电缆故障自动定位系统的设计与实现
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2.1.1监控装置主程序
监控装置主程序如图7所示。它主要执行如下动作：
（1）系统初始化，包括数据缓冲区、软件标志、MCU的I/O端口、定时器、串行口波特率及中断向量表的初始化。
（2）接收键盘输入，包括本机标识、报警电话号码、复核电话号码、被监测线路长度、语音数据、密码等参数的显示及设定。
（3）对线路状态和环境进行监测，若线路发生故障或机房环境发生异常，则进行线路长度测量或环境参数测量，并通过电话网络发送报警信息。
（4）若有远程控制电话呼入，在密码核对正确后，用户可以进行远程参数查询和修改。
2.1.2电容/电阻检测函数
当线路发生故障时，由NE555/LM311线路电容/电阻转化为相应频率，送给Timer1/Timer3的捕获引脚ICP1/ICP3。其输入捕获单元可精确捕获ICP1/ICP3引脚发生的外部事件及发生的时刻，调用电容/电阻检测函数计算单位时间内触发事件的次数，从而精确计算出频率值及相应的电容/电阻值。由于电容/电阻电缆长度成比例关系，因此在故障未发生时，定期测量整个线路的电容/是阻值，计算出单位电容/电阻的线路长度；在故障发生时，测量故障线路的电容/电阻值，并换算出故障电缆长度。为减少系统误差，电容/电阻检测函数先测量标准电容/电阻，然后测量线路电容/电阻，从而提高测量精度。
3 系统测试
系统测量电路经过DESIGN EXPLORE 99 SE软件仿真测试，待测电容在1nF～1000 nF之间，输出频率在28.8Hz～28.8kHz之间（或待测电阻在0～10kΩ之间，输出频率在0～9kHz之间），待测的电容/电阻与频率成线性关系。本文以齐齐哈尔电信局测试数据为例，采用在电信领域广泛使用的0.4mm线径电缆进行测试，首先对每路电缆的一对线路全长进行10次电容/电阻测量，计算出单位长度的电容/电阻值；然后对每一路电缆故障进行模拟测试，得到测试数据表。由表1可知，每条线的单位长度电容/电阻值是变化的，若按固定常数50nF/km计算，则由测量得到的电容/电阻值计算出的电缆长度的相对误差在2%以上。然而，由于每条铺设的电缆的型号、所处环境不同以及施工的复杂性，导致单位长度电容/电阻值很难由理论计算得出。因此，针对特定电缆，定期地测试其总长度以及相应的电容/电阻值，计算出单位长度电容/电阻值，并形成所有被测电缆的单位长度电容/电阻值表。当故障发生时，由测得电容/电阻值同查表得到的单位长度电容/电阻值的乘积而得到故障点的电缆长度。由表1可知，测量相对误差在1%以内，最长距离为20公里，完全能满足用户的需要。
系统可监测最长距离为20公里，精度为1%，无误报情况发生；系统结构紧凑、功能齐全、使用简单易学，成本低，具备电话机功能，已在国内大量应用。
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