CN201063808Y - 一种通信基站的电源监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种通信基站的电源监控系统，包括无线通信基站和远程中央电源管理平台，无线通信基站包括：核心控制单元，响应远程中央电源管理平台的操作指令，对基站供电设备进行切换，并将采集到的数据发送至远程中央电源管理平台；无线通信模块，与核心控制单元连接，实现远程中央电源管理平台与核心控制单元之间的数据传输；柴油供电系统和光伏供电系统，分别与基站的蓄电池组通过控制开关相连接，上述控制开关响应核心控制单元的控制指令进行供电方式的切换。它确保了运营商在中心控制室能实时、准确的了解现场各基站的运行情况，并进行切换，减轻了工作人员的巡检负担，更高效、快捷的完成无人基站的设备状态检测和故障诊断工作。

Description

一种通信基站的电源监控系统

技术领域

本实用新型涉及电子领域监控技术，尤其涉及一种用于通信基站的监控系统。

背景技术

近几年来，随着移动通信业务的迅猛发展，移动通信基站的建设数量也与日俱增。为保证移动通信网的正常运行，就必须保证通讯基站内供电设备的安全、稳定、可靠运行。目前，从环境保护的角度出发，国家大力提倡发展绿色能源，由此逐渐突破了传统的移动通信供电方式，改以太阳能为主要电力供给移动通信系统中的重要节点-基站，同时配以柴油发电保证设备运行安全可靠。随着网络规模的不断扩大，以人工巡检的方式对分布越来越广的此类基站进行监控，已无法满足实时根据现场情况对基站供电设备进行切换的要求，对通信系统中基站的供电设备和环境进行计算机化的监视、控制和管理已经成为必然的需求。

专利200620069619.9公开了一种无人值守移动基站监控装置。该装置MCU采用摩托罗拉的8位单片机，其中，传感器部分可以采集电压、温度、湿度等各种信号，通过信号调理电路，输入单片机的AD模数转换通道，将模拟信号转换为数字信号后，根据控制逻辑控制执行器动作。单片机根据采样信号和自身的控制逻辑，输出合适的电平信号，控制开关的开启与闭合，从而控制发电方式的转换(光柴切换)。无线通信部分采用标准的232接口的通信模块，单片机发送串行指令给发射机，通过GPRS无线传输到远程接收端的接收机，解码后显示在远程终端，远程终端也可以发送控制指令给从站的执行器，控制其动作，从而起到监控的作用。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种通信基站的电源监控系统，它能确保运营商在中心控制室实时、准确的了解现场各基站的运行情况、减轻工作人员的巡检负担，更高效、快捷的完成无人基站的设备状态检测和故障诊断工作。

本实用新型的目的是这样实现的：一种通信基站的电源监控系统，包括无线通信基站和远程中央电源管理平台，所述无线通信基站包括：核心控制单元(8位单片机)，响应远程中央电源管理平台的操作指令，对基站供电设备进行切换，并将采集到的数据发送至远程中央电源管理平台；无线通信模块，与核心控制单元连接，实现远程中央电源管理平台与核心控制单元之间的数据传输；柴油供电系统和光伏供电系统，分别与基站的蓄电池组通过控制开关相连接，上述控制开关响应核心控制单元的控制指令进行供电方式的切换。

优选地，所述光伏系统为一太阳能光伏组件，其控制开关为一继电器。

优选地，所述柴油供电系统为一柴油发电机和整流器，其控制开关为固态总线开关。

优选地，所述核心控制单元设有太阳能电池板接口与继电器相连，设有柴油机控制接口与固态总线开关相连，设有蓄电池电压采集接口与蓄电池组相连，并设有异步串行通信接口与无线通信模块相连。

优选地，所述无线通信模块设有一GPRS无线通信模块和一天线。

优选地，还包括一温、湿传感器，核心控制单元通过温、湿度传感器接口与温、湿传感器相连。

优选地，所述远程中央电源管理平台数据接受及分析处理、网页界面、报表分析。

优选地，所述无线通信模块与远程中央电源管理平台通过无线加密信道进行数据传输。

本实用新型由于采用了上述的技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：它能对站址分布广泛的通信基站进行远程实时监控，即时获得设备运行的相关数据，并发出相应的操作指令，提高了工作效率，避免了采用人工巡检对故障无法即时处理的缺点，减少了人力成本。

附图说明

图1为一种现有技术的示意图；

图2为本实用新型的拓扑图；

图3为本实用新型的基站部分硬件框图；

图4为本实用新型的基站部分程序框图；

图5为核心控制单元的温度显示模块原理图；

图6为核心控制单元的柴油发电机的电压传感器模块引脚示意图；

图7为核心控制单元的温湿传感器模块引脚示意图；

图8为无线通信基站部分温湿传感器与核心控制单元温湿传感器模块连接原理图；

图9为核心控制单元的蓄电池组电压传感器模块引脚示意图；

图10为核心控制单元的固态总线开关模块引脚示意图；

图11为核心控制单元的复位按键模块原理图；

图12为核心控制单元的程序下载接口模块原理图；

图13为核心控制单元的指示灯显示模块原理图；

图14为核心控制单元的电压转换模块原理图；

图15为无线通信基站部分的无线通信模块原理图；

图16为核心控制单元的8位单片机引脚示意图；

具体实施方式

如图2所示，在无线通信基站部分包括一核心控制单元1，它能实现系统的逻辑判断及数据采集(包括温、湿度，蓄电池组3电压、安时值(蓄电池容量值)等)、对电源系统进行短路保护、光/柴供电系统的切换、蓄电池组3的过压保护等操作，响应远程中央电源管理平台9的操作指令，对基站供电设备进行切换。

如图3，5所示，该核心控制单元1(8位单片机)上设有异步串行通信接口，编程接口，温度显示(4连排8段数码管)，数据采集显示，柴油机控制接口，太阳能电池板接口，电源管理系统(提供系统所需的+5V、+12V电压)，温、湿度传感器接口，蓄电池电压采集接口，复位按键，核心控制单元1通过蓄电池电压采集接口与蓄电池组3相连，蓄电池组3是基站电力供给的主要部分，它由一组型号相同的蓄电池组成，输出电压值基本保持恒定。核心控制单元1还通过太阳能电池板接口和柴油机控制接口，分别与继电器4-1和固态总线开关5-2相连，以此来选择切换太阳能光伏组件4-2或者柴油发电机5-3对蓄电池组3进行充电，对蓄电池组3的充电一般以太阳能光伏组件4-2为主，仅在紧急情况下才启用柴油发电机5-3对蓄电池组3进行充电，柴油发电机5-3输出电压需经过整流器5-1，才能输入到蓄电池组3中。固态总线开关与整流器、柴油发电机5-3和核心控制单元分别连接；主要功能是响应核心控制模块下发的电力供给链路选择控制指令，选择连通或者断开柴油发电机作为输入对蓄电池充电。

如图2，3所示，该核心控制单元1通过异步串行通信接口与一无线通信模块2相连，无线通信模块2设有一GPRS无线通信模块和一天线8，它能将核心控制单元1存储的数据以tcp/ip方式传输到核心机房，通过核心网传输到远程中央电源管理平台9，并接受远程中央电源管理平台9下发的操作指令到核心控制单元1，无线通信模块2与远程中央电源管理平台9通过加密信道进行无线数据传输。

无线通信模块2和远程中央电源管理平台9之间数据传输采用标准的232串行通信的数据格式，即1位起始位，8位数据位，1位停止位，无奇偶校验位，无硬件流控。由于要实现远程中央电源管理平台9与无线通信基站之间的双向通信，且远程中央电源管理平台9发送的数据具有更大的优先级，因而无线通信基站接收数据采用中断的方式来实现。串行通信为全双工的方式。

远程中央电源管理平台9是实现对采集数据的分析判断、给核心控制单元1下发切换指令等功能的综合软件管理平台。它根据从无线通信模块2采集到的数据，对管辖区域所有通信控制基站电源系统进行监控，并完成记录、分析、告警、保存等功能。远程中央电源管理平台9需要设定固定的IP地址，通过tcp/ip方式接收无线通信模块2按照固定的数据结构发送来的数据，并进行解码拆分和数据处理，生成所需的图形界面和管理报表。远程中央电源管理平台9的图形界面和数据分析等均由自主设计采用开放式软件dotNET、SQLServer等，而管理平台中的部分报表生成功能采用业界主流水晶报表软件设计。

如图2，3所示，还包括一温、湿传感器6，核心控制单元1通过温、湿度传感器接口与温、湿传感器6相连。设备周围的温、湿度等实际物理量经温、湿传感器6及相应的变化电路，转变成电压信号，再通过A/D转换模块(Analog To Digital Convert Module)即模数转换模块，将电压信号转换为对应的数字信号反馈给远程中央电源管理平台，以此作为远程中央电源管理平台9发出操作指令的参考依据。

参见图5-图16，图5为核心控制单元的温度显示模块原理图，其中的具体指示实现请参照图13；图6(核心控制单元的柴油发电机电压传感器模块引脚示意图)、图7(核心控制单元的温湿传感器模块引脚示意图)、图9(核心控制单元的蓄电池组电压传感器模块引脚示意图)、图10(核心控制单元的固态总线开关模块引脚示意图)都具体描述了设在核心控制单元主电路模块上与外设交互的接口模块的连接方式；图8为无线通信基站部分温湿传感器与核心控制单元温湿传感器模块连接原理图；图11为核心控制单元的复位按键模块原理图，用来进行对核心控制单元的复位操作；图12为核心控制单元的程序下载接口模块原理图，该模块主要用来进行硬件程序的植入；图14为核心控制单元的电压转换模块原理图，用来转换外接电路电压，维持核心控制单元的统一正常工作；图15为无线通信基站部分的无线通信模块原理图，它与核心控制单元以串口方式相连，起到一个数据通道的作用；图16为核心控制单元的8位单片机引脚示意图，它是核心控制单元的核心。

本实用新型的工作过程如下：

通过核心控制单元1采集提供无线通信基站使用的光/柴供电系统电源的有效数据，如太阳能电池组件4-2的工作电压、工作电流和输出电量，蓄电池组3的充电电流、输出电流等。利用无线通信基站提供的无线通讯功能，通过加密信道进行数据和控制指令的远程传输，将反映光/柴供电系统情况的重要数据以无线信号传到远程中央电源管理平台9。

通过远程中央电源管理平台9的软件分析接收的数据并结合光/柴供电系统的监控模块，准确反应远端无人站光/柴供电系统电源情况，完成基本设备状态检测和故障诊断工作；根据软件分析结果，通过无线信号将基本控制指令传输到无线基站的核心控制单元1，实现基本操作功能，其流程如图4所示。

具体逻辑控制如下：

避免对蓄电池组3的过充：光伏供电系统预设门限电压。当蓄电池电压高于A(依据国标GB/T19064-2003家用太阳能光伏电源系统技术条件和试验方法)，切断光伏供电系统对蓄电池组3供电；当蓄电池组3电压低于B时(回差电压依据国标GB/T19064-2003)，光伏供电系统接通并对蓄电池组3供电。

柴油供电系统预设门限电压。当蓄电池组3(例如酸性蓄电池)电压输出高于A时(依据国标GB/T19064-2003家用太阳能光伏电源系统技术条件和试验方法)，切断对蓄电池组3的供电；当蓄电池组3的电压低于C时，且光伏供电系统的输出电压也低于C(依据国标GB/T19064-2003家用太阳能光伏电源系统技术条件等)时，启动柴油供电系统给蓄电池组3充电。

核心控制单元1可以接收远程中央电源管理平台9的指令，对基站光/柴供电系统进行紧急切换处理，并且重新设置核心控制单元1中的预制逻辑电压值(例如A、B、C等)。

在具体切换操作中，还要根据蓄电池组3的容量按实际所测得的蓄电池组3的剩余容量来综合判断。

Claims (10)

1.一种通信基站的电源监控系统，包括无线通信基站和远程中央电源管理平台，其特征在于，所述无线通信基站包括：

核心控制单元，响应远程中央电源管理平台的操作指令，对基站供电设备进行切换，并将采集到的数据发送至远程中央电源管理平台；

无线通信模块，与核心控制单元连接，实现远程中央电源管理平台与核心控制单元之间的数据传输；

柴油供电系统和光伏供电系统，分别与基站的蓄电池组通过控制开关相连接，上述控制开关响应核心控制单元的控制指令进行供电方式的切换。

2.如权利要求1所述通信基站的电源监控系统，其特征在于：所述光伏系统为一太阳能光伏组件。

3.如权利要求2所述通信基站的电源监控系统，其特征在于：所述光伏系统的控制开关为一继电器。

4.如权利要求3所述通信基站的电源监控系统，其特征在于：所述柴油供电系统为一柴油发电机和整流器。

5.如权利要求4所述通信基站的电源监控系统，其特征在于：所述柴油供电系统的控制开关为一固态总线开关。

6.如权利要求5所述通信基站的电源监控系统，其特征在于：所述核心控制单元设有太阳能电池板接口与继电器相连，设有柴油机控制接口与固态总线开关相连，设有蓄电池电压采集接口与蓄电池组相连，并设有异步串行通信接口与无线通信模块相连。

7.如权利要求1至6任意一项所述通信基站的电源监控系统，其特征在于：

所述无线通信模块包括一GPRS无线通信模块和一天线。

8.如权利要求7所述通信基站的电源监控系统，其特征在于：还包括一温、湿传感器，核心控制单元设有温、湿度传感器接口与温、湿传感器相连。

9.如权利要求9所述通信基站的电源监控系统，其特征在于：所述远程中央电源管理平台数据接受及分析处理、网页界面、报表分析。

10.如权利要求10所述通信基站的电源监控系统，其特征在于：所述无线通信模块与远程中央电源管理平台通过加密信道进行数据传输。

Images