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厕所真空收运系统分为真空站、真空管网和用户终端。系统利用真空管网内的负压收集粪便，能使每次冲厕用水由传统的6L以上降到1L以内。应用此系统可以将粪便黑水单独收集，而生活洗涤灰水可以从传统重力排污管网收集。粪便黑水通过真空管网进入真空站，可以用来制作高效生物有机肥；剩下的灰水则可以进行简单的处理后直接进行回用，可用来绿化、冲厕及洗车等。真空收运系统最初使用的监控系统是一套监测和控制分开的系统，由监测软件完成基本监测，由硬件系统实现控制部分(图1)。
图1原有监控系统的构成
首先，通过电控柜上的启动按钮控制真空收运系统的运转，当启动按钮按下后，真空压力水环泵的水箱液位传感器得电，当水箱液位到达一定高度时，传感器发出信号，使得电机控制接触器导通，压力泵启动；当污水罐内的液位到达排污高度时，污水液位传感器发出信号，使排污泵控制接触器得电导通，排污泵启动，真空收运系统开始排污；如果真空泵水箱液位低于工作液位或排污工作没有启动时，电控柜都将发出报警信号。接着，在启动真空收运系统工作的同时，硬件系统又通过一系列继电器的组合动作，使得安装在系统相应位置上的传感器或压力监测表上电工作；这些传感器和压力监测表将现场采集到的信号发送到8位数据采集卡，通过采集卡对这些现场采集来的数据进行相应处理后，传送给监测软件进行分析和记录，并针对一些故障发出报警信号。最后，按下电控柜上的停止按钮，断开电路，真空收运系统的运转结束。
这套监控系统设计时的主要目的是实现对两套真空收运系统的控制与监测。主要功能是对四个点进行监测和记录，即电源是否接通、真空泵是否正常运转、排污泵是否正常工作及厕所真空度是否足够；对四个项目进行统计，即当日真空泵运行次数、当日真空泵运行时间、当日排污泵运行次数及当日排污总量。这套监控系统在真空厕所收运系统小规模应用时是适用的，当应用达到一定规模时，就难以满足集中监控管理的要求。因此，有必要重新设计一套软件实现由计算机对真空收运系统进行监控。
2微机监控系统的设计
厕所真空收运管网微机监控软件的设计涉及两方面，一是如何实现外部数据的采集、显示、记录和分析；二是如何实现PC机与单片机的通信。设计时，应考虑将监控软件分成微机监测和微机控制两个部分(图2)。
2.1微机监测系统
微机监测系统主要由计算机、16位高精度数据采集卡(DAQ)、动态链接库(DLL)以及用VB编写的监测软件组成。通过主要监测点的数据进行采样、显示、记录和离线分析，对系统是否正常工作、发生故障等进行分析判断并及时报警，提示工作人员检修。实现对主要点的压力监测，对排放次数、故障发生次数及用电数累加求和，堵塞及漏气的故障判断等主要功能(图3)。 
图3监测系统的构成
a.数据采集。由于VB不能直接访问数据采集卡，因此VB也不能直接用数据采集卡进行数据采集。VB要进行数据采集，就需要调用数据采集卡的DLL中的API函数。VB在使用这些函数之前需要对其进行声明。下面是多通道同步采样API函数AI-Auto Scan Channels的声明：
Declare Function AI-Auto Scan Channels
Lib"daq.dll"(...，...) As Intege.
声明是在VB的标准模块中进行的，其中“daq.dll”是动态链接库，括号内省略的是入口参数和出口参数。API函数声明后，VB就可以象调用自己的函数那样来调用它。
b.采集数据的显示。为了显示采集到的数据，利用了VB的Picture Box控件、Hscroll控件、Vscroll控件和Slider控件。利用Picture Box控件中的Line方法(集点成线)将所有相邻的采样点连接起来。
c.采集数据记录。采集数据的记录就是将采集数据保存为文本文件，主要是运用VB的File System Object对象与计算机文件系统的访问来实现的。方法是：先用函数Create Object生成一个File System Object对象的实例ofs；然后用ofs的Create Text File方法创建一个文本文件f1作为Text Stream对象；最后用Write Line方法向创建的文本文件中写入数据；数据写入完成后用Close方法刷新缓冲区并关闭文件。d.采集数据离线分析。要实现采集数据的离线分析，就需要将保存在文本文件中的采集数据装载到动态数组中。这就需要用到VB提供的File System Object对象。先编程遍历文本文件求总的行数，然后剔除文件开头的附加行，再将文件中的数据逐行装载到动态数组中。
2.2微机控制系统
微机控制系统主要由计算机、电平转换电路、单片机、控制电路以及VB编写的控制软件组成。软件控制系统的主要功能是：计算机通过串行通信，将控制信号传送到单片机，单片机通过其内部程序分析控制信号，做出相应的反应，使真空收运系统按照控制命令运转和停止，实现由软件控制真空收运系统正常工作的目的。
a.软件控制系统的构成如图4，控制命令的流程如图5。
b.串行通信控件MS Comm的使用。由于串行通信技术简单而且容易实现，因而应用广泛。在VB的控件工具箱中提供了一个使用非常方便的串行通信控件MS Comm，它全面地提供了使用RS2232串行通信进行上层开发的所有细则，使用它可以实现几乎全部的串行通信功能。使用MS Comm控件有一定的步骤，当这些步骤都正确时，串行通信端口才可能被正常使用。通信的开始和结束。MS Comm控件的Por2tOpen属性的值(True和False)决定了通信开始和结束的时机，下面这段测试程序示范了一个完整的通信过程。
Dim Buf As String
Comm. Comm port=1’设COM1为通信端口
Comm. Port Open=True’打开通信端口
Comm. Output="This is a test!"
Time delay=1000
Buf=Com. Input
Text1.Text=Buf
Comm. Port Open=False’关闭通信端口
通信参数的设定。使用通信传输的仪器设备，最重要的是参数的设置，这个参数可以由MS Comm控件上的Settings属性来设置。不同的设备可能采用不同的通信参数设置，在通信传输设计前，务必弄清楚要控制的对象的传输参数是多少。一般较常用的设备仪器使用“9600，n，8，1”，即所使用的通信端口的传输速率为每秒9600位，无奇偶校验位，每个数据单元是8位，停止位为1位。
在操作系统方面，Windows使用通信驱动程序Comm.drv，使得应用程序能够使用标准的Windows API函数传输和接收数据。串行外围设备制造商则提供硬件驱动程序以便其硬件能与Windows连接。
c.电平转换电路。由于计算机串口(RS-232)使用UART电平(-12V和+12V)，单片机串口使用TTL电平(0V和+5V)，所以当要在PC串口和单片机之间进行串口通信时，就要添加一些硬件电路来实现电平的转换(图6)。
设计中使用了AD7306转换电平，由图6中可以看出PC串口的3#数据发送管脚，经过AD7306之后，电平由-12V～+12V转换为0～+5V连接到单片机串口的数据接收管脚；同理单片机串口的数据发送管脚经过AD7306完成电平转换连接到PC串口2#数据接收管脚上。计算机串口经电平转换与单片机相连，就可以实现软件控制程序对厕所真空收运系统的控制。
从上述监控系统的设计中可以看到，该系统在原有系统的基础上进行了改进和创新，既体现了原有系统操作简便的特点，又初步实现由计算机对真空收运系统进行集中监控、统一管理的目的。另外，该系统具有一定的可移植性，在一定的条件下，只要对其稍作改动，就可成为其他监控系统的组成部分。
参考文献
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[2]袁晓君，等.Visual Basic计算机语言函数应用[M].北京:科学出版社，2000.
[3]黄贤武，等.传感器实际应用电路设计[M].成都:电子科技大学出版社，1997.
[4]Beynon J D E, Lamb D R. Charge-coupled devices and their applications [M ]. London : MCG Raw-Hill,1980.
[5]Siler B，Spotts J. Visual Basic开发使用手册[M].康博创作室译.北京:机械工业出版社，1999.
