CN212135204U - 一种通信基站电源智能控制装置 - Google Patents
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Abstract
一种通信基站电源智能控制装置，包括控制单元、基站终端和动环系统，所述动环系统用于当基站终端出现异常时向控制单元发送控制指令；在控制单元上连接有RS485通信模块，在基站终端上连接有接口芯片，所述接口芯片用于将RS485电平信号转换成TTL电平信号；所述控制单元通过RS485通信模块、接口芯片和总线与基站终端电气通讯相连；所述控制单元包括主控芯片，在主控芯片上通过MOS管驱动电路和MOS管保护电路连接有MOS管，所述MOS管保护电路用于保护MOS管安全工作，所述MOS管驱动电路用于控制MOS管的工作状态，所述MOS管用于控制所述基站终端的电源，以实现对基站终端电源的远程遥控；在主控芯片上还连接有开关电源，所述开关电源用于为控制单元进行供电。
Description
技术领域：
本实用新型涉及一种通信基站电源智能控制装置。
背景技术：
基站即公用移动通信基站，是移动设备接入互联网的接口设备，也是无线电台站的一种形式，是指在一定的无线电覆盖区中，通过移动通信交换中心，与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台；移动通信基站的建设是移动通信运营商投资的重要部分，移动通信基站的建设一般都是围绕覆盖面、通话质量、投资效益、建设难易、维护方便等要素进行。随着移动通信网络业务向数据化、分组化方向发展，移动通信基站的发展趋势也必然是宽带化、大覆盖面建设及I P化。
基站的主要功能就是提供无线覆盖，即实现有线通信网络与无线终端之间的无线信号传输；每个基站根据所连接的天线情况，可以包含有一个或多个扇区。基站扇区的覆盖范围可以达到几百到几十千米。不过在用户密集的地区，通常会对覆盖范围进行控制，避免对相邻的基站造成干扰；基站的基带和射频处理能力，决定了基站的物理结构由基带模块和射频模块两大部分组成。基带模块主要是完成基带的调制与解调、无线资源的分配、呼叫处理、功率控制与软切换等功能。射频模块主要是完成空中射频信道和基带数字信道之间的转换，以及射频信道的放大、收发等功能。
目前，为节约建设和维护成本，在通信行业中，各运营商都租用铁塔公司的基站来为设备进行供电，在同一基站挂接着多家运营商设备同时为多家运营商供电；由于每个运营商对供电要求不一致，基站不能满足供电的多样化需求，同一运营商的三个扇区不能单独供电，三个扇区只能同时供电或者同时断电；并且基站电源不具有远程遥控功能，不能根据具体用电情况对运营商远程控制供电或断电，也不能智能检测漏电或运营商错接等异常情况。
实用新型内容：
本实用新型实施例提供了一种通信基站电源智能控制装置，结构设计合理，能够适用于移动、电信和联通等运营商的4G/5G通信及各种需要智能供电的设备，采用RS485通信接口和Modbus通信协议，使上位机、控制单元和通讯基站之间建立远程通信，通过控制单元对基站终端电源进行远程控制，提升基站电源的多样化需求，适用于不同的运营商，同时还设置有防过流、过压和防雷击功能，防止出现异常情况；结构简单明了，故障率低，安装维修方便，可为各运营商和其它基站终端提供更优质、更智能的服务，解决了现有技术中存在的问题。
本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种通信基站电源智能控制装置，包括控制单元、基站终端和动环系统，所述动环系统用于当基站终端出现异常时向控制单元发送控制指令；在控制单元上连接有RS485通信模块，在基站终端上连接有接口芯片，所述接口芯片用于将RS485电平信号转换成TTL电平信号；所述控制单元通过RS485通信模块、接口芯片和总线与基站终端电气通讯相连；所述控制单元包括主控芯片，在主控芯片上通过MOS管驱动电路和MOS管保护电路连接有MOS管，所述MOS管保护电路用于保护MOS管安全工作，所述MOS管驱动电路用于控制MOS管的工作状态，所述MOS管用于控制所述基站终端的电源，以实现对基站终端电源的远程遥控；在主控芯片上还连接有开关电源，所述开关电源用于为控制单元进行供电。
所述动环系统为上位机。
所述RS485通信模块的型号为SP3485，在RS485通信模块上设有8个引脚。
所述接口芯片的型号为MAX485。
所述主控芯片的型号为STM32F103，在主控芯片上设有48个引脚。
所述MOS管驱动电路包括与主控芯片相连的光电耦合器，所述光电耦合器的一号引脚通过第一电阻与主控芯片相连；所述光电耦合器的三号引脚和四号引脚上连接有第一三极管，所述光电耦合器的三号引脚与第一三极管的集电极相连，所述光电耦合器的四号引脚与第一三极管的基极相连；在第一三极管的发射极上连接有第二三极管，所述第二三极管的基极与光电耦合器的四号引脚相连，所述第二三极管的集电极通过第二电阻与光电耦合器的四号引脚相连；在第一三极管的发射极和第二三极管的发射极上通过第三电阻连接有MOS管。
所述MOS管保护电路包括与MOS管相连接的第五电阻，在第五电阻上设有相并联的第一电容和第六电阻，并与主控芯片相连。
所述第一三极管为NPN三极管，所述第二三极管为PNP三极管，所述MOS管为N沟道MOS管。
在MOS管和基站终端设有第一电感和第一二极管；在第一二极管上设有相并联的第二电容和第四电阻。
在控制单元上还设有控制板，在控制板上设有电源开关、设备地址、RS485接口和工作状态指示灯。
本实用新型采用上述结构，通过RS485通信模块和接口芯片在基站终端和控制单元建立通讯连接，以在基站终端出现异常时上位机向控制单元发送控制指令，控制单元接收控制指令、执行逻辑运算并发出指令并执行相应的动作；通过MOS管驱动电路上的光电耦合器来控制两个三极管通断，进而控制MOS管的工作状态，从而控制每个基站终端的电源，实现对基站终端电源的远程控制；通过MOS管来保护MOS管安全工作，实时监测流过MOS管的电流，如出现过流等情况，信号送达主控芯片，经处理后，主控芯片输出控制信号，切断MOS管的驱动信号，以保护MOS管安全工作；通过控制单元上的控制板来实际的连接和操作，并能观察相应的工作状态，具有结构简单、实用性强、维修便利的优点。
附图说明：
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的控制单元的结构示意图。
图3为本实用新型的主控芯片的电气原理图。
图4为本实用新型的485通信模块的电气原理图。
图5为本实用新型的MOS管驱动电路和MOS管保护电路的电气原理图。
图6为本实用新型的控制板的结构示意图。
具体实施方式：
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。
如图1-6中所示，一种通信基站电源智能控制装置，包括控制单元、基站终端和动环系统，所述动环系统用于当基站终端出现异常时向控制单元发送控制指令；在控制单元上连接有RS485通信模块，在基站终端上连接有接口芯片，所述接口芯片用于将RS485电平信号转换成TTL电平信号；所述控制单元通过RS485通信模块、接口芯片和总线与基站终端电气通讯相连；所述控制单元包括主控芯片，在主控芯片上通过MOS管驱动电路和MOS管保护电路连接有MOS管，所述MOS管保护电路用于保护MOS管安全工作，所述MOS管驱动电路用于控制MOS管的工作状态，所述MOS管用于控制所述基站终端的电源，以实现对基站终端电源的远程遥控；在主控芯片上还连接有开关电源，所述开关电源用于为控制单元进行供电。
所述动环系统为上位机。
所述RS485通信模块的型号为SP3485，在RS485通信模块上设有8个引脚。
所述接口芯片的型号为MAX485。
所述主控芯片的型号为STM32F103，在主控芯片上设有48个引脚。
所述MOS管驱动电路包括与主控芯片相连的光电耦合器，所述光电耦合器的一号引脚通过第一电阻与主控芯片相连；所述光电耦合器的三号引脚和四号引脚上连接有第一三极管，所述光电耦合器的三号引脚与第一三极管的集电极相连，所述光电耦合器的四号引脚与第一三极管的基极相连；在第一三极管的发射极上连接有第二三极管，所述第二三极管的基极与光电耦合器的四号引脚相连，所述第二三极管的集电极通过第二电阻与光电耦合器的四号引脚相连；在第一三极管的发射极和第二三极管的发射极上通过第三电阻连接有MOS管。
所述MOS管保护电路包括与MOS管相连接的第五电阻，在第五电阻上设有相并联的第一电容和第六电阻，并与主控芯片相连。
所述第一三极管为NPN三极管，所述第二三极管为PNP三极管，所述MOS管为N沟道MOS管。
在MOS管和基站终端设有第一电感和第一二极管；在第一二极管上设有相并联的第二电容和第四电阻。
在控制单元上还设有控制板，在控制板上设有电源开关、设备地址、RS485接口和工作状态指示灯。
本实用新型实施例中的一种通信基站电源智能控制装置的工作原理为：基于RS485通信接口和Modbus通信协议，在控制单元和基站终端之间建立通讯并进行数据传输，当基站运行无异常时，各个基站终端和控制单元之间正常工作，互不通信，也不与上位机通信；当基站出现异常时，上位机进行轮询，查找出出现异常的基站终端，并且发送该基站终端对应的站址，使控制单元与异常基站终端建立通信，进行远程遥控。
本实用新型实施例中的一种通信基站电源智能控制装置可以满足不同运营商对供电要求，使基站终端供电更加多样化；增加了基站终端电源的远程遥控功能，能够根据具体用电情况，对相应的运营商远程控制供电或断电；通过上位机还可以智能检测漏电或运营商错接等异常情况。
特别的，控制单元和上位机采用远距离通信，通信距离可达到1200m，适用范围广；接口电平较低，不易损坏与控制单元相连的芯片，且此电平可以很好地兼容TTL电平，方便与主控芯片进行通信；由于采用平衡差分传输技术，本实用新型实施例中的一种通信基站电源智能控制装置可以很好的抑制共模干扰；另外，在本实用新型中还装备防过流、过压和防雷击功能。整个控制装置结构简单明了，故障率低，安装维修方便，可为各运营商和其它终端提供更优质、更智能的服务。
在控制单元和基站终端之间通过RS485模块和接口芯片进行通信，当基站终端出现异常状况时，上位机发送控制指令，经过基站终端后，信号变成了485电平信号；由于此信号为差分信号，控制单元不能识别，必须通过接口芯片将该电平转换成TTL电平信号，并将TTL电平信号传输到主控芯片。
在控制单元中包括主控芯片，在主控芯片上通过MOS管驱动电路和MOS管保护电路连接有MOS管，所述MOS管保护电路用于保护MOS管安全工作，所述MOS管驱动电路用于控制MOS管的工作状态，所述MOS管用于控制所述基站终端的电源，以实现对基站终端电源的远程遥控；在主控芯片上还连接有开关电源，所述开关电源用于为控制单元进行供电。
实际使用过程中，当基站终端没有出现异常情况时，各个基站终端与控制单元正常工作，互不通信，也不与上位机通信；当出现异常情况时，主控芯片接收TTL电平信号，MOS管驱动电路和MOS管保护电路同时进入工作状态，通过光电耦合器来控制两个三极管通断，进而控制MOS管的工作状态，从而控制每个基站终端的电源，实现远程遥控，保证基站终端电源的平稳正常运行。
工作过程中还实时监测流过MOS管的电流，当出现过流情况，信号到的主控芯片，经过处理后，主控芯片输出控制信号，切断MOS管的驱动信号，以保护MOS管安全工作。
综上所述，本实用新型实施例中的一种通信基站电源智能控制装置采用RS485通信接口和Modbus通信协议，使上位机、控制单元和通讯基站之间建立远程通信，能够适用于移动、电信和联通等运营商的4G/5G通信及各种需要智能供电的设备，通过控制单元对基站终端电源进行远程遥控，提升基站电源的多样化需求，适用于不同的运营商，同时还设置有防过流、过压和防雷击功能，防止出现异常情况；结构简单明了，故障率低，安装维修方便，可为各运营商和其它基站终端提供更优质、更智能的服务。
上述具体实施方式不能作为对本实用新型保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。
本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
Claims (10)
1.一种通信基站电源智能控制装置，其特征在于：包括控制单元、基站终端和动环系统，所述动环系统用于当基站终端出现异常时向控制单元发送控制指令；在控制单元上连接有RS485通信模块，在基站终端上连接有接口芯片，所述接口芯片用于将RS485电平信号转换成TTL电平信号；所述控制单元通过RS485通信模块、接口芯片和总线与基站终端电气通讯相连；所述控制单元包括主控芯片，在主控芯片上通过MOS管驱动电路和MOS管保护电路连接有MOS管，所述MOS管保护电路用于保护MOS管安全工作，所述MOS管驱动电路用于控制MOS管的工作状态，所述MOS管用于控制所述基站终端的电源，以实现对基站终端电源的远程遥控；在主控芯片上还连接有开关电源，所述开关电源用于为控制单元进行供电。
2.根据权利要求1所述的一种通信基站电源智能控制装置，其特征在于：所述动环系统为上位机。
3.根据权利要求1所述的一种通信基站电源智能控制装置，其特征在于：所述RS485通信模块的型号为SP3485，在RS485通信模块上设有8个引脚。
4.根据权利要求1所述的一种通信基站电源智能控制装置，其特征在于：所述接口芯片的型号为MAX485。
5.根据权利要求1所述的一种通信基站电源智能控制装置，其特征在于：所述主控芯片的型号为STM32F103，在主控芯片上设有48个引脚。
6.根据权利要求1所述的一种通信基站电源智能控制装置，其特征在于：所述MOS管驱动电路包括与主控芯片相连的光电耦合器，所述光电耦合器的一号引脚通过第一电阻与主控芯片相连；所述光电耦合器的三号引脚和四号引脚上连接有第一三极管，所述光电耦合器的三号引脚与第一三极管的集电极相连，所述光电耦合器的四号引脚与第一三极管的基极相连；在第一三极管的发射极上连接有第二三极管，所述第二三极管的基极与光电耦合器的四号引脚相连，所述第二三极管的集电极通过第二电阻与光电耦合器的四号引脚相连；在第一三极管的发射极和第二三极管的发射极上通过第三电阻连接有MOS管。
7.根据权利要求6所述的一种通信基站电源智能控制装置，其特征在于：所述MOS管保护电路包括与MOS管相连接的第五电阻，在第五电阻上设有相并联的第一电容和第六电阻，并与主控芯片相连。
8.根据权利要求6所述的一种通信基站电源智能控制装置，其特征在于：所述第一三极管为NPN三极管，所述第二三极管为PNP三极管，所述MOS管为N沟道MOS管。
9.根据权利要求6所述的一种通信基站电源智能控制装置，其特征在于：在MOS管和基站终端设有第一电感和第一二极管；在第一二极管上设有相并联的第二电容和第四电阻。
10.根据权利要求1所述的一种通信基站电源智能控制装置，其特征在于：在控制单元上还设有控制板，在控制板上设有电源开关、设备地址、RS485接口和工作状态指示灯。
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