本文介绍了一种基于80C196KB单片机构成的远程测控终端（RTU）的设计。RTU作为SCADA系统的现场测控单元，集数据采集与处理、现场控制和远程通信于一体，以其在城市路灯自动监控系统中的应用为例，说明了RTU的基本组成，对路灯支路电压/电流的实时监测、开/关灯控制以及无线远程通信的实现。
【基于单片机的远程测控终端（RTU）设计】
远程测控终端（RTU）在现代自动化系统中扮演着重要角色，特别是在SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）系统中，它负责现场数据采集、处理和远程通信。RTU作为SCADA系统的现场测控单元，其设计通常基于高性能的单片机，如本文提到的80C196KB。这种单片机因其强大的计算能力和丰富的外设接口，适用于复杂的控制任务。
1. **RTU的功能和构成**
- **数据采集与处理**：RTU能够实时监测和处理各种现场数据，例如在城市路灯监控系统中，它可以监测路灯支路的电压和电流。
- **现场控制**：RTU能直接控制现场设备，如控制路灯的开启和关闭，确保城市照明系统的正常运行。
- **远程通信**：通过无线或有线通信介质，RTU与监控中心进行通信，实现远程监控和控制。
2. **RTU的工作方式**
- **自动方式**：主要参数由监控中心设置，现场无法修改，RTU按预设流程运行。
- **手动方式**：现场可查询和修改参数，用于调试、检修或通信中断时的应急操作。
3. **RTU的主要组件**
- **CPU板**：使用单片机或DSP作为核心，负责整个RTU的工作流程。
- **键盘显示板**：提供人机交互界面，支持现场操作和控制。
- **I/O板**：连接现场信号，包括不同类型的输入/输出通道。
- **串行通信接口单元**：至少两个通信端口，支持与监控中心和其他设备的通信。
- **通信设备和电源**：支持有线和无线通信，保证系统稳定运行。
- **机箱**：提供物理保护，适应各种环境条件。
4. **通信机制**
- **监控中心触发的通信**：包括站点查询、站点控制和时间校对，具有高优先级。
- **RTU触发的通信**：响应命令、故障报警、下级设备通信以及参数和命令的下传。
5. **应用场景**
- **城市路灯自动监控系统**：RTU分布于各个街区，根据光照度、时间等因素自动控制路灯，同时具备故障报警和定位功能。
在设计RTU时，需要考虑通信的可靠性、现场环境的适应性以及故障处理能力。硬件电路设计要注重模块化和可扩展性，便于维护和升级。软件方面，RTU的固件应包含数据采集算法、控制逻辑、通信协议和故障处理策略。
基于单片机的RTU设计是SCADA系统的关键环节，它不仅需要处理大量现场数据，还需要具备高效、可靠的远程通信功能，以满足不同行业的监控需求。通过对RTU的深入理解和优化设计，可以提升自动化系统的整体性能和稳定性。
