CN107071340B - 通信网络监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供通信网络监控系统，通信网络监控系统，包括监控主机、基站前端图像监控系统、用于实时监测家居情况的采集模块、用于提供监控区域提供信号的监控区域信号深度覆盖子系统、以及用于检测监控区域信号深度覆盖子系统中光缆使用状态的光缆监测系统，监控主机与基站基站前端图像监控系统通过以太网通讯连接，采集模块通过以太网把采集的数据反馈至监控主机上，以及该采集模块包括用于采集监控区域器件使用状态的传感器采集模块以及摄像机采集模块，报警及时，操作简单，安装方便维护成本低，具有防范的功能，能记录该基站的实时状况，给提供一个舒适、便捷、高效、安全的通讯环境。

Description

通信网络监控系统

技术领域

本发明涉及监控区域监控技术领域，具体是指通信网络监控系统。

背景技术

随着通信基站、机房的数目增多，且均为无人值守。站点设备被盗情况屡屡发生，有的站点甚至反复多次被盗，给运营商造成了重大经济损失，维护上需要花费大量的人力和财力，严重影响了网络质量。因此如何有效的解决无人值守基站、机房等站点设备的安全，已成为当前急需解决的突出问题。目前盗窃分子的偷盗目标主要集中在室外接地铜牌、空调室外机、天馈线、变压器、基站汇流板等室外设备；入室盗窃空调室内机、蓄电池、地排、电池供电线缆、主设备等。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述问题，提供一种通信网络监控系统。

本发明的发明目的通过以下方案实现：

通信网络监控系统，包括监控主机、基站前端图像监控系统、用于实时监测家居情况的采集模块、以及监控区域信号深度覆盖子系统，监控主机与基站基站前端图像监控系统通过以太网通讯连接，采集模块通过以太网把采集的数据反馈至监控主机上，其特征在于：基站前端图像监控系统包括用于对分布在各处的通信现场环境进行全面监控和管理的探测器，探测器包括采用无线网络进行连接的用于负责对各通信基站现场进行实时监控的基站监控单元与接收由基站监控单元采集发送信息的监控中心，每个通信基站均对应设置有一个基站监控单元，监控主机与基站基站前端图像监控系统之间连接有交换机，该采集模块包括用于采集监控区域器件使用状态的传感器采集模块以及摄像机采集模块，摄像机采集模块包括依次连接的用于采集模拟视频信号的摄像头、将所述模拟视频信号转变成数字信号的AD芯片、将所述数字信号编码压缩成IP数据的CPU、用于发射IP数据至终端设备的第一Wifi模块，所述的报警系统模块包括微处理器、与传感器组无线通讯连接的声光报警器、与微处理器连接的射频收发器以及用于信号发射至监控主机的第二WIFI模块，监控区域信号深度覆盖子系统其包括信源和信号分布系统，信源和信号分布系统之间连接有合路器，室内信号分布系统包括设置在室内或室外的天线、不少于两个耦合器件、不少于两个功分器、安装在楼顶的远端射频模块以及室内基带处理单元，耦合器件的输入端作为接收来自信源端的功率信号的信号输入口，耦合器件的耦合输出端和功分器的输入端连接，功分器具有作为输出电平信号的信号输出口以及把信号引入室内局域的信号输出口，功分器与耦合器件之间连接有天线，远端射频模块以及室内基带处理单元两者通过光纤线缆连接，远端射频模块通过同轴电缆与天线连接，耦合器件与室内基带处理单元之间是通过馈线连接且两者之间还连接有干线放大器。

进一步地，传感器采集模块包括通过无线传输模块把采集信号传输至监控主机的烟雾传感器、通过无线传输模块与终端设备进行无线协议传输的红外线传感器，红外探测器，门磁检测器、红外探测器均与监控主机连接。

进一步地，还包括用于检测监控区域信号深度覆盖子系统中光缆使用状态的光缆监测系统，光缆监测系统包括主控制模块、光功率检测模块、用于提供多条光缆测试接入的无源光器件、以及用于采集被检测光缆数据的光时域反射仪，光时域反射仪一端与光功率检测模块连接，光时域反射仪的另一端连接在主控制模块上，光功率检测模块包括分光器以及对光缆上的光功率进行实时监测的光功率告警采集单元，光功率告警采集单元与分光器连接，主控制模块、光功率检测模块两者通过RS232接口连接，光时域反射仪还连接光开关，光开关与无源光器件之间连接有滤波器。

进一步地，还包括警报器，该警报器连接在主控制模块上。

进一步地，基站监控单元包括处理单元，处理单元的输入输出接口分别连接继电器、DC传感器、数字温湿度传感器、模拟开关与DI输入，所述处理单元的串行外设接口分别连接SD卡模块与8305输出模块，处理单元的异步串行通信口分别连接串口接口芯片与预留扩展采集模块接口，8305输出模块分别连接有光模块与网络变压器，网络变压器经防雷模块扩展出RJ45接口，由处理单元的管脚分布，继电器、DC传感器、LED指示灯由输入输出接口控制，串口接口芯片由处理单元的异步串行通信口引出电平转换；RJ45接口由串行外设接口扩展，接入8305输出模块。

进一步地，多系统合路平台设备上设置有用于PC机相连接更改数据的RS232接口。

进一步地，还包括用于向监控主机上传下载数据并接收采集模块信息的移动终端，移动终端与监控主机通过无线网络传输连接。

进一步地，传感器采集模块还包括温度传感器以及安装在空调的计时器，监控主机具有根据温度传感器采集信息以及计时器计时信息提前或延时开启/关闭空调的温度控制模块。

进一步地，传感器采集模块包括照度传感器和红外传感器，监控主机具有根据照度传感器和红外传感器采集信息调节照明灯工况的照度控制模块。

进一步地，传感器采集模块包括CO2浓度传感器，监控主机具有根据CO2浓度传感器采集信息调节排风装置以及排风口开度调节装置工况的CO2浓度控制模块。

本发明的有益效果在于：报警及时，操作简单，安装方便维护成本低，具有防范的功能，能记录该基站的实时状况，给提供一个舒适、便捷、高效、安全的通信环境。

附图说明

图1为本发明实施例的示意图；

图2为监控区域信号深度覆盖子系统的示意图；

图3为光缆监测系统的示意图；

图4是故障点定位系统的结构示意图；

图5是低噪声放大器的示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明。

实施例：

参照附图1至图3所示，本发明的通信网络监控系统，包括监控主机、基站前端图像监控系统、用于实时监测家居情况的采集模块、以及监控区域信号深度覆盖子系统，监控主机与基站基站前端图像监控系统通过以太网通讯连接，采集模块通过以太网把采集的数据反馈至监控主机上，其特征在于：基站前端图像监控系统包括用于对分布在各处的通信现场环境进行全面监控和管理的探测器，探测器包括采用无线网络进行连接的用于负责对各通信基站现场进行实时监控的基站监控单元与接收由基站监控单元采集发送信息的监控中心，每个通信基站均对应设置有一个基站监控单元，监控主机与基站基站前端图像监控系统之间连接有交换机，该采集模块包括用于采集监控区域器件使用状态的传感器采集模块以及摄像机采集模块，摄像机采集模块包括依次连接的用于采集模拟视频信号的摄像头、将所述模拟视频信号转变成数字信号的AD芯片、将所述数字信号编码压缩成IP数据的CPU、用于发射IP数据至终端设备的第一Wifi模块，所述的报警系统模块包括微处理器、与传感器组无线通讯连接的声光报警器、与微处理器连接的射频收发器以及用于信号发射至监控主机的第二WIFI模块，监控区域信号深度覆盖子系统其包括信源和信号分布系统，信源和信号分布系统之间连接有合路器，室内信号分布系统包括设置在室内或室外的天线、不少于两个耦合器件、不少于两个功分器、安装在楼顶的远端射频模块以及室内基带处理单元，耦合器件的输入端作为接收来自信源端的功率信号的信号输入口，耦合器件的耦合输出端和功分器的输入端连接，功分器具有作为输出电平信号的信号输出口以及把信号引入室内局域的信号输出口，功分器与耦合器件之间连接有天线，远端射频模块以及室内基带处理单元两者通过光纤线缆连接，远端射频模块通过同轴电缆与天线连接，耦合器件与室内基带处理单元之间是通过馈线连接且两者之间还连接有干线放大器。在天线与耦合器件之间连接有多系统合路平台设备，多系统合路平台设备上连接有用于对多系统合路平台设备的输出输入功率值进行检测的监控系统。

提高通信的稳定性，该多系统合路平台设备设置在信源与耦合器件之间，在多系统合路平台设备上连接有用于对多系统合路平台设备的输出输入功率值进行检测的监控系统，监控系统包括监控控制中心、LTE无线网络以及POI监控系统，该POI监控系统包括对用于耦合系统信号进行功率检测的耦合器以及用于对检测到的功率值进行处理分析的监控单元，监控单元通过LTE无线网络将数据传输至监控控制中心。

通过设置有多系统合路平台设备，多系统合路平台设备即(POI设备)。该多系统合路平台设备设置在天线与耦合器件之间。在多系统合路平台设备上连接有用于对多系统合路平台设备的输出输入功率值进行检测的监控系统，监控系统包括GSM/CDMA无线网络、各POI监控单元以及无线Modem。POI设备上设置有用于PC机相连接更改数据的RS232接口。系统通过监控单元实现对POI设备的监测，对各移动通信运营商各系统(移动GSM900、联通GSM900、CDMA800和将来扩展的3G系统)在POI输入、输出端的功率值进行监测，监控控制中心实现对各站点数据的实时轮询。输入功率经过功率检测二功分的检测，将检测的功率值传到POI监控单元，通过无线Modem实时传回各移动运营商的监控中心。输出功率经过一个分系统功率检测模块进行各系统的功率检测，检测到的功率值经过POI监控单元处理，再通过无线Modem实时传回监控中心。各移动运营商通过自己的监控中心对POI数据的实时轮询、故障告警分析和告警处理。本系统为保证运行稳定、可靠及多系统、多频段信号集中传输的需要，采用由各运营商放置信源设备建立通信基站的方式，将各运营商的信源信号(不同制式、不同频段的信号)经多系统接入合路平台(POI)合路后，再经过天馈分布系统将能量传播出去，完成对大楼的整体覆盖。

通过对监控区域各各方位信号的覆盖，防止监控区域有死角的地方没有监控，能进一步做到及时性，和准确性。

参考图4、图5，还包括对光缆监测系统故障点进行监测的故障点定位系统，故障点定位系统包括直流稳压电源电路、四个声波传感器、一个电磁波接收器、四个低噪声放大器、五路A/D转换器、单片机、LED显示器和输入按键。其中四路声波传感器设置在故障点大概位置附近的地面，先由上面的系统确定故障范围，然后由本故障点定位系统查找准确位置，可以采用正四边形的方式布置，声波传感器的带宽从80HZ到5KHZ，四个声波传感器分别与四路低噪声放大器连接；四路低噪声放大器的结构相同，且每路低噪声放大器的结构主要由输入电阻RIN、偏置电阻R1、负反馈电阻Rf和低噪声集成运算放大器A组成，其包括带宽为0-1MHZ，放大倍数Rf/R1设定为100dB；A/D转换器是具有5个输入端口的模数转换器，一路电磁波接收器与四路低噪声放大器并联连接到A/D转换器的对应端口，且每个端口的转化位数为16BIT的二进制数据、最高转换速率为1MHZ；五路A/D转换器与单片机相连，单片机使用C8051F系列单片机，但不局限于该系列的单片机，并在单片机内部FLASH中写入了故障点测量和定点，再由LED显示屏显示。使用四路低噪声放大器分别对四路声波传感器输出的信号进行放大，使系统的抗噪声能力强；使用A/D转换器，将一路电磁波信号和四路声波传感器传来的模拟信号转换为数字信号，用数字方式进行定点运算，在处理数据时更加快速、准确。测量时，四路声波传感器分别接收故障点放电时发出的声波信号，并送入四路低噪声放大器中将该声波信号放大到0-5V的范围，输出给A/D转换器的4个输入端口；电磁波接收器接收故障点放电时发出的电磁波信号，并将该电磁波信号放大到0-5V的范围，输给A/D转换器第5个端口；A/D转换器将放大后的四路声波故障信号和检测到的一路电磁波故障信号转换成五路数字信号，输出到单片机中，并通过LED显示器显示。

进一步地，传感器采集模块包括通过无线传输模块把采集信号传输至监控主机的烟雾传感器、通过无线传输模块与终端设备进行无线协议传输的红外线传感器，红外探测器，门磁检测器、红外探测器均与监控主机连接。烟雾传感器包括内置有将烟雾信号转化为模拟的电信号并传输至终端设备的模拟放大电路，通过比较确定是否烟雾处于正常状态。烟雾传感器为可燃气性气体传感器。

为了防止监控区域中的光缆出现故障：还包括用于检测监控区域信号深度覆盖子系统中光缆使用状态的光缆监测系统。进一步地，光缆监测系统包括主控制模块、光功率检测模块、用于提供多条光缆测试接入的无源光器件、以及用于采集被检测光缆数据的光时域反射仪，光时域反射仪一端与光功率检测模块连接，光时域反射仪的另一端连接在主控制模块上，光功率检测模块包括分光器以及对光缆上的光功率进行实时监测的光功率告警采集单元，光功率告警采集单元与分光器连接，主控制模块、光功率检测模块两者通过RS232接口连接，光时域反射仪还连接光开关，光开关与无源光器件之间连接有滤波器。光时域反射仪(OTDR)发出监测光波送往光开关，光开关在监测中心微机的控制下选择被测光纤，之后监测光通过滤波器进入无源光器件，传输信号合成送入用于光纤通信系统中局端主干光缆的成端和分配的光纤配线架，再通过光纤配线架进入光缆。由此光时域反射仪可测得监测光波在光缆中传输的回波损耗曲线和损耗值，并将测得结果送往监测中心的主控制模块。主控制模块可以是微处理器，然后，在微机的控制下光开关转到下一条光纤进行测试，如此往复不断，可对每条光纤进行测试。

进一步地，基站监控单元包括处理单元，处理单元的输入输出接口分别连接继电器、DC传感器、数字温湿度传感器、模拟开关与DI输入，所述处理单元的串行外设接口分别连接SD卡模块与8305输出模块，处理单元的异步串行通信口分别连接串口接口芯片与预留扩展采集模块接口，8305输出模块分别连接有光模块与网络变压器，网络变压器经防雷模块扩展出RJ45接口，由处理单元的管脚分布，继电器、DC传感器、LED指示灯由输入输出接口控制，串口接口芯片由处理单元的异步串行通信口引出电平转换；RJ45接口由串行外设接口扩展，接入8305输出模块。可采集电压、电流和开关量三种类型的信号，这种通用数据采集器精度高，实时性好，实时各项数值反映基站情况。

为了提供告知和提醒作用，还包括警报器，该警报器连接在主控制模块上。

为了能提供便捷的查询、观看和处理问题，还包括用于向监控主机上传下载数据并接收采集模块信息的移动终端，移动终端与监控主机通过无线网络传输连接。

为了提高监控区域安全性以及及时处理安全隐患，传感器采集模块还包括温度传感器以及安装在空调的计时器，监控主机具有根据温度传感器采集信息以及计时器计时信息提前或延时开启/关闭空调的温度控制模块。进一步地，传感器采集模块包括照度传感器和红外传感器，监控主机具有根据照度传感器和红外传感器采集信息调节照明灯工况的照度控制模块。进一步地，传感器采集模块包括CO2浓度传感器，监控主机具有根据CO2浓度传感器采集信息调节排风装置以及排风口开度调节装置工况的CO2浓度控制模块。

综上所述，可知监控区域的基站室内、基站室外的空调室外机、天馈线、变压器等位置进行监控。在基站内、外安装声光警号或报警语音箱进行报警警示。利用基站现有3G/2G或LET无线通信网络传输进行组网。可从对下位机预设5组报警电话号码，能设置5组号码，报警时同时向一个网管中心号码和4个相关维护人员发送报警语音信息和短信信息。在监控中心实现轮流切换监控及电子地图报警录像功能。可在监控中心对现场实时抓拍图片，也可设置定时抓拍图片上传至监控中心。

需要说明的是：本发明中各硬件要实现的功能已有大量成熟技术做支撑，本发明的实质在于针对特定应用场合，对现有硬件及其连接方式进行优化组合，以适应通信网络系统的工作(不涉及硬件内部软件的改进)。

虽然本发明已通过参考优选的实施例进行了图示和描述，但是，本领域普通技术人员应当了解，可以不限于上述实施例的描述，在权利要求书的范围内，可作出形式和细节上的各种变化。

Claims (10)

1.通信网络监控系统，包括监控主机、基站前端图像监控系统、用于实时监测家居情况的采集模块、以及监控区域信号深度覆盖子系统，监控主机与基站基站前端图像监控系统通过以太网通讯连接，采集模块通过以太网把采集的数据反馈至监控主机上，其特征在于：基站前端图像监控系统包括用于对分布在各处的通信现场环境进行全面监控和管理的探测器，探测器包括采用无线网络进行连接的用于负责对各通信基站现场进行实时监控的基站监控单元与接收由基站监控单元采集发送信息的监控中心，每个通信基站均对应设置有一个基站监控单元，监控主机与基站基站前端图像监控系统之间连接有交换机，该采集模块包括用于采集监控区域器件使用状态的传感器采集模块以及摄像机采集模块，摄像机采集模块包括依次连接的用于采集模拟视频信号的摄像头、将所述模拟视频信号转变成数字信号的AD芯片、将所述数字信号编码压缩成IP数据的CPU、用于发射IP数据至终端设备的第一Wifi模块，所述的报警系统模块包括微处理器、与传感器组无线通讯连接的声光报警器、与微处理器连接的射频收发器以及用于信号发射至监控主机的第二WIFI模块，监控区域信号深度覆盖子系统其包括信源和信号分布系统，信源和信号分布系统之间连接有合路器，室内信号分布系统包括设置在室内或室外的天线、不少于两个耦合器件、不少于两个功分器、安装在楼顶的远端射频模块以及室内基带处理单元，耦合器件的输入端作为接收来自信源端的功率信号的信号输入口，耦合器件的耦合输出端和功分器的输入端连接，功分器具有作为输出电平信号的信号输出口以及把信号引入室内局域的信号输出口，功分器与耦合器件之间连接有天线，远端射频模块以及室内基带处理单元两者通过光纤线缆连接，远端射频模块通过同轴电缆与天线连接，耦合器件与室内基带处理单元之间是通过馈线连接且两者之间还连接有干线放大器。

2.根据权利要求1所述的通信网络监控系统，其特征在于：传感器采集模块包括通过无线传输模块把采集信号传输至监控主机的烟雾传感器、通过无线传输模块与终端设备进行无线协议传输的红外线传感器，红外探测器，门磁检测器、红外探测器均与监控主机连接。

3.根据权利要求1所述的通信网络监控系统，其特征在于：还包括用于检测监控区域信号深度覆盖子系统中光缆使用状态的光缆监测系统，光缆监测系统包括主控制模块、光功率检测模块、用于提供多条光缆测试接入的无源光器件、以及用于采集被检测光缆数据的光时域反射仪，光时域反射仪一端与光功率检测模块连接，光时域反射仪的另一端连接在主控制模块上，光功率检测模块包括分光器以及对光缆上的光功率进行实时监测的光功率告警采集单元，光功率告警采集单元与分光器连接，主控制模块、光功率检测模块两者通过RS232接口连接，光时域反射仪还连接光开关，光开关与无源光器件之间连接有滤波器，还包括警报器，该警报器连接在主控制模块上。

4.根据权利要求3所述的通信网络监控系统，其特征在于：还包括对光缆监测系统故障点进行监测的故障点定位系统，该故障点定位系统包括直流稳压电源电路、至少有两个声波传感器、电磁波接收器、至少有两个低噪声放大器、五路A/D转换器、单片机、LED显示器和输入按键，声波传感器的带宽从80HZ到5KHZ，每个声波传感器均对应连接有一个低噪声放大器连接，A/D转换器是具有五个输入端口的模数转换器，电磁波接收器与四路低噪声放大器并联连接到A/D转换器的对应端口，且每个端口的转化位数为16BIT的二进制数据、最高转换速率为1MHZ；五路A/D转换器与主控制模块相连，低噪声放大器的结构主要由输入电阻RIN、偏置电阻R1、负反馈电阻Rf和低噪声集成运算放大器A组成。

5.根据权利要求1所述的通信网络监控系统，其特征在于：基站监控单元包括处理单元，处理单元的输入输出接口分别连接继电器、DC传感器、数字温湿度传感器、模拟开关与DI输入，所述处理单元的串行外设接口分别连接SD卡模块与8305输出模块，处理单元的异步串行通信口分别连接串口接口芯片与预留扩展采集模块接口，8305输出模块分别连接有光模块与网络变压器，网络变压器经防雷模块扩展出RJ45接口，由处理单元的管脚分布，继电器、DC传感器、LED指示灯由输入输出接口控制，串口接口芯片由处理单元的异步串行通信口引出电平转换；RJ45接口由串行外设接口扩展，接入8305输出模块。

6.根据权利要求1所述的通信网络监控系统，其特征在于：还设置有多系统合路平台设备，该多系统合路平台设备设置在信源与耦合器件之间，在多系统合路平台设备上连接有用于对多系统合路平台设备的输出输入功率值进行检测的监控系统，监控系统包括监控控制中心、LTE无线网络以及POI监控系统，该POI监控系统包括对用于耦合系统信号进行功率检测的耦合器以及用于对检测到的功率值进行处理分析的监控单元，监控单元通过LTE无线网络将数据传输至监控控制中心。

7.根据权利要求1所述的通信网络监控系统，其特征在于：还包括用于向监控主机上传下载数据并接收采集模块信息的移动终端，移动终端与监控主机通过无线网络传输连接。

8.根据权利要求1所述的通信网络监控系统，其特征在于：传感器采集模块还包括温度传感器以及安装在空调的计时器，监控主机具有根据温度传感器采集信息以及计时器计时信息提前或延时开启/关闭空调的温度控制模块。

9.根据权利要求1或8所述的通信网络监控系统，其特征在于：传感器采集模块包括照度传感器和红外传感器，监控主机具有根据照度传感器和红外传感器采集信息调节照明灯工况的照度控制模块。

10.根据权利要求9所述的通信网络监控系统，其特征在于：传感器采集模块包括CO2浓度传感器，监控主机具有根据CO2浓度传感器采集信息调节排风装置以及排风口开度调节装置工况的CO2浓度控制模块。