CN1731302A

CN1731302A - 基站运行环境节能控制系统

Info

Publication number: CN1731302A
Application number: CN 200410011017
Authority: CN
Inventors: 吴函泽
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-08-04
Filing date: 2004-08-04
Publication date: 2006-02-08

Abstract

一种基站运行环境节能控制系统，属于通信行业辅助系统领域。为了解决现有基站运行环境中温度控制方面产生的问题，本发明提供一种智能控制室内温度和相对湿度，以保证设备工作在最佳状态的基站运行环境节能控制系统。本发明主要是由基站环境节能控制器、传感系统、温度调节设备、通信报警系统组成。本发明具有耗能低、无污染、设备简单、易于操作使用、维护方便、安全性能高，使用成本低等优点，为市场需求量大提供了理论依据，前景十分广阔。

Description

基站运行环境节能控制系统

技术领域：

本发明属于通信行业辅助系统领域。

背景技术：

随着世界信息时代的到来，我国移动业得到迅猛发展。各通信运营商之间的竞争也日趋激烈，如何降低企业的运营成本、给客户提供更优质的服务是每个通信运营商所及待解决的问题之一。

目前国内外控制基站运行环境的主要方法是采用大功率空调单一控制，性能较稳定。但这种方法存在着设备成本高、耗电量大等缺点。目前，国内通信业每年要耗费近亿的资金用于空调费用。

冬季，北方气温一般能达到零下30℃左右，在这种情况下，因空调工作不能低于零下5℃-15℃，而导致空调不工作或自保，制热效果不理想。现在，大多数基站采用热风幕调节温度，这样成本高、费用大。

技术内容：

为了解决上述问题，本发明提供一种智能控制室内温度和相对湿度，以保证设备工作在最佳状态的基站运行环境节能控制系统。

本发明主要是由基站环境节能控制器、传感系统、温度调节设备、通信报警系统组成，温度调节设备包括通风设备、加热装置和空调；

a、首先对微电脑中枢器综合处理设定基站运行环境的温度条件，再通过室内及室外传感器将室内外温度被传送到微电脑中枢器，然后由微电脑中枢器向外围设备下达指令；

b、当符合设定的基站运行环境温度条件时，所有设备不工作；

c、当室内外温度与基站运行环境温度不同时，室内外的温度条件进行对比，通过逻辑运算启动相应的通风设备、加热装置或空调，并时刻检测室内温度；

d、在整个系统工作过程中，系统本身对工作过程进行分析检测，当工作正常时，无提示；

e、当工作异常时，检测分析并通过通信报警系统远程报警。

本发明电路部分是由电源部分、显示部分、键盘部分、数据采集部分、A/D转换部分、运算放大部分、通道选择部分、单片机主控制部分、外设驱动部分、看门狗电路部分十部分组成。

本发明通过对不同站型的比较试验，每天定时采集数据，以通风设备为主，加热、空调设备为辅进行多次试验，实现了三者的联动并成功的与机房原有的监控系统联网，实现了远程监控。在三种设备相互配合的工作状态下，机房的温、湿度得以保证且比单一用空调控制温度有显著的节能效果。该系统具有耗能低、无污染、设备简单、易于操作使用、维护方便、安全性能高，使用成本低等优点，为市场需求量大提供了理论依据，前景十分广阔。

1.节能。

合理的使用调度温度调节设备(通风、加热、空调)，一改原始机房单纯用大功率空调一统天下的特点。

①当室内温度低时：

如果室内外温差大该系统将启动通风设备调节室内温度。

如果室内外温差小该系统将启动加热设备升高室内温度。

②当室内温度高时：

如果室内外温差大该系统将启动通风设备调节室内温度。

如果室内外温差小该系统将启动空调制冷调节室内温度。

因通风设备和加热设备均比空调功率小，所以，该系统要比单一空调控制系统节能。

2.运行稳定.抗干扰性能强。

在核心控制器硬件上增加了抗干扰功能，保证安全可靠地运行。

3.智能化强。

有工作状态、温度显示、远程报警通信接口功能。人性化的工作同时一切尽在眼底。

4.用途的多元化。

是原始机房改造的最佳选择和新机房投入的必备选择。

5.应用范围宽、灵活性强。

可根据用户对温度的要求，结合当地气侯情况，随时更改软件。无需新的硬件投入。广泛适用于通信、国防、医药、电力、化工等领域。

6.温控范围宽

与传统单纯用空调比，空调只能设定一个温度，当只有达到这一温度时方可停止。而本系统可根据机房设备可正常工作的温度范围要求，设定一个温度控制区间，只要满足区间内任何一值时即可停止。

7.通信报警功能

调温设备、控制器输出元件出现异常时，控制器给机房报警系统发出报警信号。以提示维护管理人员。达到保护目地。

冬季，北方气温一般能达到零下30℃左右，在这种情况下，采用本实用新型的加热设备可以进行正常调温，加热效果明显且节能。在南方，白天室外温度高于室内温度，如果室内外温差大该系统将通过通风换气来提高室内温度，因通风设备功率低，相应降低了电力消耗，达到节能。晚上通过空调进行加热。

春秋两季，无论南方、北方白天室外温度高于室内温度，如果室内外温差大可利用通风换气来提高室内的温度，达到节能。晚上，室外温度低于室内温度，如果室内外温差大可充分发挥通风的辅助作用通过换风来降低室内的温度。这样，比单采用空调调温要节约能源。

夏季，无论南方、北方白天室外温度高于室内温度，通风系统关闭室内外隔离，室内可通过空调控制达到温度要求，晚上，室外温度降下来低于室内温度，可通过通风、空调使室内温度降下来。

附图说明：

图1是本发明工艺流程图；

图2是本发明数据采集电路；

图3是本发明主控制电路；

图4是本发明外设控制电路。

具体实施方式：

e、当工作异常时，检测分析并通过通信报警系统远程报警。

实施例：

对微电脑中枢器综合处理设定基站运行环境的温度条件设定为8℃～25℃，设室内温度为t₁，室外温度为t₂。

1.当室内传感器检测到温度在8℃～25℃之间时，该检测结果被传送到微电脑中枢器，然后由微电脑中枢器向外围设备下达指令，(因符合基站运行环境)无设备工作。

2.当室内传感器检测到温度t₁＜8℃，室外传感器检测温度t₂＜8℃时，该检测结果被传送到微电脑中枢器，微电脑中枢器通过对检测到的室内外的温度的比较，因室内外的温度都低于8℃，然后下达指令，加热继电器吸合，启动加热设备进行升温。使8℃＜t₁≤25℃。

3.当检测到室内温度t₁＜8℃，室外温度8℃＜t₂≤25℃时，该检测结果被传送到微电脑中枢器，微电脑中枢器通过对传感器采集的数据进行处理，因室内温度t₁＜8℃，室外温度8℃＜t₂≤25℃，室外温度低于室内温度，室内外温差较大，所以启动通风设备。通过室内外的温差来升高室内温度。使8℃＜t₁≤25℃。

4.当检测到室内温度t₁＞25℃，室外温度t₂＞25℃时，该检测结果被传送到微电脑中枢器，微电脑中枢器对检测的数据进行处理，因室内外温度均＞25℃，微电脑中枢器下达指令，制冷继电器吸合，启动空调进行制冷，使8℃＜t₁＜25℃。

5.当检测到室内温度t₁＞25℃，室外温度t₂＜25℃时，该检测结果被传送到微电脑中枢器，微电脑中枢器对检测的数据进行处理，因室内温度t₁＞25℃，室外温度t₂＜25℃，室外温度低于室内温度，室内外温差较大，所以通风继电器吸合，启动通风设备。通过室内外的温差来降低室内温度，使8℃＜t₁＜25℃。

控制器时时刻刻都在检测室内温度，然后对检测到的数据通过逻辑运算、处理(符合以上5个条件任意条件)，控制外围设备的工作和停止。而且可以通过室内传感器和室外传感器的温差大小，决定启动空调、通风或者加热设备。

总之，微电脑会迅速采用最佳最经济的外围设备调温。待达到机房设定的温度区间要求时自动停止。微电脑又重新时刻监测室内的温度变化。

这样，无论任何地区、任何天气状况，只要采用该系统就能保证基站的运行环境在8℃～25℃范围内。

由于通风、加热设备的功率要比空调的小很多，所以在相同的运行时间内，该系统要比采用空调控制系统至少节能30％

如果在室内温度符合8℃～25℃仍有设备工作或在t₁＜8℃、t₂＞25℃时没有设备工作，说明基站运行环境节能控制系统出现了故障，则通过远端告警提醒维护人员。

基站环境节能控制器进行的温度采样对比后，人性化的考虑调温设备顺序是：首先是通风设备；其次是加热(空调)。

因通风设备功率只有几十瓦，而加热(空调)功率要高达一千多瓦。同样效果下，用通风设备调节节能要很明显。

因本系统是采取通风为主，加热、空调为辅，所以，在室内外温差较大的情况下，首先选择启动通风设备，如果未能达到要求的温度范围，再启动加热、空调设备辅助调温，这样可以大大降低加热、空调设备的工作时间。

本发明电路部分是由电源部分、显示部分、键盘部分、数据采集部分、A/D转换部分、运算放大部分、通道选择部分、单片机主控制部分、外设驱动部分、看门狗电路部分10部分组成。

电源部分采用开关电源，输入交流220V电压，输出±12V、+5V三种直流电压，+5V为AT89C52、CD4052、X25045、HY240128、74LS05提供电源；-12V为uA741提供参考电压、为CD4052提供选路参考电压；+12V为LM331提供电源、为uA741提供参考电压。

显示部分采用HY240128点阵式液晶，由T6963C主控制芯片控制，其中，GND接地、VCC接+5V电源、/CE(使能信号)接AT89C52的P2.0、WE(写数据)接AT89C52的/WR、RD(读数据)接AT89C52的/RD、RST接AT89C52的P1.7、AC接液晶背光电源(5V交流电源)、DB0-DB7分别接AT89C52的P0.0-P0.7，这样，AT89C52就可以控制键盘部分采用三键控制，包括一个主功能键、一个参数增加键、一个参数减少键，键盘部分的控制全由软程序完成。

A/D转换部分由LM331(V/F转换器)构成。

其中，OUT为输出控制电压；REF为内接比较器，外接可调电阻POT7来调节输出控制电压；FREQ接Q1的基极进行放大，再把信号传给AT89C52；GND接地；R/C提供选择信号；THREQ为运算放大提供信号；IN外接分压电路；VCC接电源(3.9V～40V)本系统采用12V。

数据采集部分采用温度传感器(PT1000)，其工作温度为-50～+150℃、精度较高、测量准确。

运算放大部分采用两个uA741运算放大器作两级放大，其中，POT3和POT6用于放大倍数的调节。

通道选择部分采用CD4052(四路通道模拟开关)。

其中，X0-X3为四路信号的输出信号输入端口；Y0-Y3为四路信号输入信号输入口；A、B为路选择开关的高低电平输入口，它分别接74LS05与非门，可以得到高低电平的组合，进而选择一路信号用于控制；X、Y为输出的一路选择信号的相应输入信号；GND、VCC分别接电源。

外设驱动部分采用继电器的开关来控制风机、空调、加热装置的工作与否；二极管D1-D5用于阻止强电信号的反击而损坏弱电的控制部分；三极管Q1用于信号的放大，有利于控制继电器的开关；TLP251(光电藕合器)用于信号的传输，以减少外界的干扰，电路图如图3

看门狗电路部分采用X25045。

其中CS/WDI为芯片选择输入，接到AT89C52的P1.0，当CS是高电平时，芯片未选中，并将SO置为高阻态，器件处于标准的功耗模式，除非一个向非易失单元写的周期开始，在CS是高电平时，将CS拉低将使器件处于选择状态，器件将工作于工作功耗状态，在上电后任何操作之前，CS必须要有一个高变低的过程。看门狗输入，在看门狗定时器超时并产生复位之前，一个加在WDI引脚上的由高到低的电平变化将复位看门狗定时器。

SO为串行输出，接到AT89C52的P1.3，SO是一个推/拉串行数据输出引脚，在读数据时，数据在SCK脉冲的下降沿由这个引脚送出。

WP为写保护，接高电平(VCC)，当WP引脚是低电平时，向X25045中写的操作被禁止，但是其它的功能正常，当引脚是高电平，所有操作正常，包括写操作。如果在CS是低的时候，WP变为低电平，则会中断向X25045中写的操作，但是，如果此时内部的非易失性写周期已经初始化了，WP变为低电平不起作用。

SI为串行输入，接到AT89C52的P1.1，SI是串行数据输入端，指令码、地址、数据都通过这个引脚进行输入，在SCK的上升沿进行数据的输入，并且高位，MSB在前。

SCK为串行时钟，接到AT89C52的P1.2，串行时钟的上升沿通过SI引脚进行数据的输入，下降沿通过SO引脚进行数据的输出。

RESET为复位输出，AT89C52的RST接到此引脚，RESET是一个开漏型输出引脚，只要Vcc下降到最小允许Vcc值，这个引脚就会输出高电平，一直到Vcc上升超过最小允许值之后200ms同时它也受看门狗定时器控制，只要看门狗处于激活状态，并且WDI引脚上电平保持为高或者为低超过了定时的时间，就会产生复位信号，CS引脚上的一个下降沿将会复位看门狗定时器，由于这是一个开漏型的输出引脚，所以在使用时必须接上拉电阻(R3)。

单片机主控制部分采用一片AT89C52，通过数据总线P0控制显示数据，WR、RD分别控制HY249128的数据写与读，P2.0用于HY250128的选通，显示的控制大部分都由软件来控制；通过P1.5、P1.6、P1.7分别连接到功能键、增加键、减少键，完全由软件来控制；通过T0、INT1接到74LS05的输入端，这样就可以控制CD4052的信号选通，主要控制由软件完成；通过T1来控制LM331，以给其一个频率信号，以达到A/D转换，控制也要软件来完成；通过P2.2、P2.3，P2.4、P2.5，P2.6、P2.7分别控制风机、空调和加热设备，信号传递经过TLP521(光电藕合器)以减少外界的干扰，再经过三极管的放大，以达到继电器的控制电压；X1、X2外接11.0592的晶振，(电容C1、C6用以加强晶振的起振)给单片机提供外接脉冲信号；通过P1.0-P1.3分别连接到X25045的CS/WDI、SI、SCK、SO引脚上，以使看门狗发挥作用。

Claims

1、一种基站运行环境节能控制系统，其主要是由基站环境节能控制器、传感系统、温度调节设备、通信报警系统组成，温度调节设备包括通风设备、加热装置和空调；

e、当工作异常时，检测分析并通过通信报警系统远程报警。

2、根据权利要求1所述的基站运行环境节能控制系统，其电路部分是由电源部分、显示部分、键盘部分、数据采集部分、A/D转换部分、运算放大部分、通道选择部分、单片机主控制部分、外设驱动部分、看门狗电路部分十部分组成。