CN102891362A

CN102891362A - 光能型无线通信电调天线控制系统及其控制方法

Info

Publication number: CN102891362A
Application number: CN2012103697738A
Authority: CN
Inventors: 陈羿伊; 程季
Original assignee: Wuhan Hongxin Telecommunication Technologies Co Ltd
Current assignee: CICT Mobile Communication Technology Co Ltd
Priority date: 2012-09-29
Filing date: 2012-09-29
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2032-09-29
Also published as: CN102891362B

Abstract

本发明涉及移动通信技术领域中的一种光能型无线通信电调天线控制系统及其控制方法，其系统包括现场控制器、用于接收自然环境的太阳能源并把光能转换成电能的太阳能电池板、用于存储太阳能电池板所转换的电能并为整个控制系统提供工作需要的蓄电池、用于控制和调节电调天线倾角并与现场控制器相连接的RCU（Remote Control Unit，远端控制器）从设备、与RCU（Remote Control Unit，远端控制器）从设备相连接的电调天线；本发明系统及其控制方法充分利用太阳光能源环境优点，通过无线通信方式实现了电调天线远程控制，并且可按不同角度控制调节。

Description

光能型无线通信电调天线控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域中的一种光能型无线通信电调天线控制系统及其控制方法。

背景技术

随着移动通信的日益普及，通信基站越来越多，密度越来越大，电调天线也日益显现其可以很好的满足基站网络优化的需求的优势。电调天线应用于移动通信领域，通过预置于其下端的控制器可以方便实时的根据实际情况调整角度，很方便地解决了市区出现的临时性话务热点及按照时段情况合理均衡话务量，避免了因用户密集、站距小而产生的干扰问题。

但目前对电调天线进行远程控制管理的通信使用的大多是有线通信方式，很大程度上限制了其使用场合。在角度调节时，需要在安装电调天线的站下使用控制电缆线连接塔上控制器对其进行角度调节控制，这样调节不够实时、给电调天线的维护带来不便，增加了人员工作量及成本，降低了维护电调天线的效率；且所使用的专用控制电缆线由于天线安装高度的问题，长度较长，一方面造成传输信号损耗，另一方面给维护带来困难，增加了建设成本。同时通信网络的发展，为电调天线控制系统的远程管理提供了一个有利的工作平台，可以使用无线通信的短信模块对电调天线下端的控制器实现远程控制，只需要使用一个手机模块，就可以在有无线网络的区域实现电调天线远程管理，最终实现天线角度的调节。

此外，由于电调天线及其下端的远端控制器是常年至于室外环境，其提供工作所需电能的工作系统会不方便，出现供电麻烦的情况。因此，基于电调天线控制器其工作的环境为常年户外且天线调节工作不频繁的情况，结合天线安装在高处可进行相关太阳能集能且集能效率较高及不易受外界环境干扰的优点，考虑充分利用户外自然能源，使用太阳光能源转换成电能，存储在蓄电池，工作需要用电时，由蓄电池向电调天线控制系统设备供电，实现节能降耗。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种光能型无线通信电调天线控制系统，充分利用太阳光能源环境优点，通过无线通信方式实现了电调天线远程控制，并且可按不同角度控制调节。

本发明通过以下技术方案解决上述技术问题：光能型无线通信电调天线控制系统，其不同之处在于：其包括现场控制器、用于接收自然环境的太阳能源并把光能转换成电能的太阳能电池板、用于存储太阳能电池板所转换的电能并为整个控制系统提供工作需要的蓄电池、用于控制和调节电调天线倾角并与现场控制器相连接的RCU（Remote Control Unit，远端控制器）从设备、与RCU（Remote Control Unit，远端控制器）从设备相连接的电调天线；

所述现场控制器包括：

无线通信模块，用于通过短信功能来实现无线远端遥控控制；

MCU（Main control unit，中央处理单元）主控模块，用于对无线通信模块进行控制，实现对短信的收发管理及解析以及对AISG数据帧的解析；

AISG(Antenna Interface Standards Group, 天线接口标准组织) 协议处理模块，本模块设置相关电调天线类型及角度调节控制方式，根据从无线通信模块实际接收到的调节控制指令，本模块打包符合AISG标准的通信帧，传送到RCU从设备端，由RCU 实现对电调天线的远端控制；

充放电电源管理模块，用于在电路控制调节后，对所述的太阳能电池板输出与蓄电池直接连接实现蓄电；

电平转换模块，用于实现MCU主控模块的RS-232电平与无线通信模块的LVTTL电平的电平变换，以及向无线通信模块供电；

以及防雷电模块。

具体的，所述无线通信模块连接了UIM/SIM卡座，UIM/SIM卡赋予标识号，整个系统通过UIM/SIM卡标识号建立联机后，执行用户的任务命令同时每隔3分钟发送一条实时监测到RCU从设备的告警信息状态的短信息给主监控设备。

另外，本发明还提供一种光能型无线通信电调天线远程控制方法，充分利用太阳光能源环境优点，通过无线通信方式实现了电调天线远程控制，并且可不同角度控制调节。

光能型无线通信电调天线远程控制方法，其远程控制的过程如下：

步骤1）、现场控制器内部的MCU主控模块将与无线通信模块连接的串口接收到的短消息进行解析，确定主监控设备发出的天线操作命令；

步骤2）、MCU主控模块根据AISG模块中所设置的相关电调天线类型及角度调节控制方式，确定天线控制操作的天线信息及角度操作AISG指令；

步骤3）、AISG协议处理模块按照AISG协议标准打包需要执行各命令操作的AISG标准数据帧；

步骤4）、现场控制器与RCU从设备间通过AISG电缆线的连接方式实现AISG标准协议的电调天线操作指令信息传输；

步骤5）、RCU从设备接收到AISG指令信息时，根据自身设备控制电调天线记录的相关信息，响应并执行对电调天线的操作指令，及向现场控制器返回AISG指令相关的响应数据帧；

步骤6）、当RCU从设备接收到现场控制器传送的角度调整信息时，会根据传输的角度控制信息，发出角度调节，驱动其内部的电机转动，从而带动与电机转轴连接的电调天线传动机构转动，实现电调天线的角度调整；调整结束后，RCU从设备会返回角度调整的响应数据帧；RCU从设备返回的响应的数据帧通过AISG电缆线传输反馈到现场控制器，再由其内部的MCU主控模块进行AISG数据帧解析，从而发送符合标准的AT命令形式的回馈短信息。

按以上方案，所述步骤2）中的AISG模块中所开发的相关电调天线类型及角度调节控制方式，是根据光能型无线通信电调天线控制系统的电调天线相关天线型号及角度调节类型，预先在AISG模块中的相关存储区保存不同类型天线及角度调整的方式和不同情况下电调天线各角度间调整需要的参量。

按以上方案，所述步骤4）中所述的AISG电缆线，其传输的信号包括了AISG指令的RS485通信信号以及由蓄电池输出对RCU从设备提供的工作电压信号。

按以上方案，所述无线通信模块连接了UIM/SIM卡座，UIM/SIM卡赋予标识号，整个系统通过UIM/SIM卡标识号建立联机后，执行用户的任务命令同时每隔3分钟发送一条实时监测到RCU从设备的告警信息状态的短信息给主监控设备。

对比现有技术，本发明的有益特点如下：

1）、应用本发明的电调天线控制系统，通过短信通信单元实现无线远地数据传输，可以克服有线数据传输方式的远程控制场合受限的缺点，提高了电调天线控制管理的方便性、灵活性；

2）、应用本发明的电调天线控制系统，可以充分利用自然环境的太阳能能源，为电调天线的调节控制提供工作能量，节约能源，避免了室外特别是高塔上的电调天线远程控制工作用电的不便，实现基站的稳定供电；

3）、当需要对电调天线不同角度，如下倾角、方向角、俯仰角等各种不同角度远程控制时，应用本发明的电调天线控制系统为基础平台，只需要在该控制系统的AISG模块相关单元根据角度需求开发添加相应的角度调节参量，就可以简便实现不同角度的控制，且其开发过程集成化、通用化、平台化；

4）、UIM/SIM卡赋予标识号开通后，作为数据服务业务卡使用在无线通信模块中；整个系统通过UIM/SIM卡标识号建立联机后，执行用户的任务命令同时每隔3分钟发送一条实时监测到RCU从设备的告警信息状态的短信息给主监控设备，保证整个系统的数据的实时性，及系统的稳定性。

附图说明

图1为本发明实施例实际应用现场框图；

图2本发明的实施例系统结构框图；

图3为本发明实施例核心部分现场控制器示意框图；

图中：110—现场控制器；111—MCU模块；112—无线通信模块；113—电平转换模块；114—充放电控制电源管理模块；115—AISG模块；116—防雷电模块；120—太阳能电池板；130—蓄电池；200—主监控设备；300—RCU从设备；400—电调天线。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

参考图1所示，本发明的光能型无线通信电调天线控制系统应用场合，由主监控设备200发出通信短信，通过移动通信网络与光能型无线通信电调天线控制系统通信。

光能型无线通信电调天线控制系统通过AISG电缆线与RCU从设备300连接；

RCU从设备300内部带有驱动电机，其电机输出转轴通过电调天线400的电调接口与其内部的传动机构配合连接。

参考图2所示，本发明的光能型无线通信电调天线控制系统，包括：现场控制器110、太阳能电池板120、蓄电池130。

现场控制器110通过通电导线与太阳能电池板120连接；

现场控制器110通过引线与蓄电池130 连接。

参考图3所示，所述现场控制器110包括：MCU主控模块111、无线通信模块112、通信电平转换模块113、充放电控制电源管理模块114、AISG模块115、防雷电模块116。

无线通信模块112与通信电平转换模块113连接；

通信电平转换模块113、充放电管理控制模块114、AISG模块115、防雷电模块116分别与MCU模块111连接。

太阳能充放电实现原理：通过现场控制器110内部的充放电管理模块114的电路控制调节后，对控制器外部的太阳能电池板120输出与蓄电池130直接连接实现蓄电。而通过现场控制器110内部的MCU主控模块111实现对太阳能电压采集、蓄电池电压采集、控制电路选通的充放电控制及电源管理操作。

无线通信实现方式：所述电调天线控制系统的现场控制器110采用无线通信模块112支持短信通信；并且由所述现场控制器的主控芯片模块111单元对无线通信模块112进行控制，其中包括无线使能控制，数据通信握手，串行数据收发控制等功能。实现了主控MCU模块111对短信收发模块的控制及数据交换。但由于MCU主控芯片模块111的RS232接口与无线通信模块112串行接口的电平规范不同，所以在现场控制器110中应用电平转换模块113，以实现MCU主控芯片模块111的RS-232电平与无线通信模块112的LVTTL电平的电平变换，以及向无线通信模块供电。

由于在电调天线控制系统的过程中主要包括两种操作：一是读取当前RCU从设备和天线状态；二是设置RCU从设备状态。上述两种操作执行次序无先后。所述本发明的电调天线控制系统通过AT命令实现短信息的收发、查询和管理，通过短信息实现了RCU设备和天线的状态设置和查询。通信链路包括AISG协议层、AT命令和无线通信的短信协议。通过短信息对RCU设备和天线的状态进行查询和设置：结合AISG操作指令集的标准的信息，将短信息内容进行解析，并将解析后的状态信息转换成无线通信模块112其标准的AT命令形式，通过无线通信模块112变换为移动通信网的空中接口协议，发送到主监控设备端200；通过AT命令形式查询所接收的短信息，通过程序判断短信息命令，再结合AISG协议发送符合AISG标准的指令到RCU从设备300。由此，AISG通信协议通过AT命令映射到移动通信网的空中接口协议上实现系统间的通信。

所述的无线通信模块112连接了UIM/SIM卡座，UIM/SIM卡赋予标识号开通后，作为数据服务业务卡使用在无线通信模块112中。所述的本发明电调天线控制系统通过UIM/SIM卡标识号建立联机后，执行用户的任务命令同时每隔3分钟发送一条实时监测到RCU从设备的告警信息状态的短信息给主监控设备200，保证整个系统的数据的实时性，及系统的稳定性。

所述的本发明电调天线控制系统，可在无线通信模块中根据AISG的标准协议与AT命令标准形式检测接收到的命令，对错误的主监控设备发来正确的控制命令，或正确的主监控设备发来错误的短信，进行短信拒接，不能进行电调天线调节控制，保证通信系统的安全性，避免电调天线系统信息泄密。

电调天线角度调节控制实现方式：本发明的光能型无线通信电调天线控制系统内部的现场控制器110与RCU从设备300通信遵循AISG标准的RS485通信。使用现场控制器110实现短信数据服务及工作供电服务，通过RCU从设备300，进行电调天线角度调节的过程如下。

第一：所述的现场控制器110内部的MCU主控模块111将与无线通信模块112连接的串口接收到的短消息进行解析，明确主监控设备200发出的天线操作命令；

第二：现场控制器110内部的MCU主控模块111根据AISG模块115中所开发的相关电调天线类型及角度调节控制方式，确定天线控制操作的天线信息及角度操作AISG指令；

第三：现场控制器110内部的AISG协议处理模块按照 AISG协议标准打包需要执行各命令操作的AISG标准数据帧；

第四：现场控制器110通过AISG电缆线的方式向电调天线的RCU从设备300传输AISG指令信息；

第五：RCU从设备300接收到AISG指令信息时，根据自身设备控制电调天线记录的相关信息，响应指令，向现场控制器110返回AISG指令相关的响应数据帧；

第六：当RCU从设备300接收角度调整信息时，会根据传输的角度控制信息，发出角度调节，驱动其内部的电机转动，从而带动与电机转轴连接的电调天线传动机构转动，实现电调天线400的角度调整。调整结束后，RCU从设备300会返回角度调整的响应数据帧；

第七：同样，RCU从设备300返回的响应的数据帧通过AISG电缆线传输反馈到现场控制器110，再由其内部的MCU主控模块111进行AISG数据帧解析，从而发送符合标准的AT命令形式的回馈短信息。

特别地，第二步中所述的AISG模块115中所开发的相关电调天线类型及角度调节控制方式，是根据实际应用本光能型无线通信电调天线控制系统的电调天线相关天线型号及角度调节类型，预先在AISG模块中的相关存储区保存不同类型天线及角度调整的方式和不同情况下电调天线各角度间调整需要的参量；第四步中所述的AISG电缆线，其传输的信号包括了AISG指令的RS485通信信号以及由蓄电池输出对RCU从设备300提供的工作电压信号。

本发明中通过无线通信模块对电调天线控制系统实现了远程管理和控制，该方法和系统不仅适用于WCDMA、TD-SCEMA、GSM、GPRS、CDMA无线通信，而且适用于其他相关方式的无线通信系统。

如图1所示，以主监控设备200与本光能型无线通信电调天线控制系统为例，简述操作流程：

1）、建立连接：主监控设备200搜索空闲模块对其发送拨号命令，本光能型无线通信电调天线控制系统会通过无线通信网络与主监控设备握手。握手成功后，建立通信线路，并返回握手成功信息给主监控设备200，进入联机状态；

2）、执行任务：通信连接成功后，系统内部的现场的控制器110会等待来自主监控设备200发送的实时任务，实时任务是主要包括对电调天线的信息查询及角度系统的角度调整信息。在任务执行之后，现场控制器110又会进入等待状态；

3）、断开连接：现场控制器110会等待主监控设备200下达断开连接指令，但如果等待了五分钟没有任何主监控设备200下达的指令，本光能型无线通信电调天线控制系统内部的现场控制器110将会自动断开通信连接以节省资源。

本发明光能型无线通信电调天线控制系统充分利用太阳光能源环境优点，通过无线通信方式实现了电调天线远程控制，且不同角度控制调节的应用开发简便可靠，提高了系统的适用性，为移动通信中各类型的电调天线的角度的远端调节提供了一个系统开发平台。

本发明特别适用于基站点分散或是布线距离长、难度大、供电不方便的情况，满足位于基站塔上的电调天线及其远端控制器常年户外的工作需求。并且随着移动通信技术的日益发展，智能天线的广泛应用，各类型天线的各种角度调节控制需求的增多，会使得本发明的系统方案实用价值与经济价值不断提升，给天线角度调节控制带来更广阔的发展技术平台，为控制技术的发展提供更广阔的空间，提高基站有效利用率和使用率。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims

1.光能型无线通信电调天线控制系统，其特征在于：其包括现场控制器、用于接收自然环境的太阳能源并把光能转换成电能的太阳能电池板、用于存储太阳能电池板所转换的电能并为整个控制系统提供工作需要的蓄电池、用于控制和调节电调天线倾角并与现场控制器相连接的RCU（Remote Control Unit，远端控制器）从设备、与RCU（Remote Control Unit，远端控制器）从设备相连接的电调天线；

所述现场控制器包括：

以及防雷电模块。

2.如权利要求1所述的光能型无线通信电调天线控制系统，其特征在于：所述无线通信模块连接了UIM/SIM卡座，UIM/SIM卡赋予标识号，整个系统通过UIM/SIM卡标识号建立联机后，执行用户的任务命令同时每隔3分钟发送一条实时监测到RCU从设备的告警信息状态的短信息给主监控设备。

3.光能型无线通信电调天线远程控制方法，其远程控制的过程如下：

4.如权利要求3所述的光能型无线通信电调天线远程控制方法，其特征在于：所述步骤2）中的AISG模块中所开发的相关电调天线类型及角度调节控制方式，是根据光能型无线通信电调天线控制系统的电调天线相关天线型号及角度调节类型，预先在AISG模块中的相关存储区保存不同类型天线及角度调整的方式和不同情况下电调天线各角度间调整需要的参量。

5.如权利要求3所述的光能型无线通信电调天线远程控制方法，其特征在于：所述步骤4）中所述的AISG电缆线，其传输的信号包括了AISG指令的RS485通信信号以及由蓄电池输出对RCU从设备提供的工作电压信号。

6.如权利要求3所述的光能型无线通信电调天线远程控制方法，其特征在于：所述无线通信模块连接了UIM/SIM卡座，UIM/SIM卡赋予标识号，整个系统通过UIM/SIM卡标识号建立联机后，执行用户的任务命令同时每隔3分钟发送一条实时监测到RCU从设备的告警信息状态的短信息给主监控设备。