安凯杰 郭宝仁 薛锦明
摘 要：地震台站监测对社会经济发展和人民生命财产安全来说极其重要，我国地震台站分布较为分散，站点工作人员少，无法及时地对地震台站出现的问题进行解决，影响地震台站的正常运行。对此，为了加快地震台站自动化建设，实现无人值守工作而出现一种基于手机平台上的地震台站电源监控系统，该文将对其进行简要探讨论述。
关键词：地震台站 手机平台 电源 监控系统
中图分类号：P315 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2020）01（a）-0021-02
无人值守的地震台站一般不设置预警装置，只通过有线网络对台站的观测数据进行定时观看，不能及时发现解决地震台站运行出现的故障，在遇到雷雨天气时无法及时关闭电源，致使供电设备遭受雷击而导致断电，有效解决因仪器死机等故障造成的观测数据缺记情况，提高仪器维护人员的工作效率，减少维护成本。
基于此而设计研发了地震台站的手机平台电源监控系统。
1 地震台站手机平台电源监控系统的概述
1.1 地震台站手机平台电源监控系统应用优点
地震台站手机平台电源监控系统的应用能在电源出现异常时，第一时间报警，并以手机短信的形式通知相关台站的维护人员，有效控制会对地震台站正常运行造成影响的因素。同时，台站维护人员还可以通过手机平台客户端完成地震台站设备电源的开关以及周围环境的监测工作，对地震台站运行情况进行实时监控，对其进行有效的管理和维护，保证地震台站运行稳定性和安全性。
1.2 地震台站手机平台电源监控系统工作原理
地震台站手机平台电源监控系统运行最主要的部分就是单片机部分、工控机部分、交流接触器部分，以及接收发信息的短信模块。在系统中，单片机和短信模块的分别同工控机的两个串口进行相连，单片机能随时对地震台站内的交流电进行采样和监视，并通过交流接触器对交流电的输入进行控制，由此完成控制地震台站总电源输出的目的。同时，地震台站通过系统的短信模块将台站供电情况、设备情况反映给相关维护人员，并接收其发出的短信息，对短信息做出判断分析，响应短信息做出对应动作。
2 地震台站手机平台电源监控系统的硬件组成
2.1 系统的电源部分和短信模块
地震台站手机平台电源监控系统主要是通过对台站电流量输入的监控以及对台站设备电源开关的控制来保护地震台站稳定运行，系统的电源部分和短信模块是其中的主要构成部分。一般地震台站手机平台电源监控系统的电源都选用SCP-50-12作为标准开关电源，电源部分要具有交直流瞬间切换的功能，可以满足地震台站的供电需求。系统一般选用SIM900A作为短信模块，用以实现系统短信的收发、查询等。
2.2 系统的单片机部分
单片机因其特点而在各领域得到广泛的应用，同时，它也是地震台站手机平台电源监控系统中不可缺少的硬件部分。单片机在系统中的主要作用就是控制地震台站的交流电压、台站仪器供电电压，并通过串口和连接的工控机进行信号传送和指令解读工作，根据工控机所发出的指令使用交流接触器完成交流电压控制。单片机内拥有许多电路，如时钟电路、驱动电路、继电器等，在单片机安装组成过程中一定要十分注意。
2.3 系统的工控机部分
地震台站手机平台电源监控系统的工控机同单片机串口相连，实现系统信号接收和指令发送，基本上地震台站手机平台电源监控系统的工控机选用PCM-3587控制模块，其尺寸紧凑、能耗低、展示输出高，满足系统硬件设施要求。
2.4 系统的交流接触器部分
此外，交流接触器部分也是地震台站手机平台电源监控系统的重要硬件组成部分之一，交流接触器在系统中的作用主要是为了控制地震台站的交流电压，达到台站电源控制的目的。根据地震台站的实际情况，系统交流接触器基本上都是选用进口的西门子SIEMENS交流接触器，此交流接触器内还设有两个常开的触点以及两个常闭的触点，地震台站交流电路的远距开关闭合就是通过两个常闭触点来实现的，以上的硬件组成部分均是地震台站手机平台电源监控系统有效运行的关键。
3 地震台站手机平台电源监控系统的软件设计
3.1 系统通信模块的设计
通信模块能为地震台站手机平台电源监控系统建立起一个无线通道，让短信内容得以在地震台站系统设备和手机平台客户端之间进行接收传送。通信模块的软件设计最主要考虑的就是如何处理解析由其他串口传输而来的AT命令。为了实现通信模块短信息、语音、数据等内容的传输，在设计通信模块系统时需要将单片机的串口与通信串口进行直接連接。当AT命令以短信的形式传输到手机平台客户端时，通信模块可以对短信进行解析处理，并再以AT指令的形式传输给单片机，从而对继电器进行控制，实现电源控制目的。
3.2 系统单片机的程序设计
系统单片机的程序设计主要采用C语言进行编程，通过编辑器被固化在芯片当中，当芯片上电之后就能自动运行。单片机的程序设计主要是串口初始化后，通过大循环体所采集到的数字量，数字量采集完毕后，单片机需要通过串口对工控机进行发送，此时则需要进行串口的初始化，以串口中断的方式打开串口接收标志位，实现数字量发送，输入采集的数字函数。串口数字量输送完毕后就会自动进行串口入口函数中断，并将标志位清零，对接受的数字量进行变量对应，再通过对比对变量对应的数字量进行操作处理，系统单片机程序设计过程中考虑到这些因素即能实现单片机的应用。
3.3 系统工控机的程序设计
地震台站手机平台电源监控系统工控机的程序设计是以Visual Basic语言进行编程，编程完毕后安转到PCM3587当中，只要系统一开机即可进行运行，通过手机短信通信实现地震台站的远程监控和电源控制。工控机在系统中的功能是为了对短信模块内所接收到的信息进行解析处理，工控机的串口一端同短信模块相连，当接收到短信时就会对短信进行及时的显示、存储或读取，工控机的另一串口就同单片机串口进行相连，对系统的交流电压、仪器设备等进行监测，控制交流接触器对电源进行开关。当遇到雷雨天气时，工控机可以通过监测和短信模块启动UPS或者是切换成直流电来避免地震台站遭受雷击。此外，系统工控机在程序设计过程中还要考虑工控机工作日志的生成、存储、查看，保证工控机每一次作业都可以形成日志，相关维护人员可以通过一定的权限对日志进行查看，进一步提升系统安全性。
4 结语
地震台站手机平台电源监控系统对地震台站智能化高效安全运行来说极其重要，它能提高地震仪器的连续率，节约台站运行人工成本，有效避免地震台站遭受雷击，所以，在系统设计之初就要对系统硬件组成部分进行严格挑选，对软件部分进行认真设计，发挥系统应有的作用。
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