室外通讯设备环境、动力装置监控方法及监控系统

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技术领域\n本发明涉及监控技术领域，具体涉及一种可对移动通信的室外通讯设 备的环境、动力系统进行集中监控的方法，本发明还涉及基于所述方法对 室外通讯设备的环境和动力系统进行控制的系统。\n背景技术\n在现有技术中，室外型通讯设备一般都是在无人值守的状态下工作， 环境、动力监控装置是室外型通讯设备在无人职守的环境下全天候可靠运 行的基础，是保证室外型通讯设备能正常安全工作的关键技术。现有的室 外型通讯设备的环境、动力监控系统存在下列缺点：\n1.现有设备的环境监控和动力监控是由通讯设备内部的不同设备实\n现的。环境监控和动力监控功能各自独立，不能有机地结合在一起。\n不能根据环境参数的变化来控制动力系统，也不能根据动力系统参 数的变化来控制环境参数。\n2.室外型通讯设备通常同时配置有两套温度调节设备：空调和加热 器；热交换器和加热器。现有设备对两种配置采用不同温度控制器 分别控制，不利于室外通讯设备的统一控制管理。\n发明内容\n本发明要解决的技术问题在于，提供一种室外通讯设备环境、动力装 置的监控方法，可克服现有室外通讯设备的环境监控和动力监控功能各自 独立，不能有机结合的缺点，可对现有室外型通讯设备中的环境、动力装 置监控提供更完善、可靠的监控方法，本方法还可以应用于其他非通信领 域的室外型通讯设备中，实现室外型通讯设备在全天候的环境下可靠工 作。\n本发明要解决的另一个技术问题在于，提供一种基于上述监控方法的 室外通讯设备中的环境、动力装置监控系统，可对室外通讯设备中的环境 和动力装置进行综合监控，可同时根据室外通讯设备中的环境变化参数、 动力变化参数进行综合调控，从而使得室外通讯设备中的设备始终处于最 佳的工作环境和工作状态。\n本发明的技术方案是，提供一种室外通讯设备环境、动力系统监控方 法，其特征在于，包括以下步骤：\nA、通过环境参数采集模块采集机房内环境传感器输出的告警信号， 如环境温度的高低，机柜内的温度变化；\nB、通过动力状态采集模块检测动力系统的状态参数，如交流输入 和电池组的过压、欠压、过流等告警；\nC、中央处理模块通过中断或查询的方式，从环境参数采集模块和动 力状态采集模块，采集环境和动力参数，并且通过串口控制器将环境和动 力参数发给本地终端或上级网管；\nD、中央处理模块根据检测到的环境和动力参数，通过继电器控制模 块控制室外通讯设备动力设备的工作状态，通过温度控制模块控制机柜中 的温度调节设备的工作状态。\n在上述的控制方法中，所述步骤D中还包括当机柜中的温度低于t1 时，中央处理模块通过温度控制模块控制机柜中的温度调节设备进行以下 工作：\n当机柜内部空气温度低于t1时，温度控制模块启动加热器工作；\n当机柜内部空气温度上升到t1时，温度控制模块关闭加热器；\n当机柜内部空气温度上升到t2，且空气温度比机柜外部环机柜内部境 温度低+5℃以上时，温度控制模块启动热交换器；\n当机柜内部空气温度上升到t_high时，温度控制模块启动空调器制 冷，并关闭热交换器；\n当机柜内部空气温度大于t_high时，温度控制模块保持空调制冷。\n其中：t1是机柜低温控制门限；\nt2是热交换器控制门限温度；\nt_high是机柜高温控制门限；\nt_high＞t2＞t1，t1、t2和t_high的取值由实验确定。\n在上的控制方法中，所述步骤D中还包括当机柜中的温度高于t5时， 中央处理模块通过温度控制模块控制机柜中的温度调节设备进行以下工 作：\n当机柜内部空气温度大于或等于t5时，温度控制模块保持空调制冷；\n当机柜内部空气温度等于t5，且机柜内部空气温度和机柜外部环境温 度差大于+5℃时，温度控制模块启动热交换器；\n当机柜内部空气温度和机柜外部环境温度差小于或等于+0℃时，温度 控制模块关闭热交换器；\n当机柜内部空气温度小于t4时，温度控制模块关闭热交换器；\n当机柜内部空气温度小于t3时，温度控制模块启动加热器。\n其中：t5是机柜高温控制门限；\nt4是热交换器控制门限温度；\nt3是机柜低温控制门限；\nt5＞t4＞t3，t5、t4和t3的取值由实验确定。\n在上述控制方法中，所述步骤D中还包括以下步骤：当机柜中的温度 较低，同时空调器又发生故障时，中央处理模块通过温度控制模块控制机 柜中的其它温度调节设备进行以下工作：\n当机柜内部空气温度低于t7时，温度控制模块启动加热器工作；\n当机柜内部空气温度上升到t7时，温度控制模块关闭加热器；\n当机柜内部空气温度上升到t6，且机柜内部空气温度和机柜外部环境 温度差大于+5℃时，温度控制模块启动热交换器。\n其中：t6是热交换器控制门限温度；\nt7是机柜低温控制门限；\nt6＞t7，t6和t7的取值由实验确定。\n在上述的控制方法中，所述步骤D中还包括当机柜中的温度较高，同 时空调器又发生故障时，中央处理模块通过温度控制模块控制机柜中的其 它温度调节设备进行以下工作：\n当机柜内部空气温度不低于t9，且机柜内部空气温度和机柜外部环境 温度差小于或等于0℃时，温度控制模块关闭热交换器；\n当机柜内部空气温度小于t9时，温度控制模块关闭热交换器；\n当机柜内部空气温度小于t8时，温度控制模块启动加热器。\n其中：t9是热交换器控制门限温度；\nt8是机柜低温控制门限；\nt9＞t8，t9和t8的取值由实验确定。\n在上述的控制方法中，所述步骤D中还包括当机柜中的温度低于t10 时，中央处理模块通过继电器控制模块控制室外通讯设备内的动力系统进 行以下工作：\n当机柜中的温度低于t10时，继电器控制模块切断交流配电中整流器 继电器和直流配电中电池组继电器；\n当机柜中的温度升到t10时，继电器控制模块合上交流配电中整流器 继电器和直流配电中电池组继电器；\n当机柜中的温度在t10-t11温度范围内时，环境动力监控系统检测 到欠压告警或电池组过流告警时，继电器控制模块切断直流配电中电池组 继电器；\n当环境、动力监控系统检测到电池组过压告警时，环境、动力监控系 统逐步降低整流器的输出电压，使电池组的过压告警恢复正常，若电池组 仍发生过压告警，则切断直流配电中电池组继电器；\n当机柜中的温度超过t11时，继电器控制模块切断交流配电中整流器 继电器和直流配电中电池组继电器。\n其中：t10是动力控制设备低温门限；\nt11是动力控制设备高温门限；\nt11＞t10，t10和t11的取值由动力控制设备的温度性能指标确定。\n在上述的控制方法中，所述步骤D中还包括当机柜中的温度高于t13 时，中央处理模块通过继电器控制模块控制室外通讯设备内的动力系统进 行以下工作：\n当机柜中的温度高于t13时，继电器控制模块切断交流配电中整流器 继电器和直流配电中电池组继电器；\n当机柜中的温度降到t13时，继电器控制模块合上交流配电中整流器 继电器和直流配电中电池组继电器；\n当机柜中的温度在t12-t13的温度范围内时，环境、动力监控系 统又检测到欠压告警或电池组过流告警时，继电器控制模块切断直流配电 中电池组继电器；\n当机柜中的温度降到t12时，继电器控制模块切断交流配电中整流器 继电器和直流配电中电池组继电器。\n其中：t12是动力控制设备低温门限；\nt13是动力控制设备高温门限；\nt13＞t12，t13和t12的取值由动力控制设备的温度性能指标确定。\n提供一种室外通讯设备环境、动力监控系统，包括中央处理模块、环 境参数采集模块、动力状态采集模块、继电器控制模块、串口控制器模块 和温度控制模块，其特征在于，所述环境参数采集模块、动力状态采集模 块、继电器控制模块、串口控制器模块和温度控制模块，通过控制总线与 所述中央处理模块连接。\n实施本发明提供的监控方法和监控系统，可采集室外通讯设备内的告 警及状态信息并根据环境信息和动力系统工作状态来控制温度调节设备， 还可同时根据温度变化和动力系统状态控制动力系统的工作状态，可向远 端操作维护中心上报本地告警信息和工作状态；本发明所述方法和系统与 现有监控方法和装置相比，可克服现有技术中环境监控和动力监控功能各 自独立，不能有机结合的缺点，使现有室外型通讯设备对环境、动力系统 的监控更完善、可靠，本发明还可以应用于其他室外型通讯设备中，实现 室外型通讯设备在全天候环境下的可靠工作。\n附图说明\n图1是室外型通讯设备环境、动力监控系统的结构框图；\n图2(a)是监控系统在升温过程时的温度控制方法；\n图2(b)是监控系统在降温过程时的温度控制方法；\n图3(a)是调温空调发生故障时，监控系统采用加热器和热交换器在 进行升温过程时的控制方法；\n图3(b)是调温空调发生故障时，监控系统采用加热器和热交换器在 降温过程时的控制方法；\n图4(a)是在升温过程中，监控系统根据温度的变化对动力系统进行 控制的方法；\n图4(b)是在降温过程中，监控系统根据温度的变化对动力系统进行 控制的方法。\n具体实施方式\n如图1所示，由本发明提供的环境、动力监控系统采用环境参数采集 模块、动力状态采集模块、继电器控制模块、中央处理模块、串口控制器 模块、温度控制模块组成。中央处理模块是CPU模块，其它模块通过总 线与中央处理模块相连接，通过中央处理模块可同时对环境和动力系统进 行监控。通过环境参数采集模块采集机房内环境传感器的输出告警信号， 动力状态采集模块检测动力系统的状态参数，如交流输入和电池组的过 压、欠压、过流等告警。中央处理模块通过中断或查询的方式，从环境参 数采集模块和动力状态采集模块，采集环境和动力参数，并且通过串口控 制器将环境和动力参数发给本地终端或上级网管。中央处理模块根据环境 和动力参数，通过继电器控制模块控制室外通讯设备动力设备，通过温度 控制模块控制温度调节设备。室外通讯设备环境动力监控设备提供两种供 电方式：交流供电和电池组直流供电，直流电池组作为交流电源的备份。 交流配电部分的每个负载均有一对应的交流继电器，用来控制负载交流电 源的接入和断开；直流配电部分也有一个继电器用来控制电池组的接入和 断开。在本发明提供的环境、动力监控系统中，中央处理模块向继电器控 制模块发送指令。由继电器控制模块控制继电器的开合，实现对交流和直 流供电系统的控制。\n室外通讯设备内的温度调节设备有三种：空调、热交换器和加热器。 空调采用交流供电方式，具有制冷作用。热交换器采用直流供电方式，用 于室外通讯设备机架内外的热交换。在由本发明提供的环境、动力监控系 统中，温度控制模块完成对三种温度调节设备的控制。\n环境、动力监控系统的工作原理如下：环境参数采集模块通过采集烟 雾、水浸、温度等传感器的输出信号，并将环境参数上报给中央处理模块。 动力状态采集模块检测动力系统的状态参数，如交流输入和电池组的过 压、欠压、过流等告警，并将动力设备状态参数上报给中央处理模块。中 央处理模块根据采集到的室外通讯设备环境参数和动力参数，通过继电器 控制模块控制室外通讯设备动力设备，通过温度控制模块控制温度调节设 备。\n当环境、动力监控装置检测到交流输入有过压、欠压、过流等告警时， 切断交流配电部分的交流输入。当检测到电池组有欠压、过流告警时，切 断蓄电池组输出的直流电源；当检测到电池组有过压告警时，降低整流器 的输出电压，使电池组输出电压恢复正常。\n当环境、动力监控系统监测到有火灾、水浸、箱体内温度超过设备工 作温度范围等异常情况，室外通讯设备不能正常工作时，环境动力监控装 置上报异常情况的告警信息，然后切断交流电源和直流电源，使室外通讯 设备处于断电状态。保留加热器和空调用交流电源，通过加热器或空调实 现对机架内温度的恢复。\n本发明可以实现以下功能：1)采集室外通讯设备内的告警及状态信息。 2)根据环境信息和动力系统工作状态控制温度调节设备。3)根据温度变 化和动力系统状态控制动力系统。4)向远端操作维护中心上报本地告警 信息和工作状态。\n下面详细说明本发明在不同的环境温度下和工作条件下，对室外通讯 设备内的温控设备和动力装置进行综合控制的方法：\n图2(a)所示为当机柜中的温度低于t1时，中央处理模块通过温度 控制模块控制机柜中的温度调节设备进行以下工作：\n1.当机柜内部空气温度低于t1时，温度控制模块启动加热器工作；\n2.当机柜内部空气温度上升到t1时，温度控制模块关闭加热器；\n3.当机柜内部空气温度上升到t2，且机柜内部空气温度比机柜外部环境 温度低+5℃以上时，温度控制模块启动热交换器；\n4.当机柜内部空气温度上升到t_high时，温度控制模块启动空调器制 冷，并关闭热交换器；\n5.当机柜内部空气温度大于t_high时，温度控制模块保持空调制冷。\n图2(b)所示是当机柜中的温度高于t5时，中央处理模块通过温度 控制模块控制机柜中的温度调节设备进行以下工作：\n1.当机柜内部空气温度大于或等于t5时，温度控制模块保持空调制冷；\n2.当机柜内部空气温度等于t5，且机柜内部空气温度和机柜外部环境温 度差大于+5℃时，温度控制模块启动热交换器；\n3.当机柜内部空气温度和机柜外部环境温度差小于或等于+0℃时，温度 控制模块关闭热交换器；\n4.当机柜内部空气温度小于t4时，温度控制模块关闭热交换器；\n5.当机柜内部空气温度小于t3时，温度控制模块启动加热器。\n图3(a)所示是当机柜中的温度较低，同时室外通讯设备中的空调 器又发生故障时，中央处理模块通过温度控制模块控制机柜中的其它温度 调节设备进行以下工作：\n1.当机柜内部空气温度低于t7时，温度控制模块启动加热器工作；\n2.当机柜内部空气温度上升到t7时，温度控制模块关闭加热器；\n3.当机柜内部空气温度上升到t6，且机柜内部空气温度和机柜外部环境 温度差大于+5℃时，温度控制模块启动热交换器。\n图3(b)所示是当机柜中的温度较高，同时室外通讯设备中的空调器 又发生故障时，中央处理模块通过温度控制模块控制机柜中的其它温度调 节设备进行以下工作：\n1.当机柜内部空气温度不低于t9，且机柜内部空气温度和机柜外部环境 温度差小于或等于0℃时，温度控制模块关闭热交换器；\n2.当机柜内部空气温度小于t9时，温度控制模块关闭热交换器；\n3.当机柜内部空气温度小于t8时，温度控制模块启动加热器。\n图4(a)所示，是当机柜中的温度低于t10时，中央处理模块还同时 通过继电器控制模块控制室外通讯设备内的动力装置进行以下工作：\n1.温度低于t10，环境、动力监控系统通过继电器模块切断交流配电中 整流器继电器和直流配电中电池组继电器；\n2.当温度升到t10时，环境、动力监控系统通过继电器模块合上交流配 电中整流器继电器和直流配电中电池组继电器；\n3.在t10-t11温度范围内，当环境、动力监控系统检测到欠压告警或 电池组过流告警时，环境、动力监控系统通过继电器模块切断直流配 电中电池组继电器；\n4.当环境、动力监控系统检测到电池组过压告警时，环境、动力监控系 统通过继电器模块逐步降低整流器的输出电压，使电池组的过压告警 恢复正常，若电池组仍发生过压告警，则切断直流配电中电池组继电 器。\n5.当温度超过t11时，环境、动力监控系统切断交流配电中整流器继电 器和直流配电中电池组继电器。\n当机柜中的温度高于t13时，中央处理模块还同时通过继电器控制模 块控制室外通讯设备内的动力装置进行以下工作：\n1.当温度高于t13时，环境、动力监控系统通过继电器模块切断交流配 电中整流器继电器和直流配电中电池组继电器；\n2.当温度降到t13时，环境、动力监控系统通过继电器模块合上交流配 电中整流器继电器和直流配电中电池组继电器；\n3.当机柜中的温度在t12-t13范围内时，环境、动力监控系统检测到 欠压告警或电池组过流告警时，环境、动力监控系统切断直流配电中 电池组继电器；\n4.当机柜中的温度降到t12时，环境、动力监控系统通过继电器模块切 断交流配电中整流器继电器和直流配电中电池组继电器。\n从上述控制过程可知，本发明的监控方法和系统在监控过程中，可 同时综合对室外通讯设备内的环境和动力装置进行调控，可使室外通讯设 备中的设备处于最佳的工作环境中，使设备的工作更稳定和可靠，采用本 发明所述方法和系统，与现有技术相比，克服了现有技术中环境监控和动 力监控功能各自独立，不能有机结合的缺点，使现有室外型通讯设备对环 境、动力系统的监控更完善、可靠，并能应用在其他室外型通讯设备中， 实现室外型通讯设备在全天候环境下的可靠工作。