专利名称：风冷式基站节电系统及节电控制方法
技术领域：
本发明涉及风冷式基站节电系统及节电控制方法。
背景技术：
济南科菱机电自动化研究所公布了一款基站机房的智能控制系统，其结构和功能与目前市场上的同类产品基本相似。由风机组、温湿度一体化传感器、智能控制器构成。目前市场上流通的基站智能节电系统与其相比多了RS232及RS485动力接口。RS232及RS485为机房动力环境监测接口，接入机房动力环境监控系统。随着移动网络和用户的不断扩大，企业设备运行耗电量的增加已经成为企业逐渐增加成本支出的重点；并且基站机房设备运行的可靠及安全也成为运营商工作关注的焦点。但目前市场现有的设备尚无法达到运营商的需求。
发明内容
本发明的发明目的是提供一种结构更为合理、帮助运营商监测或提供或解决基站内的一些异常情况的信息、运行参数的风冷式基站节电系统。
本发明的另一发明目的是提供空调基站装置系统的控制节电方法。实现发明目的的技术方案是这样解决的包括由监控管理中心与站内监控管理相连，站内监控管理与通信接口相连，通信接口又分别与输入接口、输出接口、中央控制器相连，其输入接口上依次分别连接有室内温度探头、室外温度探头、室内湿度探头、室外湿度探头、消防报警探头、防盗报警探头、市电检测装置；输出接口上依次分别连接有空调控制器、去湿机、加湿机、室外进风装置、室内排风装置组成，上述所说中央控制器又是由中央处理芯片上端分别与输入控制电路、显示控制电路模块一端连接，中央处理芯片下端分别与除湿驱动控制、加湿驱动控制、风机驱动控制、空调驱动控制组成设备驱动控制电路，中央处理芯片一侧分别与烟雾报警采集电路、防盗报警采集电路、温度数据采集电路、湿度数据采集电路、市电信息采集电路组成数据采集电路以及智能决策控制软件，可通过RS485接口接入动力环境监控装置系统。
风冷式基站节电装置的节电控制方法，按下述步骤进行a、中央控制器可根据室内设备实际需要的工作环境条件设置室内温度上、下限值，当中央控制器检测到室内温度在预设温度上、下限范围之外，同时室外温度也在预设温度上、下限范围之外时，系统通过对空调交流接触器供电使其吸合，然后进而向空调供电来启动空调；b、当检测到室内温度在预设温度上、下限范围之外，而室外温度在预设上、下限范围之内时，系统通过对风机接线端口供电来启动风机工作；c、当检测到室内温度在预设温度上、下限范围之内时，不管室外温度是否在预设温度上、下限温度之内，系统和空调均不工作；d、中央控制器可设置室内湿度上、下限值，当室内湿度小于预设湿度下限时，中央控制器通过对加湿机接线端口供电来启动加湿设备工作；e、当室内湿度大于预设湿度上限时，系统通过对除湿机接线端口供电来启动除湿设备工作；f、中央控制器通过显示控制电路的汉字液晶显示屏对室内、外温度及湿度和系统工作状态进行显示；g、中央控制器可对报警功能实施监控，当基站内有烟雾发生时，节电系统通过对烟雾报警接口处电平从低到高的转变实现系统自动关闭退出，以防止助燃；h、当基站发生非法入侵，系统通过对防盗报警接口处电平从低到高的转变发出报警信号；i、当市电异常，系统由于市电告警处接线端子没有市电信号的输入而会自动转为停电模式，同时发出市电异常报警。
本发明与现有技术相比，具有以下特点a、充分有效的利用室外不同季节、不同环境、不同时段的较低温度的自然空气，在适当的室内外温差下，通过设计合理的风向，满足基站机房的散热要求。从而使得空调压缩机的启用时间大幅度减少，甚至无需开启空调，显著降低了电能的消耗。
b、在基站机房设备运行的可靠及安全上采取了卷轴式空气过滤措施及百叶窗防护，使得进入机房的新风有较好的环境空气质量，有利于设备的正常运行和人员工作。避免了以前由于基站室内空气在长期密闭的环境中因为不同的设备冷却等原因而循环使用，造成机房环境空气中的粉尘和有害静电增加，从而影响设备运行安全和维护人员的身体健康。而百叶窗在风机运行时，会随风开启，不影响风量；当风机关闭时，可以阻断室内室外的空气对流；其特点在于可防止室外的光线的射入；防止室内外换热的交换；防止室内外空气对流，造成助燃。
c、监控系统采用RS485动力环境监测接口接入动力环境系统，也可以独立组网；用于数据和信息的传输。当基站发生非法入侵，当基站有烟雾，当基站出现市电异常等情况时，动力环境检测系统即可通过此节口进行监测和数据的传输，来防止事故的发生。
d、通过上述措施的实施，每个基站每天可节约电费开支约20～40元。有的地方甚至可到50元以上。
e、本发明充分利用了基站机房外的自然风能调节机房室内的空气和温度，还在风机装置中加入了卷轴式空气过滤器及百叶窗防护，所以当风机启动工作时，不但可以调节机房室内温度，还可以净化室内空气，对机房的密闭性也起到保护作用，其动力监测功能起到监测机房环境和传输数据的功能。在目前我国电力紧张的情况下，若采用本发明的技术方案有很好的社会及经济效益。
图1为本发明结构示意图；图2为图1的进风装置结构简图；图3为图1的出风装置结构简图；图4为图1的机房安装结构示意图；图5为图1的中央控制器电路连接框图；图6为图5的中央控制器的工作原理图；图7为图5的中央控制器CPO原理电路图。
具体实施例方式
附图为本发明的实施例下面结合附图对本发明的内容作进一步说明参照图1所示，风冷式基站节电系统，包括由监控管理中心1与站内监控管理2相连，站内监控管理2与通信接口3相连，通信接口3又分别与输入接口4、输出接口5、中央控制器6相连，其输入接口4上依次分别连接有室内温度探头7、室外温度探头8、室内湿度探头9、室外湿度探头10、消防报警探头11、防盗报警探头12、市电检测装置13；输出接口5上依次分别连接有空调控制器14、去湿机15、加湿机16、室外进风装置17、室内排风装置18组成。数据采集电路以及智能决策控制软件，可通过RS485接口接入动力环境监控装置系统。当数据采集电路对包括温度、湿度、烟雾告警、防盗告警、市电告警的数据采集后会通过中央处理芯片33进行分析判断，同时在显示控制电路模块32中显示信息，与此同时中央处理芯片33会向设备驱动控制电路供电以启动相应的设备工作。其中当室内、外温湿度通过温湿度一体化传感器被中央控制器采集后，经过中央控制器程序分析判断，然后通过输出口控制风机、空调、加湿、除湿机的运作；当有消防报警、防盗报警、市电报警等信息产生时，这些信息通过中央控制器的输入口传给中央控制器6，中央控制器6经过程序判断，发出报警信号通过其通信接口传给机房动力环境检测系统，同时向监控管理中心发出报警信号。
图2所示，所说的室外进风装置17又是由低噪音风机及电机23、集风器22、卷轴式空气过滤器24、进风管20、防鼠防尘器21密封百叶19、相互连接构成。
图3所示，所说的室内排风装置18又是由低噪音风机及电机27、集风器28、粗效空气过滤器及出风管25及防鼠防尘器26、密封百叶30、防护网29相互连接构成。
图4所示为机房安装结构示意图，首先，关于进风机17和出风机18的安装，通信基站设备中发热量最大的是BTS设备，而开关电源的发热量较小，所以进风的主要目标是针对BTS设备。进风口的位置在有利于自然通风、最大程度避免阳光直射的墙面，按照不同温度空气密度不同的原理，进风口的位置偏低，最大程度保证进风机17抽入空气温度能满足机房要求。进风机17和出风机18的安装位置是按照进风到出风的风路要最长的原则，让进风风道经过基站设备的吸风口处，最大限度地利用了进风；其次，室内温湿度一体化传感器7、9安装位置避开了空调和本进风装置的出风口，保证了温湿度传感器7、9的测量温度反映真实的机房温度；室外温湿度一体化传感器8、10一般放置在进风口的位置，避免日晒雨淋，同时还考虑周围设施和环境对测量的影响，避免了温湿度测量误差的产生。
图5为中央控制器电路连接框图，中央处理芯片33上端分别与输入控制电路31、显示控制电路模块32一端连接，中央处理芯片33下端分别与除湿驱动控制39、加湿驱动控制40、风机驱动控制41、空调驱动控制42组成设备驱动控制电路，中央处理芯片33一侧分别与烟雾报警采集电路34、防盗报警采集电路35、温度数据采集电路36、湿度数据采集电路37、市电信息采集电路38组成数据采集电路，当数据采集电路对包括温度、湿度、烟雾报警、防盗报警、市电报警的数据采集后会通过中央处理芯片33进行分析判断，同时在显示控制电路模块32中显示信息，与此同时中央处理芯片33会向设备驱动控制电路供电以启动相应的设备工作。
图6为图5的中央控制器的工作原理图，中央控制器有满足系统运行的控制电路、输入输出端口、数据接口、通讯接口及电源接线端子，所有连线在箱体内整理成束分强弱电流统一引出，工作电压为-48V。中央控制器6为风冷式基站节电系统的核心，对系统及基站空调实施工作控制。由中央处理芯片33、抗干扰隔离电路、液晶汉显、输入键盘以及智能决策控制软件等部分组成，可通过RS485接口接入动力环境监控系统，或独立组网。
图7为图5的中央控制器6的CPO原理电路图。CPU选用Philips的LPC2114，LPC2114是基于一个支持实时仿真和跟踪的16/32位ARM7TDMI-STMCPU的微控制器，并带有128k字节(kB)嵌入的高速Flash存储器。128位宽度的存储器接口和独特的加速结构使32位代码能够在最大时钟速率下运行。
风冷式空调基站装置的节电控制方法，按下述步骤进行a、中央控制器可根据室内设备实际需要的工作环境条件设置室内温度上、下限值，当中央控制器检测到室内温度在预设温度上、下限范围之外，同时室外温度也在预设温度上、下限范围之外时，系统通过对空调交流接触器供电使其吸合，然后进而向空调供电来启动空调；b、当检测到室内温度在预设温度上、下限范围之外，而室外温度在预设上、下限范围之内时，系统通过对风机接线端口供电来启动风机工作；c、当检测到室内温度在预设温度上、下限范围之内时，不管室外温度是否在预设温度上、下限温度之内，系统和空调均不工作；d、中央控制器可设置室内湿度上、下限值，当室内湿度小于预设湿度下限时，中央控制器通过对加湿机接线端口供电来启动加湿设备工作；e、当室内湿度大于预设湿度上限时，系统通过对除湿机接线端口供电来启动除湿设备工作；f、中央控制器通过显示控制电路的汉字液晶显示屏对室内、外温度及湿度和系统工作状态进行显示；g、中央控制器可对报警功能实施监控，当基站内有烟雾发生时，节电系统通过对烟雾报警接口处电平从低到高的转变实现系统自动关闭退出，以防止助燃；h、当基站发生非法入侵，系统通过对防盗报警接口处电平从低到高的转变而发出报警信号；i、当市电异常，系统由于市电告警处接线端子没有市电信号的输入而会自动转为停电模式，同时发出市电异常报警。
综上所述，所说的空气过滤器是一个卷轴式空气过滤器；所说的密封百叶在风机运行时是通风换气叶，在风机关闭时，由于自身重力构成关闭叶，在室内有烟雾发生时构成阻燃叶。
低噪音离心风机在静音设计上使设备满负荷工作时所产生的噪音不大于55dB。
实例1根据机房设备实际工作所需要的温湿度，设置系统温度上限为30℃，温度标准为23℃，温度下限为15℃。此时如果室内温度为27℃，系统及空调都不工作；而当室内温度由于设备散热到31℃时即超过上限30℃时，此时室外温度为25℃即室外温度在15℃～30℃之间，此时风机开启，直到室内温度降到23℃左右时风机停止运作；随着气温和机房设备散热导致室内温度的上升，室内温度升到30℃以上时，此时室外温度也在30℃以上，系统将启动空调降温，直到室内温度降到23℃左右时停止。
实例2根据机房设备实际工作所需要的湿度，设置系统湿度上限为80，湿度标准为50，湿度下线为35。此时机房湿度在35～80之间，系统不启动加湿机或者除湿机。随着环境湿度的变化，室内湿度为83即室内湿度超过所要求的湿度上限，此时除湿机开启，直到室内湿度降到50左右停止；随着气温的变化，此时室内湿度为32即室内湿度小于湿度下限，此时加湿机开启，直到室内湿度到达50，加湿机停止运作。
权利要求
1.一种风冷式基站节电系统，包括由监控管理中心(1)与站内监控管理(2)相连，站内监控管理(2)与通信接口(3)相连，通信接口(3)又分别与输入接口(4)、输出接口(5)、中央控制器(6)相连，其输入接口(4)上依次分别连接有室内温度探头(7)、室外温度探头(8)、室内湿度探头(9)、室外湿度探头(10)、消防报警探头(11)、防盗报警探头(12)、市电检测装置(13)；输出接口(5)上依次分别连接有空调控制器(14)、去湿机(15)、加湿机(16)、室外进风装置(17)、室内排风装置(18)组成，上述所说中央控制器(6)又是由中央处理芯片(33)上端分别与输入控制电路(31)、显示控制电路模块(32)一端连接，中央处理芯片(33)下端分别与，除湿驱动控制(39)、加湿驱动控制(40)、风机驱动控制(41)、空调驱动控制(42)组成设备驱动控制电路，中央处理芯片(33)一侧分别与烟雾报警采集电路(34)、防盗报警采集电路(35)、温度数据采集电路(36)、湿度数据采集电路(37)、市电信息采集电路(38)组成数据采集电路以及智能决策控制软件，可通过RS485接口接入动力环境监控装置系统。
2.根据权利要求1所述的风冷式基站节电系统，其特征在于所说的室外进风装置(17)又是由低噪音风机及电机(23)、集风器(22)、卷轴式空气过滤器(24)、进风管(20)、防鼠防尘器(21)密封百叶(19)、相互连接构成；所说的室内排风装置(18)又是由低噪音风机及电机(27)、集风器(28)、粗效空气过滤器及出风管(25)及防鼠防尘器(26)、密封百叶(30)、防护网(29)相互连接构成。
3.根据权利要求2所述的风冷式基站节电系统，其特征在于所说的空气过滤器是一个卷轴式空气过滤器；所说的密封百叶在风机运行时是通风换气叶，在风机关闭时，由于自身重力构成关闭叶，在室内有烟雾发生时构成阻燃叶。
4.根据权利要求1所述的风冷式基站节电系统，其特征在于低噪音离心风机在静音设计上使设备满负荷工作时所产生的噪音不大于55dB。
5.一种实现权利要求1所述的风冷式空调基站装置的节电控制方法，按下述步骤进行a、中央控制器可根据室内设备实际需要的工作环境条件设置室内温度上、下限值，当中央控制器检测到室内温度在预设温度上、下限范围之外，同时室外温度也在预设温度上、下限范围之外时，系统通过对交流接触器供电使其吸合来启动空调；b、当检测到室内温度在预设温度上、下限范围之外，而室外温度在预设上、下限范围之内时，系统通过对控制器风机的接线端子供电来启动风机工作；c、当检测到室内温度在预设温度上、下限范围之内时，不管室外温度是否在预设温度上、下限温度之内，系统和空调均不工作；d、中央控制器可设置室内湿度上、下限值，当室内湿度小于预设湿度下限时，中央控制器通过对控制器的加湿设备接线端子供电来启动加湿设备工作；e、当室内湿度大于预设湿度上限时，系统通过对控制器的除湿设备接线端子供电来启动除湿设备工作；f、中央控制器通过显示控制电路的汉字液晶显示屏对室内、外温度及湿度和系统工作状态进行显示；g、中央控制器可对报警功能实施监控，当基站内有烟雾发生时，节电系统通过对烟雾报警接口处电平从低到高的转变实现系统自动关闭退出，以防止助燃；h、当基站发生非法入侵，系统对防盗报警接口处电平从低到高的转变会发出报警信号；i、当市电异常，系统由于市电告警处接线端子没有市电信号的输入而会自动转为停电模式，同时发出市电异常报警。
全文摘要
本发明涉及风冷式基站节电系统及节电控制方法。TH－900风冷式基站节电系统是一种可以减少基站耗电量费用支出，并且可以帮助运营商监测或提供或解决基站内的一些异常情况的智能控制节电系统。其中关键部件中央控制器与进风装置、出风装置、室内外温湿度一体化传感器相连接，与基站的空调形成联动和互控的工作状态。它不但利用了基站机房外的自然风能调节机房室内的空气和温度，还在风机装置中加入了卷轴式空气过滤器及百叶窗防护，所以当风机启动工作时，不但可以调节机房室内温度，还可以净化室内空气，对机房的密闭性也起到保护作用，其动力监测功能起到监测机房环境和传输数据的功能。若采用本发明的技术方案有很好的社会及经济效益。
文档编号G08B13/00GK1719360SQ20051004262
公开日2006年1月11日 申请日期2005年4月29日 优先权日2005年4月29日
发明者张慧艳 申请人:西安天惠通信有限公司