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1、分类号 密级 UDC注1 学 位 论 文 移动通信基站动力环境监控系统的设计与实现移动通信基站动力环境监控系统的设计与实现 李世姣 指导教师姓名 丁庆生 高 工 电子科技大学 成 都 研究员 绵 阳 申请专业学位级别 硕士 专业学位类别 工程硕士 工程领域名称 电子与通信工程 提交论文日期 2008.7 论文答辩日期 2008.10 学位授予单位和日期 电 子 科 技 大 学 答辩委员会主席 评阅人 2008 年 月 日 注 1：注明国际十进分类法 UDC的类号 I I 独 创 性 声 明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注
2、和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：日期：年 月 日 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）签名：导师签名：日期：年 月 日 AB
3、STRACT IIII 摘摘 要要 随着通信行业的迅猛发展，通信企业间的竞争不断加剧，“网络质量是通信企业的生命线”，网络质量领先是通信企业的绝对竞争优势，稳定的动力设备和优良的机房环境是保障网络质量领先的必要条件。但是，传统的“有人值守断电抢修”具有执行效率低、资源耗费大等缺点，已难以适应动力维护工作发展的要求。因此，迫切需要建立一个以集中化、精细化为设计原则，能够对各局站的动力设备及环境运行数据进行存储、处理，并实时监控和故障告警的动力环境监控系统。这无疑使本论文的研究具有一定的理论和实践意义。本文以移动基站动力环境监控系统为背景，分别从软件、硬件的设计及实现等两方面就如何设计一个动态监控
4、系统进行了专门研究。文章首先介绍了移动基站动力环境监控系统的现状，分析了动态监控系统建立的可行性。其次，在分析动力环境监控系统的实现原理基础上，构建了动态环境监控系统的基本结构。再次，文章详细介绍了动力环境监控系统的软件设计以及动力环境监控系统的硬件结构和实现过程中的安装规范。最后，文章在对动力环境集中监控系统所涉及的关键技术进行分析基础上，结合具体情况对移动基站动力环境监控系统的设计进行了论证，并对自身故障的诊断、报警和处理进行了设计。关键词关键词：动态监控系统、动力环境监控、故障告警ABSTRACT IIII Abstract With the rapid development of t
5、elecommunication,the competition between telecommunication enterprises has become more and more fierce.“Network quality is the lifeline of a telecommunication enterprise”.Being leading in network quality is an absolute predominance for a telecommunication enterprise and having stable power equipment
6、 and fine station environment is a necessary condition for an enterprise to ensure its leading position in network quality.However,the traditional way of“operator on duty&power-off emergency repair”has two disadvantages:low efficiency of implementation and large consumption of resources.It can no lo
7、nger meet the need of the development of power maintenance.Therefore,it is quite urgent to establish a monitoring system of power and environment which takes the centralization and accurateness as the principle of designing.Such system can not only store and process the data of power equipment and e
8、nvironmental operation from different local stations,but also take real-time monitoring and give warnings when it has malfunctions,which makes the research of the present paper significant in theory and practice.This paper makes a special research on how to design a dynamic monitoring system from th
9、e perspective of the designing and implementation of software and hardware under the background of monitoring system of power and environment based on the mobile base stations.Firstly,it introduces the current state of monitoring system of power and environment based on the mobile base stations and
10、makes an analysis of the possibility of establishing a dynamic monitoring system.Secondly,after analyzing the feasibility of the principle,this paper constructs the basic structure of monitoring system of power and environment.Thirdly,the paper gives detailed information on the designing of the syst
11、ems software,the structure of the hardware as well as the installation specifications of the hardware in the process of implementation.Finally,based on the analysis of related key technologies of the monitoring system together with the actual ABSTRACT IIIIII situation,the paper makes an argumentatio
12、n to the design of monitoring system of power and environment based on the mobile base station and provides the design approach to the diagnosis of malfunction,the fault alarm and the handling of malfunction.Key words:dynamic monitoring system monitoring of power and environment fault alarm目录 IVIV 目
13、 录第一章 前言.1 1.1 移动基站动力环境监控系统简介.1 1.1.1 动力环境监控系统的发展背景.1 1.1.2 动力环境监控系统组成.1 1.1.3 动力环境监控系统技术组成.2 1.2 动环监控系统研究的目的和意义.4 1.2.1 动力环境监控系统的可行性.4 1.2.2 动力监控系统的目的和意义.4 1.3 作者的主要工作.5 第二章第二章 移动通信基站动力环境监控系统的构成移动通信基站动力环境监控系统的构成.6 2.1 移动通信网络的拓扑结构.6 2.2 动环监控系统的实现原理分析.6 2.2.1 动环监控系统的实现原理概述.7 2.2.2 系统框图.7 2.2.3 系统功能.7
14、 2.2.4 系统软件.8 2.3 动力环境监控系统的基本结构.8 2.3.1 动力环境集中监控系统组成.8 2.3.2 移动基站监控对象及内容.10 2.4 动力环境监控系统的设计论证.12 2.4.1 设计论证.15 2.4.2 万联系统的解决方案.15 2.4.3 传输设备.16 2.5 本章小结.17 第三章第三章 移动基站动环监控系统的硬件设计移动基站动环监控系统的硬件设计.18 3.1 动力环境监控系统的主要硬件构成及功能.18 3.1.1 现场监控采集设备.18 3.1.2 监控机柜.21 3.1.3 操作台.22 3.1.4 业务台.22 目录 V V 3.1.5 动力环境监控
15、系统的其他硬件设备.22 3.2 动环监控系统的实现过程.22 3.2.1 监控机柜.23 3.2.2 操作台业务台.23 3.2.3 E1 接入设备.23 3.2.4 DDF 架.24 3.2.5 现场监控采集设备.24 3.2.6 质量标准.24 3.2.7 温湿度传感器.25 3.2.8 红外微波双鉴探测器.26 3.2.9 烟雾探测器.26 3.2.10 水浸传感器.27 3.2.11 门磁传感器.27 3.2.12 电量变送器/灯控箱/空调控制器/配电箱.27 3.2.13 综合电量测量仪.28 3.2.14 液位变送器.29 3.2.15 空调智能接口防雷器.29 3.2.16 智
16、能门禁.29 3.2.17 组合式可调摄像机.30 3.2.18 球形摄像机.31 3.2.19 灯控.32 3.3 本章小结.32 第四章第四章 动力环境监控系统的软件设计动力环境监控系统的软件设计.33 4.1 软件的构成和支撑平台.33 4.1.1 软件的构成.33 4.1.2 软件的支撑平台.34 4.2 IDU 软件的功能和实现过程分析.34 4.2.1IDU 软件的功能.34 4.2.2IDU 软件的实现过程分析.35 4.3 动环监控系统的功能模块分析.35 4.3.1 监控主机软件.35 4.3.2 实时监控台软件.38 4.3.3 业务管理台软件.38 4.3.4 管理员工具
17、软件.39 4.3.5 配置工具软件.40 4.3.6 数据管理软件.40 4.3.7 派单检测软件.41 4.3.8 Web 浏览台软件.41 目录 VIVI 4.4 本章小结.42 第五章第五章 动力环境监控系统的测试及故障处理动力环境监控系统的测试及故障处理.43 5.1 动力环境监控系统的测试.43 5.1.1 硬件测试.43 1、购置硬件的测试.43 2、自制硬件的测试.43 3、传感器的测试.43 5.1.2 软件测试.43 1、系统软件的测试.44 2、应用软件的测试.44 5.2 动力环境监控系统的故障处理.44 5.2.1 对于自身故障的诊断报警和处理.44 5.2.2 数据
18、管理软件故障诊断报警的处理.44 5.2.3 智能设备连接时故障诊断报警的处理.45 5.3 本章小结.47 第六章第六章 结束语结束语.48 致致 谢谢.49 参考文献参考文献.50 第一章 前言 1 1 第一章 前言 1.1 移动基站动力环境监控系统简介 移动基站动力环境监控系统1是一个网络化的集成系统，各局站的动力设备及环境运行数据通过传输网络集中到监控中心，并进行存储、处理，实时呈现运行数据和告警数据。以“四遥”为手段，通信企业可以全面撤销局站有人值守，变被动的抢修模式为主动的预防性维护模式，达到减员增效的目的。1.1.1 动力环境监控系统的发展背景 随着通信行业的迅猛发展，通信企业间
19、的竞争不断加剧，“网络质量是通信企业的生命线”，网络质量领先是通信企业的绝对竞争优势，稳定的动力设备和优良的机房环境是保障网络质量领先的必要条件。为了提高运行质量保障能力和运维管理低成本运作能力，通信企业必须建设动力环境监控系统。动力设备预防性维护、应急供电抢修、机房环境维护等都是劳动密集型工作，传统的“有人值守断电抢修”维护模式，执行效率低、资源耗费大，难以适应动力维护工作发展的要求。“生产关系要适应生产力的发展”，维护体制必须向集中化、精细化转变，动力及环境监控系统适时而生。1.1.2 动力环境监控系统组成 动力环境集中监控系统由采集子系统、传输子系统、软件子系统组成，采集子系统完成底端数
20、据的采集，传输子系统将底端采集到的数据传送到监控中心，软件子系统完成系统设置、数据处理、告警产生、数据存储、系统功能等。被监控对象按功能分为动力和环境两大类，动力类包括高压配电、低压配电、UPS、油机、电源、电池组、空调等，环境类包括门禁、烟感、温度、湿度等。被监控对象按采集方式分为智能设备和非智能设备两大类，智能设备本身具有数据采集和处理能力，并带有智能接口，可以与上位机通信；非智能设备本身电子科技大学硕士学位论文 2 2 不具备数据采集和处理能力，需要增加传感器、变送器和采集器来完成数据采集和上报。1.1.3 动力环境监控系统技术组成 1.1.3.1 数据采集技术 在采集子系统2中，被监控
21、信号的测量至关重要，被监控信号按照特性可以分为模拟量和开关量。模拟量是指随时间连续变化的量，对于这些信号的测量，需采用模/数（A/D，Analogue/Digital）转换设备将模拟量变成数字量后才能适合计算机采集。智能设备的模拟量信号由监控单元完成采集，而非智能设备的模拟量信号需要增加数据采集器、传感器、变送器等来完成采集，将非电量信号转换为适合采集器输入特性的电量信号。开关量是指不连续变化的、具有确定的几种状态的量，最典型的是仅有“0”和“1”两种状态的开关量。非智能设备的开关量信号采集也需要增加开关量传感器和采集器。1.1.3.2 数据传输技术 1、E1 中继传输技术 E1 中继线路上传
22、输 2M 的码流，有信道化 E1 和非信道化 E1 两种资源。信道化E1（CE1）定义了帧结构，每帧 32 个时（TS0TS31），其中 TS0 用于同步，TS16 用于信令，其余用于传输数据，每个时隙的带宽为 2M/32=64K。在动力环境监控系统中，2M 的某一个时隙可以用于基站与端局监控主机之间的数据传输，整个 2M 也可以用于 LSC 与 CSC 之间的大数据量的传输；在基站 2M的某时隙传送数据时，需要在基站配置 2M 抽时隙设备，在 LSC 中心通过交换机做半永久连接或增加 DXC 数据收敛设备，传输监控数据。E1 传输具有传输稳定性好、可靠性高、响应速度快的特点。目前中国移动的大
23、部分基站动力环境监控均采用这种传输模式。2、IP(MDCN)传输技术 局站动力环境监控的串行数据，通过传输设备转换为 IP 数据包，并通过以太网口接入到已经建好的 MDCN 网络中，LSC 的端局监控主机接入 MDCN 网就可以采集到各局站的动力环境监控数据。CSC 与 LSC 之间也可以用 MDCN 来传输监控数据。第一章 前言 3 3 MDCN 网的特点是前期必须已经建成网络，后期上监控时，传输投入较少，但是如果是某些时段网络数据流量太大，会影响到监控系统的响应速度及稳定性。3、干接点技术 由采集器3连接各种动力与环境传感器和监测点进行数据采集，通过 OMC 与LSC 相连，监控数据为开关
24、量，可以实现遥信功能。监控信息单向上行传输，监控数据通过 BTS 上的外部告警单元经由 BSC 传送到 OMC。一般在非重要局站的设备上采用干接点监控子系统。4、数字公务信道技术 如果 E1 中继线路紧张，而又没有 MDCN 网络，可以采用数字公务信道传送基站动力环境监控数据，由于一条链路上传送有多个基站的监控数据，各个采集设备的上报波特率必须相同而地址不同，上位机采用分时轮巡的方式采集。数字公务信道有广播方式的，也有点对点方式的，如果是点对点方式的，还需要在每个基站上增加通信串口转换器来进行桥接组网。这种传输方式因采集速度慢、稳定性差而应用较少。5、短信传送技术 短信传送信息，主要用于监控中
25、心的告警输出，当有告警产生时，可以将相关告警通知相应的维护人员或值班人员，对设备告警做相应处理。短信告警输出的方式有两种，一种是采用无线 MODEM 的方式，这种方式实现起来相对简单，另外一种方式是监控系统软件通过短信中心来发送告警信息给维护人员，这需要监控软件与短信中心通过一定的协议来实现，需要双方的配合，实现难度相对较大。告警短信只能作为监控中心值班的一种辅助手段，监控中心的值守才是主要手段，因为告警短信有时延时较大，特别是节假日，由于客户的短信信息量太大，短信是排队发送的，延时会更大。1.1.3.3 基本组网技术 这里的组网方案是指在没有 MDCN 的情况下，新建监控系统网络的基本组网方
26、案，在实际组网时，可能是多种基本方案混合组网，根据局站与中心的连接方式可分为三种基本组网方案 1、多串口卡组网技术 这种技术方案主要用于基站与 LSC 的端局监控主机间的组网，传输到多串口卡的端口上的数据是串行数据，一个端口上可以是一个基站的数据（如：2M 抽时电子科技大学硕士学位论文 4 4 隙点对点方式），也可以是多个基站的数据。2、基于路由器的组网技术 这种技术方案主要用于枢纽局 SU 与 LSC 间的组网、LSC 与 CSC 间的组网。3、远程访问服务器的组网技术 这种技术方案主要用于数据量较大的远端局站与 LSC 间的组网，端局监控主机与 LSC 局域网构成一个局域网。1.2 动环监
27、控系统研究的目的和意义 1.2.1 动力环境监控系统的可行性 1、动力设备的可靠性提高 随着应用技术的不断发展，相控整流电源已经全面升级为模块化高频开关电源，防酸隔爆电池也换代为密封阀控蓄电池，自动化油机发电机组、机房空调等应用趋于成熟，设备可靠性高、故障率低为实施无人值守、集中监控提供了基础条件。2、动力设备智能性完善 设备的监控单元能够对设备本身运行状态实时监控、智能管理、自动撤投。标准的监控接口和规范的智能协议为实施集中监控提供了便利条件。3、工控技术、数据库技术成熟 工控技术、数据采集技术、系统集成技术、数据库技术的成熟应用，为集中监控提供了技术保障。4、众多监控厂家的积极参与 众多具
28、有雄厚技术实力的监控厂家积极投入，为集中监控提供了强有力的技术支撑。1.2.2 动力监控系统的目的和意义 正是由于动力环境监控系统的可行性决定了动力环境监控系统的目的和意义，也决定了设计和使用的方向。动力监控系统的目的和意义是对通信网上供电系统的监测和早期预警，因此监控系统最重要的功能是故障告警和实时监测。其第一章 前言 5 5 余功能进行，属于从属地位，主次不能颠倒。监控系统成功与否，主要是看它能否长年不间断、稳定、可靠、实时地对网上电源空调设备进行监测与预警。一个本身故障不断的监控系统，统计、报表、组态等其它功能再强，界面再美观友好，也不是一个好的可用的系统；同理，误告警或漏告警的监控系统
29、，也不可能让人放心使用.1.3 作者的主要工作 本论文的主要工作是设计一个移动通信基站动力环境监控系统，能对各局站的动力设备及环境运行数据进行存储、处理，并实时监控和故障告警。作者的主要工作如下：1参与整个系统方案的讨论；2.完成部分移动通信基站动力环境监控系统的硬件原理图设计；3.参与移动通信基站动力环境监控系统的软件设计；4.对系统进行设计论证；5.参与工程实施和故障处理。电子科技大学硕士学位论文 6 6 第二章第二章 移动通信基站动力环境监控系统的构成移动通信基站动力环境监控系统的构成 2.1 2.1 移动通信网络的拓扑结构移动通信网络的拓扑结构 四川移动通信网络动力环境集中监控管理系统
30、采用逐级汇接的三级网络拓扑结构，由集中监控中心（CSC，设在成都）、区域监控中心（LSC，各地市）和现场监控单元（FSU，监控设备）组成，移动通信网络的拓扑结构如图 2-1所示。该监控系统由艾默生公司承建，实现区域中心（LSC）与省中心（CSC）的互联。并遵循 C 接口的规范，满足 CSC 对全省各类通信局（站）的监控与管理要求。CSCE-OMSLSCFSU监控对象（智能设备）监控对象（非智能设备）A接口B接口C接口D接口LSCFSUFSUFSU 图 2-1 监控系统网络拓扑结构 2.22.2 动环监控系统的实现原理分析动环监控系统的实现原理分析第二章 移动通信基站动力环境监控系统的构成 7
31、7 2.2.1 动环监控系统的实现原理概述 移动基站动力环境监控系统是由移动基站动力环境监测器，将采集上来的监控量4，通过传输系统，传送到管理中心的交换机；然后由中心通信服务器，将监控数据从管理中心交换机中分离出来，重新进行存储，加工，处理，形成用户需要的信息。利用维护人员在监控中心随时了解基站的环境，动力和设备运行情况，当发生停电，火灾，水灾，失窃等紧急事件时，可在第一时间了解情况，并迅速赶到现场予以处理解决，另外，使用干节点进行通信，可以不必再进行通信线路的开发建设，投资少，建设快，并节省通信费用。2.2.2 系统框图 系统原理框图如图 2-2 所示。图 2-2 系统框图 2.2.3 系统
32、功能 1、实时数据监测 基站管理中心维护人员可以及时，准确的获取基站的运行状态。监控终端实时的显示每一个监控对象的运行状态，监控对象在监控终端的界面上划分为三级，分别是区域级，基站级，监控点，显示的状态有区域监控通信不良，基站掉站，监控点告警等。控制柜 接监控主机 基站监控器 门磁 电压与扩展电路 电子科技大学硕士学位论文 8 8 1）图形化的操作界面 系统具有形象化的图形界面。2）声光报警提示功能 当基站发生报警时，系统能及时进行声音，灯光提示，用户确认或现场报警解除后，声光报警提示自动消失。3）历史报警记录与查询 系统具有历史告警记录功能。数据库中保存的历史报警记录，可保存 3 个月，且可
33、以方便的按照预定义的限制条件进行查询，限制条件包括时间段，告警地点，告警类型等，系统可以分时段，分地域对故障率，平均障碍历史等信息进行统计，查询统计的结果可以自动形成报表通过打印机输出。4）系统具有信息过滤，自检和自动维护能力 系统能根据实际情况过滤重复的，不必要的告警；对于软件进行中出现的异常，错误等情况能及时反映上来，并最大限度的不影响其他部分的运行。2.2.4 系统软件 1、图形监控中心软件 图形监控中心软件运行于图形工作站上，监控软件系统采用全汉字窗口显示方式，以实际设备布置图及其相应颜色变化的形式来显示设备的工作状态，人机对话均可由鼠标进行。2、统计与查询统计 统计与查询系统是监控系
34、统管理软件之一，运行于数据管理工作站。主要有配置管理，历史告警查询，故障率统计和各种报表打印等功能。2.32.3 动力环境监控系统的基本动力环境监控系统的基本结构结构 2.3.1 动力环境集中监控系统组成 由采集子系统、传输子系统、软件子系统组成，采集子系统完成底端数据的采集，传输子系统将底端采集到的数据传送到监控中心，软件子系统完成系统设置、数据处理、告警产生、数据存储、系统功能等。而监控主机正是完成监控单第二章 移动通信基站动力环境监控系统的构成 9 9 元所定义的所有功能，是三级中心结构的第一级，它主要完成各个信号的采集、处理、上送等任务，并兼有历史数据保存、实时数据监测以及数据异常告警
35、等功能，监控主机还能完成系统所允许的各种控制功能。1、采集子系统 图 2-3 采集子系统 监控主机上可以挂接各种采集设备以及各种智能设备。这些采集设备和智能设备可以采用总线网或直连到监控主机的串口上，通过各自不同的协议与采集设备进行通讯，监控主机的采集处理功能由监控模块（SM）负担。2、传输子系统 数据传输模块不止上送告警数据，它还要上报抄表数据，这些数据也是由处理模块产生并提交的。它上报的数据种类包括告警数据、实时数据、历史数据。3、软件子系统 软件子系统完成系统设置、数据处理、告警产生、数据管理、系统功能等。系统设置模块主要用来对系统的各个业务模块包括实时监控台、管理员工具、业务管理台运行
36、进行配置。数据处理模块主要是分析信号的当前值域范围，是在正常范围还是非正常范围以及超越的幅度时间等。这些要根据配置表中的配置条件来判断。处理模块对采集模块采上来的数据进行分类、判断、筛选后，要得出监测设备有没有告警产生，以及是什么信号的告警。它把这些分析判断的结果输出，被显示模块用来做告警显示以及被数据上送模块上报到中心。数据管理模块主要用来自动对数据库中的数据进行备份和恢复。它的主要功能如下：1）数据迁移 电子科技大学硕士学位论文 1010 数据迁移是将历史数据在各类历史表中重新分配存储。保证数据库大量历史数据的存储和高效的查询。2）自动备份 数据管理软件每天自动将一段时间前的数据备份到数据
37、库外部存储介质。以便在需要时将数据恢复到数据库供业务管理软件查询。3）手动备份 手工备份数据库内指定时间段的数据，备份的数据包括日表数据、月表数据以及系统用的用户和门禁数据，目的是当自动备份出现间断时，可手动备份数据，或者为了防止数据库发生不可预测的崩溃后重装数据库进行数据恢复用。4）手动恢复 手动恢复类型为：部分数据恢复、全部数据恢复两种。部分数据恢复：可将保存在数据库外部存储介质中，指定时间段的数据恢复到数据库中以 Bk 开头的历史数据表，再由业务管理软件去查询。数据恢复过程只恢复数据库中没有的数据，即数据库存储周期以外的数据。若有磁带机则将先从磁带查找并将数据复制到硬盘，再导入到数据库，
38、没有磁带机则直接从磁盘上查找数据并导入数据库。全部数据恢复：目的是当数据库发生崩溃，在数据库重装后，进行必要的数据恢复时使用；此操作将备份在硬盘上的所有数据全部恢复到数据库的当前数据表和历史数据表中，同时将备份的系统用户和门禁数据恢复到数据库（如果已经备份在硬盘上。5）空间检测 空间检测是指软件实时对数据库和磁盘空间进行监测，若发现空间不足持续一天，就送告警到实时监控台显示。2.3.2 移动基站监控对象及内容 被监控对象按功能分为动力和环境两大类，动力类包括高压配电、低压配电、UPS、油机、电源、电池组、空调等，环境类包括、门禁、烟感、温度、湿度等。被监控对象按采集方式分为智能设备和非智能设备
39、两大类，智能设备本身具有数据采集和处理能力，并带有智能接口，可以与上位机通信；非智能设备本身不具备数据采集和处理能力，需要增加传感器、变送器和采集器来完成数据采集和上报。第二章 移动通信基站动力环境监控系统的构成 1111 移动基站监控对象及内容如下表所示：表 2-1 移动基站的监控对象和监控内容 序号 监控对象 监 控 内 容 1 交流配 电箱 三相输入电压、三相输入电流 开关状态、市电状态 2 固定柴油发电机组 三相输出电压、三相输出电流、输出频率/转速、水温（水冷）、润滑油油压、润滑油油温、启动电池电压、输出功率、液（油）位 工作状态（运行/停机）、工作方式（自动/手动）、主备用机组、自
40、动转换开关（ATS）状态、皮带断裂（风冷）、启动失败、过载、紧急停车、市电故障、充电器故障（可选）开/关机、紧急停车、选择主备用机组 输出电压、频率 3 开关电源 三相输入电压、三相输入/出电流、输入频率、输出总线电压、模块单体输出电流、总负载电流、蓄电池电流、主要分路电流（可选）模块单体状态（开/关机、限流/不限流）、模块单体故障/正常；系统状态（均/浮充/测试）、系统故障/正常、一次下电开关状态、监控模块故障、主要分路熔丝/开关故障 均充/浮充电压设置、限流设置 模块开/关机、均/浮充、电池管理 4 空调设备 温度 空调工作状态、工作模式（通风/制冷/加热/除湿）温度设置 空调开/关机 5
41、 环境 温度 门碰、红外、防盗告警（布防/撤防）直流照明灯控 6 图像监控 环境 7 防 盗 电子科技大学硕士学位论文 1212 对于交流配电箱：根据测点判断三相电压有/无，结合开关电源做总输入开关闭合/打开状态的判断。电压和电流监测点在总输入开关前。对于固定柴油发电机组：对于有通信接口的通过通信接口测量，监测内容按照通信协议确定；对于无通信接口的测量三相电压、三相电流。需要测量市电或油机供电状态、液位和启动电池电压。对于开关电源系统：开关电源架通过通信接口测量，监测内容根据通信协议确定。另外，监测蓄电池组总电压。对于空调设备：通过通信接口测量，监测内容根据通信协议确定。只监测智能空调，并要求
42、投标人增加空调侧通信接口浪涌过电压保护措施。对于无通信接口的基站需要预留通信接口。2.4 动力环境监控动力环境监控系统的设计论证系统的设计论证 由于移动通信本身的特点，决定了网络覆盖规模较大，基站数量多且平时无人职守，系统维护网和维护人员基本在交换局，被监控设备类型较多缺乏一致性，监控方式及实现手段复杂，系统性能及运行稳定性要求高。基于以上原因动力环境集中监控系统的设计必须充分考上述特点，在相关方面提出完善的解决方案。因此在论证移动通信动力环境集中监控系统设计时，应着眼于通信行业的实际情况及应用要求，首先分析动力环境集中监控系统所涉及的关键技术，再结合具体情况及性价比要做出最合适的解决方案。根
43、据动力环境集中监控系统本身的特点，其主要涉及四个方面的技术：1、系统规模与网络架构；2、监控数据处理方式；3、传输方式的解决与应用；4、远端现场采集技术。以下分类简要说明。1、规模与网络架构的设计 从系统规模看，监控系统需要有较大的监控规模，一般需要能涵盖整个本地网的能力，监控对象的数量多，类型复杂，从结构看，监控属广域网范畴，规模大、数据量多，从而导致其系统的设计思想与一般小规模的普通局域类设计出发点完全不同。若将流行于局域网的数据库技术和操作系统简单移植到监控网上，随着监控规模的扩大必然造成核心数据处理的瓶颈，及通信线路的瓶颈，最终将导致系统不堪重负而瘫痪(在局数少时也许不太明显)。如选用
44、流行于局域网应用的第二章 移动通信基站动力环境监控系统的构成 1313 Client/Server 技术，其主要领域是在局域网内与关系数据库一起实现静态数据库的管理应用，但不适用于频宽较小的（如 64K 以下）广域网范围内大量的实时动态的数据采集、更新。针对以上情况，对于广域网监控管理，系统理想的架构便是分布式广域网结构，再结合通信行业阶层式管理体制的实际模式，万联动力环境集中监控系统在系统网络架构上采用了最适应以上需要的树型阶层分布式网络架构。以 B/S 技术组建一个树型阶层式的类 INTRANET 广域网监控系统。示意图见图 2-4 如下：图 2-4 树型阶层式的类 INTRANET 广域
45、网监控系统 与一般监控系统的设计结构不同，万联动力环境监控系统的主要数据处理层是在“区域监控中心”，由该层次的处理主机构成整个监控广域网的分布式计算机系统。主监控中心主要负责动态路由的建立及应用层人机界面的接入，整个系统可形象地对比 INTERNET 系统：各区域中心处理机相当与不同辖区的 HOST 主机，总监控中心相当于用户应用的接入服务器，提供路由与人机界面的服务。由于树型结构有很好的扩容性，结合分布式结构的并发特性，整个系统可在保证性能的前提下，扩容到很大的规模，足以满足通信行业的集中监控的规模需求。2、数据处理方式 由于监控系统所面对的远端局站的数量相当多，必须进行分辖区的监控数据收敛
46、，故监控系统可根据实际情况设立区域监控中心（一般根据交换局的归属、50-300 个基站设一个区域中心）。由区域监控中心处理主机负责其辖区内的所有监控数据的收集与处理，作为整个处理系统的一个并发处理分节点。除了动态的实时告警信号实时上传外，各区域中心的处理主机并不将其庞大的实时监控数据上传到总监控中心的处理主机，故总监控中心的处理主机便少了电子科技大学硕士学位论文 1414 备份各分控中心实时数据的庞大的工作量。总监控中心只需将当前使用者所需要的数据从各区域中心传送上来，相当于浏览网页一样，且无图形数据，故其处理的监控数据最低只需 4800bps 的低速数据通道即可完成实时（3-5 秒）的系统响
47、应，整个地区各区域监控中心的监控数据成为总监控中心逻辑上统一且唯一的，但在物理上却分散的分布式大型动态数据库。3、传输方式的解决与应用 在动力环境集中监控系统中，在系统架构不受影响的情况下，传输方式是一个可以独立的于系统其他技术的技术。由于监控厂家本身不提供传输条件，其监控数据的传输必须依赖用户已有的传输条件而与之相适应。根据通信行业的实际情况，动力环境集中监控系统可采用的各种传输条件主要为：1)远程路由网；2)E1/2M 抽取时隙（包括半永久连接）；3)DDN、ISDN 专网；4)通信主设备维护通道/公务信道；5)外部告警通道（此方式严重影响系统架构）下面以远程路由网为例说明，其通讯组网方式
48、见图 25 图：图 25 通讯组网方式图 上图为远程路由网组网方式，各远端局站需要设置前置机（具备网络功能）和路由器、集线器等网络传输设备，传输投资较大，故适合已具备远程路由网，且局站数目不多，但单局监控数据较多的情况。在实际应用中，上述各种传输方式往往综合运用，如在 FSU-LSC 之间采用第二章 移动通信基站动力环境监控系统的构成 1515 E1/2M 时隙方式，在 LSC-CSC 之间采用路由网方式。实践证明该方式是移动通讯公司最适合的传输方案，在国内广泛应用，是以上所有方案中最成熟稳定的。4、远端现场采集技术 万联监控系统远端数据采集技术采用分散式的硬件化、模块化的设计，全部数据采集采
49、用一体化标准设备（监控模块）：综合智能采集模块(OMM 系列)-针对移动基站的一体化设计。这种硬件化、模块化设计的优点是 1)更新硬件对系统的结构、软件无影响，系统结构灵活，扩容改造方便。2)现场数据采集稳定性提高，大大减少维护工作量。3)完全硬件化的施工，简单、标准，易于安装调试，可靠性高。传感器、变送器采用先进的高品质金属抽引成形工艺，为工业级标准，均选择可靠性高的进口器件，其工作寿命在十年以上。电量变送器的精度为 0.2-0.5%，非电量传感器精度：温度传感器 2.0%、油位传感器 0.5%等。数位输入/输出模组采用光电隔离技术。2.4.1 设计论证设计论证 从以上关键技术的简要分析可知
50、，动力环境集中监控系统的设计思想即是：采用分布式树型网络架构，和分散式数据处理结构，解决网络规模大的难题；选用实时性及通讯处理能力强的处理主机结合稳定的操作系统解决大规模局站的实时数据采集、处理；传输方面必须保证充分可靠性和实时性，最关键的是必须与系统架构相适应；远端局站采用硬件化、模块化的设计，简化结构、方便施工与维护，同时必须具备良好的扩容性。整个系统整合了多种技术在其各自应用领域的强势，使整个监控系统具备了强大的性能、可靠性高，可用性强。鉴于以上结论，再结合近年来整个动力环境监控领域的实际应用情况，就移动通信动力环境监控系统解决方案进行简要的论证。2.4.2 万联系统的解决方案 完全针对