引言
隨著計算機應用領域的逐漸擴大，用戶對計算機電源系統的可靠性及可管理性提出了更高的要求，計算機電源不僅要提供穩定的電力供應，同時當出現突發事件，如突然斷電、電壓或電流工作不穩定時，計算機電源還應該能及時監控供電狀態，并提供實時的保護和數據備份功能。根據市場需求設計的這款計算機智能電源不僅沒有增加計算機電源的空間，而且它的價格又遠遠低于市場上的UPS的價格，功能強大、使用方便，給計算機正常工作提供了可靠的保證。本文闡述了如何利用DSP技術對計算機的UPS電源進行監控與管理，從而實現了電源的自動監控、數據報告的自動生成和對計算機ERP系統數據的自動備份。
1 DSP技術
數字信號處理相對于模擬信號處理有很大的優越性，表現在精度高、靈活性大、可靠性好、易于大規模集成等方面。隨著人們對實時信號處理要求的不斷提高和大規模集成電路技術的迅速發展，數字信號處理技術也發生著日新月異的變革。DSP有兩個含義，即可代表數據信號處理器(Digital signal Processor)，還可以表示數字信號處理技術(Digital signal Processing)。在實際應用中，后者提供了數字信號處理的理論技術，前者是實現數字信號處理的芯片即處理器，將兩者結合起來就可以成為解決具體數字信號問題的強有力的手段和工具。DSP能將傳統的模擬信號變成可以進行高速處理的數字信號，數字技術DSP具有可控性、穩定性好、可重復性、易于實現自適應算法和大規模集成等特點。以DSP技術為核心的芯片，它集中了數字信號采集、傳輸、數字信號存儲和實時高速處理技術為一體，這樣就提高了信息的處理速度，易于提高設備的運行速度。目前有些廠家的生產的DSP芯片提供了硬件接口及軟件開發工具，芯片內部具有程序存儲器、數據存儲器等，并且可以采用高級語言編程，這使得開發應用軟件更為便捷，縮短了軟件開發時間，提高了軟件開發的效率。DSP芯片最早誕生于1982年，后來隨著DSP技術及電子技術的發展，它的處理速度進一步得到提高，應用到計算機及通信等領域，特別是在計算機領域的應用更是廣泛。
2 UPS監控與管理功能設計
在計算機網絡中存在著大量的通信設備及信息處理設備，這些設備正常工作的前提是設備中的電源要正常穩定的工作，因此對電源設備的監控和管理就顯得異常的重要了。目前絕大部分計算機電源使用的是最一般的計算機電源，在使用過程中如果電網或計算機電源出現故障，會造成數據的損壞，嚴重的話可能會使計算機系統癱瘓，從而造成關鍵數據丟失或破壞。處理這種問題時大部分用戶會考慮安裝一臺外置不間斷電源即UPS，但由于計算機電源和UPS是各自獨立的，它們之間存在連接及切換的問題。如果計算機電源和UPS電源連接不穩定，就會造成UPS無法正常啟動和工作，當然也就談不上給計算機提供可靠的電源了。同時，UPS是外置的，如果斷電時UPS切換時間超過1Oins就會使計算機重新啟動，因而造成計算機中未保存的數據無法正常存盤，造成數據的丟失。若電網斷電超過了UPS持續工作時間，會導致計算機系統無法正常用工作，正在運行數據也會因斷電而丟失。本文所研制的智能計算機電源將傳統的計算機電源、UPS及智能化的控制軟件結合于一體，實現了斷電自動監測、數據自動備份及數據自動恢復功能。UPS電源及管理系統可以根據具體應用情況，設置不同的監控點，構成獨立的電源監控模塊，然后通過電源集中管理模塊對本地及遠程的設備進行集中的管理。
2．1 自動診斷與報警功能
計算機系統中，CPU、主板、硬盤、內存等都是非常重要的設備，這些設備正常工作的前提是必須有可靠的計算機電源供電，否則的話它們是無法正常工作。本系統的硬件基本要求是計算機主板和BIOS支持ACPI／APM功能，系統采用最先進的ATX電源電路及逆變組件，來實現供電及后備供電技術。系統硬件設計包括兩部分：一般電源設計和逆變電源設計HJ。系統控制軟件通過檢測電路實監測計算機電源的PC信號狀態值及交流供電狀態，為管理軟件提供狀態信號。當計算機電源或UPS電源發生故障即計算機電源工作不正常時，系統通過自動監測功能查詢UPS的狀態、電池工作狀態等，并啟動監控軟件，通過電子郵件、彈出式信息、手機等方式通知系統管理員或發出報警信息。
2．2生成數據采集及故障報告
當系統斷電時，該智能軟件自動運行，自動進行數據采集并生成故障報告，從而幫助管理員從數據采集報告中發現電力供應問題、UPS系統供電問題，找出問題出現的原因及解決方案，分清事故責任，減少不必要的推諉。
2．3計算機環境及數據的自動保護
當系統供電發生故障時，既使計算機操作人員不在現場，UPS智能軟件即可自動啟動，從而實現定制化的計算機當前環境保護，及系統數據自動備份、系統自動恢復功能。當再次啟動計算機時，系統自動恢復到斷電前的狀態，整個過程完全是自動完成的。
3 實現UPS智能監控與管理的軟硬件方案
3．1硬件設計
UPS智能監控與管理系統的硬件采用并口通訊、TCP／IP網絡通信、雙向通訊，保證高效的采集UPS電源等設備狀態數據。同時本系統在電源設計中加入了逆變電源的功能，當電網供電出現問題或無電網我供電時，可以迅速啟動輔助電池給計算機系統供電，并將數據采集和備份軟件啟動，實施系統數據的自動保護，保證了數據不會丟失。
3．2軟件設計
本系統采用的是VC++程序設計語言，該語言是基于Windows平臺下的面向對象的設計語言，因而設計出的界面美觀、簡潔，操作方便。為了將該系統應用到各種工作環境，該系統的智能軟件支持主流的操作系統如Windows系統、Unix操作系統，同時支持主流的數據庫系統。在系統設計時結合了DSP芯片提供的通用的函數庫及各種算法子程序，很好的運用了DSP中的高速并行數據處理技術，提高了信息處理速度。系統總體設計是基于DSP技術，故它最大的優點就是在斷電備份數據時速度特別快，而且系統界面是目前最流行的圖形化界面，同時還設計了兩種工作界面，即獨立用戶界面和Web界面以方便使用。本智能計算機電源融入了自動化設計思想，即信號檢測自動化、系統供電自動化、數據備份自動化、生成報告自動化等，從而實現了計算機電源的智能化功能。
4 智能電源性能及測試參數
4．1電器性能
(1)強散熱，低噪音。
(2)+12V帶載能力強，最大電流達17A。
(3)四重保護功能：過載保護，過壓保護，欠壓保護，短路保護。
(4)支持雙核CPU，符合INTEL ATXl2V 2．3版最新規范。
(5)智能溫控設計，自動調節風扇轉速，保持風扇低噪音長壽命工作。
(6)斷電時0切換時間(絕對純在線)。
(7)支持各種ATX結構主板，支持遠程開機。
4．2測試參數
逆變效率：85％一90％之間。
格式：ATX格式。
觸發控制方式：軟件開關觸發控制。
延時時間：8分鐘左右。
UPS智能監控與管理系統與操作系統、數據庫系統和應用軟件融為一體，可以智能化的為計算機并實時的進行數據保護和數據恢復。是一種新型的智能化計算機電源。
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本文標題：基于DSP技術的UPS監控與管理
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