CN2498798Y - 电信设备告警集中监视系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型的告警集中监视系统由远程终端单元和告警集中监视台两部分组成,其中,远程终端单元是由告警信号采集和传送部分组成,告警集中监视台具有告警信息集中显示部分。远程终端单元和告警集中监视台通过RS485总线采用主从通讯的方式进行连接。告警信号采集模块包括网管系统的喇叭输出信号采集模块、网管系统的声卡输出信号采集模块和设备列架头柜(顶柜)告警信号采集模块。因此,远程终端单元可以采集3种不同形式的信号,每一告警信号采集模块可以监视8个相同性质的监测点。

Description

电信设备告警集中监视系统

技术领域

本实用新型涉及应用于电信设备的告警集中监视系统，尤其是涉及电信系统中的网管机房和设备机房中所用的电信设备的告警信号集中监视系统。

现有技术

电信局的网管机房中一般集中了多个专业网管、本地网管和长途网管，每个网管系统在告警产生时都会发出声光告警，但是由于环境杂乱，机器设备多等原因，往往机房管理人员不能及时发现是哪个网管系统产生了告警。若机房较大或有多个机房而且维护人员较少，即使采取轮询方式，也可能漏掉或延误一些告警信号的处理，尤其是要求重点维护的线路。

同样在电信局的设备机房，每一排设备的头柜都有严重告警和一般告警的指示灯和相应的声音警告。若设备机房中的设备比较多，当有告警产生时，也会出现机房维护人员不能及时定位告警产生的设备机架的情况。

目前所使用的电信设备告警集中监视系统，其性能单一，它只能从设备列架采集告警信号。没有汉字显示或图形界面，告警位置只能通过告警指示灯来确认，每一指示灯对应许多告警监测点，因而不能进行告警位置的准确定位。而且该系统不能扩容，只能固定在墙上，使用不方便。

发明内容

本实用新型的目的是提出一种电信设备告警集中监视系统，该系统能够通过收集电信设备发出的告警信号，显示告警产生的具体位置和告警级别，方便管理人员的设备管理和维护工作。

本实用新型的另一目的是根据告警信号，将产生的具体位置和告警级别用文字图形和语言提示，让用户更加方便直观的定位告警发生的位置和级别。

本实用新型的电信设备告警集中监视系统，由远程终端单元和告警集中监视台两部分组成，其中，远程终端单元是由主控模块，控制显示模块，信号采集处理模块，看门狗，存贮器，通讯模块组成；告警集中监视台具有告警信息集中显示部分；远程终端单元和告警集中监视台通过RS485数据传输总线，并采用主从通讯的方式进行连接。

所述的信号采集处理模块包括网管系统的喇叭输出信号采集模块，网管系统的声卡输出信号采集模块和设备列架头柜信号采集模块。

所述的远程终端单元的主控模块包括：微处理器，串行EEPROM，并入串出器件，电平转换器件和拨码开关。

远程终端单元与网管系统或设备机架之间的距离最好不大于50米。

所述的远程终端单元通过信号采集线将一个标准音频线接头与网管PC机或工作站声卡的音频出口相连，监视网管系统；通过同轴接口将告警信号引入，监视设备机架，远程终端单元的拨码开关确定其ID号码。

设备列架信号和网管系统的喇叭输出信号采集模块包括：信号输入部分，信号匹配电路，信号隔离模块，光电耦合器和信号输出部分。

所述的远程终端单元中的存储器，用以保存不同网管系统两种告警声音的样本脉冲信号和网管系统产生的严重告警和一般告警的次数。

远程终端单元中还设有严重告警设置开始键盘按钮、严重告警设置结束键盘按钮，一般告警设置开始键盘按钮和一般告警设置结束控制键盘按钮；电源指示灯、设置开始指示灯、设置OK指示灯和设置ERROR指示灯及作为告警指示或备用的蜂鸣器。

所述的远程终端单元中的信号采集处理模块还包括信号滤波放大电路，信号识别系统，信号传送系统和电源模块；信号滤波放大电路将PC机或工作站声卡输出的电压很低，处于频段的不规则信号进行滤波放大，然后经过系统识别处理后，将结果经RS485总线送出。信号识别系统将采集到的声音脉冲信号与作为样本数据记录下来进行比较，判断告警级别，电源模块为滤波、信号放大和传送提供所需要电源。

信号传送系统包括光偶隔离电路，对于从设备机架采集的信号或从网管系统的PC喇叭采集的信号，将信号经过光偶隔离后便可直接采集。电源模块为滤波、信号放大和传送提供所需要电源。

所述的滤波放大电路为二阶低频滤波放大电路，输入信号的信号电压低、高次谐波多、信号频率范围宽，经二级滤波和信号放大后输出的信号为一频率和相位不断变化的正弦波

信号识别系统中设有存储器来保存不同网管系统两种告警声音的样本脉冲信号和不同网管系统产生严重告警和一般告警的次数，同时为保征系统的正常运行，该系统还设有的看门狗。

设备列架信号采集模块包括：信号输入部分，信号匹配电路，信号隔离模块，光电耦合器和信号输出部分。

告警集中监视台分为两种：液晶显示告警集中监视台和台式机显示告警集中监视台。

液晶板型告警集中监视台电路包括：程序存储器，看门狗，512字节的串行EEPROM，锁相器，8K的外部RAM，指示灯、蜂鸣器和键盘模块；MCU对X25045、MAX485、指示灯、蜂鸣器和键盘模块的控制都是直接通过I/O管脚实现，对液晶控制模块是通过系统总线实现的。系统中还有两个模块，逆变器模块和液晶驱动电源模块，逆变器模块为液晶控制模块(最终提供给液晶模块)提供一个负电压，液晶驱动电源模块为液晶模块提供一个高压高频的背光驱动信号。

液晶显示告警集中监视台设有确认按钮、上移按钮、下移按钮、取消退出按钮，同时设有电源指示灯和告警指示灯，同时告警监视台还设有蜂鸣器。

所述的台式机告警集中监视台选择PC机作为告警集中监测台，该监测台包括：告警监测点添加删除程序模块，可以给告警监测点命名，在故障时可以方便的将备用检测通道设为需要的检测通道而不影响告警的显示；

远程终端单元命名程序模块；

信息显示程序模块，在告警发生时会显示告警监测点的名称、所属远程终端单元的名称，及其相应的端口号。

树型告警监测点的显示程序模块；

告警监测点的语音提示程序模块；

机房平面布置的告警显示程序模块；

信号数据处理程序模块，可以实现当前告警和历史告警的查询，查询条件可以为告警监测点、远程终端单元编号、告警级别、告警产生时间、告警确认时间(历史告警)、告警确认人(历史告警)的任意组合模糊查询，查询的结果可以产生报表或曲线图表。

所述的3种不同的告警采集功能可以单独的组建系统，也可以合在一起组建系统；当系统从网管系统的告警声音采集告警信号时，可以及时的发现位于被检测干线或环网的所用告警，即同一干线或环线上中继站设备产生告警也能及时被发现；当系统从设备机架头柜采集告警信号时，系统只能有效监视本地的设备，但是通够及时定位发生告警的设备机架，可以有效的协助设备机房的维护人员及时的定位和排除故障。

在同一机房放置多台远程终端单元组成网，用于监视多于16个网管系统或设备机架。根据用户的需求，在同一系统中可以将液晶告警集中监视台和台式机告警集中监视台都连接进来，但是在这种情况下要将一台告警集中监视台的主控工能屏蔽掉。

本实用新型的告警集中监视系统通过收集网管系统输出的告警声音信号和设备机架头柜的告警信号，获得发生告警的具体网管系统名称或设备机架名称。当该系统从设备机架的头柜采集告警信号时，由于设备机架头柜具有严重告警和一般告警两个信号，因此告警集中监视系统可以很容易的检测和区别严重告警与一般告警。当该系统通过网管系统输出的告警声音信号采集告警信息时，只有当网管系统会针对不同级别的告警会发出不同的声音，该告警集中监视系统才能反映出相应的告警级别，在使用本系统时，所监视的机房中的任一网管系统或设备机架产生告警时，都会在集中显示部分显示出来，告知维护人员告警产生的具体位置和告警级别，要据用户的需求，可以提供树形图、机房平面布置图和语音提示来让用户更加方便直观的定位告警发生的位置，这极大的方便了机房管理人员的管理和维护工作。

该系统的设计考虑了足够的工程设计配置的灵活性和现场施工安装的简便性。在保证高可靠性的同时兼顾低成本，真正为用户提供一套简便、实用、高性价比的产品。

附图说明

图1为远程终端单元的结构示意图；

图2为声音信号采集模块电路图；

图3为设备列架信号采集模块电路图

图4为远程终端单元主控模块电路图。

图5为液晶告警集中监视台结构示意图；

图6为液晶型告警集中监视台电路示意图；

图7为组网结构示意图。

具体实施方式

图1为远程终端单元的结构示意图，如图1所示，远程终端单元包括，主控模块，信号采集处理模块，看门狗，存储器和通讯模块。

本实用新型的告警集中监视系统的远程终端单元的主要任务是侦听网管系统声音输出信号或设备机架头柜的告警信号，判断告警信号的级别，同时要及时回复告警集中监视台的轮询，来保证告警信号能够及时的传送到集中监视台。

远程终端单元可以采集3种不同形式的信号：网管系统的喇叭输出、网管系统的声卡输出和设备列架头柜(顶柜)告警信号。用户可以要据需要选择不同的告警信号采集模块，每一告警信号采集模块可以监视8个相同性质的监测点，因此每个远程终端单元根据需要可以监视两种不同的告警信号。

当采集告警声音信号时，由于PC机或工作站声卡输出的声音信号电压很低而且信号不规则，各个频段的信号都有，因此需要对信号进行滤波放大，然后经过系统识别处理后，将结果经RS485总线送出，同时还需要进行声音设置，将采集到的声音脉冲信号作为样本数据记录下来，用作判断告警级别用；若从设备机架采集信号或从网管系统的PC喇叭采集信号，将信号经过光偶隔离后便可直接采集。由于滤波、信号放大和信号传送均需要电源驱动，因此在下位机需要有一个电源模块，该模块的输入电压为交流220V或∽48V，输出电压为+5V。

远程终端单元系统中设有掉电不丢失的存储器来保存不同网管系统两种告警声音的样本脉冲信号和不同网管系统产生严重告警和一般告警的次数，同时为保征系统的下常运行下位机还设有看门狗。在系统中设有4个键盘按钮分别作为严重告警设置开始、严重告警设置结束，一般告警设置开始和一般告警设置结束控制，用设有4个指示灯，分别为电源指示灯、设置开始指示灯、设置OK指示灯和设置ERROR指示灯。同时系统还设有一个蜂鸣器，作为告警指示或备用。

接口方面，有2个RS485总线的接口，16个同轴信号接口(用于接受音频信号或设备告警信号)。为了便于施工组网，每个远程终端单元的节点地址采用现场指定的办法，即通过系统的6位(低5位有用)拨码开关来指定，这样便可以做到告警检测点号与网管机器名称和设备列架名称相对应一致。

远程终端单元的信号采集模块的主要作用是从设备机房的设备列架和网管机房的设备网管系统上采集告警信号。根据采集的信号不同，模块也分为两种：声音信号采集模块和设备列架信号采集模块。

图2和图3分别为声音信号采集模块电路图和设备列架信号采集模块电路图。

网管机房的有些网管系统在有告警发生时会发生声音告警，要据声音的不同可以反映出告警级别的不同。声音信号采集模块便是采集网管系统的声卡输出信号，判断相应的告警级别。

在图2所示的电路中，Input是输入信号，其具有信号电压低、高次谐波多、信号频率范围宽等特征，经电路处理后输出Output信号便是标准的TTL电平信号，输入信号不同，输出信号的频率脉宽便会有相应的变化。上图中，R1、C1、R2、C2、R4、Rf和U1构成一个二阶低频滤波放大电路，通过的频率为0∽0.37/2πRC(R＝R1＝R2，C＝C1＝C2)，通带电压放大倍数为1+Rf/R4.经二级滤波和信号放大后，输出的信号为一频率和相位不断变化的正弦波。

在图2中，U2是一电压比较器，调节R5、R6的大小，得到一合适的比较电压，正弦信号经U2比较处理后，便得到Output，标准的电平信号，经分析信号的频率、脉宽和脉冲个数等，便可以判断不同的输入信号。

图3为设备列架信号采集模块电路示意图。如图3所示，在设备机房中，当有告警发生时，设备列架的头柜或顶柜的告警灯和喇叭便会有相应的告警指示，设备列架信号采集模块采集告警指示灯或喇叭上的信号，由于告警指示灯本身就有告警级别之分，因此该信号采集模块对采集到的信号不再区分告警级别。

如上图所示，有告警时，Input端会有一个电压信号，信号的大小根据不同的设备也不同，大约在2∽48V之间，因此设备列架信号采集模块具有信号匹配功能，可以将电压较高的信号降低到合适的范围内。信号经匹配后便进入信号隔离模块，图中U1是光电耦合器，将输入输出信号隔离开，然后经信号采集后得到Output信号。由于设备列架告警时只是有电平的变化，因此最终只要Output端有信号输出便说明有告警产生。告警信号的级别可以在告警集中监视台中指定。

图4是远程终端单元主控模块电路示意图。如图4所示，主控MCU是ATMEL89C55，同时用的其它器件有X25045、74HC165、MAX485等。ATMEL89C55是微处理器，X25045是具有看门狗和512字节的串行EEPROM，74HC165并入串出器件，MAX485是RS485总线的电平转换器件。图4中，MCU对X25045、MAX485、74HC165、指示灯、蜂鸣器和键盘模块的控制是直接通过MCU的I/O管脚实现。图中，S4是6位的拨码开关(低5位有用)，用在RS485总线上指定远程终端单元的节点号。

图5为液晶告警集中监视台结构示意图，如图所示，液晶告警集中监视台包括：主控模块，人机界面模块，看门狗，存储器和通讯模块。

告警集中监视台的主要任务是快速的轮询所有的远程终端单元，察看是否有告警产生，当有告警产生时会要据系统的设置进行相应的显示和声音警告。告警集中监视台在上电时会自动扫描检测当前系统中存在哪些下位机节点，因此当有一个下位机节点新增加到系统中后，需要重新启动上位机或进行相应的扫描检测进行系统的更新。在上位机可以要据需要设置屏蔽信息在系统掉电后重新启动后不会丢失。告警集中监视台分为两种：液晶显示和台式机显示。

液晶告警集中监视台液晶显示的告警集中监视台在接受到告警信号后会进行相应的显示，在得到用户确认之前系统不会清除收到的告警信号。在有相应的显示后还会有声音告警(要据需要声音可以关掉)。告警产生时系统可以显示网管系统或设备列架的名称和相应的告警级别，同时液晶显示可以显示汉字，加上菜单后非常便于系统的设置，也很有利于系统功能的扩展。当有多台设备产生告警时可以同时显示在屏幕上，观察起来直接明了，这种方式可以灵活的扩展监测点的个数。

告警集中监视台确认按钮、上移按钮、下移按钮、取消退出按钮，同时调用有电源指示灯和告警指示灯，同时告警监视台还设有蜂鸣器。

概括来说，告警集中监视台具有下列功能：

1、液晶显示(320X240)和指示灯告警指示，具有菜单功能。

2、显示产生告警的网管系统和设备机架的位置。

3、显示告警的级别，严重告警或一般告警(被监视对象自己能输出不同的信号)。

4、一台告警监视台最多可以有效的监视512个监测点。

5、可以将监视网管系统的远程终端单元和监视设备机架的远程终端单元连到一个系统中。

6、监视网管系统时，可以从声卡输出或PC喇叭输出采集信号。

7、可以查询不同监视点的告警次数。

8、可以灵活的在系统中加入或删除节点。

9、可以选择屏蔽任一告警监测点。

10、可以选择屏蔽声音提示。

11、可以显示全部告警列表，也可分别浏览和确认某个远程终端单元的当前告警列表。

台式机告警集中监视台

根据用户需求，可以选择PC机作为告警集中监测台，这样告警集中监视台会具有更强的功能，有着很大的灵活性，同时在安全管理和历史记录查询方面也得以实现。台式机告警集中监视台在包括液晶告警集中监视台的全部功能外，还具有下述扩展的功能：

1、随意设置添加删除告警监测点，可以随便给告警监测点命名，在故障时可以方便的将备用检测通道设为需要的检测通道而不影响告警的显示。

2、可以给远程终端单元命名。

3、有告警发生时会显示告警监测点的名称、所属远程终端单元的名称，及其相应的端口号等全方面的信息。

4、可以实现树型告警监测点的显示。

5、可以实现告警监测点的语音提示。

6、可以实现机房平面布置的告警显示。

7、可以实现当前告警和历史告警的查询。查询条件为告警监测点、远程终端单元、告警级别、告警产生时间、告警确认时间(历史告警)、告警确认人(历史告警)的任意组合模糊查询，查询的结果可以产生报表或曲线图表。

图6为液晶板型告警集中监视台电路示意图，如图6所示，主控MCU是ATMEL89C55，同时用的其它器件有X25045、74HC573、6264、MAX485等。MTMEL89C55具有20K程序存储器、256字节RAM、X25045具有看门狗和512字节的串行EEPROM，74HC573是锁相器，6264是8K的外部RAM、MAX485是RS485总线的电平转换器件。图中，89C55、74HC573和6264构成一个最小系统，MCU对X25045、MAX485、指示灯、蜂鸣器和键盘模块的控制都是直接通过MCU和I/O管脚实现，对液晶控制模块是通过系统总线实现的。

同时，在系统中还有两个模块，逆变器模块和液晶驱动电源模块，逆变器模块为液晶控制模块(最终提供给液晶模块)提供一个负电压，液晶驱动电源模块为液晶模块提供一个高压高频的背光驱动信号。

图7为组网结构示意图；如图所示，本实用新型的告警集中监视系统具有采集网管系统告警声音信号和采集设备机架头柜告警信号两种功能，这两种不同的告警采集功能可以单独的组建系统，也可以合在一起组建系统，当系统从网管系统的告警声音采集告警信号时，可以及时的发现位于被检测干线或环网的所用告警，即同一干线或环线上中继站设备产生告警也能及时被发现。当系统从设备机架头柜采集告警信号时，系统可以只能有效监视本地的设备，但是通够及时定位发生告警的设备机架，可以有效的协助设备机房的维护人员及时的定位和排除故障告警集中监视系统在实际应用时的安装和组网非常简便，由于一台远程终端单元最多只能监视16个网管系统或设备机架，因此当机房中网管系统或设备机架的数量超过16小时，便需要在同一机房放置多台远程终端单元。监视网管系统的远程终端单元信号采集线通过一个标准音频线接头接到网管PC机或工作站声卡的音频出口，监视设备机架的远程终端单元通过的同轴接口将告警信号引入，然后将该下位机的ID号码通过面板上的拨码(6位)开关确定好，最后用一RS485总线将所有的远程终端单元(小于32个)和告警集中监视中连接在一起便可以了。

值得注意的是在系统正常工作之前，监视网管系统声卡输出的远程终端单元都要进行一次声音信号的设置工作(当严重告警和一般告警输出一种声音时便无需设置)。为保证系统能够准确无误的采集告警信号下位机与网管系统或设备机架之间的距离最好不大于50米。

根据用户的需求，在同一系统中可以将液晶告警集中监视台和台式机告警集中监视台都连接进来，但是在这种情况下要将一台告警集中监视台的主控工能屏蔽掉。

根据本实用新型的告警集中监视系统，其具有以下性能：

1.系统最大监视能力32X16＝512点；

2.系统最大距离(告警监视台与远程终端单元之间)1000米；

3.信号最大采集距离(远程终端单元与信号采集点之间)50米；

4.采集信号的变化范围宽，0.2V∽48V的信号均可以采集；

5.告警集中监视台和远程终端单元功率小于10瓦/机箱；

6.系统延迟时间短，告警发生后在1∽5秒内会显示；

7.工作温度-20℃∽50℃；

8.液晶告警集中监视台和远程终端单元的重量均小于2Kg。

Claims (11)

1.一种电信设备告警集中监视系统，由远程终端单元和告警集中监视台两部分组成，其中，远程终端单元是由主控模块，控制显示模块，信号采集处理模块，看门狗，存贮器，通讯模块组成；告警集中监视台具有告警信息集中显示部分；远程终端单元和告警集中监视台通过RS485数据传输总线，并采用主从通讯的方式进行连接。

2.根据权利要求1所述的电信设备告警集中监视系统，其中，所述的信号采集处理模块包括网管系统的喇叭输出信号采集模块，网管系统的声卡输出信号采集模块和设备列架头柜信号采集模块。

3.根据权利要求1所述的电信设备告警集中监视系统，其中，所述的远程终端单元的主控模块包括：微处理器，串行EEPROM，并入串出器件，电平转换器件和拨码开关。

4.根据权利要求1所述的电信设备告警集中监视系统，其中，所述的远程终端单元通过信号采集线将一个标准音频线接头与网管PC机或工作站声卡的音频出口相连，监视网管系统；通过同轴接口将告警信号引入，监视设备机架；远程终端单元与网管系统或设备机架之间的距离最好不大于50米。

5.根据权利要求2所述的电信设备告警集中监视系统，其中，设备列架信号和网管系统的喇叭输出信号采集模块包括：信号输入部分，信号匹配电路，信号隔离模块，光电耦合器和信号输出部分。

6.根据权利要求1所述的电信设备告警集中监视系统，其中，远程终端单元中还设有严重告警设置开始键盘按钮，严重告警设置结束键盘按钮，一般告警设置开始键盘按钮和一般告警设置结束控制键盘按钮，以及电源指示灯、设置开始指示灯、设置OK指示灯和设置ERROR指示灯及作为告警指示或备用的蜂鸣器。

7.根据权利要求1所述的电信设备告警集中监视系统，其中，所述的远程终端单元中的信号采集处理模块还包括：

信号滤波放大电路，其可以为二阶低频滤波放大电路；

信号识别系统，其设有存储器和看门狗；

信号传送系统，其包括光偶隔离电路；和

电源模块。

8.根据权利要求1所述的电信设备告警集中监视系统，其中，告警集中监视台分为两种：液晶显示告警集中监视台和台式机显示告警集中监视台。

9.根据权利要求8所述的电信设备告警集中监视系统，其中，液晶告警集中监视台的电路包括：程序存储器，256字节RAM看门狗，512字节的串行EEPROM，锁相器，8K的外部RAM，逆变器模块和液晶驱动电源模块。

10.根据权利要求8所述的电信设备告警集中监视系统，其中，液晶显示告警集中监视台设有确认按钮、上移按钮、下移按钮、取消退出按钮、电源指示灯、告警指示灯、蜂鸣器和键盘模块。

11.根据权利要求8所述的电信设备告警集中监视系统，其中，所述的台式机告警集中监视台选择PC机作为告警集中监测设备，该监测台还包括，告警监测点添加删除程序模块，远程终端单元命名程序模块，信息显示程序模块，树型告警监测点的显示程序模块，告警监测点的语音提示程序模块，机房平面布置的告警显示程序模块，信号数据处理程序模块。

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