基于WEB的通信电源远程监控系统的研究

梁 红

(河北环境工程学院，河北秦皇岛066000)

基于WEB的通信电源远程监控系统的研究

梁 红

(河北环境工程学院，河北秦皇岛066000)

通过对视频监控技术、信息采集技术以及数据传输技术进行深入研究，提出了基于WEB的通信电源远程监控系统。基于WEB的三层体系结构实现了从用户管理控制到业务逻辑处理最后到现场信息采集的一体化管理模式，同时为了更好地实现电源监控系统真正可行的“五遥”，对现有的远程监控系统进行优化设计，提出了一套高效的信息采集装置。

WEB;通信电源;远程监控

随着我们对信息交互依赖程度的日益加深，通信系统成为影响我们生活的主要系统之一。一个良好的、正常工作的通信系统是维护我们正常通信的基础设施。在通信系统中，通信电源是整个系统的能源核心，通信电源的正常工作为通信系统的正常运行提供了有力的保障。现在主要的通信基站的通信电源大多设计为蓄电池和市电系统共同供电，但是随着蓄电池的老化以及一些其他意外的发生，通信电源系统随着时间的推迟故障的概率会显著提升，因此需要对通信电源系统进行有效的监控管理。

随着技术的进步，通信电源管理系统由最初的人工巡逻转换为“四遥”管理。“四遥”技术虽然解放了大量的人力资源，但是由于现场环境的复杂性导致对于通信电源系统难以实现真正的无人值守。随着视频技术的逐步成熟，将远程监控应用到通信电源系统成为业界共识。

远程监控的引入不同于其他监控系统的引入，远程监控引入后会导致现场设备产生的信息量成指数倍的增长，因此传统的信息传输方案难以满足该需求。笔者对现有的远程监控系统进行研究发现结合现场设备之间的通信ZigBee技术、远端通信的WiFi技术以及通过WEB服务框架进行信息的处理可以提高系统的监控水平。

1 系统整体结构设计

本系统采用了以远程分布式监控系统为基础模型进行进一步的开发设计。要实现远程监控，就要使处于远端的管理人员可以方便、快捷、高效地观察、分析和处理通信电源现场设备[1]。因此从功能上本系统可以分为三大模块：现场的信息采集模块、长距离的信息传输模块和远端的控制管理模块，具体的结构如图1所示。

本系统采用的控制模型是分布式控制系统的结构模型。如图1所示，首先将区域内的通信基站进行整体编号。每一个编号内的通信电源系统作为控制子系统，每一个子系统均是一个完备的通信电源控制系统，在子系统内部各个设备以ZigBee协议进行相互通信，并且每个子系统中存在一个具有无线功能的协调节点。协调节点可以将本子系统内的信息汇总以WiFi协议发送到云端进行处理。客户端可以通过访问云端的服务器实现对现场设备工作状态的获取，并且可以在远端通过发送命令给云端服务器，再通过无线的方式传送至现场子系统的协调器，从而实现对现场设备的控制管理。

图1 系统整体框架图

2 通信电源远程监控系统设计方案

通信电源的远程监控系统设计中最重要的是要实现以下两个方面：首先是通过摄像头等视频设备实现对现场情况的360°实时采集，其次是实现大量视频数据的有效传输。为了实现该目标，笔者从通信电源远程监控系统的硬件和软件两个方面进行深入研究，分别设计了一种完善的信息采集方案和高效可靠的信息压缩传输方案。

2.1 信息采集方案设计

为了突显本课题的重点，笔者重点研究了视频系统的信息采集方案。通过对摄像器件传感器的研究发现，为了更好地呈现现象的状况需要在系统中布置手动变焦的摄像头和自动变焦的摄像头。通过比较，低显彩色转黑白的22倍自动变焦球型摄像头和手动变焦机式摄像头组合可以满足系统需求。

采集到信息后首先需要进行的便是信息处理，本系统采用两路复合信号输入转一路超级信号输出的方式进行信号传输控制。通过对现有传输电路进行研究，提出了如图2所示的信号传输电路。

本设计采用的DSP视频处理芯片为TI公司生产的高性能视频处理芯片TMS320DM642，该芯片具有高效的浮点计算能力。由于视频信号的输入范围仅为输出范围的四分之三，因此要在输入和输出之间添加电阻进行分压处理。如图2所示，本电路图通过R1、R2和R3、R4两个15和45 Ω的电阻实现分压处理，从而将视频输入范围提升至与输出范围一致的1 Vpp。

图2 视频信号输入输出电路

为了减轻数据传输端的传输压力，对视频采集数据采用基于MPEG-4的视频压缩技术，采用的主要方案是将采集信息分为背景层和前景层两部分进行处理，通过最大化的模糊背景层，来保证信息的质量，同时也降低了数据的传输量。

2.2 软件系统设计

目前大多数控制系统是基于C/S(客户端/服务器模式)结构设计的，C/S模式的程序客户端开发难度大并且难以实现对服务器的实时性访问，并且当程序升级时需要对每一个客户端进行升级服务[2]。因此本系统决定采用B/S(浏览器/服务器)结构模式，通过浏览器直接访问服务器，方便系统的升级和信息的更新操作。

从本质上而言B/S结构是三层C/S结构在WEB服务上的应用特例。本系统的三层结构如图3所示，该结构将高层显示、中间逻辑层和数据存储层分为相对独立的单元。

图3 B/S三层体系结构

如图3所示，显示逻辑表示即系统的表示层，该层次位于系统中的用户端即WEB浏览器。主要功能是用来生成用户显示界面，负责获取用户的输入数据以及向用户展示服务器信息处理结果。中间层是事物处理逻辑表示层，是系统的业务逻辑层，其主要功能是实现对接收数据的处理以及存储操作，负责接受用户的任务请求以及向用户提供扩展程序与数据库连接的服务。最后一个模块便是数据层，该层次主要负责的是数据的高速存储与读取操作。本层设备位于云端，采用云端的分布式存储设备实现，其主要任务是实现用户请求，实现数据的增删改查操作。

3 总结

通信电源系统的远程监控是通信电源系统未来发展的方向，笔者针对现有的通信电源监控模式进行研究，提出利于WEB的通信电源远程监控方案，实现了对现场设备的有效监控管理。为了提高监控水平与监控质量，实现对现场设备的可视化监控管理，设计了一套有效的组合监控方案并提出了基于MPEG-4的视频压缩方案。除此之外，还应用了基于B/S模式的服务机制，便捷了系统的升级服务。

[1]习陈帅,林明秀.一种基于WEB和OPC技术的分布式远程控制系统的实现[J].长春理工大学学报,2003,26(2):65-67.

[2]王文亮,路一平.基于Web的通信电源监控系统的研究与设计[J].电源技术,2010(7):598-599.

Research on telecommunication power supply remote monitoring system based on WEB

LIANG Hong
(Hebei Environmental Engineering Institute,Qinhuangdao Hebei 066000,China)

With the deep research on video monitoring technology, information gathering technology and data transmission technology, the telecommunication power supply based on WEB was proposed. The three-layer architecture of the system based on WEB achieves the integrated management mode from user management to business logic processing and the field information collection. And at the same, in order to better achieve"five remote",a truly feasible power monitoring system,a set of more efficient information collection device based on the

existing remote monitoring system was put forward.

WEB;communication power;remote monitoring

TM 73

A

1002-087 X(2017)07-1076-02

2016-12-09

秦皇岛市科学技术研究与发展计划(201602A042)

梁红(1979—)，女，吉林省人，讲师，工学硕士，主要研究方向为计算机技术。