基站油机发电监控取信一体化终端及取信方法

基站油机发电监控取信一体化终端及取信方法
【专利摘要】本发明提供了一种基站油机发电监控取信一体化终端及取信方法，一体化终端包括直流油机取信线路、直流油机与外接电池组取信线路之一；或者包括交流油机取信线路、直流油机取信线路和直流油机与外接电池组取信线路之二或三者的组合。本发明能够准确实现基站直流油机发电监控取信的问题，包括对临时外接电池组的起止时间管理问题，且与交流油机发电取信终端实现硬件一体化设置，有效规避造假的问题，提高了铁塔公司、电信运营商代维油机发电的精细化管理水平和管理效率。
【专利说明】
基站油机发电监控取信一体化终端及取信方法
技术领域
[0001]本发明涉及移动通信基站油机发电状态的监测技术领域，具体涉及一种基站油机发电监控取信一体化终端及取信方法。
【背景技术】
[0002]随着铁塔公司的成立，电信运营商移动基站共享越来越多，加之2G/3G/4G共址的情况，基站的直流负荷越来越大。在外市电停电后，传统的小功率交流发电机满足不了基站直流负荷的需求，更不能给蓄电池充电，加之直流油机与同功率交流油机相比具有体积小、重量轻、节能等特点，因此，3KW、5KW甚至更大功率的直流油机在基站的应用越来越多。在网络维护全面推行第三方代维的情况下，传统的交流油机发电监控取信的方案不适合应用于直流油机，铁塔公司、电信运营商的代维管理面临对基站直流油机发电监控取信的新课题。
[0003]另外，如果采用如下的应急情况供电:基站交流长时间停电后，在基站直流电源系统中临时接入已充满电的电池组，用以延长基站现有电池组的后备时间，起到“发电”的作用，此时仍需要对这种情况进行外接电池组起止时间与接入时长的统计，而现在这种应急情况并没有有效的监测装置。

【发明内容】

[0004]为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种基站油机发电监控取信一体化终端及取信方法。
[0005]为实现本发明的上述目的，根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种基站油机发电监控取信一体化终端，其包括直流油机取信线路、直流油机与外接电池组取信线路之一;或者包括交流油机取信线路、直流油机取信线路和直流油机与外接电池组取信线路之二或三者的组合；
[0006]所述交流油机取信线路包括开关电源交流取样模块，所述开关电源交流取样模块的输入端与交流电源输入端相连，所述开关电源交流取样模块的输出端与FFT频谱分析模块相连，所述FFT频谱分析模块的输出端与油机发电判断取样单元的第一信号输入端相连，开关电源交流取样模块采集到信号传输给FFT频谱分析模块，所述FFT频谱分析模块对交流电的频谱进行分析并将分析结果传输给油机发电判断取样单元，所述油机发电判断取样单元判断交流电源为市电还是交流油机发电，若为交流油机发电，则记录交流油机发电的开始时间和结束时间；
[0007]所述直流油机取信线路包括直流电压检测模块，所述直流电压检测模块的输入端与直流电源输入端相连，所述直流电压检测模块输出端与油机发电判断取样单元的第二信号输入端相连，所述直流电压检测模块检测电压趋势的信号并将检测结果传输至油机发电判断取样单元，当直流电压检测模块检测到直流电压在一段时间内呈现稳定或者逐渐上升的趋势且电压值高于第二预设门限值，则油机发电判断取样单元判断为直流油机发电，记录交流油机发电的开始时间，所述第二预设门限值为基站开关电源下电后蓄电池组的静止电压;若检测到直流电压呈下降趋势或在未配置后备电池时监控终端直流掉电，则油机发电判断取样单元判断为直流油机发电结束，记录结束时间；
[0008]所述直流油机与外接电池组取信线路包括直流电压检测模块和电源检测模块，所述直流电压检测模块与直流电源输入端相连，所述电源检测模块与一次下电分路相连，所述直流电压检测模块输出端与油机发电判断取样单元的第二信号输入端相连，所述电源检测模块输出端与油机发电判断取样单元的第三信号输入端相连，所述直流电压检测模块检测电压趋势信号并将检测结果传输至油机发电判断取样单元，所述电源检测模块检测一次下电分路是否有电并将结果传输至油机发电判断取样单元，当一次下电分路有电且系统直流电压在短时间内不会呈现逐渐下降的状态，则判断为直流发电状态，包括含直流油机发电与外接电池组供电，并记录起始时间；当直流电压的变化率K出现向下跳变，或一次下电分路从有电变为无电状态，则判断为直流发电结束，并记录结束时间。
[0009]本发明的基站油机发电监控取信一体化终端能够准确实现基站直流油机发电监控取信(取得工作信号)的问题，包括对临时外接电池组的起止时间管理问题，且与交流油机发电取信终端实现硬件一体化设置，有效规避造假的问题，提高了铁塔公司、电信运营商代维油机发电的精细化管理水平和管理效率。
[0010]为实现本发明的上述目的，根据本发明的第二个方面，本发明提供了一种基站油机发电监控取信一体化终端的取信方法，包括如下C部分或C与A、B的任意组合，其中，
[0011]A，一体化终端检测到交流电源的电压为零时，判断为交流停电；
[0012]B，交流油机发电的判断条件:
[0013]当一体化终端检测到交流输入电源来电时，通过对交流电源的频谱分析，判断此交流电源为市电还是油机发电，若为交流油机发电，将据此记录油机发电的开始时间、结束时间，并计算当次发电的时长；
[0014]C，根据基站油机发电是否可能采用直流油机或外接电池组的不同，一体化终端对外接直流电源按照以下几种逻辑来实现判断:
[0015]Cl，基站无需外接电池组“发电”、仅可能采用直流油机发电的情况:当一体化终端检测到交流输入电源停电时，此时再检测系统直流电压的变化趋势，若直流电压在一段时间内不会呈现逐渐下降的趋势，而此时电压值又高于第二预设门限值，则判断为直流油机发电，并记录直流油机发电的开始时间，一旦检测到交流来电，或直流电压呈下降趋势，或监控终端直流掉电，则判断为直流油机发电结束，并记录结束时间，计算当次油机发电的时长；
[0016]C2，基站既可能采用直流油机发电、又可能采用外接电池组“发电”的情况:当一体化终端检测到交流输入电源停电时，此时再实时检测系统直流电压的变化趋势和一次下电分路是否有电，若一次下电分路有电，且系统直流电压一旦在短时间内不会呈现逐渐下降的状态，则判断为直流发电状态，并记录起始时间；一体化终端一旦检测到交流来电，或直流电压的变化率K出现向下跳变，或一次下电分路从有电变为无电状态，则判断为直流发电结束，并记录结束时间，计算当次油机发电的时长。
[0017]本发明的取信方法实现直流油机、交流油机以及外接电池组的快速准确取信，有效规避造假的问题，提高了铁塔公司、电信运营商代维油机发电的精细化管理水平和管理效率。
[0018]本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0019]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0020]图1是本发明一种优选实施方式中基站油机发电监控取信一体化终端结构框图；
[0021]图2是本发明一种优选实施方式中基站直流油机或外接电池组、发电监控终端的连接示意图；
[0022]图3是本发明基站市电停电后，交流油机/直流油机/外接电池组来电的电压变化曲线图。
【具体实施方式】
[0023]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0024]在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0025]根据基站发电是否可能采用交流油机、直流油机、或是外接电池组的不同需求，油机发电监控取信一体化终端(以下简称一体化终端)的结构如图1所示。监控终端在基站电源侧的连接示意图如图2所示。
[0026]本发明提供了的基站油机发电监控取信一体化终端，如图1所示，其包括直流油机取信线路、直流油机与外接电池组取信线路之一;或者包括交流油机取信线路、直流油机取信线路和直流油机与外接电池组取信线路之二或三者的组合。可实现直流油机、交流油机以及外接电池组的一体化取信。
[0027]在本实施方式中，如图1所示，交流油机取信线路包括开关电源交流取样模块，开关电源交流取样模块的输入端与交流电源输入端相连(交流电源包括外市电和/或交流油机发电)，开关电源交流取样模块的输出端与FFT频谱分析模块相连，FFT频谱分析模块的输出端与油机发电判断取样单元的第一信号输入端相连，开关电源交流取样模块采集到信号传输给FFT频谱分析模块，FFT频谱分析模块对交流电的频谱进行分析并将分析结果传输给油机发电判断取样单元，油机发电判断取样单元判断交流电源为市电还是交流油机发电，若为交流油机发电，则记录交流油机发电的开始时间和结束时间，计算交流油机的工作时长。在本实施方式中，具体FFT频谱分析模块采用的分析方法为现有的频谱的对交流电源频率和谐波成分分析的方法。
[0028]直流油机取信线路包括直流电压检测模块，直流电压检测模块的输入端与直流电源输入端相连，直流电压检测模块输出端与油机发电判断取样单元的第二信号输入端相连，直流电压检测模块检测电压趋势的信号并将检测结果传输至油机发电判断取样单元，当直流电压检测模块检测到直流电压在一段时间内呈现稳定或者逐渐上升的趋势且电压值高于第二预设门限值，则油机发电判断取样单元判断为直流油机发电，记录交流油机发电的开始时间，第二预设门限值为基站开关电源下电后蓄电池组的静止电压;若检测到直流电压呈下降趋势或在未配置后备电池时监控终端直流掉电，则油机发电判断取样单元判断为直流油机发电结束，记录结束时间，计算当次油机发电的时长。
[0029]直流油机与外接电池组取信线路包括直流电压检测模块和电源检测模块，直流电压检测模块与直流电源输入端相连，电源检测模块与一次下电分路相连，直流电压检测模块输出端与油机发电判断取样单元的第二信号输入端相连，电源检测模块输出端与油机发电判断取样单元的第三信号输入端相连，直流电压检测模块检测电压趋势信号并将检测结果传输至油机发电判断取样单元，电源检测模块检测一次下电分路是否有电并将结果传输至油机发电判断取样单元，当一次下电分路有电且系统直流电压在短时间内不会呈现逐渐下降的状态，则判断为直流发电状态(包括含直流油机发电与外接电池组供电)并记录起始时间；当直流电压的变化率K出现向下跳变，或一次下电分路从有电变为无电状态，则判断为直流发电结束，并记录结束时间，计算当次油机发电的时长。
[0030]在本实施方式中，直流电压的变化率K出现向下跳变中“跳变”的含义可按照本领域技术人员的通常理解，即在拐点处直流电压的变化率K由第一变化率变化为第二变化率，并且直流电压的变化率K在拐点处的导数不连续。
[0031]在本发明的一种优选实施方式中，还可以包括停电/来电检测模块，外市电与停电/来电检测模块的输入端相连，停电/来电检测模块输出端与油机发电判断取样单元的第三信号输入端相连，停电/来电检测模块将外市电的停电来电信号传输至油机发电判断取样单元。
[0032]在本实施方式中，外市电与交流油机发电可以共用一个FFT频谱分析模块;也可以设置两个FFT频谱分析模块，分别对外市电与交流油机发电进行频谱分析。
[0033]在本实施方式中，还可以设置直流/直流转换模块及与其相连的48V电源模块，直流/直流转换模块与直流电源输入端或者交流电源整流输出端相连，48V电源模块为一体化终端供电。
[0034]本发明基站油机发电监控取信一体化终端，正是基于基站直流电源系统在停电/来电(或发电/外接电池组)过程中电压变化趋势的不同，结合对基站交流输入电源的采样与谐波分析(开关电源柜交流配电侧采样，也可选配在基站交流输入端采样)，实现对基站交流油机发电、直流油机发电、外接电池组的准确监控与取信。
[0035]如图2所示，蓄电池组与基站开关电源直流输出并联，作为为基站直流备用电源。交流停电后，蓄电池组给基站直流负载设备供电，电压随着时间逐渐下降，并在电压下降到一定条件下分别实施一次下电与二次下电，一次下电后蓄电池组将不再为基站无线设备供电，二次下电后蓄电池组将停止对所有设备供电，确保蓄电池组不过分深度放电。根据蓄电池的特性，在一次下电或二次下电后，蓄电池组电压会有一定的反弹回升，并在一次下电之后电压继续下降，但蓄电池组在二次下电断掉所有负载后，电压将在短时间内基本维持不变。
[0036]蓄电池在放电过程中任一时刻，在交流来电(包括交流油机发电)后，开关电源在给基站直流负载设备供电的同时，还需给蓄电池组充电。此时，系统直流电压将逐渐上升，充电电流越大电压上升越快，充电电流越小电压上升越慢，但总体将维持电压上升的趋势。
[0037]若在基站交流停电的过程中采用了直流油机发电，直流油机发电的输出端将直接连接开关电源与蓄电池组的母线端。此时，直流油机将等同于基站开关电源的作用，在给基站负载设备供电的同时给蓄电池组充电，直流系统的电压变化趋势同上所述，总体仍呈上升趋势。倘若基站直流油机发电不给蓄电池充电，或基站无蓄电池组配置时，此时直流油机发电只给基站直流负载设备使用，直流电压将保持相对恒定。
[0038]如基站在交流长时间停电过程中，如临时外接电池组，外接电池组的电压肯定高于基站现有电池组的电压，此时基站直流系统的电压肯定有一个短暂上升的过程，并在两套电池组电压达到平衡后，系统电压再逐渐下降。
[0039]基站直流电源系统在外市电交流停电后，应急电源来电(或发电/外接电池组)的电压变化曲线变化趋势示意图如图3所示，通过检测应急电源来电的电流和电压参数情况，判断具体是直流油机供电，还是交流油机供电，还是外接电池供电。为此本发明提供了一种取信方法，包括如下C部分或C与A、B的任意组合(C与A的组合，C与B的组合或C与A、B三者的组合)，其中，
[0040]A，一体化终端检测到交流电源的电压为零时，判断为交流停电；
[0041 ] B，交流油机发电的判断条件:
[0042]当一体化终端检测到交流输入电源来电时，通过对交流电源的频谱分析，判断此交流电源为市电还是油机发电，若为交流油机发电，将据此记录油机发电的开始时间、结束时间，并计算当次发电的时长；
[0043]C，根据基站油机发电是否可能采用直流油机或外接电池组的不同，一体化终端对外接直流电源按照以下几种逻辑来实现判断:
[0044]Cl，基站无需外接电池组“发电”、仅可能采用直流油机发电的情况:当一体化终端检测到交流输入电源停电时，此时再检测系统直流电压的变化趋势，若直流电压在一段时间内不会呈现逐渐下降的趋势，而此时电压值又高于第二预设门限值，则判断为直流油机发电，并记录直流油机发电的开始时间，一旦检测到交流来电，或直流电压呈下降趋势，或监控终端直流掉电(在未配置后备电池时)，则判断为直流油机发电结束，并记录结束时间，计算当次油机发电的时长；
[0045]C2，基站既可能采用直流油机发电、又可能采用外接电池组“发电”的情况:当一体化终端检测到交流输入电源停电时，此时再实时检测系统直流电压的变化趋势和一次下电分路是否有电，若一次下电分路有电，且系统直流电压一旦在短时间内不会呈现逐渐下降的状态，则判断为直流发电状态，并记录起始时间；一体化终端一旦检测到交流来电，或直流电压的变化率K出现向下跳变，或一次下电分路从有电变为无电状态，则判断为直流发电结束，并记录结束时间，计算当次油机发电的时长。
[0046]在本实施方式中，可将一体化终端集成集成在基站智能电表内部(须采用-48V作为工作电源)，实现基站智能电表、油机发电监控取信的一体化，可有效规避现场人员造假的问题。
[0047]在本实施方式中，该取信一体化终端还包括取信信号输出接口，取信信号输出接口具体可以为但不限于DI接口和/或RS485接口，一体化终端通过取信信号输出接口(DI接口和RS485接口)连接基站动环监控系统或独立监控组网，实现远程监控管理。
[0048]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0049]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
【主权项】
1.一种基站油机发电监控取信一体化终端，其特征在于，包括直流油机取信线路、直流油机与外接电池组取信线路之一;或者包括交流油机取信线路、直流油机取信线路、直流油机与外接电池组取信线路之二或三者的组合； 所述交流油机取信线路包括开关电源交流取样模块，所述开关电源交流取样模块的输入端与交流电源输入端相连，所述开关电源交流取样模块的输出端与FFT频谱分析模块相连，所述FFT频谱分析模块的输出端与油机发电判断取样单元的第一信号输入端相连，开关电源交流取样模块采集到信号传输给FFT频谱分析模块，所述FFT频谱分析模块对交流电的频谱进行分析并将分析结果传输给油机发电判断取样单元，所述油机发电判断取样单元判断交流电源为市电还是交流油机发电，若为交流油机发电，则记录交流油机发电的开始时间和结束时间； 所述直流油机取信线路包括直流电压检测模块，所述直流电压检测模块的输入端与直流电源输入端相连，所述直流电压检测模块输出端与油机发电判断取样单元的第二信号输入端相连，所述直流电压检测模块检测电压趋势的信号并将检测结果传输至油机发电判断取样单元，当直流电压检测模块检测到直流电压在一段时间内呈现稳定或者逐渐上升的趋势且电压值高于第二预设门限值，则油机发电判断取样单元判断为直流油机发电，记录交流油机发电的开始时间，所述第二预设门限值为基站开关电源下电后蓄电池组的静止电压;若检测到直流电压呈下降趋势或在未配置后备电池时监控终端直流掉电，则油机发电判断取样单元判断为直流油机发电结束，记录结束时间； 所述直流油机与外接电池组取信线路包括直流电压检测模块和电源检测模块，所述直流电压检测模块与直流电源输入端相连，所述电源检测模块与一次下电分路相连，所述直流电压检测模块输出端与油机发电判断取样单元的第二信号输入端相连，所述电源检测模块输出端与油机发电判断取样单元的第三信号输入端相连，所述直流电压检测模块检测电压趋势信号并将检测结果传输至油机发电判断取样单元，所述电源检测模块检测一次下电分路是否有电并将结果传输至油机发电判断取样单元，当一次下电分路有电且系统直流电压在一定时间内不会呈现逐渐下降的状态，则判断为直流发电状态，包括含直流油机发电与外接电池组供电，并记录起始时间；当直流电压的变化率K出现向下跳变，或一次下电分路从有电变为无电状态，则判断为直流发电结束，并记录结束时间。2.如权利要求1所述的基站油机发电监控取信一体化终端，其特征在于，所述交流电源包括外市电和/或交流油机发电。3.如权利要求1或2所述的基站油机发电监控取信一体化终端，其特征在于，还包括停电/来电检测模块，外市电与所述停电/来电检测模块的输入端相连，所述停电/来电检测模块输出端与油机发电判断取样单元的第三信号输入端相连。4.如权利要求1所述的基站油机发电监控取信一体化终端，其特征在于，还包括直流/直流转换模块及与其相连的48V电源模块，所述直流/直流转换模块与直流电源输入端或者交流电源整流输出端相连，所述48V电源模块为一体化终端供电。5.如权利要求1所述的基站油机发电监控取信一体化终端，其特征在于，所述一体化终端集成在基站智能电表内部。6.如权利要求1所述的基站油机发电监控取信一体化终端，其特征在于，还包括取信信号输出接口，所述一体化终端通过取信信号输出接口连接基站动环监控系统或独立监控组网。7.—种权利要求1-6之一所述基站油机发电监控取信一体化终端的取信方法，其特征在于，包括如下C部分或C与A、B的任意组合，其中， A，一体化终端检测到交流电源的电压为零时，判断为交流停电； B，交流油机发电的判断条件: 当一体化终端检测到交流输入电源来电时，通过对交流电源的频谱分析，判断此交流电源为市电还是油机发电，若为交流油机发电，将据此记录油机发电的开始时间、结束时间，并计算当次发电的时长； C，根据基站油机发电是否可能采用直流油机或外接电池组的不同，一体化终端对外接直流电源按照以下几种逻辑来实现判断: Cl，基站无需外接电池组“发电”、仅可能采用直流油机发电的情况:当一体化终端检测到交流输入电源停电时，此时再检测系统直流电压的变化趋势，若直流电压在一段时间内不会呈现逐渐下降的趋势，而此时电压值又高于第二预设门限值，则判断为直流油机发电，并记录直流油机发电的开始时间，一旦检测到交流来电，或直流电压呈下降趋势，或监控终端直流掉电，则判断为直流油机发电结束，并记录结束时间，计算当次油机发电的时长； C2，基站既可能采用直流油机发电、又可能采用外接电池组“发电”的情况:当一体化终端检测到交流输入电源停电时，此时再实时检测系统直流电压的变化趋势和一次下电分路是否有电，若一次下电分路有电，且系统直流电压一旦在短时间内不会呈现逐渐下降的状态，则判断为直流发电状态，并记录起始时间；一体化终端一旦检测到交流来电，或直流电压的变化率K出现向下跳变，或一次下电分路从有电变为无电状态，则判断为直流发电结束，并记录结束时间，计算当次油机发电的时长。
【文档编号】H02J13/00GK105914885SQ201610327440
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年5月17日
【发明人】罗正岳, 李翰, 蒲铖, 蒋波, 金杉, 赵旭东
【申请人】中国铁塔股份有限公司重庆市分公司, 重庆瑞盾科技发展有限公司