CN205003551U - 一种基于磁阻传感器和加速度计的移动通信基站天线姿态测控终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型所揭示基于磁阻传感器和加速度计的移动通信基站天线姿态测控终端，该终端用于移动通信基站天线姿态的测量和控制。测控终端包括姿态测控模块和通信模块两部分。姿态测控模块安装固定到天线后，可测得天线的俯仰角、横滚角和方位角，还可以通过RCU接口发送读取、设置电调电线的电调下倾角命令；通信模块用于回传姿态测控终端测得的姿态信息。

Description

一种基于磁阻传感器和加速度计的移动通信基站天线姿态测控终端

【技朮领域】

本实用新型涉及一种用于移动通信基站天线姿态测控的终端，它特别涉及一种基于磁阻传感器和加速度计的移动通信基站天线姿态测控终端。

【背景技朮】

随着我国移动通信网络的飞速发展，通信基站的数量近年来随之成倍增涨，无论在其分布的密度还是分布的广度上，都有了明显的提升。怎样确保数量庞大的基站通信天线覆盖范围的准确性，是摆在各大运营商面前的一个重大课题。

基站通信天线覆盖范围的准确性是减小小区间干扰、提升通信系统容量重要手段之一。基站通信天线实际覆盖范围没有达到设计范围是由于天线的姿态测量不准确造成天线安装调整不到位，所以通信系统易受干扰、容量达不到设计指标在某些地区成为突出的问题。

传统的天线姿态测量仪器主要是机械罗盘，使用时将机械罗盘靠近基站天线通过人工读取罗盘盘面的机械指针的刻度获得当前的姿态信息，再根据姿态的实际值与设计值的差值调整天线姿态，这种采用机械罗盘测量天线姿态的方式虽然简单，但会造成测量误差大而使得调整不到位的情况，且在需要维护时通过人工上报姿态信息，容易人为作假等问题。

在后期维护过程中，还出现：驱车、上塔、偏远站点维护成本高时效低问题；站点进入困难，优化时效低问题；恶劣天气无法优化、调整下倾角度问题；无法及时解决“容量呼吸”问题；短时间难以进行整网优化问题。

【实用新型内容】

本实用新型为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种具有姿态测量精度高、安装简单、使用方便、维护成本低、功能丰富的基于磁阻传感器和加速度计的移动通信基站天线姿态测控终端。

本实用新型的技术方案如下：一种基于磁阻传感器和加速度计的移动通信基站天线姿态测控终端由测控模块、通信模块以及连接线缆组成，所述的测控模块包括磁阻传感器、加速度计、姿态解算、电源管理、RS485接口和塑料外壳。测控模块固定在被测天线表面，通过磁阻传感器和加速度计采集当前位置的地磁场三轴分量和重力加速度二轴分量，经过微处理单元MCU运算后获得天线的姿态信息，微处理单元MCU同时通过RCU接口读取和设置天线的电调下倾角，利用天线的电调下倾角对姿态信息进行修正，之后再将姿态信息和天线下倾角通过通信接口输出，输出接口采用4针航空插座与连接线缆连接，将测量得到的天线姿态信息发送到通信模块。

进一步，所述的通信模块由包括通信主板、GPS/BD天线、GSM天线、状态指示灯、测控接口、电源接口和铁质外壳组成。通信模块安装固定在基站内部，通信模块的测控接口通过4针航空插座与连接线缆连接，通过连接线缆向测控模块发送姿态测量和天线电调下倾角读取设置命令，通信模块在接收到姿态信息和电调下倾角后，通过GSM模块、UART接口、以太网接口将姿态信息发送到远端设备，实现远程测控。

本实用新型所述的测控终端进行姿态测控的步骤如下：

1、通信模块通过GSM模块、UART接口或者以太网接口接收到外部设备的姿态测量请求后，通过测控接口发送测量命令到测控模块；

2、测控模块收到测控命令后，磁阻传感器测量当前位置的三轴磁场分量，加速度计测量当前位置的重力加速度在2轴上的分量；

3、测控模块的微处理单元MCU根据磁场分量和重力加速度分类计算出天线方位角、俯仰角和横滚角，并通过RCU接口读取和设置天线的电调下倾角；

4、测控模块的微处理单元MCU根据电调下倾角修正计算出的方位角、俯仰角和横滚角，得到修正后姿态信息；

5、测控模块的微处理单元MCU通过通信接口将修正后的姿态信息送往通信模块；

6、测控模块的微处理单元MCU通过GSM模块、UART接口或者以太网接口将姿态信息和天线的电调下倾角发送到外部设备，供用户使用。

本实用新型的有益效果是：

由于本实用新型所述的测控终端具备远程自动测量天线的姿态信息和控制电调天线的电调下倾角的能力，从而获得远程调整，无需派人去现场，节约成本；远端优化网络，避免周围居民反对；针对体育比赛、集会等，快速进行网络调整，结束后，快速恢复原状，解决“容量呼吸”问题。同时具有测控姿态精度高、安装简单、使用方便、维护成本低、功能丰富等优点。

为了对实用新型的目的、构造特征及其功能有进一步的了解，兹配合附图详细说明如下：

【附图说明】

图1本实用新型各模块连接示意图

图2本实用新型中测控模块正面结构示意图

图3本实用新型中测控模块内部结构示意图

图4本实用新型中测控模块中测控主板组成框图

图5本实用新型中通信模块左上方结构视图

图6本实用新型中通信模块右上方结构视图

图7本实用新型中通信模块内部结构示意图

图8本实用新型中通信模块背部结构示意图

图9本实用新型中通信模块中通信主板组成框图

图10本实用新型中GSM天线连接示意图

图11本实用新型中GPS/BD天线连接示意图

图12本实用新型中连接线缆连接示意图

图13本实用新型中RCU连接线缆示意图

图14本实用新型中电源连接线缆示意图

图15本实用新型安装示意图

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

参阅图1～图15所示，一种基于磁阻传感器和加速度计的移动通信基站天线姿态测控终端由测控模块(001)、通信模块(002)以及连接线缆(003)组成。连接线缆(003)由线缆(701)和线缆两端的4针航空插头(702)组成。测控模块(001)安装固定在天线表面，并通过RCU连接线缆(004)与天线的RCU连接。测控模块(001)对天线的方位角、俯仰角和横滚角姿态信息进行测量，同时读取或设置天线的电调下倾角，根据电调下倾角修正测量的姿态信息，最后将姿态信息和电调下倾角转化成电信号后从通信接口(103)输出，通信接口(103)采用4孔航空插头与连接线缆(003)连接，将转化成的电信号通过连接线缆(003)传输给通信模块(002)。

通信模块(002)安装在基站机房内，通信模块的测控接口(302)通过航空插座连接到连接线缆(003)，连接线缆(003)另一端连接到测控模块(001)的通信接口(103)，实现测控模块(001)与通信模块(002)的通信线路。通信模块(002)通过以太网接口(405)、UART接口(406)或者GSM模块(407)实现外部设备的测控命令的接收，并将测控命令转发到测控模块(001)，之后接收测控模块(001)计算得到的天线姿态信息和天线的电调下倾角，再将此信息通过以太网接口(405)、UART接口(406)或者GSM模块(407)发送到外部设备，从而实现远程测控。

在本实用新型中，通过测控模块(001)自动测量天线的姿态和设置天线的电调下倾角，通信模块(002)通过以太网接口(405)、UART接口(406)或者GSM模块(407)实现数据的传输，从而获得使用磁阻传感器和加速度计自动测量天线姿态并控制天线电调下倾角，实现远程测控的好处，因此，测控终端与传统的机械罗盘相比，具有测控姿态精度高、安装简单、使用方便、维护成本低、功能丰富等特点。

Claims (10)

1.一种基于磁阻传感器和加速度计的移动通信基站天线姿态测控终端，包括测控模块(001)、通信模块(002)、连接线缆(003)、GSM天线(004)和GPS/BD天线，其特征在于：所述的测控模块(001)固定到被测天线表面，磁阻传感器(201)和加速度计(202)采集当前位置的地磁场三轴分量和重力加速度的二轴分量，经微处理单元MCU(203)运算后获得天线的方位角、俯仰角和横滚角姿态信息，同时微处理单元MCU(203)通过RCU接口(102)发送读取设置电调天线的电调下倾角，再根据得到的天线电调下倾角修正天线的姿态信息，最后将天线电调下倾角及修正后的姿态信息转换成数字信号通过通信接口(103)输出，通信接口采用4孔航空插座与连接线缆(003)连接，将数字信号信号通过连接线缆(003)传输给通信模块(002)的测控接口(302)，通信模块(002)将通过测控接口(302)接收到的各天线的姿态信息、天线的电调下倾角、定位模块(403)得到的当前位置信息通过以太网接口(405)、UART接口(406)、GSM模块(407)发送到外部设备，实现远程监控。

2.根据权利要求1所述的一种基于磁阻传感器和加速度计的移动通信基站天线姿态测控终端，其特征在于：所述的测控模块(001)包括塑料外壳(101)、RCU接口(102)、通信接口(103)、外壳盖锁紧螺丝(104)、安装孔(105)以及外壳内部的测控主板(106)；所述的RCU接口(102)、通信接口(103)均与测控主板(106)连接；所述测控模块(001)的RCU接口(102)与RCU连接线缆(801)一端的4针航空插头(802)相连，通过此接口将RCU控制命令输出到天线内部的RCU，测控模块(001)的通信接口(103)与连接线缆(003)一端的4针航空插头(702)相连，连接线缆(003)的另一端通过4针航空插头与通信模块的测控接口(302)连接，实现测控模块(001)与通信模块(002)的数据通信。

3.根据权利要求2所述的一种基于磁阻传感器和加速度计的移动通信基站天线姿态测控终端，其特征在于：所述测控模块(001)的RCU接口(102)为9孔航空插座。

4.根据权利要求2所述的一种基于磁阻传感器和加速度计的移动通信基站天线姿态测控终端，其特征在于：所述测控模块的通信接口(103)为4孔航空插座。

5.根据权利要求2所述的一种基于磁阻传感器和加速度计的移动通信基站天线姿态测控终端，其特征在于：所述测控模块的测控主板(106)包括一个3轴磁阻传感器(201)、一个加速度计(202)、一个微处理单元MCU(203)、一个电源管理(204)，一个RS485接口(205)；磁阻传感器(201)测量地磁的3轴分量、加速度计(202)测量重力加速度的2轴分量，得到的数字信号通过IIC总线送往微处理单元MCU(203)，微处理单元MCU(203)利用得到的地磁、重力加速度分量值计算，得到天线的姿态信息，同时通过RCU控制接口(102)读取或者设置天线的电调下倾角度，微处理单元MCU利用电调下倾角度值对姿态信息进行修正，再将修正后的天线姿态信息通过连接线缆(003)送往通信模块。

6.根据权利要求1所述的一种基于磁阻传感器和加速度计的移动通信基站天线姿态测控终端，其特征在于：所述的通信模块(002)包括铁质外壳(301)、测控接口(302)、电源接口(303)、状态指示灯(304)、GSM天线接口(305)、GPS/BD天线接口(306)、UART接口(307)、以太网接口(308)、机壳内部的通信主板(309)、GSM天线(501)、GPS/BD天线(601)；所述的测控接口(302)、电源接口(303)、状态指示灯(304)、GSM天线接口(305)、GPS/BD天线接口(306)、UART接口(307)、以太网接口(308)均与通信主板(309)连接；通信模块(002)的电源接口(303)与电源连接线缆(901)一端的2针航空插头(902)相连，电源连接线缆(901)再与外部电源连接，测控接口(302)与连接线缆(003)一端的4针航空插头(702)相连，一端的4针航空插头(703)与测控模块(001)连接。

7.根据权利要求6所述的一种基于磁阻传感器和加速度计的移动通信基站天线姿态测控终端，其特征在于：所述通信模块的状态指示灯(304)为3个LED灯，包括1个红色的电源指示灯、1个绿色的通信指示灯、1个绿色的GPS/北斗定位指示灯。

8.根据权利要求6所述的一种基于磁阻传感器和加速度计的移动通信基站天线姿态测控终端，其特征在于：所述通信模块的通信主板(309)包括一个电源管理(401)、一个微处理单元MCU(404)、一个定位模块(403)、一个GSM模块(407)、一个以太网接口(405)、一个UART接口(406)、一个测控接口(402)和一个状态指示控制模块(408)；所述的通信主板(309)的微处理单元MCU(404)通过以太网接口(405)、UART接口(406)或者GSM模块(407)获得远端的测控控制命令，再通过连接线缆(003)将测量控制命令转发到测控模块(001)；同时微处理单元MCU(404)通过连接线缆(003)接收测控模块(001)发送的天线姿态信息和电调下倾角，再通过以太网接口(405)、UART接口(406)或者GSM模块(407)将天线姿态、电调下倾角、定位模块(403)获得的位置信息发送到外部设备，实现远程测控。

9.根据权利要求8所述的一种基于磁阻传感器和加速度计的移动通信基站天线姿态测控终端，其特征在于：所述通信主板(309)的定位模块(403)是通过GPS/北斗天线(601)接收GPS/北斗信号，定位模块(403)再利用该信号进行定位解算得到当前检测终端的位置。

10.根据权利要求8所述的一种基于磁阻传感器和加速度计的移动通信基站天线姿态测控终端，其特征在于：所述通信主板(309)的GSM模块(407)是通过GSM天线(501)接收或发送移动通信系统的2G/3G/4G信号，实现本测控终端的无线远程监控功能。