市话电缆线断线障碍在线监测系统
摘要
随着经济的发展，通讯的需求也越来越大。各种通讯线路的状态好坏直接关系到通讯的质量。本课题针对市话电缆的断线故障，在对现有检测手段全面了解的基础上，提出了一种利用分布式的监测系统来实现对障碍的及时报警和故障点位置检测的整体方案。
在上位机采用VB开发WINDOWS下的应用程序，通过对VB提供的串行通讯控件MSCOMM来对MODEM控制编程，实现了通过公用话网对下位机的控制和检测数据的获得。在下位机设计中使用单片机和FPGA构成一个高速的可变采样速率系统，实现对市话电缆障碍的检测，并用DTMF拨号芯片和嵌入式的MODEM配合实现远程报警和数据交换的功能。整个系统具有易于控制，灵活和可扩展的特点，解决了市话电缆线的在线监测的问题，对于故障的及时处理，降低断线故障带来的损失是很有意义的。
在文中全面阐述了整个监测系统的设计过程。首先介绍了测量原理，接着详细说明了下位机的硬件设计和系统软件的设计思想。最后对上位机控制功能的实现做了详细说明。
With the development in the economy, the requirement of communication is increasing rapidly. Transmission lines influence the communication effect directly. In this thesis, an on-line monitoring system is brought forward to check and measure breakdown fault of PSTN cable. With the understanding of existing measurement, the system can achieve functions, both fault-alarm and fault-location.
Designing of whole monitoring system is expatiated completely in this thesis. On the central computer, VB is employed as the programming tool for manipulative software. The software can accomplish the distributed MCU's controlling and data's acquiring by using the MSComm ActiveX control. And the distributed MCU system is made up of two parts: the high and alterable speed sampling system achieved by using MCU and FPGA, and the remote alarming and data exchanging module consisted of a monolithic DTMF transceiver and a monolithic MODEM. The all above achieve the functions of distributed on-line monitoring system. The whole system is flexible, extensible and easy to be controlled. It's valuable to deal with the PSTN cable breakdown fault in time and valuable to reduce the economic loss caused by the fault.
First, the measurement is introduced, then the distributed MCU system is explained in detail, including both hardware and software's design. At last the functions of the central computer are given.
在上位机采用VB开发WINDOWS下的应用程序，通过对VB提供的串行通讯控件MSCOMM来对MODEM控制编程，实现了通过公用话网对下位机的控制和检测数据的获得。在下位机设计中使用单片机和FPGA构成一个高速的可变采样速率系统，实现对市话电缆障碍的检测，并用DTMF拨号芯片和嵌入式的MODEM配合实现远程报警和数据交换的功能。整个系统具有易于控制，灵活和可扩展的特点，解决了市话电缆线的在线监测的问题，对于故障的及时处理，降低断线故障带来的损失是很有意义的。
在文中全面阐述了整个监测系统的设计过程。首先介绍了测量原理，接着详细说明了下位机的硬件设计和系统软件的设计思想。最后对上位机控制功能的实现做了详细说明。
With the development in the economy, the requirement of communication is increasing rapidly. Transmission lines influence the communication effect directly. In this thesis, an on-line monitoring system is brought forward to check and measure breakdown fault of PSTN cable. With the understanding of existing measurement, the system can achieve functions, both fault-alarm and fault-location.
Designing of whole monitoring system is expatiated completely in this thesis. On the central computer, VB is employed as the programming tool for manipulative software. The software can accomplish the distributed MCU's controlling and data's acquiring by using the MSComm ActiveX control. And the distributed MCU system is made up of two parts: the high and alterable speed sampling system achieved by using MCU and FPGA, and the remote alarming and data exchanging module consisted of a monolithic DTMF transceiver and a monolithic MODEM. The all above achieve the functions of distributed on-line monitoring system. The whole system is flexible, extensible and easy to be controlled. It's valuable to deal with the PSTN cable breakdown fault in time and valuable to reduce the economic loss caused by the fault.
First, the measurement is introduced, then the distributed MCU system is explained in detail, including both hardware and software's design. At last the functions of the central computer are given.
引文
[1] 电线电缆手册（一），机械工业出版社，1978
[2] 市话电缆芯线障碍测量 ，超星图书http://www.ssreader.com.cn/ss.html
[3] 徐丙垠 李胜祥 陈宗军编著，通信电缆线路障碍测试技术，北京邮电大学出版社，2000.9
[4] 熊元新，刘兵， 基于行波的电力电缆故障测距方法 高电压技术 2002.1
[5] 李明华，闫春江，严璋 ，高压电缆故障测距及定位方法， 高电压设备 ，2002.12
[6] National Semiconductor Corporation, ADC08100 Datasheet , http://www.national.com 2002.12
[7] National Semiconductor Corporation，National edge, http://www.national.com/nationaledge
[8] 李衍中，向敬成，双路100MHZ高速数据采集系统的设计与实现，系统工程与电子技术，2000.5
[9] 张伟，韩一明，吴新铃，基于FPGA的高速数据采集系统的设计，电力情报，2002.3
[10] 黄晓雷，单板、单片高速数据采集系统研究与设计，电子科技大学，2001.2
[11] 赵曙光，郭万有，杨颂华编著，可编程逻辑器件原理、开发与应用，西安电子科技大学出版社，2000.8
[12] 李广军等编著，可编程ASIC设计技术及应用，电子科技大学出版社，2000.6
[13] Texas Instruments Incorporated, CD4051B&CD4052B&CD4053B Datasheet, August 1998-Revised March 2000
[14] Mitel Semiconductor Corporation, MT8888C Data sheet, March 1997
[15] 温强，赖志昌，王丽慧，双音多频发送接收器MT8888及其应用，自动化技术与应
2000.2
[16] 马洪连，杨波，姚建伟，内置MODEM通信模块在远程监测系统中的应用，电测与仪表，2002.9
[17] 武汉力源电子股份有限公司，MSM7512B参考文档，1999.11
[18] OKI Semiconductor Corporation, MSM7512B Data sheet, 1998.1
[19] 胡汉才编著，单片机原理及其接口技术，清华大学出版社，1996
[20] 何立民编著，单片机应用技术选编8，北京航天航空大学出版社，2000.8
[21] 刘彦伯，刘大成，利用MSM7512BRS 和8031设计的远程电能管理系统，自动化仪表，2001.10
[22] 曾繁泰，陈美金编著，VHDL程序设计，清华大学出版社，2001
[23] 侯伯亨等编著，VHDL硬件描述语言与数字逻辑电路设计（修订版），西安电子科技大学出版社，1999
[24] DOULOS，The VHDL Golden Reference Guide, December 1995
[25] Introduction to VHDL, http://www.pld.com.cn
[26] 王小军，VHDL简明教程，清华大学出版社，1998
[27] Altera公司，MAX+PLUSⅡ简易用户使用入门指南，1998
[28] 闻武，孙进生，用CPLD器件扩展单片机接口，河北理工学院学报，2002.5
[29] 李建华，郭明编著，RS—232和调制解调器高级通信编程，人民邮电出版社，2001.7
[30] 范逸之编著，Visual Basic 与RS232串行通讯控制，中国青年出版社，2000
[31] 沙燕萍，皇甫伟，曾烈光，异步FIFO的VHDL设计，电子技术应用，2001.6
[32] 陈翠琴，基于CPLD的智能波形发生器，西安邮电学院学报，2002.7
[33] 李明利，张利川，黄丽君，以CPLD实现的信号产生及频率测量系统，现代电子技术，2002.10
[34] 叶雷，万用波形生成器的实现，电讯工程，2002.3
[35] 杨晓林，邹光毅，智能化产品的电话线接口设计，仪表技术，2000.5
[36] Altera Corporation, MAX+PLUSⅡGetting Started, September 1997
[37] Altera Corporation, FLEX 10KE Embed Programmable Logic Family Data Sheet, November 1998
[38] 陈坚，孙志月编著，MODEM通讯编程技术，西安电子科技大学出版社，1998.3
[39] 陈小锋，史忠科，赵凯，利用VB6.0实现基于调制解调器的主从式远程数据通信，工业仪表与自动化装置，2002.2
[40] 刘晓明，王军，卢民，MODEM通信协议及其在单片机应用系统中的实现，测控技术，2002.9
[41] 艾长胜，章勇，基于VB的MODEM通讯控制，微计算机信息，1999.5
[42] 郭正红，夏继强，满庆丰，利用MODEM实现单片机与PC机远程通信，仪器技术与传感器，2002.1
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[42] 郭正红，夏继强，满庆丰，利用MODEM实现单片机与PC机远程通信，仪器技术与传感器，2002.1