本文介绍了基于DSP技术的UPS监控与管理的功能及实施方案。该系统可以实现对UPS的自动监测、自动生成数据报告,并对计算机数据进行自动保护及自动备份功能。

引言

随着计算机应用领域的逐渐扩大，用户对计算机电源系统的可靠性及可管理性提出了更高的要求，计算机电源不仅要提供稳定的电力供应，同时当出现突发事件，如突然断电、电压或电流工作不稳定时，计算机电源还应该能及时监控供电状态，并提供实时的保护和数据备份功能。根据市场需求设计的这款计算机智能电源不仅没有增加计算机电源的空间，而且它的价格又远远低于市场上的UPS的价格，功能强大、使用方便，给计算机正常工作提供了可靠的保证。本文阐述了如何利用DSP技术对计算机的UPS电源进行监控与管理，从而实现了电源的自动监控、数据报告的自动生成和对计算机系统数据的自动备份。

1 DSP技术

数字信号处理相对于模拟信号处理有很大的优越性，表现在精度高、灵活性大、可靠性好、易于大规模集成等方面。随着人们对实时信号处理要求的不断提高和大规模集成电路技术的迅速发展，数字信号处理技术也发生着日新月异的变革。DSP有两个含义，即可代表数据信号处理器(Digital signal Processor)，还可以表示数字信号处理技术(Digital signal Processing)。在实际应用中，后者提供了数字信号处理的理论技术，前者是实现数字信号处理的芯片即处理器，将两者结合起来就可以成为解决具体数字信号问题的强有力的手段和工具。DSP能将传统的模拟信号变成可以进行高速处理的数字信号，数字技术DSP具有可控性、稳定性好、可重复性、易于实现自适应算法和大规模集成等特点。以DSP技术为核心的芯片，它集中了数字信号采集、传输、数字信号存储和实时高速处理技术为一体，这样就提高了信息的处理速度，易于提高设备的运行速度。目前有些厂家的生产的DSP芯片提供了硬件接口及软件开发工具，芯片内部具有程序存储器、数据存储器等，并且可以采用高级语言编程，这使得开发应用软件更为便捷，缩短了软件开发时间，提高了软件开发的效率。DSP芯片最早诞生于1982年，后来随着DSP技术及电子技术的发展，它的处理速度进一步得到提高，应用到计算机及通信等领域，特别是在计算机领域的应用更是广泛。

2 UPS监控与管理功能设计

在计算机网络中存在着大量的通信设备及信息处理设备，这些设备正常工作的前提是设备中的电源要正常稳定的工作，因此对电源设备的监控和管理就显得异常的重要了。目前绝大部分计算机电源使用的是最一般的计算机电源，在使用过程中如果电网或计算机电源出现故障，会造成数据的损坏，严重的话可能会使计算机系统瘫痪，从而造成关键数据丢失或破坏。处理这种问题时大部分用户会考虑安装一台外置不间断电源即UPS，但由于计算机电源和UPS是各自独立的，它们之间存在连接及切换的问题。如果计算机电源和UPS电源连接不稳定，就会造成UPS无法正常启动和工作，当然也就谈不上给计算机提供可靠的电源了。同时，UPS是外置的，如果断电时UPS切换时间超过1Oins就会使计算机重新启动，因而造成计算机中未保存的数据无法正常存盘，造成数据的丢失。若电网断电超过了UPS持续工作时间，会导致计算机系统无法正常用工作，正在运行数据也会因断电而丢失。本文所研制的智能计算机电源将传统的计算机电源、UPS及智能化的控制软件结合于一体，实现了断电自动监测、数据自动备份及数据自动恢复功能。UPS电源及管理系统可以根据具体应用情况，设置不同的监控点，构成独立的电源监控模块，然后通过电源集中管理模块对本地及远程的设备进行集中的管理。

2．1 自动诊断与报警功能

计算机系统中，CPU、主板、硬盘、内存等都是非常重要的设备，这些设备正常工作的前提是必须有可靠的计算机电源供电，否则的话它们是无法正常工作。本系统的硬件基本要求是计算机主板和BIOS支持ACPI／APM功能，系统采用最先进的ATX电源电路及逆变组件，来实现供电及后备供电技术。系统硬件设计包括两部分：一般电源设计和逆变电源设计HJ。系统控制软件通过检测电路实监测计算机电源的PC信号状态值及交流供电状态，为管理软件提供状态信号。当计算机电源或UPS电源发生故障即计算机电源工作不正常时，系统通过自动监测功能查询UPS的状态、电池工作状态等，并启动监控软件，通过电子邮件、弹出式信息、手机等方式通知系统管理员或发出报警信息。

2．2生成数据采集及故障报告

当系统断电时，该智能软件自动运行，自动进行数据采集并生成故障报告，从而帮助管理员从数据采集报告中发现电力供应问题、UPS系统供电问题，找出问题出现的原因及解决方案，分清事故责任，减少不必要的推诿。

2．3计算机环境及数据的自动保护

当系统供电发生故障时，既使计算机操作人员不在现场，UPS智能软件即可自动启动，从而实现定制化的计算机当前环境保护，及系统数据自动备份、系统自动恢复功能。当再次启动计算机时，系统自动恢复到断电前的状态，整个过程完全是自动完成的。

3 实现UPS智能监控与管理的软硬件方案

3．1硬件设计

UPS智能监控与管理系统的硬件采用并口通讯、TCP／IP网络通信、双向通讯，保证高效的采集UPS电源等设备状态数据。同时本系统在电源设计中加入了逆变电源的功能，当电网供电出现问题或无电网我供电时，可以迅速启动辅助电池给计算机系统供电，并将数据采集和备份软件启动，实施系统数据的自动保护，保证了数据不会丢失。

3．2软件设计

本系统采用的是VC++程序设计语言，该语言是基于Windows平台下的面向对象的设计语言，因而设计出的界面美观、简洁，操作方便。为了将该系统应用到各种工作环境，该系统的智能软件支持主流的操作系统如Windows系统、Unix操作系统，同时支持主流的数据库系统。在系统设计时结合了DSP芯片提供的通用的函数库及各种算法子程序，很好的运用了DSP中的高速并行数据处理技术，提高了信息处理速度。系统总体设计是基于DSP技术，故它最大的优点就是在断电备份数据时速度特别快，而且系统界面是目前最流行的图形化界面，同时还设计了两种工作界面，即独立用户界面和Web界面以方便使用。本智能计算机电源融入了自动化设计思想，即信号检测自动化、系统供电自动化、数据备份自动化、生成报告自动化等，从而实现了计算机电源的智能化功能。

4 智能电源性能及测试参数

4．1电器性能

(1)强散热，低噪音。

(2)+12V带载能力强，最大电流达17A。

(3)四重保护功能：过载保护，过压保护，欠压保护，短路保护。

(4)支持双核CPU，符合INTEL ATXl2V 2．3版最新规范。

(5)智能温控设计，自动调节风扇转速，保持风扇低噪音长寿命工作。

(6)断电时0切换时间(绝对纯在线)。

(7)支持各种ATX结构主板，支持远程开机。

4．2测试参数

逆变效率：85％一90％之间。

格式：ATX格式。

触发控制方式：软件开关触发控制。

延时时间：8分钟左右。

UPS智能监控与管理系统与操作系统、数据库系统和应用软件融为一体，可以智能化的为计算机并实时的进行数据保护和数据恢复。是一种新型的智能化计算机电源。