CN112565931A - 用于5g基站的综合一体化智能通信铁塔 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种用于5G基站的综合一体化智能通信铁塔，其克服了现有技术中基站占用大量土地面积、建站成本高的问题，能有效减小建站用地，与环境相融合，实现智能化控制供电。本发明包括分段连接的塔段，塔段之间通过连接法兰连接，塔段上开有馈线孔，馈线孔上缘设置有雨棚。塔段包括由下到上依次连接的塔段三、塔段二和塔段一，塔段二底部开有配电仓，塔段三上开有设备仓。配电仓采用在塔段二底部两侧对称开孔形成，配电仓室内设置有配电设备架，配电仓室外设置有灯罩。设备仓由上到下依次为光纤安装仓、电源安装仓和蓄电池安装仓。设备仓采用在塔段三一侧开孔形成，孔边焊接钢板加强圈，加强圈上设置有设备仓室门，塔段三室内设置有设备架。
Description
技术领域：
本发明涉及一种通信铁塔，尤其是涉及一种用于5G基站的综合一体化智能通信铁塔。
背景技术：
近年来，国家着力加强5G网络建设，“网络强国”、“互联网+”已成为国家战略。为提升通信基础设施支撑能力和水平，国家出台了相关政策及指导意见大力支持5G网络建设及发展。5G基站的基站密度是4G的4-9倍，建站密度空前，传统铁塔加机房(机柜)的基站将会占用大量土地面积，而在密集城区往往可用空间有限，且基站与环境融合度不高，站址获取难度非常大，因此急需一种减小通信基站占地面积、与环境相融合且可实现智能化管理的解决方案。而5G基站耗电量空前，智能化控制供电对于节能至关重要。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种用于5G基站的综合一体化智能通信铁塔，其克服了现有技术中基站占用大量土地面积、与环境不相融合的问题，能有效减小建站用地，与环境相融合，实现智能化管理。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种用于5G基站的综合一体化智能通信铁塔，其特征在于：包括分段连接的塔段，塔段之间通过连接法兰连接，塔段上设置有配电仓和设备仓，塔段上开有馈线孔，馈线孔上缘设置有雨棚，配电仓内设置有智能控制系统，智能控制系统由上位机、通信系统、下位机组成，上位机与下位机之间通过通信系统连接。
塔段包括由下到上依次连接的塔段三、塔段二和塔段一，塔段二底部开有配电仓，塔段三上开有设备仓。
配电仓采用在塔段二底部两侧对称开孔形成，孔边焊接有钢板加强圈，加强圈上设置有配电仓室门，配电仓室内设置有配电设备架，配电仓室外设置有灯罩。
配电设备架上安装有配电装置，配电装置包括电源智能控制器、路灯单灯控制器、空气开关和电源防雷器。
设备仓由上到下依次为光纤安装仓、电源安装仓和蓄电池安装仓，电源安装仓内安装有开关电源装置。
设备仓采用在塔段三一侧开孔形成，孔边焊接钢板加强圈，加强圈上设置有设备仓室门，设备仓室门开孔处设置有百叶窗，塔段三室内设置有设备架。
塔段一上设置有避雷针、天线支架和装有路灯的灯架。
上位机由一台通用PC计算机构成，包括后台管理控制模块；下位机包括前端控制模块ZSR2184，前端控制模块ZSR2184分别与通信系统和传感器以及电源智能控制器和路灯单灯控制器连接；上位机用于数据的处理、存储和对前端控制模块的控制；下位机用于采集传感器的实时测量数据。
一种用于5G基站的综合一体化智能通信铁塔的控制方法，其特征在于：智能控制系统分为主动式和被动式两种工作模式，
主动式工作流程：
1.启动上位机和下位机；
2.下位机自动按预置方案对传感器进行数据采集，并将数据通过通信系统主动发送给上位机；
3.一次监测任务完成；
4.返回第2步；
被动式工作流程：
1.下位机处于等待状态；
2.上位机通过通信系统向下位机发送测量命令；
3.下位机收到测量命令后对传感器进行数据采集，然后将数据通过通信系统回传给上位机；
4.一次监测任务完成；
5.返回第1步。
上述上位机通过通信系统对下位机进行校时和监测方案的修改，工作流程为：
1.开始；
2.测量站点设置；
3.串口设置及初始化；
4.成功则进入下一步；未成功则返回上一步；
5.若监测到串口有数据到来，则读取串口缓存并保存接收到数据，进入下一步；否则继续等待接收数据；
下位机工作流程为：
主动式：
1.开始运行；
2.判断采集数据时间是否到。若到，执行下一步，否则继续判断时间；
3.按地址采集传感器数据并保存。返回第4步，直至采集完全部传感器数据；
4.将采集到的全部传感器数据通过串口发送出去；
5.返回第2步；
被动式：
1.等待串口中断；
2.有中断，接收上位机测量命令；
3.按地址逐个采集该传感器数据并保存。直至采集完全部传感器数据；
4.将采集到的全部传感器数据通过串口发送出去；
5.返回第1步。
与现有技术相比，本发明具有的优点和效果如下：
1、塔体内置通信综合机柜功能和配电箱单元、光纤分配单元功能，不增加机柜和其他通信设施的占地空间，大大减小建站用地；
2、减少柜体的使用，降低基站建设成本；
3、集成照明功能，与环境完全融合，且使用智能定时开关(路灯单灯控制器)，实现对照明灯的智能定时通断控制；
4、市电引入利用电源智能控制器，通过4G无线网络实现远程控制、监控电能使用情况，实现免责时段定时通断，达到节能减排目的；
5、开关电源设备采用分时分级配电功能，实现对塔上4G、5G通信设备不同的供电时长，减少通信电源配置容量，降低投资；
6、通过智能化控制平台，实现对通信开关电源、蓄电池、照明灯的远程遥控、遥信、遥调等功能。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的另一结构示意图；
图3为本发明中配电仓和设备仓的布置图；
图4为本发明中配电仓和设备仓的外观图；
图5为本发明中配电设备安装示意图；
图6为本发明中智能控制系统通信方式示意图。
图中，1-塔段一，2-塔段二，3-塔段三，4-连接法兰，5-光纤安装仓，6-电源安装仓，7-蓄电池安装仓，8-设备仓室门，9-配电仓，10-配电仓室门，11-天线支架，12-灯架一，13-灯架二，14-馈线孔，15-避雷针，16-百叶窗，(17)加强圈二，18-设备仓设备架，19-加强圈一，20-配电设备架，21-光纤设备，22-电源设备，23-蓄电池设备，24-配电装置，25-灯罩，26-电源智能控制器，27-路灯单灯控制器，28-空气开关，29-电源防雷器。
具体实施方式：
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明主体为管塔，底塔段管壁开孔，孔边缘采用钢板加强圈加强，加强圈上安装门板，门板下部开孔通风，开孔部分内部安装百叶窗防止溅水，塔体内部安装通信设备架，加强塔体的同时供安装通信设备(光纤、电源及蓄电池等)。下部塔段管壁开对称孔，孔边缘采用钢板加强圈加强，加强圈上安装门板，门板开孔供灯罩美化灯取电，相应内部安装设备架，供安装配电装置。塔上部安装天线支架供挂载天线，馈线孔及手孔以钢板加强圈加强，加强圈上缘焊接雨棚，防止降水进入塔内。铁塔上下贯通，满足内部走线，同时利用烟囱效应对设备仓降温。以路灯杆铁塔为例，底部塔段内部为综合一体化机柜，其上安装空开及单灯控制器，塔上挂载天线装置和路灯，单塔具备完整的通信基站功能和路灯杆功能。
实施例：
参见图1和图2，本发明为一种用于5G基站的综合一体化智能通信铁塔，包括分段连接的塔段，塔段之间通过连接法兰4连接，塔段上开有馈线孔14，馈线孔14上缘设置有雨棚。塔段包括由下到上依次连接的塔段三3、塔段二2和塔段一1，塔段二2底部开有配电仓9，塔段三3上开有设备仓。塔段一1上设置有避雷针15、天线支架11和灯架。灯架包括图1所示的灯架一12和图2所示的灯架二13，灯架上挂载路灯，单塔具备完整的通信基站功能和路灯杆功能。塔段一1、塔段二2、塔段三3、连接法兰4和避雷针15共同组成通信铁塔主体结构。
参见图3和图4，配电仓9采用在塔段二2底部两侧对称开孔形成，孔边焊接有钢板加强圈一19，加强圈一19上设置有配电仓室门10，配电仓室内设置有配电设备架20用以安装配电装置24，控制全塔设备供电。配电仓室外设置有灯罩25，兼防水和美化功能。塔段三3内部为设备仓室，设备仓由上到下依次为光纤安装仓5、电源安装仓6和蓄电池安装仓7，光纤安装仓5内安装光纤设备21，电源安装仓6内安装电源设备22，蓄电池安装仓7内安装蓄电池设备23。设备仓采用在塔段三3一侧开孔形成，孔边焊接钢板加强圈二17，加强圈二17上设置有设备仓室门8，设备仓室门8开孔处设置有百叶窗16，塔段三3室内设置有设备仓设备架18，加强塔段结构同时提供设备安装空间。电源安装仓6内装有开关电源设备，集成了分时分级配电功能，实现对塔上4G、5G通信设备不同的供电时长的控制。
参见图5，配电设备架20上安装有配电装置24，配电装置24包括电源智能控制器26、路灯单灯控制器27、空气开关28和电源防雷器29。市电引入利用电源智能控制器26，通过物联网实现远程控制、监控电能使用情况，实现免责时段定时通断，达到节能减排目的。路灯单灯控制器27集成智能定时开关，实现对照明灯的定时通断控制。
参见图6，智能控制系统主要由上位机(后台管理控制模块)、通信系统、下位机(前端采集模块)三部分组成。上位机由一台通用PC计算机(笔记本即可)构成。上位机与下位机通过通信系统(4G无线网络)连接。下位机包括前端控制模块ZSR2184(4G无线测控终端RTU)，前端控制模块分别与通信系统和传感器以及智能控制器(电源智能控制器26和路灯单灯控制器27等)连接。下位机负责采集传感器的实时测量数据；通信系统负责以4G无线网络通信方式为上、下位机提供信息数据传输通道；上位机负责数据的处理、存储和对前端控制模块的控制。除了上、下位机之间可以采用4G无线网络通信外，系统还允许用户通过手机等移动终端进行数据采集。
智能控制系统可分为主动式和被动式两种工作模式。
主动式工作流程：
1.启动上位机和下位机。
2.下位机自动按预置方案对传感器进行数据采集，并将数据通过通信系统主动发送给上位机。
3.一次监测任务完成。
4.返回第2步。
被动式工作流程：
1.下位机处于等待状态。
2.上位机通过通信系统向下位机发送测量命令。
3.下位机收到测量命令后对传感器进行数据采集，然后将数据通过通信系统回传给上位机。
4.一次监测任务完成。
5.返回第1步。
上位机可以通过通信系统对下位机进行校时和监测方案的修改，工作流程为：
1.开始；
2.测量站点设置；
3.串口设置及初始化；
4.成功则进入下一步；未成功则返回上一步；
5.若监测到串口有数据到来，则读取串口缓存并保存接收到数据，进入下一步；否则继续等待接收数据。
下位机工作流程为：
主动式：
1.开始运行；
2.判断采集数据时间是否到。若到，执行下一步，否则继续判断时间；
3.按地址采集传感器数据并保存。返回第4步，直至采集完全部传感器数据；
4.将采集到的全部传感器数据通过串口发送出去；
5.返回第2步。
被动式：
1.等待串口中断；
2.有中断，接收上位机测量命令；
3.按地址逐个采集该传感器数据并保存。直至采集完全部传感器数据；
4.将采集到的全部传感器数据通过串口发送出去；
5.返回第1步。
前端控制模块ZSR2184(4G无线测控终端RTU)使用4G无线网络进行远程模拟量、数字量采集及远程继电器控制，可以支持4路数字量、8路模拟量输入以完成数字测量，同时支持4路继电器输出。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡是利用本发明的说明书及附图内容所做的等同结构变化，均应包含在发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种用于5G基站的综合一体化智能通信铁塔，其特征在于：包括分段连接的塔段，塔段之间通过连接法兰(4)连接，塔段上设置有配电仓和设备仓，塔段上开有馈线孔(14)，馈线孔(14)上缘设置有雨棚，配电仓内设置有智能控制系统，智能控制系统由上位机、通信系统、下位机组成，上位机与下位机之间通过通信系统连接。
2.根据权利要求1所述的用于5G基站的综合一体化智能通信铁塔，其特征在于：塔段包括由下到上依次连接的塔段三(3)、塔段二(2)和塔段一(1)，塔段二(2)底部开有配电仓(9)，塔段三(3)上开有设备仓。
3.根据权利要求1或2所述的用于5G基站的综合一体化智能通信铁塔，其特征在于：配电仓(9)采用在塔段二(2)底部两侧对称开孔形成，孔边焊接有钢板加强圈(19)，加强圈(19)上设置有配电仓室门(10)，配电仓室内设置有配电设备架(20)，配电仓室外设置有灯罩(25)。
4.根据权利要求3所述的用于5G基站的综合一体化智能通信铁塔，其特征在于：配电设备架(20)上安装有配电装置(24)，配电装置(24)包括电源智能控制器(26)、路灯单灯控制器(27)、空气开关(28)和电源防雷器(29)。
5.根据权利要求4所述的用于5G基站的综合一体化智能通信铁塔，其特征在于：设备仓由上到下依次为光纤安装仓(5)、电源安装仓(6)和蓄电池安装仓(7)，电源安装仓(6)内安装有开关电源装置。
6.根据权利要求5所述的用于5G基站的综合一体化智能通信铁塔，其特征在于：设备仓采用在塔段三(3)一侧开孔形成，孔边焊接钢板加强圈(17)，加强圈(17)上设置有设备仓室门(8)，设备仓室门(8)开孔处设置有百叶窗(16)，塔段三(3)室内设置有设备架(18)。
7.根据权利要求6所述的用于5G基站的综合一体化智能通信铁塔，其特征在于：塔段一(1)上设置有避雷针(15)、天线支架(11)和装有路灯的灯架。
8.根据权利要求7所述的用于5G基站的综合一体化智能通信铁塔，其特征在于：上位机由一台通用PC计算机构成，包括后台管理控制模块；下位机包括前端控制模块ZSR2184，前端控制模块ZSR2184分别与通信系统和传感器以及电源智能控制器(26)和路灯单灯控制器(27)连接；上位机用于数据的处理、存储和对前端控制模块的控制；下位机用于采集传感器的实时测量数据。
9.一种用于5G基站的综合一体化智能通信铁塔的控制方法，其特征在于：智能控制系统分为主动式和被动式两种工作模式，
主动式工作流程：
(1)启动上位机和下位机；
(2)下位机自动按预置方案对传感器进行数据采集，并将数据通过通信系统主动发送给上位机；
(3)一次监测任务完成；
(4)返回第2步；
被动式工作流程：
(1)下位机处于等待状态；
(2)上位机通过通信系统向下位机发送测量命令；
(3)下位机收到测量命令后对传感器进行数据采集，然后将数据通过通信系统回传给上位机；
(4)一次监测任务完成；
(5)返回第1步。
10.根据权利要求9所述的用于5G基站的综合一体化智能通信铁塔的控制方法，其特征在于：
上位机通过通信系统对下位机进行校时和监测方案的修改，工作流程为：
(1)开始；
(2)测量站点设置；
(3)串口设置及初始化；
(4)成功则进入下一步；未成功则返回上一步；
(5)若监测到串口有数据到来，则读取串口缓存并保存接收到数据，进入下一步；否则继续等待接收数据；
下位机工作流程为：
主动式：
(1)开始运行；
(2)判断采集数据时间是否到。若到，执行下一步，否则继续判断时间；
(3)按地址采集传感器数据并保存。返回第4步，直至采集完全部传感器数据；
(4)将采集到的全部传感器数据通过串口发送出去；
(5)返回第2步；
被动式：
(1)等待串口中断；
(2)有中断，接收上位机测量命令；
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(5)返回第1步。
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