陳適

（國網福建省電力有限公司營銷服務中心，福建福州 350012）

0.引言

在遠程智能開關的運行中，為了保障其穩(wěn)定的運行下去，就需要實時對其開展針對性的智能檢測，但是其傳統(tǒng)的遠程智能開關監(jiān)測系統(tǒng)，往往在運行中會受到諸多方面的因素影響，對其檢測結果造成不良的影響，因此就需要設計出一套穩(wěn)定性較高的檢測系統(tǒng)，以此保障整體的檢測結果滿足當下的實際需求。

1.遠程開關狀態(tài)檢測問題分析

現(xiàn)階段為了實現(xiàn)遠程開關狀態(tài)的檢測方式，基本上分為2種不同的方式。首先，需要在每一個開關兩端，單獨引出已對接線，之后對其開關的分合狀態(tài)進行直接的檢測，這種方法在實際操作中比較便捷。但是弊端是在開關數量較多的情況下往往需要大量的傳輸線，因此整體的施工流程也較為的復雜，缺乏較高的穩(wěn)定性。其次，對于每一個開關而言，都附有一個單獨的串行控制芯片，因此利用RS485等總線的方式，就可以將其開關狀態(tài)發(fā)送到控制器上。這樣的方法下，使得往往需要較少的線纜，但是在實際的使用過程中卻需要較多的附件量。同時，整體的設備體積也比較大，并伴隨著較大的成本量。而在一些文獻當中提出的3線制檢測方法，讓每一個開關并聯(lián)一個組織，就可以很好地確定出精密電阻。同時，還需要將全部的電阻串聯(lián)并入恒流源當中。伴隨著開關的分合使得整個開關的網絡電阻值，以及相關的電壓值都存在著不同的效果。利用AD轉換之后的電壓值，使得更好地教育智能算法的方式，確定出具體的開關分合狀態(tài)。同時，對于這種方法而言，就需要使用較為精密的電阻。而在開關較多的情況下，就會導致電阻阻值的選擇較為復雜。在長距離的傳輸過程中，其模擬電壓的過程中，經常會受到一定的干擾，因此直接導致對檢測精度造成影響。

2.系統(tǒng)硬件構成

在本文的分析中，提出基于單總線技術下的遠程智能開關檢測系統(tǒng)，在各個開關檢測點的單總線可尋址開關，采用的是DS2405從機，可以很好地直接對開關的分合狀態(tài)進行直接的數據讀取。其次，在單片機串口的工程中，將128個開關狀態(tài)串行進行直接的信息送出。之后，還為了保障在實際的運行過程中，可以實現(xiàn)對硬件結構方面的簡化處理。因此，在具體的設計過程中，可以采用5V電源經2個二極管分壓的方式，使電壓大致處于3.6V的程度，同時這樣的輸出口可以有效實現(xiàn)對發(fā)光管的控制，因此并不需要限制電阻。

在本文的設計過程中，其采用的DS2405有著較為獨特的作用，篩選時并不需要使用電源線，器件在實際的運行中，所需要的能源基本上都由DATA線材所提供。在每一個該構件上，都存在著唯一的64為ROM注冊碼，以此為主機尋址使用。該構件可以并聯(lián)到2根線上，從而形成單總線形式與主機進行通信連接。這樣的處理方式，能夠極大滿足當下大量引線與邏輯電路的使用需求。另一方面，在對PIO口進行處理的過程中，還需要注重進行開漏引腳，需要接上相應的上拉電阻，上述處理方式需要使用3根線材。

在多點測控系統(tǒng)的過程中，利用單總線的方式進行傳感網絡方面的設計，往往可以讓系統(tǒng)呈現(xiàn)出更加簡潔的方式，因此實際的使用可靠性比較高。這樣的設計方式，顯然能夠成為一種十分可靠的設計方式。在機體的使用中，也會受到信號可靠性方面的影響。單總線協(xié)議當中，理論協(xié)議可以達到750m的程度。但是在實際的使用過程中，無法達到這樣的長度等級，與模擬信號相比，這樣的數字信號遠距離傳輸中，雖然對干擾并不敏感，但是實際的傳輸線路分布電容下，會引起一定的信號波形畸形，因此也會導致對信號傳輸的實際距離造成直接的影響。使用單總線器件傳輸的過程中，有關領域通常會使用普通信號電纜，普通信號電纜在長度超過50m 的時候，就會導致傳輸的數據出現(xiàn)一定的偏差。因此，需要使用雙絞線帶屏蔽功能的電纜，可以有效避免傳統(tǒng)普通電纜所出現(xiàn)的傳輸距離受限問題。

因此，在節(jié)點較多的情況下，就需要使用星型拓撲的結構形式，以此形成多個單總線，降低傳輸的實際長度。在形成的每一條總線長度上，所掛節(jié)點數目還需要得到充分的考慮，同時對傳輸線信號的延遲等因素進行針對性的處理。從提升信號傳輸可靠性的角度進行分析，一般情況下，當存在一條單總線時，器件的總數量并不會超出30個以上，在點與點之間的距離上，也并不會超出5m的程度。

例如，在針對溫度控系統(tǒng)進行設計的過程中，通常會采用下位機這一設備，下位機是基于16位MCU單片機，在設計中需要當作主控制器使用，其功能則在于可以作用于整個系統(tǒng)，實現(xiàn)對系統(tǒng)整體運行狀況的控制以及調節(jié)，從而改善系統(tǒng)性能。在系統(tǒng)實際運行過程中，下位機的應用同樣可以很好地對系統(tǒng)自動控制的參數進行分析，保障操作單總線數據傳感器能夠正常運行。此外，下位機同樣可以應用到單總線的轉換芯片上，對外界環(huán)境溫度進行相應的數據信息的采集，以及分析，并利用液晶顯示屏的參數進行顯示，并在之后的參數傳輸過程中，以無線網絡的傳輸方式為基礎，對上位機上的PC進行處理。而在之后進行處理的過程中，則需要使用無線網絡的方式，同時對溫室進行各種功能性的操作，保障全面提升溫度控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運行效果。

3.系統(tǒng)軟件設計

單總線技術下的遠程智能開關檢測系統(tǒng)，在實際的設計中，往往要設計出128點開關狀態(tài)檢測子程序。在串口顯示子程序當中，相對比較簡單，因此并不需要進行過多的敘述。其次，開關狀態(tài)監(jiān)測的過程中，本質上就是對其DS2405單總線器件進行針對性的操作。

單總線器件當中具備著復位、寫1與寫0的讀取位等基本操作。因此，字節(jié)在傳輸的過程中，就可利用多次調用的操作方式，實現(xiàn)操作目標。進行設計的過程中需要有關人員制定出各個操作的實際內容，進而明確出具體的操作流程與步驟。

對于每一個單總線器件而言，都是全球唯一的64位下的ROM注冊碼，同時基于位數的高低順序，有著8位CRC校驗碼、48位序列號碼等方面的效果。在單總線網絡中，主機使用ROM注冊碼的時候，進行尋址需要基于機器件。另一方面，由于注冊碼是從固化的器件當中，找出不同的器件ROM注冊碼，這樣才可以很好地對其器件進行相應的操作處理[1]。

在主位發(fā)出的尋址器件，需要形成64位的ROM注冊碼。因此只有具備64位的地址相匹配的器件，才能夠更加有效地對后續(xù)命令，或者對相關操作做出針對性的響應。另外，對于其余的器件而言，需要等待復位操作的指令。在64位注冊碼相匹配之后，就可以保障器件的PIO口狀態(tài)可以實現(xiàn)自動化的翻轉，并送出PIO口狀態(tài)[2]。

出現(xiàn)總線上無法確定出ROM注冊碼的情況下，就需要使用特定的指令，對其行為進行確定。特別是在64位注冊碼確定之后，就可以讓相關區(qū)間發(fā)送出PIO狀態(tài)。

相比較上述2條命令而言，利用Match ROM的命令形式可以很好地讀出PIO口狀態(tài)，實際上是開關狀態(tài)的補碼。當下對其Search ROM則可以很好地讀出實際的開關狀態(tài)補碼。當下進行實際的操作過程中，還需要對其實現(xiàn)針對性的分析，以此保障利用這樣的操作方式，發(fā)揮出針對性的命令，及時獲取到相關的開關狀態(tài)和信息[3]。

128點的開關狀態(tài)檢測過程中，其子程序的流程設計中，所采用的單片機，先從P1.0所在的單總線位置開始，并對其總線上的每一個環(huán)節(jié)，都需要進行針對性的復位操作，之后發(fā)出命令，以及確定出ROM注冊碼之后，就可以找到相關的器件類型[4]。當下，在不同的開關狀態(tài)當中，都需要在總線上對16點完全讀出，此后才能夠基于上述的操作，對下一條總線上的16點開關狀態(tài)實現(xiàn)針對性地調整分析。其次，還需要在讀出全部128點開關狀態(tài)之后將其整個循環(huán)操作，都要經過600ms的程度，以此滿足一般遠程開關檢測方面的功能性要求。

單總線是現(xiàn)階段系統(tǒng)設計中，所需要串行總線最少的設計方式。在遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設計中，已經伴隨著科學技術的發(fā)展，越發(fā)地普及在各個空域當中。當下基于單總線技術下的遠程智能開關檢測系統(tǒng)，相比較傳統(tǒng)的遠程開關檢測方式而言，具備較為明顯的可靠性與價值性。同時，傳輸信號方面的數字化發(fā)展，使系統(tǒng)呈現(xiàn)出更加良好的抗干擾性，并不會受到周邊環(huán)境的影響，因此整體的可靠性較高。另一方面，在長期的運行中，也可以順利地解決出現(xiàn)的各種問題，因此整體系統(tǒng)具備較強的功能性。

4.遠程設計實例分析

為了保障設計出的單總線技術的遠程智能開關檢測系統(tǒng)的合理性進行分析，可以從實例分析的方式出發(fā)，對其方案的合理性進行評估。例如在某溫度遠程監(jiān)控系統(tǒng)的開關檢測系統(tǒng)設計中，是基于IAR集成環(huán)境進行開發(fā)。

4.1 溫室環(huán)境數據庫設置

進行該模塊的設計中，主要是對溫室的每一個環(huán)境，進行合理的設計與分析，因此就可以很好地改變溫室作物的過程中，基于實際的情況出發(fā)，實現(xiàn)針對性的參數修正。這樣就可以保障溫室有著較高的實用性與操作便利性。

4.2 環(huán)境檢測模塊

在進入環(huán)境檢測模塊當中，使得系統(tǒng)會首先讀取環(huán)境數據庫當中的不同環(huán)境信息，之后與傳感器當中的數據信息進行比對分析，以此可以實現(xiàn)對其設施開關的控制，實現(xiàn)自動化的控制操作。在環(huán)境溫度較為合適的情況下，機會使得模塊將顯示的數據信息傳輸到上位機PC中。

4.3 環(huán)境控制模塊

對于這個模塊的設計就是通過系統(tǒng)自動化地接入，同時也可以基于人工的方式進入系統(tǒng)當中。這樣的設計模式極大地提升了系統(tǒng)的整體運行可靠性。其次，對于該模塊而言，在實際運行中可以對一些參數進行有效的控制，并實時地采集一些數據信息，為用戶呈現(xiàn)出實時的參數調用。在該模塊的使用下，更加科學合理地幫助人們對作物環(huán)境進行實時的控制與管理。

在這些不同功能的設計中，可以很好地滿足系統(tǒng)的運行需求。特別是對于模塊的合理設計，往往可以很好地幫助人們對其環(huán)境實現(xiàn)良好的調整與控制。單總線是一種在現(xiàn)階段在設計中，所需要接線最少的串行總線，同時在遠程的監(jiān)控系統(tǒng)設計中，得到了較為長遠的應用。在單總線技術的使用過程中，遠程智能化的開關機系統(tǒng)，以及傳統(tǒng)的遠程開關檢測方法相比較之后，可以發(fā)現(xiàn)極大地降低了使用的線纜總數，同時全面降低了施工建設的整體難度，因此這是一種十分具備性價比的建設方式。其次，在進行傳輸信號的數字化發(fā)展進程中，也讓該系統(tǒng)可以很好地提升系統(tǒng)抗干擾性，并保障系統(tǒng)在運行的過程中，保持一個較高的可靠性。在長期的實踐過程中，發(fā)現(xiàn)這種可以很好地基于呼叫系統(tǒng)進行穩(wěn)定的運行，同時在系統(tǒng)的穩(wěn)定性方面發(fā)揮出了較高的優(yōu)勢。

5.結語

在本文所設計出的單總線下的遠程智能開關的系統(tǒng)設計方案中，可以很好地發(fā)揮出智能化的控制效果。同時相比較傳統(tǒng)的設計方案而言，無論是在設計成本還是在操作性上，都有著較高的技術優(yōu)勢性。因此，在實際的使用過程中就需要得到進一步擴展，能夠針對實際情況，實現(xiàn)該方案的進一步優(yōu)化與調整，特別是對于一些重點監(jiān)控環(huán)節(jié)，需要實現(xiàn)硬件與軟件方面的全面優(yōu)化，以此滿足當下遠程智能開關的檢測需求。