CN1829368A

CN1829368A - 户外无人值守移动基站机房监控装置

Info

Publication number: CN1829368A
Application number: CNA2006100383381A
Authority: CN
Inventors: 刘华伟; 叶桦; 张骥; 刘健
Original assignee: Southeast University
Current assignee: Southeast University
Priority date: 2006-02-17
Filing date: 2006-02-17
Publication date: 2006-09-06

Abstract

户外无人值守移动基站机房监控装置是一种保证通讯基站内通讯设备的安全、稳定、可靠运行的监控装置。该装置以单片微控制器(11)为中心，其中，输入部分：模拟量输入信号接到模拟量采集模块(7)，变成数字量后，模拟量采集模块(7)的输出端接单片微控制器(11)；开关量输入信号接到光电耦合器(8)，光电耦合器(8)、扩展输入接口(10)、单片微控制器(11)顺序电连接；遥控接收模块(9)、扩展输入接口(10)、单片微控制器(11)顺序电连接；输出部分：单片微控制器(11)、扩展输出接口(12)、驱动电路(13)顺序电连接；控制部分：单片微控制器(11)、串口切换模块(14)、串口电平转换模块(15)顺序电连接。

Description

户外无人值守移动基站机房监控装置

技术领域

本发明涉及监控技术领域，对户外移动基站机房内部动力设备、空调设备、环境信息进行集中监控，尤其是一种保证通讯基站内通讯设备的安全、稳定、可靠运行的监控装置。

背景技术

近几年来，随着移动通信业务的迅猛发展，移动通信基站的建设数量也与日俱增。为保证移动通信网的正常运行，就必须保证通讯基站内通讯设备的安全、稳定、可靠运行。随着网络规模的不断扩大，以人工巡检的方式对分布越来越广的基站进行监控，已无法满足实时发现和处理基站故障的要求。对通信系统中所有基站的配电设备、蓄电池、空调等多种设备和环境进行计算机化的监视、控制和管理已经成为必然的需求。目前机房内部动力设备、空调设备均有控制器，但是各自独立，无法实现集中监控，且功能有限，无法对机房环境数据进行采集。另外，系统报警手段单一，只能向监控中心发送报警信息，无法直接通知维护人员，影响了故障排除的时间。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种户外无人值守移动基站机房监控装置，实现对环境信息的采集，并实现对机房动力系统、空调系统、环境信息的集中监控，并提供故障报警的功能。

技术方案：本发明的目的是这样实现的：该装置以单片微控制器为中心，其中，输入部分：模拟量输入信号接到模拟量采集模块，变成数字量后，模拟量采集模块的输出端接单片微控制器；开关量输入信号接到光电耦合器，光电耦合器、扩展输入接口、单片微控制器顺序电连接；遥控接收模块、扩展输入接口、单片微控制器顺序电连接；输出部分：单片微控制器、扩展输出接口、驱动电路顺序电连接；控制部分：单片微控制器、串口切换模块、串口电平转换模块顺序电连接；模拟量采集模块、扩展输入接口、扩展输出接口、串口切换模块、实时时钟模块、译码控制电路、EEPROM存储器、存储器模块、看门狗及复位芯片均与单片微控制器直接电连接。

单片微控制器的单片微控制芯片“U6”的“P0.0～P0.7、P2.0～P2.7”端分别与译码控制电路的译码控制芯片“U8”的“IN1、IN3、IN7”端、存储器模块的存储器芯片“U9”的“A0～A12、D0～D7”端、实时时钟模块的实时时钟芯片“U11”的“AD0～AD7”端、遥控接收模块的遥控接收芯片“U13”的“A0～A7”端、扩展输入接口的输入接口芯片“U12”的“B0～B7”端、扩展输出接口的输出接口芯片“U10”的“D0～D7”端。

温湿度传感器的输出是电压信号，通过接插件送到控制器板子上进行测量，经模拟量采集模块后变成数字量送给单片微控制器。传感器输入接线座、模拟量采集模块、单片微控制器顺序电连接。开关量传感器输入接线座、光电耦合器、扩展数字量输入接口芯片顺序电连接。扩展数字量输出接口芯片、驱动电路、开关量输出接线座顺序电连接。串行通信接线座、串口电平转换芯片、串口切换模块电路顺序电连接。模拟量采集模块、扩展数字量输入接口芯片、扩展数字量输出接口芯片、串口切换模块、实时时钟芯片、存储器芯片、非易失存储器芯片、看门狗及复位芯片均与单片微控制器直接电连接。单片微控制器内部的存储器中包括了固化的程序。

单片微控制器通过模拟量采集模块和开关量采集模块来采集机房环境信息。单片微控制器通过RS232串口与电源系统控制器和空调系统控制器进行通信，采集这些设备的数据。通过与上位机通信接口定期传输这些信息到监控中心，并可执行监控中心下发的控制命令。单片微控制器通过对这些信息的分析处理后产生相应的控制信号，控制门锁、百叶窗、风机、照明等执行机构。如发现故障除向监控中心发送报警信息外还要通过RS232串口对GSM MODEM进行控制发送短消息至维护人员。

有益效果：本发明能实现对环境信息的采集，并实现对机房动力系统、空调系统、环境信息的集中监控，避免原有设备动力系统和空调系统各自独立、不能有机结合的缺点。另一个技术问题是关于故障报警，如发现故障除向监控中心发送报警信息外还要通过对GSM MODEM的控制发送短消息至维护人员，这样可以保证第一时间通知维护人员，及时排除故障。该户外移动基站机房监控装置的优点是既可以采集机房环境信息，又具有协议处理能力，可以采集机房动力系统和空调系统的信息，然后统一发送到监控中心，实现了这些信息的集中监控，便于统一管理。此外增加了利用GSM MODEM发送短消息的报警方式，利于及时发现并排除故障，确保机房内通信设备的正常运行。采用看门狗电路提高装置的可靠性。采用非易失存储器EERPOM提供停电时装置重要参数的保存和恢复。整个装置功能完善，成本低廉，已通过用户验收，适合推广。

附图说明

图1为本发明的电路结构框图。其中有：看门狗及复位芯片1、EEPROM存储器2、译码控制电路3、存储器模块4、实时时钟模块5、电源模块6、模拟量采集模块7、光电耦合器8、遥控接收模块9、扩展输入接口10、单片微控制器11、扩展输出接口12、驱动电路13、串口切换模块14、串口电平转换模块15。

图2-图7为本发明的电路原理图，

图2是模拟量采集电路模块7，

图3是电源模块6、看门狗及复位芯片1、串口电平转换模块15和EEPRM存储器2，

图4是驱动电路13，

图5是光电耦合器8，

图6是扩展输入接口10、遥控接收模块9和扩展输出接口12，

图7是单片微控制器11、存储器4、实时时钟5、译码控制电路3和串口切换模块14。

具体实施方式

该装置以单片微控制器11为中心，其中，输入部分：模拟量输入信号接到模拟量采集模块7，变成数字量后，模拟量采集模块7的输出端接单片微控制器11；开关量输入信号接到光电耦合器8，光电耦合器8、扩展输入接口10、单片微控制器11顺序电连接；遥控接收模块9、扩展输入接口10、单片微控制器11顺序电连接；输出部分：单片微控制器11、扩展输出接口12、驱动电路13顺序电连接；控制部分：单片微控制器11、串口切换模块14、串口电平转换模块15顺序电连接；模拟量采集模块7、扩展输入接口10、扩展输出接口12、串口切换模块14、实时时钟模块5、译码控制电路3、EEPROM存储器2、存储器模块4、看门狗及复位芯片1均与单片微控制器11直接电连接。

主要器件列表：

1.看门狗及复位芯片 MAX1232

2.EEPROM存储器 AT24C02

3.译码控制电路 GAL22V10

4.存储器模块 6264

5.实时时钟模块 DS12C887

6.电源模块 KC-48S12

7.模拟量采集模块 TLC0838(AD)LM336(电压基准源)

8.光电耦合器 TLP521

9.遥控接收模块 SB-JS-02A

10.扩展输入接 74HC245

11.单片微控制器(MCU) AT89C52

12.扩展输出接 74HC374

13.驱动电路 BC546(三极管)

14.串口切换模块 GAL22V10

15.串口电平转换模块 MAX232CPE

单片微控制器11的单片微控制芯片“U6”的“P0.0～P0.7、P2.0～P2.7”端分别与译码控制电路3的译码控制芯片“U8”的“IN1、IN3、IN7”端、存储器模块4的存储器芯片“U9”的“A0～A12、D0～D7”端、实时时钟模块5的实时时钟芯片“U11”的“AD0～AD7”端、遥控接收模块9的遥控接收芯片“U13”的“A0～A7”端、扩展输入接口10的输入接口芯片“U12”的“B0～B7”端、扩展输出接口12的输出接口芯片“U10”的“D0～D7”端。

如图1中所示，选择广州西博臣公司的CHTM-02/NA系列温湿度传感器模块，将温度和湿度信息变换成电压信号，通过接插件送到控制器板子上进行测量。模拟量采集模块包括信号调理电路、模拟量/数字量转换器、模拟量/数字量参考电压基准源。传感器输入接线座、信号调理电路、模拟量/数字量转换器顺序电连接，模拟量/数字量参考电压基准源与模拟量/数字量转换器电连接。开关量传感器输入接线座、光电耦合器、扩展数字量输入接口芯片顺序电连接。扩展数字量输出接口芯片、驱动电路、开关量输出接线座顺序电连接。电源系统控制器、空调系统控制器、GSM MODEM、与上位机通信接口均采用RS232串行接口。这些串行通信接线座、串口电平转换芯片、串口切换模块电路顺序电连接。模拟量/数字量转换器芯片、扩展数字量输入接口芯片、扩展数字量输出接口芯片、串口切换模块、译码控制电路、实时时钟芯片、存储器芯片、非易失存储器芯片、看门狗及复位芯片均与单片微控制器直接电连接。

环境信息包括温湿度、门状态信息及各种报警传感器信息，有模拟量输入也有开关量输入。模拟量电压信号先经过信号调理电路，然后送入模拟量/数字量转换器，单片微控制器通过读取模拟量/数字量实现对模拟量信号的采集。开关量输入经过光电耦合器后进入扩展数字量输入接口芯片，单片微控制器通过读取扩展数字量输入接口芯片实现开关量信号的采集。这样，单片微控制器通过模拟量采集模块和开关量采集模块来采集这些信息，实现了机房环境信息的采集。单片微控制器利用串口切换的方法与电源系统控制器、空调系统控制器、GSM MODEM、与上位机通信接口轮流进行通信。单片微控制器根据电源控制器和空调控制器的通信协议对收到的数据进行处理，从中提取有效数据，实现对电源系统和空调系统信息的采集。通过与上位机通信接口定期传输这些采集到的信息(机房环境信息、电源系统信息、空调系统信息)到监控中心，并可执行监控中心下发的命令，可以进行输出控制或参数设置。单片微控制器通过对这些信息的分析处理后产生相应的控制信号，控制门锁、百叶窗、风机、照明等执行机构。在单片微控制器的程序中预先定义了若干报警类型，对采集到的信号进行处理时检查是否有故障发生。故障报警有两种方式，一种是通过与上位机通信接口向监控中心发送报警信息，另外还要根据短消息SMS的格式在单片微控制器中完成报警短消息数据的组装，再将这些数据通过RS232串口发送给GSM MODEM，这样实现发送短消息至维护人员的手机。

Claims

1.一种户外无人值守移动基站机房监控装置，其特征在于该装置以单片微控制器(11)为中心，其中，输入部分：模拟量输入信号接到模拟量采集模块(7)，变成数字量后，模拟量采集模块(7)的输出端接单片微控制器(11)；开关量输入信号接到光电耦合器(8)，光电耦合器(8)、扩展输入接口(10)、单片微控制器(11)顺序电连接；遥控接收模块(9)、扩展输入接口(10)、单片微控制器(11)顺序电连接；输出部分：单片微控制器(11)、扩展输出接口(12)、驱动电路(13)顺序电连接；控制部分：单片微控制器(11)、串口切换模块(14)、串口电平转换模块(15)顺序电连接；模拟量采集模块(7)、扩展输入接口(10)、扩展输出接口(12)、串口切换模块(14)、实时时钟模块(5)、译码控制电路(3)、EEPROM存储器(2)、存储器模块(4)、看门狗及复位芯片(1)均与单片微控制器(11)直接电连接。

2.根据权利要求1所述的户外无人值守移动基站机房监控装置，其特征在于单片微控制器(11)的单片微控制芯片“U6”的“P0.0～P0.7、P2.0～P2.7”端分别与译码控制电路(3)的译码控制芯片“U8”的“IN1、IN3、IN7”端、存储器模块(4)的存储器芯片“U9”的“A0～A12、D0～D7”端、实时时钟模块(5)的实时时钟芯片“U11”的“AD0～AD7”端、遥控接收模块(9)的遥控接收芯片“U13”的“A0～A7”端、扩展输入接口(10)的输入接口芯片“U12”的“B0～B7”端、扩展输出接口(12)的输出接口芯片“U10”的“D0～D7”端。