一种基于共享基站的电量计量系统的制作方法

本实用新型涉及通信基站电能检测与远程监控领域，尤其涉及一种共享基站电量精细化计量的新系统。

背景技术：

通信基站是通信网络的最基本组成部分，截止目前，全国各运营商共有518万个。通信基站的管理是各运营商日常网络维护的重要组成部分，其中基站电能管理又是基站管理的最主要方面。随着各运营商基站移交铁塔公司管理和建设，基站电能管理也变得越来越复杂。

划归铁塔前基站电能基站只需测量和监控交直流总负荷，基站共享后各运营商设备共享同一基站供电网络，这给电能计量工作带来了极大的麻烦。目前共享基站场景下的电能计量大多数采用基于运营商设备直流负荷的反演分摊法，该方案通过测量各家设备直流负载情况，再根据直流负载比反演出交流负载比，最后按照此比例分摊共享基站各运营商用电量。

测量运营商设备直流负载采用了电流钳，维护人员定期采集共享基站各运营商设备直流负荷，再根据直流负荷反演出交流用电量。受基站维护人员测量周期长短、设备负荷变化大小等因素影响，现有基站电量计量方案测量所需人工成本高且对设备负荷变化大小响应慢，已成为影响共享基站电量计量精度的主要原因。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是实现一种采集方便、可靠、准确的基站电量计量系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种基于共享基站的电量计量系统，系统包括采集子系统和监控服务系统，所述采集子系统设有多个分别安装在每个受监控的移动基站，每个所述采集子系统输出用电量信号至监控服务系统；

所述采集子系统包括智能电能表单元和无线通信单元，所述智能电能表单元包括电能测量单元和接收电能测量单元信号的电能表处理器，所述电能表处理器输出用电量信号至无线通信单元，所述无线通信单元包括通信处理器、与通信处理器连接的天线模块、与通信处理器连接的SIM卡模块和电源模块；

所述监控服务系统包括接收采集子系统用电量信号的信号接收单元、处理数据信息的服务器处理器、存储数据信息的存储单元以及显示用电量信息的显示器，所述信号接收单元输出信号至服务器处理器，所述服务器处理器分别连接存储单元和显示器。

所述电能测量单元包括交流霍尔传感器和直流霍尔传感器，所述电能表处理器为STM32模块，所述通信处理器为SIM900A模块。

所述智能电能表单元设有与电能表处理器连接的显示模块。

所述电能表处理器通过RS485通信方式接收电能测量单元的信号。

所述电能表处理器与通信处理器之间通过RS485通信。

本实用新型基站电量计量系统根据共享基站用电结构和用电特点，建立多级电量测量单元，实现从交流到直流对各运营商设备电能的精细计量。采用高速GPRS模块，完成了共享基站电量计量、实时采集和上传，满足共享基站电量的计量需求，易测量、安装，同时满足远程实时监控的需求，解决了传统共享基站人工测量方式容易产生误差、测量周期长、数据实时性差的问题，降低了电量计量误差，提高了电能管理效率。

附图说明

下面对本实用新型说明书中每幅附图表达的内容作简要说明：

图1为共享基站精细化计量系统图；

图2为智能电能表单元结构图；

图3为无线通信单元结构图。

具体实施方式

基于共享基站的电量计量系统包括采集子系统和监控服务系统，采集子系统设有多个分别安装在每个受监控的移动基站，即采集子系统的数量根据辖区(受同一个监控服务系统监控)的基站数量设定，辖区内每个基站内均设有一个采集子系统，每个采集子系统输出用电量信号至监控服务系统，从而实现用电量的实时、集中采集。

采集子系统包括智能电能表单元和无线通信单元，如图1所示，智能电能表单元设有电能测量单元，电能测量单元优选采用交流霍尔传感器和直流霍尔传感器，分别采集交直流信号。每个采集子系统的智能电能表单元的电能测量单元的数量，根据所采用基站的用电设备状况设定。

电能测量单元分别安装在各个电流测试点，建立多级电量测量单元，实现不同用电线路和设备的电流采集，第一级电能测量单元为交流总进线电压电流测量，为核对计量各家运营商能耗提供数据对比，第二级电能测量单元为交流母排下端空开所带交流负载电流测量，包括基站照明、空调、插座、开关电源和运营商拉远站，第三级电能测量单元为开关电源下端空开和熔丝所带直流负载电流测量，包括各家运营商通信设备，对各家运营商通信设备直流负荷进行独立测量，一般将同一家运营商负载电源线合并测量，分别得到每家运营商设备的直流总负荷。

如图2所示，智能电能表单元设有电能表处理器，该电能表处理器设有电压测量接口、交流霍尔传感器接口、直流霍尔传感器接口、显示模块、RS485接口和电源模块。

电能表处理器优选采用STM32模块。STM32模块基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核。按性能分成两个不同的系列：STM32F103“增强型”系列和STM32F101“基本型”系列。增强型系列时钟频率达到72MHz，是同类产品中性能最高的产品；基本型时钟频率为36MHz，以16位产品的价格得到比16位产品大幅提升的性能，是16位产品用户的最佳选择。两个系列都内置32K到128K的闪存，不同的是SRAM的最大容量和外设接口的组合。时钟频率72MHz时，从闪存执行代码，STM32功耗36mA，是32位市场上功耗最低的产品，相当于0.5mA/MHz。为了满足无线传输对控制器速度的要求，本系统采用增强型的STM32F103VET6。从而实现智能电能表采集各级电能测量单元发送过来的电量信息进行存储、计算、显示和发送。

电能表处理器的电压测量接口完成基站交直流电压信息的采集，包括基站交流总电压、开关电源交流输入总电压和开关电源直流输出电压。RS485接口为智能电能表通信接口，为智能电能表与无线通信单元数据交换提供了数据接口，以RS485串口通信协议为基础，实现与无线通信单元之间的数据传输。电源模块为STM32单元提供电能，电能输入为交流220V电压，输出为多电压输出，实现STM32单元的供电。交、直流霍尔传感器接口完成交直流霍尔传感器测量信息的收集，交直流霍尔传感器输出为4～20ma电流，通过接口输入电流来计算交直流电流。显示模块为LCD液晶显示，完成基站有功电能、费率电能、谐波电能和四象限无功电能的显示。

如图3所示，无线通信单元包括通信处理器、与通信处理器连接的天线模块、与通信处理器连接的SIM卡模块和电源模块。无线通信单元接收智能电能表发送过来的基站电量信息，再以无线方式发送至工业监控服务器。

通信处理器优选采用SIM900A模块。SIM900A模块为一种GPRS模块，为一款尺寸紧凑的GSM/GPRS模块，采用SMT封装，基于STE的单芯片案，采用ARM926EJ-S架构，性能强大，实现了基站电能的无线传输。

通信处理器设有RS485接口，为智能电能表通信接口，为智能电能表与无线通信单元数据交换提供了数据接口，以RS485串口通信协议为基础，实现与无线通信单元之间的数据传输。SIM卡模块为SIM卡提供接口，为无线通信单元数据传输提供了网络资源。天线模块为射频天线模块，为无线通信单元数据提供不同频段的数据信号发射。电源模块为SIM900A模块提供电能，电能输入为交流220V电压，输出为多电压输出，实现SIM900A模块的供电。

监控服务系统包括接收采集子系统用电量信号的信号接收单元、处理数据信息的服务器处理器、存储数据信息的存储单元以及显示用电量信息的显示器，信号接收单元输出信号至服务器处理器，服务器处理器分别连接存储单元和显示器，当监控服务系统实时接收到各个基座的用电量信号后，可以通过存储单元存储相关用电数量，并在显示器上显示。

采用的多级电量测量单元方式，实现从交流到直流对各运营商设备电能的精细计量。采用无线通信单元和智能电能表，完成了共享基站电量计量、实时采集和上传，满足共享基站电量的计量需求，易测量、安装，同时满足远程实时监控的需求，解决了传统共享基站人工测量方式容易产生误差、测量周期长、数据实时性差的问题，降低了电量计量误差，提高了电能管理效率。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。