智能网络UPS电源监控技术的研究

　　UPS(UninterruptiblePowerSystem)即不间断电源，是一种以逆变器为主要元件、稳压稳频输出的计算机电源保护设备。UPS是伴随着计算机的诞生而出现的。特别是微型计算机的飞速发展，客观上促进了UPS电源的发展[1]。UPS的基本功能就是停电时能够接替市电持续地供应电力，由于电子元器件反应速度快，停电的瞬间在4-8ms内继续供应电力，解决现有电力的断电、低电压、高电压、突波、杂讯等现象，使我们的计算机系统和网络运行更加稳定安全。

　　随着计算机技术的发展，计算机及其网络对相应的电力保障提出了更高的要求，在这样的前提下，智能网络UPS电源应运而生。智能网络UPS电源系统，主要是以网络为管理对象，在UPS主机的输出端增设RS232，485接El，SNMP(简单网络管理协议)卡等类型的通信接13，利用接口经过专用的通信电缆同服务器、路由器、网关等设备上相对应的通信接口相连，把UPS电源与计算机网络构成一个具有监控功能的智能网络供电系统。目前UPS网络智能化技术主要有2个方面：一是与服务器上的软件协调工作，使UPS除了完成不问断供电外，还能实现网络故障报警、事件、数据日志记录、UPS参数自动测试分折、调节功能等；二是将传统UPS通过硬件接口与计算机相连，结合特殊设计的软件，提供完整的电源管理方案，以加强UPS节能功能。

　　UPS的监控技术主要有三种[2]：(1)基于串行通信方式的监控技术；(2)基于Web的监控技术；(3)基于SNMP的监控技术。

　　基于串行通信方式的监控技术受通信距离的限制，主要用于局域网中UPS的监控；基于web的监控技术将UPS与一台主机相连，通过主机上的Web浏览器对分布在WAN范围内的UPS进行监控，定期产生UPS的状态报告(包括UPS状态和电池状态)并转换成一定的格式文件，以便于UPS的管理、诊断、事件处理，保证电力或UPS故障时计算机系统的安全关闭，使UPS处于健康的运行状态，提高电力故障时计算机网络的可用性。它的便利在于无需对现有的电源系统作任何改造。但是通过主机上网，通信监控软件安装在系统主机上，它工作时需要占用大量主机资源，如果UPS的信息量很大，势必会影响到主机的稳定运行和性能。基于SNMP的监控技术主要用于UPS数量多、分布广的企业级网络中。给UPS配个网卡或直接将SNMP适配器集成到UPS里，把UPS作为网络中的独立节点进行控制和诊断，通过网络访问自己的计算机和网站，或通过串口与网络访问监控系统对电源系统进行远程监控或网络关机，实时提供UPS的电流、电压、电池后备时间和负载量的状态分析，出现故障时及时通知用户，以便系统管理员可以迅速简便地判断出电源故障的发生处并迅速得以解决，使对网络性能的影响减至最小，并能定时开关UPS和系统实现UPS的自检等。这种方式的UPS系统反映灵敏，可操控性强，应用范围十分广泛。下面主要论述基于SN—MP监控技术的智能网络UPS系统。

　　一个完整的智能网络UPS系统硬件部分应当至少包含整流滤波部分、逆变部分、蓄电池系统以及其他的辅助部分，各部分协调一致才能形成一个良好的UPS运行环境，它的系统结构如图l所示，该系统通过R8232电源发生电路与UPS适配器相连，而UPS适配器代替相应的计算机作为网络的一个节点接入网络，也就是说每一个UPS都有其独市的口地由}，网络上的其他用户和网络管理员只要输人IP地址，就可看到UPS的任何信息Ⅲ。管理员可以使用网络内的任何一台计算机对相应的UPS进行监挎。有特殊情况时，软件可以通过传呼、E—mail等方式通知维护人员作出相应的反映，当UPS遇到特殊情况时，也町从网络内的任何一台计算机观察UPS的基本情况，并实施有效的措施。它的基本设计原理如图2所示。

　　高度智能的UPS监控技术不仅仅需要硬件系统的支持，更要有相应的电源监控软件、SNMP管理器的支持，用户可执行UPS与网络平台之间的远程监控和数据的网络通信操作，使UPS具有远程管理能力，成为网络系统中的重要组成部分。智能化UPS监控系统的软件部分主要由智能网络UPS通迅显示模块、与计算机的通讯部分和看门狗电路三部分组成。

　　通迅显示模块的主要功能是把UPS使用过程中的各种信息显示到控制面板上的液晶屏上，主要的硬件连接方式是利用单片机(例如AT89C51)与液晶显示屏以模接口方式连接；开关机键直接与89C51的INTO相连接，以中断的方式实现系统的开关机功能，同时设计相府的菜单结构以简化操作。

　　通讯部分主要负责UPS与计算机之间的通讯，一般采用双路驱动器／接收器Max232来实现相应的功能。软件设计中，其接I：l程序主要由发送子程序和通讯口中断处理接收子程序组成，发送时，先发送一个起始位(低电平)，接着按低位在先的顺序发送8位数据，最后发送停止位。接收时，先判断RXU接收端口是否有起始低电平出现，如有则按低位在先的顺序接收8位数，最后判断RXD是否有高电平出现，如有则完成一个数据接收，否则继续等待。程序流程图如下图所示。其中图3为发送过程流程图，图4为接收过程流程图。

　　结论：UPS系统与Internet技术的紧密结合，使得UPS系统比以往任何时候都更易用，也更安全。随着网络的广泛化和全球化。用户对网络可用性的要求会越来越高，使UPS从对网络关键设备的保护延伸至对整个网络路径的保护，这也对UPS电源的进一步发展提出了更高的要求。