基站电源监控系统技术领域
本发明涉及通信工程领域，尤其是涉及基站电源监控系统。
背景技术
移动通信是目前应用最为广泛的一种通信手段，它覆盖范围广，使用方便快捷，是其他任何手段无法比拟的。这种方便快捷的通信是靠移动通信网络来实现的，而通信网络是由遍布各地的基站支持的。因此，基站供电质量和机房环境状态对移动通信来说至关重要。由于移动基站多是建在当地最高处且无人值守，因而如何感知基站工作是否正常就显得尤为重要。目前，已有直流远供电源监控系统以解决上述问题，例如可感知交流和直流电源供电情况，机房温度以及空调工作情况等等，但其仍有实时性差、可靠性低、可扩充性差、可维护性差的缺点。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供基站电源监控系统，可实现对基站电源及环境进行监控，具有实时性高、可靠性强的优点。
本发明的目的主要通过以下技术方案实现：基站电源监控系统，包括MCU控制器，均与MCU控制器连接的GPRS模块、电能采集模块及控制模块，均与控制模块连接的温度采集模块和空调参数采集模块，GPRS模块连接有管理服务器；电能采集模块用于采集基站蓄电池、发电机电压和三相市电动力信号；控制模块用于控制空调温度和空调参数等环境信号；还包括均与MCU控制器连接的电源模块、外置数据存储模块、复位电路、显示/按键及时钟电路；所述电源模块包括AC-DC电路、DC-DC电路及MCU供电电路。
本发明中，MCU控制器通过GPRS网络将采集到的数据上传到管理服务器，而管理服务器亦通过GPRS网络向MCU控制器下达各种控制和调节命令，以集中管理所在辖区的多个基站的电源监控。具体地，MCU控制器采用GPRS/SMS两种方式进行通讯，正常情况下终端与管理服务器通过GPRS进行通信；而当GPRS出现连接故障时，MCU控制器可通过短消息与管理服务器进行数据交换。当网络出现故障时，在GPRS与SMS都发送不出的情况下，MCU控制器对未发送出去的数据可通过外置数据存储模块进行保存，可保存3天的数据。待上述情况解除后可及时将此数据发送至管理服务器。带有时钟电路，可由管理服务器进行时钟设定，MCU控制器与管理服务器进行对操作，时钟日误差小于1秒。MCU可将采集的温度数据实时发送至服务器，为监控人员了解基站内温度情况并控制空调温度提供参考。通过控制模块可在管理服务器远程控制空调温度。通过电源模块，可由三相电/基站48V电源/自带电池供电，并能根据供电情况进行自动切换，保证MCU控制器的可靠运行。
本发明正常工作时，电能采集模块的主要功能是采集基站中相关电压信号和电流信号。电压和电流信号分别来自电压互感器和电流互感器，采样信号再经过采样放大接到MCU控制器的A/D转换模块，再由这个A/D转换模块转换为数字信号。为提高监测数据和装置动作的可靠和稳定性，可在信号放大环节增加变增益处理以此提高采样精度；软件上，通过MCU控制器测得系统的频率，根据测得的频率调整采样频率，同时采用检测郭玲信号启动采样周期以实现信号的同步采样。可通过对供电线路上的电压、电流等参数的检测，实时监控直流远供系统的运行情况。如果出现开路、短路等故障时，MCU控制器则将此异常信息发送至管理服务器，管理服务器可进行相应的处理操作。若故障消失则重新启动后备电源，否则将一直监测线路情况，直到故障消失为止。而异常情况记录均可通过显示/按键实现本地查询显示，也可通过管理服务器查询显示。
其中，在AC-DC电路中，三相市电首先经过变压整流电路，电压由220V交流电变为12V直流电，再经过电压调整电路，输出电压为5V。DC-DC电路采用SU5-48S05模块，输入48V，输出5V，输出功率5W，典型效率78%。MCU供电电路具有自动切换功能，正常情况下由48V转换的5V和由市电转换的5V经二极管后为系统提供5V的电源，5V经LM317电压调整器输出3.3V，为系统提供3.3V电源；两者中任意一个掉电不影响系统供电，使系统始终具有5V和3.3V电源，此时系统全部器件正常工作；当市电和基站48V电源均掉电后电池导通，由电池为系统提供2.8V电源，使MCU控制器、外置数据存储模块以及时钟电路能够正常电路工作，能够进行数据的读写保存。
进一步地，所述电能采集模块包括基站电压采集模块、发电机电压采集模块及三相市电采集模块。具体地，电能采集模块所能采集的为基站48V电源电压的有无，发电机的电压，三相市电的电压及电流。
进一步地，所述MCU控制器为MSP430F149单片机。在基站电源监控系统中，MCU控制器是整个系统的核心，它承载着信号的采集，数据的运算与上传，以及对系统各部分模块的工作情况进行协调和控制的作用。MSP430 F149单片机集成了丰富的片内外设模块，不仅低功耗、还具有强大的处理能力。
本发明具有以下有益效果：本发明可采集基站蓄电池、发电机电压和三相市电动力信号，同时还可采集温度和空调参数等环境信号，以实时监控基站的运行情况，并通过电能采集模块和控制模块传送到MCU控制器。当通信基站市电断电时，可立即启动蓄电池后备直流电源为本系统供电。当市电恢复时，可重新切换到市电供电。系统还可通过GPRS将基站用电量数据等信息以及故障信息等上传管理服务器，实现远程监控。
附图说明
图1为本发明所述的基站电源监控系统的结构框图；
图2为本发明所述的基站电源监控系统中电源模块的结构框图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明做进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
如图1至图2所示，基站电源监控系统，包括MCU控制器，均与MCU控制器连接的GPRS模块、电能采集模块及控制模块，均与控制模块连接的温度采集模块和空调参数采集模块，GPRS模块连接有管理服务器；电能采集模块用于采集基站蓄电池、发电机电压和三相市电动力信号；控制模块用于控制空调温度和空调参数等环境信号；还包括均与MCU控制器连接的电源模块、外置数据存储模块、复位电路、显示/按键及时钟电路；所述电源模块包括AC-DC电路、DC-DC电路及MCU供电电路。
本实施例中，MCU控制器通过GPRS网络将采集到的数据上传到管理服务器，而管理服务器亦通过GPRS网络向MCU控制器下达各种控制和调节命令，以集中管理所在辖区的多个基站的电源监控。具体地，MCU控制器采用GPRS/SMS两种方式进行通讯，正常情况下终端与管理服务器通过GPRS进行通信；而当GPRS出现连接故障时，MCU控制器可通过短消息与管理服务器进行数据交换。当网络出现故障时，在GPRS与SMS都发送不出的情况下，MCU控制器对未发送出去的数据可通过外置数据存储模块进行保存，可保存3天的数据。待上述情况解除后可及时将此数据发送至管理服务器。带有时钟电路，可由管理服务器进行时钟设定，MCU控制器与管理服务器进行对操作，时钟日误差小于1秒。MCU可将采集的温度数据实时发送至服务器，为监控人员了解基站内温度情况并控制空调温度提供参考。通过控制模块可在管理服务器远程控制空调温度。通过电源模块，可由三相电/基站48V电源/自带电池供电，并能根据供电情况进行自动切换，保证MCU控制器的可靠运行。
本实施例正常工作时，电能采集模块的主要功能是采集基站中相关电压信号和电流信号。电压和电流信号分别来自电压互感器和电流互感器，采样信号再经过采样放大接到MCU控制器的A/D转换模块，再由这个A/D转换模块转换为数字信号。为提高监测数据和装置动作的可靠和稳定性，可在信号放大环节增加变增益处理以此提高采样精度；软件上，通过MCU控制器测得系统的频率，根据测得的频率调整采样频率，同时采用检测郭玲信号启动采样周期以实现信号的同步采样。可通过对供电线路上的电压、电流等参数的检测，实时监控直流远供系统的运行情况。如果出现开路、短路等故障时，MCU控制器则将此异常信息发送至管理服务器，管理服务器可进行相应的处理操作。若故障消失则重新启动后备电源，否则将一直监测线路情况，直到故障消失为止。而异常情况记录均可通过显示/按键实现本地查询显示，也可通过管理服务器查询显示。
其中，在AC-DC电路中，三相市电首先经过变压整流电路，电压由220V交流电变为12V直流电，再经过电压调整电路，输出电压为5V。DC-DC电路采用SU5-48S05模块，输入48V，输出5V，输出功率5W，典型效率78%。MCU供电电路具有自动切换功能，正常情况下由48V转换的5V和由市电转换的5V经二极管后为系统提供5V的电源，5V经LM317电压调整器输出3.3V，为系统提供3.3V电源；两者中任意一个掉电不影响系统供电，使系统始终具有5V和3.3V电源，此时系统全部器件正常工作；当市电和基站48V电源均掉电后电池导通，由电池为系统提供2.8V电源，使MCU控制器、外置数据存储模块以及时钟电路能够正常电路工作，能够进行数据的读写保存。
优选地，所述电能采集模块包括基站电压采集模块、发电机电压采集模块及三相市电采集模块。具体地，电能采集模块所能采集的为基站48V电源电压的有无，发电机的电压，三相市电的电压及电流。
优选地，所述MCU控制器为MSP430F149单片机。在基站电源监控系统中，MCU控制器是整个系统的核心，它承载着信号的采集，数据的运算与上传，以及对系统各部分模块的工作情况进行协调和控制的作用。MSP430 F149单片机集成了丰富的片内外设模块，不仅低功耗、还具有强大的处理能力。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。