前 言
随着信息时代的到来，信息已经成为我们生活不可缺少的组成部分。人们要想获取信息就必须进行通信，通信是指人与人之间、人与机器之间、机器与机器之间的信息传输、处理或再现信息的过程，它涉及信息的发送者、接收者和传输媒介。由于人们时时刻刻都离不开信息，所以也离不开能够传送信息的通信手段。到2004年上半年，我国固定与移动电话用户总数已经超过4亿，因特网用户达到8000多万。通过各种通信手段，人们已经可以享受到各种方便、快捷的信息通信服务，例如网上视频业务、电子信箱、电子商务、GPRS（通用分组无线业务）、移动漫游、预付费业务等等。
由于数据通讯在工业控制领域的应用越来越广泛，而很多控制系统都需要对分散在现场或者市区的设备进行远程监控和集中管理，以尽可能的保证生命和财产的安全，减少不必要的损失。现在各地区和各单位的电话网络都建设的比较完善,覆盖面积又广,能够实时稳定的传输数据,传输数据快而安全,而且不会出现堵塞和干扰的现象。对于各个机关团体、工矿企业，使用内部现有的公共电话网,减少了架线的过程,设备又比较简单,能够减低成本，实现投资少见效快的效益。使用 Modem（调制解调器）和公共电话网组成的开放式远程监控系统，在传输数据量不是很大的情况下，是一种既经济又可靠的方法。
Modem和公共电话网构成的远程通信系统具有很高的应用价值，可广泛应用于自动抄表系统、小区及机关团体的安全防盗、工业设备的远程监控等领域。如将Modem设置成自动应答方式，可实现无人监控功能，节约的资源和创造的效益更是非常明显的，这也是采用这种方式进行数据传输的最大优点。
目前国外的远程通信技术已经相当成熟，使用Modem和公共电话网
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构成的远程通信系统己经向标准化、系列化发展。在国内一些生产厂家已经研制开发了很多类似的产品，从总体上看，在通信协议、数据格式等方面，还没有形成统一的标准。其发展趋势将是形成一种标准化、模块化和系列化的产品，以便降低成本，缩短开发周期。
本系统是以公共电话线作为传输媒质进行远程通信的监控系统。该系统能够对远程的工作现场进行实时稳定的监视和控制。本设计属于远程监控研究领域，由前端数据采集部分、公共电话网和终端监控计算机三部分构成。本设计主要工作是对终端采集的数据进行远距离传输，其重点就是对Modem的控制，然后监控主机对接收到的数据能够进行存储、显示，绘制曲线。
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1 系统整体方案设计
1.1 系统概述
1.1.1 系统框图
整个系统由前端数据采集单元、数据传输电话网和计算机监控主机三部分组成。
整个系统的基本框图如下图1-1所示：
模拟量PC机(监控主机)RS-232电Modem话线通信电话网RS-电232话Modem线单片机(采集单元)开关量脉冲量图2-1 系统的基本框图
1.1.2 系统原理简述
本系统中前端的采集单元对外界各路信息进行采集，随后把各类信号进行处理，变换成数字信号后对其存储。当监控主机通过串口发送AT指令控制本地Modem摘机呼叫时，被叫的远程Modem收到信号以后，振铃，并向监控主机送回铃音，建立连接，被叫摘机应答。链路接通以后，终端开始向监控主机发送数据。发送的数据由于是TTL电平，而PC机串口处是RS-232（异步传输标准接口）逻辑电平，数据只有通过转换才能被主机接收，所以终端发送的数据要通过MAX232集成电路芯片转换成RS-232逻辑电平。而后数据再经过远程Modem由数字信号转变成电话线所能够传输的模拟信号，由只能传送模拟信号的电话线传输到本地Modem。本地Modem接收到数据后，把模拟信号再转换成数字信号，这是由于监控主机只能处理数字信号。监控主机对传送来的远程数据进行存
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储、处理和分析，绘制曲线并加以显示，对超过阈值的数据所对应的终端发送指令报警，使能够及时准确的采取措施。
1.2 方案论证
系统中各个部分其功能可能有多种方法可以实现，但是从实际应用出发，还要从经济实用方面考虑，选择最佳的方案完成本设计的性能。下面就各个部分的方案进行简要叙述和论证。
1.2.1 单片机与ADC0832作为采集单元
数据采集(DAQ)，是指从传感器和其它待测设备等模拟的或数字的被测单元中自动采取非电量的或者电量的信号,然后送到上位机中进行分析、处理。数据采集单元是结合基于计算机或者其他专用测试平台的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。通常，要在数据采集设备采集之前调制传感器信号，包括对其进行增益或衰减和隔离、放大、滤波等。对待某些传感器，还需要提供激励信号。
前端采集单元有两种方案可以选择：第一种以单片机和AD集成电路芯片作为采集单元，第二种以计算机和采集卡作为采集单元。但是在设计硬件电路的时候除了考虑能否满足设计的性能指标,还要尽量使成本达到最低。
在单片机和AD集成电路芯片组成的采集单元中，一般单片机采用89C51,AD芯片采用ADC0809。80C51单片机应用的时间比较长,而且技术也比较成熟,成本比较低,从硬件设计到软件设计国内外发展都比较成熟,而且能够满足本设计性能指标的要求。ADC0809是八位分辨率的AD器件,在一般情况下能够满足要求。
计算机和采集卡的采集单元中，计算机是上位机，而数据采集卡，是实现数据采集(DAQ)功能的计算机扩展卡，可以把控制器和AD芯片集
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成在一个卡上，可以通过USB、PXI、PCI、PCI Express、火线（1394）、PCMCIA、ISA、Compact Flash等总线接入个人计算机，配合专用的数据采集程序来完成数据采集的功能。
第二种方案中虽然采集卡具有结构简单、采集速度快、处理能力强、传输可靠的优点，但是计算机与采集卡组成的采集单元体积较大，成本比较高，而且第一种方案也可以完成要求的功能。所以从实际的情况看，第一种方案是本设计的最佳选择。
1.2.2 脉冲量测量方法的选择
单片机对脉冲量读入的方法有两种：频率测量法和测量周期法。 频率测量法是指在定时时间内对所测量的脉冲计数。一般由单片机的定时器/计数器T0作为定时器，定时器/计数器T1作为计数器。在T0单位定时时间内，T1的计数值就是脉冲量的频率值。由于在定时时间内，第一个脉冲和最后一个脉冲可能会丢失，这样将导致测量精度降低。脉冲的频率越低，误差也越大。所以频率测量法不适合频率较低的的脉冲。而且在实际应用中，一般采用带同步控制的电路图读取脉冲量。即用门电路实现计数开始与脉冲上升沿的同步控制，可以提高测量的精度。
测量周期法是指在被测脉冲的一个周期内对一个基准脉冲进行计数，基准时间和所得的计数值的乘积就是所测脉冲的周期。在实际应用中，所测脉冲线经过D触发器分频，经分频后的脉冲信号作为/INT0的输入信号，当变为高电平时，控制启动定时器/计数器T0开始定时，即对单片机内部的机器周期脉冲进行计数。当/INT0变为低电平时，产生中断，在中断程序中关闭T0，对计数结果进行处理。T0的计数值乘以机器周期就是测量的脉冲周期。这种方法适合频率比较低的脉冲。
由于在本设计中，要用一个定时器作为波特率产生器、一个定时器用于发送数据时产生1s的定时时间，而89C51只有三个定时器，所以在
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