摘 要：结合教学及生产实际，利用51单片机技术研制开发了微机远程监控实验教学系统，该系统能够实现遥测、遥信、摇控、摇调等功能。
关键词：远程监控系统；片级设计方式；遥测；遥信；遥控
远程监控系统是电力、铁路交通、石油开采、城市供水等系统实现调度自动化的基础，目前已得到了广泛的应用，但适合实验教学的远程监控装置却不多见。因此，我们采用片级设计方式，研制了微机远程监控实验装置。学生可以在该装置上完成教学大纲中规定的实验项目，进行较高水平的设计实验，同时为毕业设计中的相关课题提供了必要的实验环境，满足了教学要求，提高了教学质量。
1装置的结构、工作原理和主要技术指标
该装置包括厂(站)端rtu、调制解调器和调度端装置。
1.1厂(站)端
图1是厂(站)端装置的原理框图，它由一个rtu和调制解调器构成，其主要功能包括遥测、遥信信息的采集、处理和发送，上屏显示遥测量和遥信量，接收和执行遥控与遥调信息。工作原理如下。
遥测量采集与处理：各路遥测量通过变送器传送到max197芯片，进行a/d转换后，由软件进行有效值计算及标度变换和二—十进制转换，将结果输出到crt或模拟屏上显示并送到ram中，供抗干扰编码及发码用。调节变送器输入，改变其输出电压，从而改变输入的遥测量值。
遥信输入及处理：遥信信号经过光电隔离器和并行口，读入cpu并送至ram中，供抗干扰编码及发码用。通过改变实验系统盘上的模拟开关xi的状态，来模拟遥信信号的变位。
脉冲量采集及处理：脉冲量通过隔离器送入脉冲计数器，再由程序读入cpu，经处理后变成对应的数字量，输出显示并存到ram中。可以用一个小开关的断开次数来模拟脉冲量。
发码：利用程序将存储在ram中的数据按规约组装成字，再进行抗干扰编码，由8251串行口txd串行发出，送到调制器中进行调制。发码波特率时钟由一片8253的0通道提供。
遥控与遥调：8251串行口在rxd线上收到遥控与遥调信息，而后进行译码和检错。无误后由遥控、遥调控制电路根据收到的码的特征，选择相应的执行对象。
调制器：装置中的调制器是利用软硬件来实现移频键控的。实现的方法是利用8253芯片各通道可控工作的特点，用串行口8251的txd控制8253的gate1，用反相后的txd控制gate2，这样在8253初始化后，通道1和通道2将随txd的变化而交替工作，将out1与out2合成二分频后得到方波，再经低通滤波器得到fsk信号。
解调器：解调器由两片锁相环集成电路ne565构成，它与传统的窄带滤波、鉴频的解调方式不同。其中的一片ne565的锁定频率为传号频率2?850?hz，另一片的锁定频率为空号频率3?150?hz。一片输出端的7号脚经反相后与另一片输出端的7号脚相与，其结果即为解调器输出信号，然后将该信号接到8251的rxd线上。
1.2调度端
调度端装置的主要功能包括接收和处理厂(站)端发来的信息，并采集、发送、遥控和遥调信息，其原理如图2所示。
调制解调器的原理与厂(站)端相同。
收码：由8251串行口的rxd线进行收码，收码波特率时钟是由8253芯片的0通道产生的。由软件对收到的码进行抗干扰译码、检错，无误后通过控制电路将遥测量、遥信信号上屏显示及送crt显示，也可用打印机打印。
遥控、遥调信息采集及发码：通过相应的键操作，将采集的信息送到三态门芯片74ls244的输入端。发出遥控、遥调指令后，装置按规约将输入的信息组装成字，进行抗干扰编码，然后发码。为简便起见，该装置对遥控、遥调信息采用前向纠错方式。无遥控、遥调指令时，装置在处理一帧信息后就准备接收下帧厂(站)端发来的信息。
1.3主要技术指标
(1) 容量：遥测(yc)：16路；遥信(yx)：16路；遥控(yk)：8路；遥调(yt)：2路；脉冲量：2路。
(2) 遥测分辨率：12/8位二进制编码，a/d转换相对误差≤0.1%；
(3) 码制：(48、40)循环码、(7、4)bch码任选；
(4) 速率：300波特、600波特任选；
(5) 传输方式：同步循环方式、异步问答方式；
(6) 调制方式：二进制移频键控方式，传号频率为2850hz，空号频率为3150hz。
2该装置的几个特点
2.1保证了电力参数交流采样的精度
实验系统采用两片max197，通过双a/d转换对电流、电压同时采样，由此保证了功率、功率因数的测量精度。max197的a/d转换时间很短(约7μs)，而且具有内部采样保持电路及8路模拟开关。
2.2保证了己调信号的相位连续
fsk信号的相位连续问题是数字调频系统中重要的性能指标，本装置采用倍频信号发生器、分频电路和低通滤波器组成调制器，很好地解决了fsk信号的相位连续问题。
例如：在传输速率为300波特时，对应于一比特“1”信号，倍频
