CN102006612A - 一种通信设备ups电源远程监控系统及监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通信设备UPS电源远程监控系统及监控方法，包括监控设备和服务器，监控设备包括无线调制解调模块、中央处理单元、实时时钟单元、存储单元、备用电池单元、电源切换单元、干接点输入检测单元、电源转换单元、USB接口单元和本地串口；UPS干接点输入单元用于检测外部UPS电源的工作状态，当设备检测到UPS电源干接点输入，AC掉电、UPS故障、UPS电池欠压、UPS电源过热，任何一项有异常时，立即告警上报到服务器平台；本发明有益的效果是：设备通过干接点输入单元检测UPS电源的各个状态的干接点输出状态；设备采用无线调制解调，能够实时远传电源状态到服务平台；能够同时实时检测UPS电源的多种状态UPS电源出现异常，能及时产生告警提醒维护人员。

Description

一种通信设备UPS电源远程监控系统及监控方法

技术领域

本发明涉及移动通信覆盖设备UPS电源监控领域，主要是一种通信设备UPS电源远程监控系统及监控方法。

背景技术

随着移动通信用户的数量增加，移动网络运营商对用户的满意度越来越重视。很多移动信号覆盖设备，由于供电的UPS电源故障或停电造成当地移动信号覆盖变差，维护人员不能及时发现并提前处理，甚至造成用户投诉的现象。使用移动通信设备UPS电源远程监控系统，网管中心能实时监控各个通信覆盖设备UPS电源情况，一旦出现异常或故障，能够及时发现并维护处理，保证了信号覆盖质量，提高了用户满意度。

移动通信设备UPS电源远程监控系统采用直接对UPS电源各个状态输出干接点进行监控，利用无线调制解调(Modem)把电源状态远传的网管中心。能够准确、及时的对移动通信覆盖设备电源进行监控。

发明内容

本发明的目的正是要克服上述技术的不足，而提供一种通信设备UPS电源远程监控系统及监控方法，能够及时了解通信设备供电状态，确保维护人员能对UPS电源异常的通信设备做出快速的维护，提高移动信号覆盖维护的及时性。避免由于设备电源故障，影响移动网络信号质量，造成用户投诉。

本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种通信设备UPS电源远程监控系统，包括监控设备和服务器，监控设备和服务器通过公用移动网络进行通信；监控设备包括无线调制解调模块、中央处理单元、实时时钟单元、存储单元、备用电池单元、电源切换单元、干接点输入检测单元、电源转换单元、USB接口单元和本地串口；其中无线调制解调模块与中央处理单元通过串口相连，实时时钟单元通过I2C总线与中央处理单元相连；存储单元通过并行总线与中央处理单元相连；电源切换单元用于外部电源和备用电源之间的自动切换，备用电池单元、电源切换单元和电源转换模块组成监控设备供电系统给设备提供统一电源；UPS干接点输入单元用于检测外部UPS电源的工作状态；本地串口用于软件下载、调试以及参数配置。

作为优选，监控设备通过无线调制解调以SMS或GPRS的方式，把电源各种状态上传到服务器。

本发明所述的通信设备UPS电源远程监控系统的监控方法，步骤如下：

1)、设备上的CPU通过读取无线调制解调模块获得网络覆盖效果相关参数：位置区域码、小区识别码、基站识别码、广播控制信道频点、信号强度、信号质量；

2)、通过服务器软件向设备下发需要需要检测的UPS电源状态的种类；

3)、设备周期性的检测UPS电源干接点输入状态；

4)、设备定时把UPS电源状态和网络覆盖效果参数发送到服务器平台；

5)、当设备检测到UPS电源干接点输入，AC掉电、UPS故障、UPS电池欠压、UPS电源过热，任何一项有异常时，立即告警上报到服务器平台；

6)、服务平台器平台收到UPS告警状态，立即显示UPS的异常状态；

7)、服务器平台立即把UPS异常状态以SMS方式通知管理人员。

本发明有益的效果是：设备通过干接点输入单元检测UPS电源的各个状态的干接点输出状态；设备采用无线调制解调(Modem)，能够实时远传电源状态到服务平台；能够同时实时检测UPS电源的多种状态UPS电源出现异常，能及时产生告警提醒维护人员。

附图说明

图1是本发明的移动通信设备UPS电源远程监控系统示意图；

图2是本发明移动通信设备UPS电源远程监控系统设备原理框图；

图3是本发明移动通信设备UPS电源远程监控系统设备电源转换单元电原理图；

图4是本发明移动通信设备UPS电源远程监控系统设备无线调制解调模块电原理图；

图5是本发明移动通信设备UPS电源远程监控系统设备电源切换单元电原理图；

图6是本发明移动通信设备UPS电源远程监控系统设备中央处理单元电原理图；

图7是本发明移动通信设备UPS电源远程监控系统设备备用电池单元电原理图；

图8是本发明移动通信设备UPS电源远程监控系统存储单元电原理图；

图9是本发明移动通信设备UPS电源远程监控系统实时时钟(RTC)单元电原理图；

图10是本发明移动通信设备UPS电源远程监控系统本地串口电原理图；

图11是本发明移动通信设备UPS电源远程监控系统的USB接口单元框图；

图12是本发明移动通信设备UPS电源远程监控系统的UPS干接点输入接口单元框图

附图标记：电源转换单元1、USB接口单元2、无线调制解调模块3、电源切换单元4、中央处理单元5、备用电池单元6、存储单元7、实时时钟单元8、本地串口9、UPS干接点输入10。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1是发明的移动通信设备UPS电源远程监控系统示意图；该系统包括监控设备和服务器，监控设备和服务器通过公用移动网络进行通信。

监控设备实时采集UPS干接点输入状态，通过移动网络发送到服务器平台。服务器接受到UPS电源状态，当有告警状态时，显示告知用户。

监控设备组成框图如图2所示，主要由电源转换单元1、USB接口单元2、支持待拨测网络的无线调制解调模块(含天线)3、电源切换单元4、中央处理单元(CPU)5、备用电池单元6、存储单元7、实时时钟(RTC)单元8、本地串口9和UPS干接点输入单元10组成；其中无线调制解调模块3与中央处理单元5通过通用异步串口相连，主要用于远程上报UPS电源状态到服务器；存储单元7通过并行总线方式和中央处理单元5相连；实时时钟单元8通过I2C总线与中央处理单元5相连；当设备外部电源掉电后，备用电池单元6给设备供电；电源切换单元4提供外部电源和备用电源之间的自动切换；备用电池单元、电源切换单元和电源转换单元组成设备供电系统给设备提供统一电源；本地串口8用于软件下载和调试；UPS干接点输入单元用于检测外部UPS电源的工作状态。

图3是电源转换单元电原理图。电源转换单元主要由U1(LM2576-ADJ)、U2(SPX1117-3.3)、U3(SPX1117-1.8)、C1(100uF/35V)、C2(1000uF/35V)、C3(100uF/35V)、C5(10uF/10V)、C6(10uF/10V)、C7(0.1uF/50V)、C8(10uF/10V)、D1(SS34)、D2(SS34)、R1(5.1K 1％)、R2(1.5K 1％)、L1(100uH)、L2(电源浪涌抑制器件)组成，U1(LM2576-ADJ)完成把12V电源转换成5电源，U2(SPX1117-3.3)把5V电源转化为3.3V电源，U3(SPX1117-1.8)把3.3V电源转化为1.8V电源。5V为设备系统电源，3.3V电源和1.8V电源给中央处理单元(CPU)供电。C1(100uF/35V)、C2(1000uF/35V)、C3(100uF/35V)、C5(10uF/10V)、C6(10uF/10V)、C7(0.1uF/50V)、C8(10uF/10V)、L2(电源浪涌抑制器件)起到电源滤波作用，使U1(LM2576-ADJ)、U2(SPX1117-3.3)、U3(SPX1117-1.8)的输出电压更加稳定，纹波更小。R1(5.1K 1％)、R2(1.5K 1％)作用为调整U1(LM2576-ADJ)输出电压为5V。

图4是无线调制解调模块电原理图。无线调制解调模块主要由J1(70PIN接插件)、V1(BC857)、V2(BC847)、V3(BC847)、U2(MIC29302)、SIM1(SIM卡插座)、L1(LED指示灯)、L2(LED指示灯)、L3(LED指示灯)及若干电阻电容组成。J4用于连接无线调制解调器G24；U2和相关电阻电容组成电源转换电路，把5V转换成4.0V，给无线调制解调器G24供电，其中M1ON/OFF(受控于中央处理单元)信号用于开关电源，当M1ON/OFF高电平时，U2打开，给无线调制解调器G24供电，当M1ON/OFF低电平时，U2关闭；V1和L2、V3和L1组成无线调制解调器G24状态指示电路，用于指示无线调制解调器G24的当前状态和网络当前状态；L3指示G24USB接口电源状态；V2用于产生无线调制解调器G24的启动信号，当在M1IGT(受控于中央处理单元)上有一定宽度的低电平脉冲时就可启动无线调制解调器G24；

图5是电源切换单元电原理图。电源切换单元主要由D3(普通二极管)、D4(普通二极管)、D2(普通二极管)、U4(电源转换器件)、L3(电感)和一些电阻电容组成。U4为备用电池升压稳压到5V作用。工作原理：当外电源有电时，D2的输出端为5V高电位，这样D4就不能导通，不输出电压；当外电源停电时，D2的输出端为低电位，这样D4就导通，输出电池升压后的电压。这样就实现了外电源和备用电池电源之间的切换功能

图6是中央处理单元电原理图。中央处理单元主要由U11(主控CPU AT91SAM9260-CU)、Y1(谐振晶体18.432MHZ)、Y2(CPU内核时钟晶体32.768KHZ)、U25(复位芯片MCP1316T-29)、J5(JTAG仿真器接口)组成。其中Y1、Y2为U11提供运行时钟，U12为U6提供上电复位信号和看门狗复位信号。

图7是备用电池单元电原理图。备用电池单元主要由U5(PMOS管)、U6(LMS33460)、U7(比较器)、U8(与门)、Q4(三极管)、Q1(三极管)、U9(PMOS管)、D21(二极管)、D5(二极管)、J3和若干电阻组成。J3是备用电池接口，U5、U6、Q4、D21及相关阻容组成电池过放电保护单元，防止电池放到3V以下，损害电池；U7通过电池电压与设定电压比较，来控制Q1、U9的导通于否，进而控制电池的充电；U8用于CPU对于电池充电和放电的切换控制。

图8是存储单元电原理图。存储单元主要由U16、U17、U18、J10及其相关阻容组成。存储单元采用简单的EEPROM(电可擦写可编程只读存储器)、DATA FLASH和NAND FLASH组成。J10为扩展SD卡插座，如果系统存储空间不够的话，可以采取SD卡扩展存储空间。U16(NANDFLASH)与中央处理单元中的CPU通过并行总线通信；U17(DATA FLASH)与中央处理单元中的CPU通过SPI总线通信；U18(EEPROM)与中央处理单元中的CPU通过I2C总线通信。

图9是RTC单元电原理图。RTC单元主要由U26(实时时钟芯片PCF8563)、D22(普通二极管)、D23(普通二极管)、Y4(谐振晶体)和若干电容组成。其中Y4为U26提供准确的时钟，D9和D10完成主电源和纽扣电池电源的切换，使有电时通过主电源为U26供电，掉电时通过纽扣电池为U26供电，使时间信息在系统掉电时不丢失。

图10是本地串口电原理图。本地串口主要由U19(电平转换芯片MAX3232)、J14、J18和若干电容组成。其中U19把3.3V TTL(晶体管-晶体管逻辑电平)信号转换成RS232电平。

图11是USB接口电原理图。USB接口主要由J12、J13和若干电容组成。其中J12为USBHOST，用于本地测试数据的导出；J13为USB DEVICE，用于CPU底层引导程序的升级。

图12是UPS电源状态4路输入接口电路图。主要有J4和U12组成。J4是UPS电源状态(AC掉电、DC欠压、UPS故障、UPS过热)的干接点输入接口；U12是光耦，主要用于UPS电源输入干接点的隔离和信号的采集。

下面结合图1～图12来说明本发明系统的工作原理：

1)、监控设备上的CPU通过向无线调制解调G24发送AT指令获得网络覆盖效果相关参数：位置区域码(LAC)，小区识别码(CI)，基站识别码(BSIC)，广播控制信道频点(BCCH Freq)，信号强度(Rxlev)，信号质量(Rxqual)；

2)、通过服务器软件向设备下发需要需要检测的UPS电源状态的种类；

3)、设备周期性的检测UPS电源干接点输入状态；

4)、设备定时把UPS电源状态和网络覆盖效果参数发送到服务器平台；

5)、当设备检测到UPS电源干接点输入(AC掉电、DC欠压、UPS故障、UPS过热)任何一项有异常时，立即告警上报到服务器平台；

6)、服务器平台收到UPS告警状态，立即显示UPS的异常状态；

7)、服务器平台立即把UPS异常状态以SMS方式通知管理人员；

8)、UPS电源经过维修正常工作，设备能检测到UPS干接点输入状态恢复正常；

9)、设备能检测到UPS电源干接点输入恢复正常上报到服务平台；

10)、服务平台立即显示UPS电源告警恢复，并通知管理人员。

凡采用等同替换或等效变换形成的数字域补偿系统带内波动的方法，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种通信设备UPS电源远程监控系统，其特征是：包括监控设备和服务器，监控设备和服务器通过公用移动网络进行通信；监控设备包括无线调制解调模块、中央处理单元、实时时钟单元、存储单元、备用电池单元、电源切换单元、干接点输入检测单元、电源转换单元、USB接口单元和本地串口；其中无线调制解调模块与中央处理单元通过串口相连，实时时钟单元通过I2C总线与中央处理单元相连；存储单元通过并行总线与中央处理单元相连；电源切换单元用于外部电源和备用电源之间的自动切换，备用电池单元、电源切换单元和电源转换模块组成监控设备供电系统给设备提供统一电源；UPS干接点输入单元用于检测外部UPS电源的工作状态；本地串口用于软件下载、调试以及参数配置。

2.根据权利要求1所述的通信设备UPS电源远程监控系统，其特征在于：监控设备通过无线调制解调以SMS或GPRS的方式，把电源各种状态上传到服务器。

3.一种采用如权利要求1所述的通信设备UPS电源远程监控系统的监控方法，其特征在于：

1)、设备上的CPU通过读取无线调制解调模块获得网络覆盖效果相关参数：位置区域码、小区识别码、基站识别码、广播控制信道频点、信号强度、信号质量；

2)、通过服务器软件向设备下发需要需要检测的UPS电源状态的种类；

3)、设备周期性的检测UPS电源干接点输入状态；

4)、设备定时把UPS电源状态和网络覆盖效果参数发送到服务器平台；

5)、当设备检测到UPS电源干接点输入，AC掉电、UPS故障、UPS电池欠压、UPS电源过热，任何一项有异常时，立即告警上报到服务器平台；

6)、服务平台器平台收到UPS告警状态，立即显示UPS的异常状态；

7)、服务器平台立即把UPS异常状态以SMS方式通知管理人员。

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