CN102393771A - 一种节能的环境监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节能的环境监控系统。该系统包括：控制中心、空调、风扇、室内外温度传感器、室内外湿度传感器和室内外通风单元；控制中心读取拨码开关的四类环境因素码，根据实时日期和时间以及时区码确定昼夜的起止时间，根据人口分布类型码和昼夜起止时间确定每个24小时周期中的严格监控模式和宽松监控模式的起止时间，根据地貌类型码分别确定严格监控模式和宽松监控模式下的环境因素控制门限范围；用于根据室内外热交换通风口使能码控制室内外通风单元；用于根据环境因素控制门限范围，以及室内外温度传感器和室内外湿度传感器所采集的数据对空调和风扇进行控制。本发明的技术方案相比于现有的方案，能够进一步地实现节能。

Description

一种节能的环境监控系统

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，特别是涉及一种节能的环境监控系统。

背景技术

目前在TD-SCDMA、TD LTE、FDD-LTE等基站通信系统中，为了使基站系统能稳定正常的运行，需要进行环境监控，使得机箱和基站室内环境能保持正常的温度和湿度，并能防尘除尘。在现有技术中，为达到上述目的，环境监控系统需要长时间的运行空调和风扇、以及吸尘处理装置等，因此环境监控运行过程的能耗在整个基站系统中占着非常大的比例。

在TD-SCDMA、TD-LTE、FDD-LTE等基站通信系统中，由于基站系统通常是无人值守的，基站监控系统的各设备单元均处于常年不断的工作状态。主要是通过环境监控系统中的风扇、空调、除尘防尘等设备的长期运行，来保持机箱内和基站室内的正常温度、湿度等，并除尘防尘，从而使基站系统能稳定正常的运行。由于环境监控的常年累月的不间断运行，使得其能耗在整个基站系统运行过程中占着非常大的比例。

现阶段，主要有两种技术方案。一种是通过检测并比较基站机房室内外温湿度，来调整空调的温度调节目标值以及风扇的运行速度，或在一定条件下，使空调和风扇停转。或通过启动室内外通风口，实现室内外热交换，从而减少空调和风扇的制冷功耗。其目的均是为了使空调和风扇以较低功率运行，并尝试减少它们的运行时间，从而达到环境监控系统总体运行能耗的减少。另外一种是通过基站室的通风、散热板、防热板等机械建造手段来降低室温，从而减少室内空调及风扇运行的功率和时间，来达到节能的目的。

目前，在环境监控上实现绿色基站的主要技术取得了一些成效，但也有很多缺陷，主要是没有实现充分的节能。

发明内容

本发明提供了一种节能的环境监控系统，该系统相比于现有的方案，能够进一步地实现节能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明公开了一种节能的环境监控系统，其特征在于，该系统包括：控制中心、空调、风扇、室内外温度传感器、室内外湿度传感器和室内外通风单元；控制中心包括拨码开关，该拨码开关设置有四类环境因素码：人口分布类型码、室内外热交换通风口使能码、地貌类型码、时区码；

控制中心，用于读取拨码开关的四类环境因素码、获取实时日期和时间，根据实时日期和时间以及时区码确定昼夜的起止时间，根据人口分布类型码和昼夜起止时间确定每个24小时周期中的严格监控模式和宽松监控模式的起止时间，根据地貌类型码分别确定严格监控模式和宽松监控模式下的环境因素控制门限范围；用于根据室内外热交换通风口使能码控制室内外通风单元；用于根据环境因素控制门限范围，以及室内外温度传感器和室内外湿度传感器所采集的数据对空调和风扇进行控制；

室内外温度传感器和室内外湿度传感器分别用于采集室内外的温度和湿度，并提供给控制中心；

室内外通风单元，用于在控制中心的控制下实现室内外的通风；

空调和风扇，用于在控制中心的控制下对温度和湿度进行调节。

由上述可见，本发明这种控制中心读取拨码开关的四类环境因素码、获取实时日期和时间，根据实时日期和时间以及时区码确定昼夜的起止时间，根据人口分布类型码和昼夜起止时间确定每个24小时周期中的严格监控模式和宽松监控模式的起止时间，根据地貌类型码确定严格监控模式和宽松监控模式下的环境因素控制门限范围，根据室内外热交换通风口使能码控制室内外通风单元，根据环境因素控制门限范围，以及室内外温度传感器和室内外湿度传感器所采集的数据对空调和风扇进行控制的技术方案，由于根据四类环境因素码确定了昼夜起始点，以及将每个24小时周期区分成严格监控模式时间段和宽松监控模式时间段，并对环境因素控制门限范围进行了相应的调整，因此相对于现有技术，更能够节能，实现环保。

附图说明

图1是本发明实施例中的一种节能的环境监控系统的组成结构示意图；

图2是本发明实施例中的控制中心的工作流程图；

图3是本发明实施例中的环境监控系统的节能监控流程的示意图；

图4是本发明实施例中的天亮时间点执行的室内外热交换处理流程图；

图5是本发明实施例中的夜幕时间点执行的室内外热交换处理流程图。

具体实施方式

在本发明的环境监控系统节能技术下，将利用环境差异因素参数对运行状态进行自适应调节监控：利用拨码开关设置四类环境因素码，来进行基站具体环境监控差异因素的运行参数设置；引入严格/宽松监控模式概念分别对业务负荷量大和业务负荷量小的时间段，对环境监控要素的上下限控制范围进行区分设定，根据具体环境因素设定合理运行的上下限阈值，以及确定各环境调节单元运行的状态调节条件，从而根据实际环境情况进行节能监控；将基站所处时区和24节气昼夜的时长规律相结合，获得第二天基站所处环境的昼夜起止点，进而估算出严格/宽松监控模式下各自运行的时间起止点；在昼夜起止点，依据环境湿度、四类要素码中的通风使能码以及室内外温差，进行室内外热交换的控制。本发明的技术方案不仅适用于基站系统，同样也适用于其它的需要在户外安装的工作系统中。

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

图1是本发明实施例中的一种节能的环境监控系统的组成结构示意图。如图1所示，该系统包括：控制中心、各类传感器和各环境调节设备，其中各类传感器包括：室内外温度传感器、室内外湿度传感器和室内外尘雾传感器，环境调节设备包括：空调、风扇、室内外通风单元和除尘设备，此外，该系统还包括远程监控中心。

其中：

控制中心，用于读取拨码开关的四类环境因素码、获取实时日期和时间，根据实时日期和时间以及时区码确定昼夜的起止时间，根据人口分布类型码和昼夜起止时间确定每个24小时周期中的严格监控模式和宽松监控模式的起止时间，根据地貌类型码分别确定严格监控模式和宽松监控模式下的环境因素控制门限范围；用于根据室内外热交换通风口使能码控制室内外通风单元；用于根据环境因素控制门限范围，以及室内外温度传感器和室内外湿度传感器所采集的数据对空调和风扇进行控制；

室内外温度传感器和室内外湿度传感器分别用于采集室内外的温度和湿度，并提供给控制中心；

室内外通风单元，用于在控制中心的控制下实现室内外的通风；

空调和风扇，用于在控制中心的控制下对温度和湿度进行调节。

此外，室内外尘雾传感器用于采集室内外的沙、尘，并提供给控制中心，由控制中心根据所采集的数据控制除尘设备进行工作。

如图1所示：控制中心通过各类传感器对室内外温湿度、尘雾等进行检测，根据检测结果和各个环境调节设备单元的运行监控参数，对环境监控系统中的各个环境调节设备进行指令操控，使其运行在相应的状态以保持基站室内的正常温度、湿度，并除去尘雾，从而保障环境适合基站的长期稳定运行。同时，控制中心根据实际检测的环境状态，在必要的时候上报给远端的控制中心，远端控制中心可以根据需要，向基站系统发送相应的指令，实现对各环境调节设备的运行参数及运行状态进行控制。

一般来说基站对各个环境调节设备的运行参数的设定主要依据有：一是环境调节设备运行参数配置文件(一般情况由远端监控中心予以修改和更新升级)，该文件配置了各环境因素的合理运行上下限阈值，以及各个环境调节单元运行的状态调节条件；二是远端监控中心(RNC)直接在远端下发指令，控制中心根据其指令，设定环境调节设备的运行参数。而在本发明中，对环境调节设备的运行参数，将根据四类环境因素码和实时日期等要素，进行必要的调整，使环境监控系统在保障工作设备(如基站等)的稳定运行环境的同时，实现尽可能多的节能。

本发明的主要技术方案体现在：

1)在控制中心处设置拨码开关(例如在基站机箱的背板设计拨码开关)，拨码开关中包含了四类因素码：环境监控系统所处区域人口分布类型，机房室内外热交换通风口使能，具体地貌类型，时区码。这四类因素码反映了环境监控系统所处的具体环境因素，对合理设定节能环境监控系统运行参数具有非常重要的意义，有利于提高基站系统的节能效率。

2)结合上述的四类因素码，引入严格/宽松监控模式概念，分别对业务负荷量大和业务负荷量小的时间段，对环境监控要素的上下限控制范围进行区分设定，根据具体环境因素设定合理运行的上下限阈值，以及确定各环境调节设备运行的状态调节条件，从而根据实际环境情况进行节能监控。由于这样的监控参数切实反映了具体地域环境差异，能使环境监控系统在保障系统稳定运行环境，因此监控节能运行流程可自动选择最节能的运行状态和监控流程，有助于绿色节能基站的建设。

3)将环境监控系统所处时区和24节气昼夜的时长规律相结合，获得第二天环境监控系统所处环境的昼夜起止点，进而估算出严格/宽松监控模式下各自运行的时间起止点。在严格/宽松监控模式下，两种模式的运行原理基本相同，其差异在监控下参数调节控制门限范围大小不一样。在严格监控模式运行时间段内，一般业务负荷较大，因此，其对环境要素要求相对严格；在宽松监控模式运行时间段内，一般业务负荷较小，对环境要素要求相对宽松，因此将其监控运行参数门限范围放宽。严格/宽松监控模式的结合运行，可以在保障机房环境不影响系统业务质量的同时，有效降低环境监控系统的能耗。

4)在昼夜起止点，依据环境湿度、四类要素码中的通风使能码以及室内外温差，进行室内外热交换的控制。在昼夜起止点进行热交换，可使机房环境在升温过程的起点获得环境监控范围内的低温调节，在降温过程的起点获得环境监控范围内的升温调节。这种热交换调节方式，可有效利用室内外热平衡，减少空调和风扇的运行时间及功耗。

5)在环境监控系统建设时，例如在基站建站时，由于利用了拨码开关，上述四类环境因素码可一次设置到位，发布软件升级版本时，无需考虑各基站由于分布的具体地理位置和环境因素对监控节能监控参数和流程造成的影响。升级后，基站监控系统利用拨码就可根据当站的实际运行环境自动调整节能监控参数。无需像现有技术方案那样，在涉及到节能及环境监控因素条件改变的升级版本时，需逐一根据基站所处具体环境特性修改配置文件，然后升级配置文件；或通过远端控制中心逐一配置各基站的环境运行参数，这既耗时又耗力，需要很大的人力成本。而本发明的监控系统节能升级改造简单，升级流程简单，无需增加大量的开发和维护人力成本，工作流程简单，有利于系统的维护运营。

基于上述分析，下面对本发明的方案进行详细介绍。

一、拨码开关的设计

拨码开关数以二进制码体现，本发明的实施例中，采用10比特(bit)进行拨码设置，各bit位对应的参数设置域如表1所示。

表1

如表1所示：

1)用1个比特位表示人口分布类型码，用该1个比特的两个状态分别表示人口密集区域和人口稀疏区域。例如：bit9＝1，表示基站所处位置为办公或居住区，人口密集度较大。bit9＝0，表示基站所处位置为非办公和非居住区，为人口稀疏区域，通常为郊野外，夜间时段人口密度通常很少。

2)用1个比特位表示室内外热交换通风口使能码，用该比特的两个状态分别表示室内外热交换通风口允许开启和不允许开启。例如：bit8＝0，表示机房所处区域不允许开启通风口进行室内外热交换，主要为极度潮湿和风沙较重区域。bit8＝1，表示在适宜的情况下，机房所处地理环境可开启通风口进行热交换。

3)用3个比特位表示地貌类型码，用该3个比特的7个状态分别表示：山区、林区、平原、沙漠、沿海/江/河/湖、高原、雪山。例如：bit7～bit5

000山区(平均气温较同一经纬度平原地区低，湿度较平原地区同一经纬度高)

001林区(平均气温较同一经纬度平原地区低，湿度较平原地区同一经纬度高)

010平原(一般气温和湿度比较平和)

011沙漠(昼夜气温温差大，较干燥，沙尘多)

100沿海、沿江、沿河、沿湖(气温较非河、海、湖、江区域低，相对湿度高)

101高原(气温较低，干燥)

110雪山(气温低，湿度高

4)用5个比特位表示时区码，用该5个比特的24个状态分别表示二十四个时区。例如：bit4～bit0

00000            零时区

00001            第一时区

11000            第二十三时区

二、环境监控系统的相关参数设置以及监控调节流程

这里仍以基站环境为例进行说明。

基站起站时，控制中心读取基站机箱背板的拨码开关装置，获取四类环境因素码，并对其进行解译，解译出当前基站所处的时区、具体的地貌类型特征、基站所处的人口分布区域类型，通风热交换使能状况等信息。根据这些解译信息，结合GPS或北斗系统等提供的实时日期和时间信息，设定监控系统的监控运行参数。最后环境监控系统监控流程依照运行参数及监控流程进行节能监控运行，以实现环境监控系统的节能运行。环境监控系统的一个周期为24小时(每天的零点零分到第二天的零点零分)。在每个日常监控流程运行周期过程中，都将结合四类环境因素码和具体气温、相对湿度、沙尘等环境要素，自适应的调整监控运行参数及环境要素调节的上下限阈值。具体流程如图2所示。

图2是本发明实施例中的控制中心的工作流程图。如图2所示包括一下步骤：

201(201’)，每当到达环境监控系统的节能运行时间节点则执行步骤202～204的过程，否则执行步骤205。其中，环境监控系统的节能运行时间节点包括：(1)基站起站的时刻；(2)新一天的零点零分时刻。

202，根据实时日期和时间以及时区码确定昼夜的起止时间。

203，根据人口分布类型码和昼夜起止时间确定每个24小时周期中的严格监控模式和宽松监控模式的起止时间。

204，根据地貌类型码分别确定严格监控模式和宽松监控模式下的环境因素控制门限范围。

205，24小时环境节能监控运行流程。

图2所示的步骤202中所述的根据实时日期和时间以及时区码确定昼夜的起止时间具体为：控制中心保存有基准时区昼夜时间表；所述基准时区昼夜时间表中保存了基准时区在不同节气的昼夜起止时间；控制中心根据时区码计算出本系统所在时区与基准时区之间的时差，然后根据实时日期从所述基准时区昼夜时间表中找出基准时区所对应的节气的昼夜起止时间，根据所述基准时区所对应的节气的昼夜起止时间和所述时差确定本系统所在时区的昼夜起止时间。昼夜起止时间包括：天亮时间点和夜幕时间点；下面予以举例说明。

这里以北京时间为基准参考，即北京时区(东八区)为基准时区。北京时区的昼夜时间表如表2所示：

表2

根据昼夜分布时间，结合基站所处的时区，计算出当前日期的昼夜运行时间段。在本实施例中，昼夜运行时间段的起止时间和昼夜各自运行时长，每隔3个节气调整一次。其他时区根据与北京时区的时差，对昼夜起始点进行加减操作，计算公式为：Tl_time(天亮时间点)＝Tl_time_bj(东八区天亮时间点)±时差，Ym_time(夜幕时间点)＝Ym_time_bj(东八区夜幕时间点)±时差。

为说明本发明中时区不同的情况下，其昼夜运行时间长短和起止时间的差异，下面以乌鲁木齐(东六区，2个小时时差，即天亮和夜幕点时间比北京时间晚2小时)为例予以说明。则基于表2得出的乌鲁木齐的昼夜时间表如表3所示：

表3

则如果当前日期为8月8日至9月23日之间的日子，则确定乌鲁木齐的天亮时间点为7:30，夜幕时间点为20:30。

图2所示的步骤203中，所述根据人口分布类型码和昼夜起止时间确定每个24小时周期中的严格监控模式和宽松监控模式的起止时间具体为：

控制中心将严格监控模式的时间段设置为DT_start至DT_end时间段，将宽松监控模式的时间段设置为零点零分时刻到DT_start时间段以及DT_end到第二天的零点零分时刻；

控制中心在人口分布类型码表示人口密集区域时，令DT_start＝天亮时间点-A1，令DT_end＝夜幕时间点+A2；用于在人口分布类型码表示人口稀疏区域时，令DT_start＝天亮时间点，令DT_end＝夜幕时间点+A3；

其中：A1取0.5～2小时之间的值；A2和A3取1～5小时之间的值，且A2大于A3。

在本发明的一个实施例中，A1＝1，A2＝4，A3＝2。

环境因素控制门限范围包括：温度控制上下限和湿度控制上下线限。图2所示步骤204中，所述根据地貌类型码分别确定严格监控模式和宽松监控模式下的环境因素控制门限范围包括：控制中心根据地貌类型码所表示的地貌，将环境因素控制门限范在预设的标准环境因素控制门限范围的基础上做出相应的调整，得到设定的温度控制上限TEMPhigh_limit、设定的温度控制下限TEMPlow_limit、设定的湿度控制上限HUhigh_limit、设定的湿度控制下限HUlow_limit。其中，严格监控模式和宽松监控模式下的TEMPhigh_limit、TEMPlow_limit、HUhigh_limit和HUlow_limit不同。

本发明中的环境参数调节控制门限范围描述：

现有的基站运行室内环境标准为：环境温度：-5℃～+55℃；相对湿度：15％～85％，沙30mg/m3，尘(漂浮)：0.5mg/m3。当前技术下，为使基站环境能长期稳定适合运行，对环境温度的运行环境一般控制在5～28℃，湿度控制在15％～60％，沙尘控制为：沙30mg/m3，尘(漂浮)：0.5mg/m3。

在不同的业务负荷下，基站的稳定运行对这些环境因素的要求也不一样。因此，环境需要确保环境因素能满足不同的业务负荷稳定运行，然后实现节能。据此，本发明引入了严格模式和宽松模式监控概念，即结合四类环境因素码信息，分别制定了严格模式和宽松模式监控的环境因素控制门限范围，制定出适于节能的温湿度和尘沙等环境因素的调节上下门限及调节策略。两种模式的运行原理基本相同，其差异主要是监控的环境因素调节控制门限范围大小不一样。下面予以详细说明。

严格监控模式说明：

本发明实施例中，各环境因素监控范围根据各自的地貌类型，对现有的基站运行室内环境标准范围进行了相应的扩展，即对主要监控环境要素的上下限范围(气温下限TEMPlow_limit，气温上限TEMPhigh_limit；相对湿度下限HUlow_limit，相对湿度上限HUhigh_limit)进行适度放宽。适度放宽原因在于基站处在特定的地域环境下，若仍然采用现有的监控范围，既无法提高系统环境的稳定性，也不利于节能。比如海边，其环境相对湿度很大，若不放宽其上下限调节控制范围，则将使监控系统疲于排湿，大量消耗电能。因此在本发明实施例中，严格监控模式下环境因素调节控制门限范围如表4所示：

表4

本发明的实施例中，宽松监控模式下参数调节控制门限范围在严格监控模式的基础上，上下限再适度浮动几个单位。参数调节控制门限范围在严格监控模式基础上，上下限再适度浮动几个单位的主要目的是：在夜间低业务模式下，放宽控制调节门限，可使空调和风扇等环境监控设备更长时间处于关闭或低速运转状态，以实现更大节能，并且减少风扇和空调等设备来回进行转速风速切换次数，有利于延长其机械寿命。

本发明实施例中，宽松监控模式下环境因素控制门限范围如表5所示：

表5

图2所示步骤205中的24小时环境节能监控运行流程主要包括：

(1)严格监控模式和宽松监控模式下的节能运行监控流程；(2)天亮时间点和夜幕时间点的室内外热交换流程。

图3是本发明实施例中的环境监控系统的节能监控流程的示意图。在严格监控模式和宽松监控模式的运行时间段下，环境监控系统均采用图3的流程对环境进行调节监控，只是它们的环境因素控制门限的上下限监控范围不同，在流程图3中，为简单说明起见，严格监控模式和宽松监控模式对温度门限均统一采用TEMPlow_limit和TEMPhigh_limit进行表示，则如图3所示，控制中心在严格监控模式或宽松监控模式下的温度监控流程如下：

301、检测室内温度是否小于TEMPlow_limit，是则执行步骤302至306，否则执行步骤307至312；

302、检查风扇是否在运转，是则关闭风扇；

303、检查空调是否处于关闭状态，是则开启空调，执行步骤304；否则，查看空调是否处于制冷状态，是则执行步骤304，否则执行步骤305；

304、向空调发送控制指令，将空调设定为暖风模式；

305、将室内的温度调节目标值设置为：TEMPlow_limit+预设值1；

在本发明的一个实施例中，该预设值1取3度，即目标值设置为：TEMPlow_limit+3。

306、检测室内温度是否达到温度调节目标值，如果是则向空调发送控制指令，使空调减速或关闭，结束流程，如果否则继续进行检测；

307、检测室内温度是否大于TEMPhigh_limit，是则执行步骤308，否则无需调节结束流程；

308、检查风扇是否处于关闭状态，是则开启风扇并提高风扇转速；否则提高风扇转速；

309、查看空调是否处于关闭状态，是则开启空调，执行步骤310，否则查看空调是否处于暖风状态，是则执行步骤310，否则执行步骤311；

步骤308和309并行执行；

310、向空调发送控制指令，将空调设定为制冷模式；

311、将室内的温度调节目标值设置为：TEMPhigh_limit-预设值2；

在本发明的一个实施例中该预设值2取5度，即目标值设置为：TEMPhigh_limit-5。

312、检测室内温度是否达到温度调节目标值，如果是则向空调和风扇发送控制指令，使空调和风扇降速或关闭；结束流程。

在本发明实施例中，一天24小时的环境监控流程包括：

(1)零点零分时刻，设定好整体节能运行监控参数后，零点零分时间点到DT_start的时间段(称为宽松节能监控模式前半段时间)，按照宽松节能监控模式的参数进行基站系统环境温度的监控调节运行，具体流程如图3所示。

(2)DT_start时间点到达，DT_start时间点至DT_end时间段，按照严格节能监控模式的参数进行基站系统环境温度的监控调节运行。在这个时间段内，将会在天亮时间点和夜幕时间点来临时，考虑是否执行室内外热交换流程，以使机房环境在升温过程的起点获得环境监控范围内的低温调节，在降温过程的起点获得环境监控范围内的升温调节。从而达到有效利用室内外热平衡，以减少在严格监控模式下空调和风扇的制冷运行时间及功耗，以及减少在宽松模式下空调制热运行时间及功耗。天亮时间点(Tl_time)到达时，将触发如图4所示的室内外热交换的分支流程，夜幕时间点(Ym_time)到达时，将触发步如图5所示的室内外热交换的分支流程。

3)DT_end时间点到达，DT_end时间点到零点零分(称为宽松节能监控模式后半段时间)时间段，按照宽松节能监控模式的参数进行基站系统环境温度的监控调节运行。当时间节点再次到达到零点零分，则开始一个新的环境监控系统节能运行周期。

图4是本发明实施例中的天亮时间点执行的室内外热交换处理流程图。如图4所示，每当天亮时间点到达时，所述控制中心执行流程如下：

401、查看地貌类型码，判断是否为山区、林区、平原或高原，是则执行步骤402，否则确定不进行室内外热交换，结束流程；

402、获取室内外温湿度值。

403、检测室外温度是否比室内温度低，是则执行步骤404，否则确定不进行室内外热交换，结束流程；

404、判断是否符合条件：HUlow_limit≤室外湿度≤HUhigh_limit，是则执行步骤405，否则确定不进行室内外热交换，结束流程；

405、判断室内温度是否大于TEMPlow_limit+预设值3，是则执行步骤406，否则确定不进行室内外热交换，结束流程；

在本发明的一个实施例中，预设值3取5度。

406、判断室外温度是否小于所述TEMPlow_limit+预设值3，是则执行步骤407至409，否则执行步骤410至412；

407、将关闭室内外热交换的条件设置为：室内温度＝TEMPlow_limit+预设值3；

408、开启室内通风单元，进行室内外热交换；

409、当室内温度＝TEMPlow_limit+预设值3时，关闭室内外通风单元；

410、将关闭室内外热交换的条件设置为：室内温度＝室外温度；

411、开启室内通风单元，进行室内外热交换；

412、当室内温度＝室外温度时，关闭室内外通风单元。

图5是本发明实施例中的夜幕时间点执行的室内外热交换处理流程图。如图5所示，每当夜幕时间点到达时，所述控制中心的执行流程如下：

501、查看地貌类型码，判断是否为山区、林区、平原或高原，是则执行步骤502，否则确定不进行室内外热交换，结束流程；

502，获取室内外温湿度；

503、检测室外温度是否比室内温度高，是则执行步骤504，否则确定不进行室内外热交换，结束流程；

504、判断是否符合条件：HUlow_limit≤室外湿度≤HUhigh_limit，是则执行步骤505，否则确定不进行室内外热交换，结束流程；

505、判断室内温度是否小于TEMPlow_limit+预设值4，是则执行步骤506，否则确定不进行室内外热交换，结束流程；

在本发明的一个实施例中，预设值4取10度。

506、判断室外温度是否小于所述TEMPlow_limit+预设值4，是则执行步骤507至509，否则执行步骤510至512；

507、将关闭室内外热交换的条件设置为：室内温度＝室外温度；

508、开启室内通风单元，进行室内外热交换；

509、当室内温度＝室外温度时，关闭室内外通风单元；

510、将关闭室内外热交换的条件设置为：室内温度＝TEMPlow_limit+预设值4；

511、开启室内通风单元，进行室内外热交换；

512、当室内温度＝TEMPlow_limit+预设值4时，关闭室内外通风单元。

关于沙、尘部分，在本发明的实施例中，控制中心根据室内外尘雾传感器的数据对除尘设备进行控制。

由上述实施例可以看出，本发明的方案的优点包括：

1)环境监控系统节能效率高。在基站机箱的背板设计拨码开关，拨码开关中包含了四类因素码：基站区域人口分布类型，机房室内外热交换通风口使能，具体地貌类型，时区码。这四类因素码反映了基站所处的具体环境因素，对合理设定节能环境监控系统运行参数具有非常重要的意义，可根据实际的地理及环境差异进行环境监控系统的节能，可有效的提高系统的节能效率。

2)引入了严格/宽松监控模式概念，分别对业务负荷量大和业务负荷量小的时间段，对环境监控要素的上下限控制范围进行区分设定，根据具体环境因素设定合理运行的上下限阈值，以及确定各环境调节单元运行的状态调节条件，从而根据实际环境情况进行节能监控。由于这样的监控参数切实反映了具体地域环境差异，可以在保障机房环境不影响系统业务质量的同时，有效降低环境监控系统的能耗，能使机房环境适于系统稳定运行环境的同时，使节能更合理更大化，有助于绿色节能基站的建设。

3)实现简单，有利于减少基站的建设成本。在现有的基站标配建设基站的情况下，无需增加过多的硬件设备成本，也无需采用复杂的建筑构造。即使在现有的地球气候变化极端，各种气候灾变时，只要电力设备供应满足，也能保证系统的正常运行环境状况。

4)充分利用昼夜温差，在昼夜的起止点提前进行室内外热交换，以减少在昼夜起止点之后的时间段需要进行温度调节时间，从而减少环境系统里空调和风扇等设备的总体运行能耗。本发明依据环境湿度、四类要素码中的通风使能码以及室内外温差，进行室内外热交换的控制。在昼夜起止点进行热交换，可使机房环境在升温过程的起点获得环境监控范围内的低温调节，在降温过程的起点获得环境监控范围内的升温调节。这种热交换调节方式，可有效利用室内外热平衡，减少空调和风扇的运行时间及功耗。

5)监控系统节能升级改造简单，升级流程简单，无需增加大量的开发和维护人力成本，工作流程简单，有利于系统的维护运营。无需采用基站工作站的特殊建筑构造及增加新的硬件监控设备来实现节能升级改造，因此不会增加改造硬件成本和人力成本高。本发明主要通过软件升级来实现节能升级，发布软件节能升级版本不受制于各基站分布的地理差异和环境差异，同时升级后，可根据当站的实际运行机房和机箱内环境自动调整节能监控参数，无需大量的开发和维护人力成本，工作流程简单，有利于系统的维护运营。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种节能的环境监控系统，其特征在于，该系统包括：控制中心、空调、风扇、室内外温度传感器、室内外湿度传感器和室内外通风单元；控制中心包括拨码开关，该拨码开关设置有四类环境因素码：人口分布类型码、室内外热交换通风口使能码、地貌类型码、时区码；

控制中心，用于读取拨码开关的四类环境因素码、获取实时日期和时间，根据实时日期和时间以及时区码确定昼夜的起止时间，根据人口分布类型码和昼夜起止时间确定每个24小时周期中的严格监控模式和宽松监控模式的起止时间，根据地貌类型码分别确定严格监控模式和宽松监控模式下的环境因素控制门限范围；用于根据室内外热交换通风口使能码控制室内外通风单元；用于根据环境因素控制门限范围，以及室内外温度传感器和室内外湿度传感器所采集的数据对空调和风扇进行控制；

室内外温度传感器和室内外湿度传感器分别用于采集室内外的温度和湿度，并提供给控制中心；

室内外通风单元，用于在控制中心的控制下实现室内外的通风；

空调和风扇，用于在控制中心的控制下对温度和湿度进行调节。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述拨码开关包含10个比特位，其中：

用1个比特位表示人口分布类型码，用该1个比特的两个状态分别表示人口密集区域和人口稀疏区域；

用1个比特位表示室内外热交换通风口使能码，用该比特的两个状态分别表示室内外热交换通风口允许开启和不允许开启；

用3个比特位表示地貌类型码，用该3个比特的7个状态分别表示：山区、林区、平原、沙漠、沿海/江/河/湖、高原、雪山；

用5个比特位表示时区码，用该5个比特的24个状态分别表示二十四个时区。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制中心保存有基准时区昼夜时间表；所述基准时区昼夜时间表中保存了基准时区在不同节气的昼夜起止时间；

所述控制中心，用于根据时区码计算出本系统所在时区与基准时区之间的时差，然后根据实时日期从所述基准时区昼夜时间表中找出基准时区所对应的节气的昼夜起止时间，根据所述基准时区所对应的节气的昼夜起止时间和所述时差确定本系统所在时区的昼夜起止时间。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述昼夜起止时间包括：天亮时间点和夜幕时间点；

控制中心，用于将严格监控模式的时间段设置为DT_start至DT_end时间段，将宽松监控模式的时间段设置为零点零分时刻到DT_start时间段以及DT_end到第二天的零点零分时刻；

控制中心，用于在人口分布类型码表示人口密集区域时，令DT_start＝天亮时间点-A1，令DT_end＝夜幕时间点+A2；用于在人口分布类型码表示人口稀疏区域时，令DT_start＝天亮时间点，令DT_end＝夜幕时间点+A3；

其中：A1取0.5～2小时之间的值；A2和A3取1～5小时之间的值，且A2大于A3。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述环境因素控制门限范围包括：温度控制上下限和湿度控制上下线限；

控制中心，用于根据地貌类型码所表示的地貌，将环境因素控制门限范围在预设的标准环境因素控制门限范围的基础上做出相应的调整，得到设定的温度控制上限TEMPhigh_limit、设定的温度控制下限TEMPlow_limit、设定的湿度控制上限HUhigh_limit、设定的湿度控制下限HUlow_limit；

其中，严格监控模式和宽松监控模式下的TEMPhigh_limit、TEMPlow_limit、HUhigh_limit和HUlow_limit不同。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述控制中心在严格监控模式或宽松监控模式下的温度监控流程如下：

A、检测室内温度是否小于TEMPlow_limit，是则执行步骤B1至B5，否则执行步骤C1至C6；

B1、检查风扇是否在运转，是则关闭风扇；

B2、检查空调是否处于关闭状态，是则开启空调，执行步骤B3；否则，查看空调是否处于制冷状态，是则执行步骤B3，否则执行步骤B4；

B3、向空调发送控制指令，将空调设定为暖风模式；

B4、将室内的温度调节目标值设置为：TEMPlow_limit+预设值1；

B5、检测室内温度是否达到温度调节目标值，如果是则向空调发送控制指令，使空调减速或关闭；结束流程；

C1、检测室内温度是否大于TEMPhigh_limit，是则执行步骤C2，否则结束流程；

C2、检查风扇是否处于关闭状态，是则开启风扇并提高风扇转速；否则提高风扇转速；

C3、查看空调是否处于关闭状态，是则开启空调，执行步骤C4，否则查看空调是否处于暖风状态，是则执行步骤C4，否则执行步骤C5；

C4、向空调发送控制指令，将空调设定为制冷模式；

C5、将室内的温度调节目标值设置为：TEMPhigh_limit-预设值2；

C6、检测室内温度是否达到温度调节目标值，如果是则向空调和风扇发送控制指令，使空调和风扇降速或关闭；结束流程。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，每当天亮时间点到达时，所述控制中心执行流程如下：

X、查看地貌类型码，判断是否为山区、林区、平原或高原，是则执行步骤Y1，否则确定不进行室内外热交换，结束流程；

Y1、检测室外温度是否比室内温度低，是则执行步骤Y2，否则确定不进行室内外热交换，结束流程；

Y2、判断是否符合条件：HUlow_limit≤室外湿度≤HUhigh_limit，是则执行步骤Y3，否则确定不进行室内外热交换，结束流程；

Y3、判断室内温度是否大于TEMPlow_limit+预设值3，是则执行步骤Y4，否则确定不进行室内外热交换，结束流程；

Y4、判断室外温度是否小于所述TEMPlow_limit+预设值3，是则执行步骤Y5至Y7，否则执行步骤Y8至Y10；

Y5、将关闭室内外热交换的条件设置为：室内温度＝TEMPlow_limit+预设值3；

Y6、开启室内通风单元，进行室内外热交换；

Y7、当室内温度＝TEMPlow_limit+预设值3时，关闭室内外通风单元；

Y8、将关闭室内外热交换的条件设置为：室内温度＝室外温度；

Y9、开启室内通风单元，进行室内外热交换；

Y10、当室内温度＝室外温度时，关闭室内外通风单元。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，每当夜幕时间点到达时，所述控制中心执行流程如下：

M、查看地貌类型码，判断是否为山区、林区、平原或高原，是则执行步骤N1，否则确定不进行室内外热交换，结束流程；

N1、检测室外温度是否比室内温度高，是则执行步骤N2，否则确定不进行室内外热交换，结束流程；

N2、判断是否符合条件：HUlow_limit≤室外湿度≤HUhigh_limit，是则执行步骤N3，否则确定不进行室内外热交换，结束流程；

N3、判断室内温度是否小于TEMPlow_limit+预设值4，是则执行步骤N4，否则确定不进行室内外热交换，结束流程；

N4、判断室外温度是否小于所述TEMPlow_limit+预设值4，是则执行步骤N5至N7，否则执行步骤N8至N10；

N5、将关闭室内外热交换的条件设置为：室内温度＝室外温度；

N6、开启室内通风单元，进行室内外热交换；

N7、当室内温度＝室外温度时，关闭室内外通风单元；

N8、将关闭室内外热交换的条件设置为：室内温度＝TEMPlow_limit+预设值4；

N9、开启室内通风单元，进行室内外热交换；

N10、当室内温度＝TEMPlow_limit+预设值4时，关闭室内外通风单元。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，其特征在于，

所述控制中心，用于在启动时以及在每一天的零点零分时刻，执行所述读取拨码开关的四类环境因素码、获取实时日期和时间，确定昼夜的起止时间，确定每个24小时周期中的严格监控模式和宽松监控模式的起止时间，确定严格监控模式和宽松监控模式下的环境因素控制门限范围的步骤。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，其特征在于，该系统进一步包括：远程监控中心，用于向控制中心发送控制命令；

所述控制中心，用于根据远程监控中心所发送的命令调整环境因素控制门限范围。

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