智能網(wǎng)絡UPS電源監(jiān)控技術的研究

　　UPS(UninterruptiblePowerSystem)即不間斷電源，是一種以逆變器為主要元件、穩(wěn)壓穩(wěn)頻輸出的計算機電源保護設備。UPS是伴隨著計算機的誕生而出現(xiàn)的。特別是微型計算機的飛速發(fā)展，客觀上促進了UPS電源的發(fā)展[1]。UPS的基本功能就是停電時能夠接替市電持續(xù)地供應電力，由于電子元器件反應速度快，停電的瞬間在4-8ms內(nèi)繼續(xù)供應電力，解決現(xiàn)有電力的斷電、低電壓、高電壓、突波、雜訊等現(xiàn)象，使我們的計算機系統(tǒng)和網(wǎng)絡運行更加穩(wěn)定安全。

　　隨著計算機技術的發(fā)展，計算機及其網(wǎng)絡對相應的電力保障提出了更高的要求，在這樣的前提下，智能網(wǎng)絡UPS電源應運而生。智能網(wǎng)絡UPS電源系統(tǒng)，主要是以網(wǎng)絡為管理對象，在UPS主機的輸出端增設RS232，485接El，SNMP(簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議)卡等類型的通信接13，利用接口經(jīng)過專用的通信電纜同服務器、路由器、網(wǎng)關等設備上相對應的通信接口相連，把UPS電源與計算機網(wǎng)絡構成一個具有監(jiān)控功能的智能網(wǎng)絡供電系統(tǒng)。目前UPS網(wǎng)絡智能化技術主要有2個方面：一是與服務器上的軟件協(xié)調(diào)工作，使UPS除了完成不問斷供電外，還能實現(xiàn)網(wǎng)絡故障報警、事件、數(shù)據(jù)日志記錄、UPS參數(shù)自動測試分折、調(diào)節(jié)功能等；二是將傳統(tǒng)UPS通過硬件接口與計算機相連，結合特殊設計的軟件，提供完整的電源管理方案，以加強UPS節(jié)能功能。

　　UPS的監(jiān)控技術主要有三種[2]：(1)基于串行通信方式的監(jiān)控技術；(2)基于Web的監(jiān)控技術；(3)基于SNMP的監(jiān)控技術。

　　基于串行通信方式的監(jiān)控技術受通信距離的限制，主要用于局域網(wǎng)中UPS的監(jiān)控；基于web的監(jiān)控技術將UPS與一臺主機相連，通過主機上的Web瀏覽器對分布在WAN范圍內(nèi)的UPS進行監(jiān)控，定期產(chǎn)生UPS的狀態(tài)報告(包括UPS狀態(tài)和電池狀態(tài))并轉換成一定的格式文件，以便于UPS的管理、診斷、事件處理，保證電力或UPS故障時計算機系統(tǒng)的安全關閉，使UPS處于健康的運行狀態(tài)，提高電力故障時計算機網(wǎng)絡的可用性。它的便利在于無需對現(xiàn)有的電源系統(tǒng)作任何改造。但是通過主機上網(wǎng)，通信監(jiān)控軟件安裝在系統(tǒng)主機上，它工作時需要占用大量主機資源，如果UPS的信息量很大，勢必會影響到主機的穩(wěn)定運行和性能?；赟NMP的監(jiān)控技術主要用于UPS數(shù)量多、分布廣的企業(yè)級網(wǎng)絡中。給UPS配個網(wǎng)卡或直接將SNMP適配器集成到UPS里，把UPS作為網(wǎng)絡中的獨立節(jié)點進行控制和診斷，通過網(wǎng)絡訪問自己的計算機和網(wǎng)站，或通過串口與網(wǎng)絡訪問監(jiān)控系統(tǒng)對電源系統(tǒng)進行遠程監(jiān)控或網(wǎng)絡關機，實時提供UPS的電流、電壓、電池后備時間和負載量的狀態(tài)分析，出現(xiàn)故障時及時通知用戶，以便系統(tǒng)管理員可以迅速簡便地判斷出電源故障的發(fā)生處并迅速得以解決，使對網(wǎng)絡性能的影響減至最小，并能定時開關UPS和系統(tǒng)實現(xiàn)UPS的自檢等。這種方式的UPS系統(tǒng)反映靈敏，可操控性強，應用范圍十分廣泛。下面主要論述基于SN—MP監(jiān)控技術的智能網(wǎng)絡UPS系統(tǒng)。

　　一個完整的智能網(wǎng)絡UPS系統(tǒng)硬件部分應當至少包含整流濾波部分、逆變部分、蓄電池系統(tǒng)以及其他的輔助部分，各部分協(xié)調(diào)一致才能形成一個良好的UPS運行環(huán)境，它的系統(tǒng)結構如圖l所示，該系統(tǒng)通過R8232電源發(fā)生電路與UPS適配器相連，而UPS適配器代替相應的計算機作為網(wǎng)絡的一個節(jié)點接入網(wǎng)絡，也就是說每一個UPS都有其獨市的口地由}，網(wǎng)絡上的其他用戶和網(wǎng)絡管理員只要輸人IP地址，就可看到UPS的任何信息Ⅲ。管理員可以使用網(wǎng)絡內(nèi)的任何一臺計算機對相應的UPS進行監(jiān)挎。有特殊情況時，軟件可以通過傳呼、E—mail等方式通知維護人員作出相應的反映，當UPS遇到特殊情況時，也町從網(wǎng)絡內(nèi)的任何一臺計算機觀察UPS的基本情況，并實施有效的措施。它的基本設計原理如圖2所示。

　　高度智能的UPS監(jiān)控技術不僅僅需要硬件系統(tǒng)的支持，更要有相應的電源監(jiān)控軟件、SNMP管理器的支持，用戶可執(zhí)行UPS與網(wǎng)絡平臺之間的遠程監(jiān)控和數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡通信操作，使UPS具有遠程管理能力，成為網(wǎng)絡系統(tǒng)中的重要組成部分。智能化UPS監(jiān)控系統(tǒng)的軟件部分主要由智能網(wǎng)絡UPS通迅顯示模塊、與計算機的通訊部分和看門狗電路三部分組成。

　　通迅顯示模塊的主要功能是把UPS使用過程中的各種信息顯示到控制面板上的液晶屏上，主要的硬件連接方式是利用單片機(例如AT89C51)與液晶顯示屏以模接口方式連接；開關機鍵直接與89C51的INTO相連接，以中斷的方式實現(xiàn)系統(tǒng)的開關機功能，同時設計相府的菜單結構以簡化操作。

　　通訊部分主要負責UPS與計算機之間的通訊，一般采用雙路驅(qū)動器／接收器Max232來實現(xiàn)相應的功能。軟件設計中，其接I：l程序主要由發(fā)送子程序和通訊口中斷處理接收子程序組成，發(fā)送時，先發(fā)送一個起始位(低電平)，接著按低位在先的順序發(fā)送8位數(shù)據(jù)，最后發(fā)送停止位。接收時，先判斷RXU接收端口是否有起始低電平出現(xiàn)，如有則按低位在先的順序接收8位數(shù)，最后判斷RXD是否有高電平出現(xiàn)，如有則完成一個數(shù)據(jù)接收，否則繼續(xù)等待。程序流程圖如下圖所示。其中圖3為發(fā)送過程流程圖，圖4為接收過程流程圖。

　　結論：UPS系統(tǒng)與Internet技術的緊密結合，使得UPS系統(tǒng)比以往任何時候都更易用，也更安全。隨著網(wǎng)絡的廣泛化和全球化。用戶對網(wǎng)絡可用性的要求會越來越高，使UPS從對網(wǎng)絡關鍵設備的保護延伸至對整個網(wǎng)絡路徑的保護，這也對UPS電源的進一步發(fā)展提出了更高的要求。