語(yǔ)言，因而設(shè)計(jì)出的界面美觀、簡(jiǎn)潔，操作方便。為了將該系統(tǒng)應(yīng)用到各種工作環(huán)境，該系統(tǒng)的智能軟件支持主流的操作系統(tǒng)如Windows系統(tǒng)、Unix操作系統(tǒng)，同時(shí)支持主流的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)結(jié)合了DSP芯片提供的通用的函數(shù)庫(kù)及各種算法子程序，很好的運(yùn)用了DSP中的高速并行數(shù)據(jù)處理技術(shù)，提高了信息處理速度。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)是基于DSP技術(shù)，故它最大的優(yōu)點(diǎn)就是在斷電備份數(shù)據(jù)時(shí)速度特別快，而且系統(tǒng)界面是目前最流行的圖形化界面，同時(shí)還設(shè)計(jì)了兩種工作界面，即獨(dú)立用戶(hù)界面和Web界面以方便使用。本智能計(jì)算機(jī)電源融入了自動(dòng)化設(shè)計(jì)思想，即信號(hào)檢測(cè)自動(dòng)化、系統(tǒng)供電自動(dòng)化、數(shù)據(jù)備份自動(dòng)化、生成報(bào)告自動(dòng)化等，從而實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)電源的智能化功能。

4 智能電源性能及測(cè)試參數(shù)

    4．1電器性能

    (1)強(qiáng)散熱，低噪音。

    (2)+12V帶載能力強(qiáng)，最大電流達(dá)17A。

    (3)四重保護(hù)功能：過(guò)載保護(hù)，過(guò)壓保護(hù)，欠壓保護(hù)，短路保護(hù)。

    (4)支持雙核CPU，符合INTEL ATXl2V 2．3版最新規(guī)范。

    (5)智能溫控設(shè)計(jì)，自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，保持風(fēng)扇低噪音長(zhǎng)壽命工作。

    (6)斷電時(shí)0切換時(shí)間(絕對(duì)純?cè)诰�)。

    (7)支持各種ATX結(jié)構(gòu)主板，支持遠(yuǎn)程開(kāi)機(jī)。

    4．2測(cè)試參數(shù)

    逆變效率：85％一90％之間。

    格式：ATX格式。

    觸發(fā)控制方式：軟件開(kāi)關(guān)觸發(fā)控制。

    延時(shí)時(shí)間：8分鐘左右。

    UPS智能監(jiān)控與管理系統(tǒng)與操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和應(yīng)用軟件融為一體，可以智能化的為計(jì)算機(jī)并實(shí)時(shí)的進(jìn)行數(shù)據(jù)保護(hù)和數(shù)據(jù)恢復(fù)。是一種新型的智能化計(jì)算機(jī)電源。

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本文標(biāo)題：基于DSP技術(shù)的UPS監(jiān)控與管理

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