摘要：本文針對鐵路通信機(jī)械室，信號機(jī)械室室內(nèi)環(huán)境動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)提出了三種方案。
　　關(guān)鍵詞：鐵路通信機(jī)械室，信號機(jī)械室、室內(nèi)環(huán)境、動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、方案
　　室內(nèi)環(huán)境實時動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)是對室內(nèi)環(huán)境（包括溫度、濕度、煙霧、水浸、圍禁等）進(jìn)行實時監(jiān)測并異常報警的一套系統(tǒng)。
　　一個房間內(nèi)需監(jiān)控的物理量有：溫度、濕度、煙霧、水浸、圍禁（門禁和窗禁）和室內(nèi)視頻共六個物理量。溫度和濕度傳感器是安裝在房間某個位置監(jiān)測室內(nèi)空氣的溫濕度情況，煙霧報警器是安裝在距房頂１米范圍內(nèi)，主要是監(jiān)測室內(nèi)是否突然起火和煙霧過大；水浸傳感器是安裝在電纜槽底部監(jiān)測房間是否漏水；圍禁是監(jiān)測房間的門窗是否被打開（可設(shè)置電路開關(guān)，正常進(jìn)入關(guān)掉圍禁監(jiān)測，非正常進(jìn)入報警），錄像是通過攝像頭監(jiān)視室內(nèi)情況（可多個攝像頭同時使用）。
　　對系統(tǒng)的要求：
　　1．該系統(tǒng)可集中聯(lián)網(wǎng)。
　　２．該系統(tǒng)可自動監(jiān)測系統(tǒng)或單個傳感器的正常工作與否。
　　３．預(yù)留八路（左右）通道，以便采集量增加或者對某一傳感器遙控使用。
　　４．性價比高。
　　鑒于鐵路信號機(jī)械室、微機(jī)室和通訊機(jī)械室的現(xiàn)狀以及環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的特點(diǎn)，針對室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)提出三種方案。
　　1.USB傳輸模塊采集方式
　　USB已經(jīng)成為連接PC的接口選擇。所有現(xiàn)代PC上都有USB接口，它提供標(biāo)準(zhǔn)化的連接器，可以為外設(shè)提供5V電源，以及最多達(dá)100mA的電流。電路采用了Maxim公司的一片低功耗16位ADCMAX1168，與一個小型USB接口模塊，構(gòu)成一個簡單的八通道、16位測量系統(tǒng)。MAX1168有八個輸入通道、一個SPI（串行外設(shè)接口）端口、一個4.096V基準(zhǔn)電壓，以及一個時鐘振蕩器。MAX1168工作在5V電壓下，可以轉(zhuǎn)換為單個通道、在一個通道上完成多次轉(zhuǎn)換，或者順序掃描多個通道，并在片上存儲測量的數(shù)據(jù)。
　　USBmicro公司(www.usbmicro.com)的U421USB接口模塊基于Cypress(www.cypress.com)的CY7C63743控制器，提供多至16I/O線以及一個將某些I/O線用作SPI端口的選項，可選時鐘速率62.5kHz、500kHz、1MHz或2MHz。U421上的硬件可以訪問SPI讀寫設(shè)備，器件的通用I/O線可以作為從選擇線，應(yīng)付多種SPI設(shè)備。一個I/O線用于控制MAX1168的片選輸入。當(dāng)與HID（人/機(jī)接口設(shè)備）一起使用時，U421USB控制器能夠以高達(dá)800字節(jié)/秒的速度傳輸數(shù)據(jù)。USB端口增加了降低噪聲的濾波功能，并能為電路提供5V電源。
　　MAX1168的采樣保持電路必須采集輸入電壓，并在3ms時間內(nèi)為其45pF的保持電容器充電，因而需要一個快速放大器來減小采集誤差。MAX4230現(xiàn)有雙芯和四芯版，提供10MHz帶寬、2V/ms轉(zhuǎn)換速率、滿擺幅的輸入與輸出，以及在5V電壓或低至2.7V電壓下運(yùn)行的能力。MAX4230的偏置電流典型值為50pA，可以在不影響精度情況下有相當(dāng)高的輸入阻抗。
　　為提供過壓保護(hù)以及輸入電壓定標(biāo)功能，每個緩沖放大器的輸入端都有一個100kΩ精密匹配的電阻分壓器。本應(yīng)用使用了Maxim公司的MAX5490VA1000010:1分壓器，它提供1/11的定標(biāo)因數(shù)，可以在687.5mV分辨率下達(dá)到45V的最高可讀輸入。
　　評估軟件用微軟(Microsoft)VisualBasic.Net標(biāo)準(zhǔn)版，該軟件通過USBm.dll（動態(tài)鏈接庫）文件為U421提供指令。演示程序設(shè)置MAX1168掃描所有八個通道，并顯示結(jié)果。當(dāng)運(yùn)行程序時，可以用VB(VisualBasic)方式設(shè)置輸入分壓器的基準(zhǔn)電壓、選擇掃描時間，以及啟用八個輸入通道中的任意一個作屏幕顯示。
　　2.串口通信R232或485傳輸方式：
　　R232或485傳輸方式：各種環(huán)境監(jiān)測傳感器－ADAM4017采集模塊(8路模擬量采集)－ADAM4050模塊（A/D轉(zhuǎn)化）－ADAM4521模塊（數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換422或485格式轉(zhuǎn)成232格式）－單片機(jī)處理（數(shù)據(jù)存儲，掃描，信號放大，慮波）－ADAM4520模塊－中心控制機(jī)（中心控制機(jī)為工控機(jī)，是遙控中心，通過軟件顯示各物理量情況）。
　　3.以太網(wǎng)傳輸方式：
　　系統(tǒng)采用兩級組網(wǎng)方式，即監(jiān)控中心和遠(yuǎn)端機(jī)房，組網(wǎng)方式使用以太網(wǎng)，TCP/IP協(xié)議傳輸。
　　系統(tǒng)監(jiān)控中心由系統(tǒng)服務(wù)器/環(huán)境操作臺、通信服務(wù)器等構(gòu)成。系統(tǒng)工作于局域網(wǎng)環(huán)境，操作平臺采用Windows2000系統(tǒng)，前端用戶界面采用通用流行成熟的應(yīng)用組態(tài)工具，構(gòu)成系統(tǒng)的操作平臺。通過嵌入系統(tǒng)內(nèi)部的通訊驅(qū)動軟件包，采用TCP/IP方式進(jìn)行信息交換。監(jiān)控中心采用以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)，能順利地與其他信息管理網(wǎng)接口。設(shè)置的動力環(huán)境告警臺主要用于管理和維護(hù)人員的操作；系統(tǒng)服務(wù)器實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理和共享，便于系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析，日志記錄和多種統(tǒng)計處理。通信服務(wù)器和通信組網(wǎng)模塊用于系統(tǒng)組網(wǎng)、規(guī)約處理和通信的方式兼容，便于對不同的通信方式，不同的通信規(guī)約，不同廠家的設(shè)備提供支持。
　　系統(tǒng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)基于C/S或B/SWEB方式，本地配置系統(tǒng)服務(wù)器和監(jiān)控臺，用于對本地局域網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控，也可以直接接入INTERNET網(wǎng)絡(luò)。其他的本地終端或遠(yuǎn)程終端可以根據(jù)授權(quán)級別進(jìn)行登錄訪問，訪問方式可以是撥號，或公網(wǎng)授權(quán)。
　　其中每個鐵路信號機(jī)械室或通信機(jī)械室為一個遠(yuǎn)端監(jiān)控單元。現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備由現(xiàn)場監(jiān)控器、組網(wǎng)模塊、傳感器（電流/電壓傳感器、溫濕度傳感器、煙霧傳感器、水浸傳感器、門禁傳感器、空調(diào)紅外遙控裝置）組成，根據(jù)中心命令完成對通信電源、分體空調(diào)、機(jī)房環(huán)境信息進(jìn)行監(jiān)控，除傳感器外的所有模塊都裝在一個標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱中，可以采用璧掛式安裝或架裝在標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)柜。
　　現(xiàn)場應(yīng)用中通信機(jī)械室和信號機(jī)械室具體監(jiān)控和控制對象不完全相同，可通過調(diào)節(jié)監(jiān)控對象和傳感器來解決。