通信基站动环系统远程监控技术研究与实现

通信基站动环系统远程监控技术研究与实现

王剑

身份证号码：420103198009175712

摘要：近年来，随着电信行业的快速发展，电信基站的建设规模也在不断扩大。与此同时，基站的运行和维护工作也越来越多。由于不能对设备的故障进行及时的检测和处理，传统的人工巡检方式已经不能适应现代通讯的要求。因此，为了加强对远程技术研究的技术发展，本文以国内研究现状作为切入点，重点针对远程监控重要技术进行探讨，以期为后续的技术研究提供重要参考。

关键词：通信基站；动环系统；远程监控

引言：随着移动终端产品的不断普及，电脑技术的飞速发展，移动通信设备已经成为二十一世纪的主流通信工具，而作为通讯基地的一个重要部分，其功率与周围的环境条件的好坏，将直接影响到整个系统的运行。但是，由于国内大部分的通信运营商都没有建立起一个完整的基站信息管理体系，在运行和维护上都是以人工巡检的形式来完成，这既与国内的工业发展趋势不符，又存在着诸多不足，因此，动环系统的远程监测技术研究是极为重要的。

一、国内研究现状

随着我国工业的自动化、信息化水平的不断提升，运营商所管理的基站越来越多，维护其运行所需的电力和环境设备也越来越多。因此稳定的动态环境是不可或缺的，以下主要举例两大企业研发的系统监控技术实例：

①由北京交通大学和惠州市亿能电子有限公司共同开发的电池管理系统，它能够实时监测电池的运行状况，并对电池进行动态的监测，并对电池的总电压、温度、充放电电流进行动态监测，防止电池过充、过放，同时通过分析电池的运行状况，发现问题所在，确保电池安全高效。

②由深圳派司德科技有限公司研发的BSB-102-3电池管理系统，工作温度-40~85℃，电压50 mv，电流0.5%, SOC准确度为5.0%。本产品能够估计电池的剩余电量，避免因充电过量造成的电池损失，并能精确地预测电池的剩余电量。

二、系统设计方案

2.1功能需求分析

随着科学技术的飞速发展，各类终端设备日益普及，用户对网络、通讯的需求也日益增加，为了满足用户的需要，为了提升自己的服务品质，许多运营商都在建设基站。但是，为了实现更大的覆盖面和更高的通讯服务质量，以及通信基站本身的特性，以及当前工作人员在维护和管理方面所采取的工作模式，这给通信运营商带来了很多困难，这些困难主要体现在：

①基站建设后，由于基站数量众多，分布分散，地理位置高，地理位置偏远，需要大量的人力物力去查找基站的位置。

②在对基站进行管理时，一般采用现场检查、日常巡查、人工记录的方法，数据统计、数据管理、维护工作繁重、效率低下、数据不准确等。

③在检修备用电源时，既要携带笨重的仪器，又要经过长时间的放电、维修，又要测试和测试整个电池的容量和工作能力，无法评价单个电池的性能。

④由于人员、地理条件等原因，大部分基站都是无人值班，为不法行为提供了可乘之机。

⑤在基站周围，一些投机取巧的人，利用邻近基站的地理位置，明目张胆地私自接入线路，窃取基站的电力，从而极大地提高了运行费用。

⑥电池的更换采用全租赁的方法，造成了电池维修费用很高。

基于此，现有的无线基站管理模式已经无法适应电信运营商对基站的管理，因此，建设移动通信基站的动态和环境监测系统迫在眉睫，只有加强对基站的监测，才能够减少基站设备失窃的发生，从而有效地提升了运营商的管理水平。

2.2整体结构

通过对深圳派司德科技有限公司的工作和需要，以及目前电信运营商在日常维护与管理中遇到的一些问题，以及基站动态环境的实际运行状况，对动环系统的远程监测技术进行了深入的探讨，并提出了一种更加适合于电信运营商实际应用的电力环境监测系统。本系统主要包括三个部分：电压检测装置、现场总控装置、远程监测平台。下图1主要显示了当前监视系统的整体结构图：

图 1监控系统总体架构图

三、关键技术及难点分析

1）单体电压检测

为了更好地管理和控制基站备用铅酸蓄电池，需要精确、可靠地获取电池单元的电压动态。并且在测试过程中，各个单元都会受到其他单元的影响，所以需要对多组单元的单元电压进行测试。在实际运行时，各单体的电压差异很小，因此要准确地获得各单体的电压值，但24个单元的数据传输受到现场环境的制约，同时在传输线路上也会带来极大的不便，所以必须选用有针对性的数据传送。

2）室内监控

通过入室监控，可以快速的找到进入基地的人，并跟踪到基地的情况，通过监控系统的监控，可以确定基地的维护人员是不是基地的维护人员，这样才能及时的发现基地内的设备。为了达到这一目标，可以从成本上考虑使用红外线探测来探测到基站，并在基地内设置人影像采集设备来获取可辨识的人的资料。

3）监控基站的电流

电力是一个基站用电的一个重要指标，当知道了用电的电压时，通过对基站用电的总电流进行监控，就可以对基站的用电进行监控。在选择电流方式时，要综合考虑成本、现场环境、安装方便、使用可靠性、数据传送方便等诸多因素，选择合适的电流采集方式，并依据数据传输的需要，进行传输线路和其他周边电路的设计。易知型交流电的采集技术是监控基站电流的关键技术。

4）现场主机控制设备

现场监控系统主要负责接收单体电压检测、电流检测、入室监控系统收集到的各类功率、周边设施的数据，并进行综合处理，然后通过以太网传输到远程监控中心。并且，通过遥控指挥中心发出的命令。

5）远距离监测平台

远程监测平台是系统的一个接口，一方面可以处理和显示各种数据，显示设备的工作状况，另一方面，还可以对基站的管理和人员进行管理。在开发过程中，要充分利用数据库技术和 OOP语言，使其具有良好的界面和良好的操作界面。

四、远程监控平台软件功能设计与实现

该系统软件为实现动环通信基站的远程监测提供了一个有效的平台和方法，并承担了与用户的互动任务，它的运行性能将直接关系到整个系统的可用性和可靠性。

4.1 System框架

由于软件体系结构的确定，远程监测平台与用户的互动程度将直接关系到开发人员的开发难度和开发效率，所以对远程监测平台进行合理的构建是必要的。在进行体系结构设计时，需要考虑很多因素，如需求的精确度、完整性、运行的可管理、业务过程和信息的可调节性、易用性、易用性、可控制的开发等。

4.1.1模型的对比和选取

C/S （客户/服务器）模式服务器一般都是以高性能 PC、工作站或微型计算机为基础，同时还采用了 Oracle、 SQL Server等大型数据库系统，客户端需要安装专门的客户端软件，并与不同的应用客户端进行连接。该软件系统架构能够充分发挥终端硬件环境的优点，在客户端和服务器端合理分配任务，减少通信开销。

B/S （浏览器/服务器）模式的用户的工作接口是由 WWW浏览器完成的，只有极少数的业务由 Browser来完成，大部分的业务都由服务器端（Server）来完成。这种方法的优势在于，极大地减少了客户端的计算机负载，同时也减少了系统的维护和更新费用。B/S和 C/S的不同之处：

1）硬件环境不同

由于 C/S模型的应用环境不同，因此， C/S模型通常采用专用的专用网络，具有针对性强、覆盖范围小等优点。局域网间的数据通信是由一个专用的服务中心实现的。B/S系统是以广域网为基础的，不需要特别的硬件环境， B/S的灵活性要比 C/S更好，只需要在 PC上安装一个浏览器就可以了。

2）网络安全需求不同

因为 C/S是局域网，范围很小，对信息的安全要求也很高，所以很多信息系统都会选择 C/S。B/S模型基于广域网，其信息安全管理能力相对薄弱。

4.1.2软件开发

从上述分析可以看出，动环通信基站的远程监测平台是采用 C/S三层结构来实现的。根据应用的不同，将应用的部分功能放在客户机的服务处理层，比如数据的获取、查询与提醒。而其他的功能，则是在服务器端，让服务端区的功能区分离开来，同时处理多个客户端的请求。下图2显示了软件系统的具体实施流程：

图 2软件系统实现流程图

五、结语

总之，在通信运营商的日常工作中，基站的管理与维护是最重要的，基站的维护与监督将直接影响到整个通信基地的服务品质，从而影响到用户对其的印象。其次，动环作为维护基站正常工作的重要环节，只有通过对基站的单体电压、基站的总电量、小区内的用户图片等数据进行精密采集，并与基站管理员远程监控平台的运行相结合，才能促进运营商远程监控、提高维护管理效率、降低运营成本的技术需求。

参考文献

[1]雍培,张宁,慈松,康重庆.5G通信基站参与需求响应：关键技术与前景展望[J].中国电机工程学报,2021,41(16):5540-5552.

[2]周宸宇,冯成,王毅.基于移动用户接入控制的5G通信基站需求响应[J].中国电机工程学报,2021,41(16):5452-5462.