通信基站风光互补电源实时监控系统的研制

摘要

近年来，移动通信业务迅猛发展，通信基站的建设数量也与日俱增。为了满足偏远山区、边疆戈壁的通讯需求，能够实时获取分布于各地通信基站电源工作状态，确保通信畅通，无人职守监测系统是有必要的。
　　 随着以太网技术的不断发展，嵌入式系统与以太网相结合应用于工业控制领域已成为一大趋势。本文设计出一种基于嵌入式工业以太网的实时电源监测系统，该系统主要对基站电源系统的工作状态进行监测。
　　 系统由上位机和下位机两部分组成，下位机主要对基站电源系统的数据进行采集，而上位机则实现对数据的实时监测功能。两者之间通过以太网来实现，满足以太网通信协议，实现数据传输到监测主机上并进行远程监测的功能。设计任务主要集中在以下几个方面：即现场数据的采集和处理、嵌入式实时操作系统的移植、TCP/IP协议的实现、应用程序监测主机设计以及以太网驱动程序的编写。
　　 下位机由32位ARM微处理器组成，系统需要实现检测和控制两部分。检测部分需要通过A/D采集并处理以下几部分参数，包括：太阳能电池板输出电压/电流和风力发电机输出电压/电流，共四路参数检测。而控制部分，则需要实现能量管理。根据日照、风力状况，把能量转换成电能存储在蓄电池中，通过控制PWM输出来调节电池的充放电，从而实现电源的风光互补。
　　 系统采用以太网控制芯片RTL8019AS作为网络接口，对uC/OS-II操作系统进行裁剪和移植，分析并实现了嵌入式TCP/IP协议栈。实验结果表明，基于嵌入式工业以太网的实时电源监测系统能够实现数据采集处理，并最终利用监测主机实现了远距离数据监测的功能。