王文亮，路一平

（河北北方學(xué)院，河北 張家口 075000）

隨著我國(guó)電信事業(yè)迅速發(fā)展，通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴(kuò)大，需要操作與維護(hù)的通信基站種類和數(shù)量大幅度地提高，設(shè)備的技術(shù)含量和復(fù)雜程度也越來越高，相應(yīng)的對(duì)通信電源的穩(wěn)定性和可靠性也就提出了更高的要求[1]。而在地域上，通信基站的電源又處于極為分散的狀態(tài)，大多數(shù)情況下無人值守，因此為了提高通信網(wǎng)的整體質(zhì)量，節(jié)約人力成本和能源損耗，對(duì)通信電源設(shè)備及環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控管理，成為了目前移動(dòng)通信基站必須解決的問題。

1 通信電源監(jiān)控系統(tǒng)的必要性及基本要求

1.1 通信電源監(jiān)控系統(tǒng)的必要性

近年來，電信行業(yè)是我國(guó)發(fā)展最迅猛，技術(shù)更新最快，服務(wù)要求最高的行業(yè)之一，而移動(dòng)通信在整個(gè)電信行業(yè)中的份額也越來越大。移動(dòng)通信是靠移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)的，而通信網(wǎng)絡(luò)是由遍布各地的基站支持的。

一方面，移動(dòng)基站點(diǎn)多面廣無人值守；另一方面，許多基站都處在邊遠(yuǎn)地區(qū)，供電質(zhì)量較差且容易中斷。因此，快速感知基站的電源狀況成為了保證移動(dòng)通信可靠的必要手段。

1.2 通信電源監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能

為了保證基站電源的可靠性和穩(wěn)定性，近年來，各類電源系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展也越來越迅速。目前，通信電源監(jiān)控技術(shù)功能要求主要集中為：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)通信網(wǎng)上供電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)；提前預(yù)測(cè)(如過壓、欠壓等)可能的故障，并及時(shí)提示。監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵，主要是看其能否長(zhǎng)年不間斷、穩(wěn)定、可靠、實(shí)時(shí)地對(duì)通信電源設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)與預(yù)警。因此，通信電源監(jiān)控系統(tǒng)的基本目標(biāo)是建立一個(gè)實(shí)用、穩(wěn)定性強(qiáng)、界面友好、維護(hù)量相對(duì)小、性價(jià)比高，能夠切實(shí)快速被通信值班人員使用且能充分發(fā)揮最大效用的監(jiān)控系統(tǒng)[2]。

2 基于Web的通信電源監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)與設(shè)計(jì)

通信電源集中監(jiān)控系統(tǒng)所監(jiān)控的設(shè)備可分為兩類：智能設(shè)備和非智能設(shè)備；在接入監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，智能設(shè)備如智能配電屏、開關(guān)電源、專用空調(diào)、智能柴油發(fā)電機(jī)組、智能UPS、逆變器、DC-DC變換器和蓄電池監(jiān)測(cè)儀等，因?yàn)殡娫幢旧砭哂袉纹瑱C(jī)，所以通過RS232/RS485/RS422向監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)輸出，而非智能設(shè)備就要增加相應(yīng)的傳感器和監(jiān)控功能模塊后再接入監(jiān)控系統(tǒng)。

無論是智能型設(shè)備還是非智能型設(shè)備，通信監(jiān)控系統(tǒng)所監(jiān)控的內(nèi)容包括：低壓配電、頻率50 Hz的三相交流有功電能、三相電質(zhì)量(斷相、過壓、電流異常)、發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)段、蓄電池電壓，并通過通信網(wǎng)絡(luò)將計(jì)量數(shù)據(jù)和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)體現(xiàn)在監(jiān)控軟件中，以實(shí)現(xiàn)對(duì)通信電源的遠(yuǎn)程控制功能。

2.1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

通信電源集中監(jiān)控系統(tǒng)的硬件部分如圖1。

圖1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)示意圖

由圖1可知，電源系統(tǒng)內(nèi)的各種非智能設(shè)備通過各種傳感器與電能采集模塊和控制模塊相連，然后接入單片機(jī)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)輸出；智能型號(hào)設(shè)備通過RS232/RS485/RS422直接向監(jiān)控系統(tǒng)的軟件部分進(jìn)行數(shù)據(jù)輸出，同時(shí)這兩部分?jǐn)?shù)據(jù)將存入一個(gè)外部存儲(chǔ)器中，作為歷史數(shù)據(jù)之用。監(jiān)控系統(tǒng)的軟件部分設(shè)有各個(gè)設(shè)備正常運(yùn)行的具體參數(shù)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)和額定數(shù)據(jù)相比較后，來確定設(shè)備運(yùn)行的具體狀態(tài)，及發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

2.2 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的軟件部分應(yīng)包含的功能如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)功能圖

設(shè)備管理模塊完成的功能包含如下三大部分：(1)設(shè)備基本數(shù)據(jù)的管理：包括設(shè)備的基本型號(hào)、設(shè)備的地址、運(yùn)行狀態(tài)等內(nèi)容；(2)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的管理：包括對(duì)任一通信電源設(shè)備的電流值、電壓值進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄，以確定設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)還要進(jìn)行報(bào)警顯示；（3）設(shè)備歷史數(shù)據(jù)的管理：記錄設(shè)備若干天內(nèi)的監(jiān)控值，以及歷史報(bào)警信息。

遠(yuǎn)程控制模塊提供了監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)工作人員進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的功能，以根據(jù)實(shí)際情況實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信電源的控制功能。

系統(tǒng)維護(hù)模塊主要完成的是監(jiān)控節(jié)點(diǎn)基本信息的維護(hù)。

軟件系統(tǒng)的主要功能是隨時(shí)顯示各個(gè)設(shè)備當(dāng)前的運(yùn)行數(shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障并發(fā)出報(bào)警信息，現(xiàn)場(chǎng)工作人員根據(jù)相應(yīng)的情況利用遠(yuǎn)程控制模塊來實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的有效控制。

為了解決C/S結(jié)構(gòu)固有的缺陷，本軟件系統(tǒng)采用了基于Web的B/S結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，這種軟件系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)分為三層：表示層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)層[3]。

表示層主要的功能是向用戶提供相應(yīng)的頁面顯示，具體過程為：通過HTTP協(xié)議向Web服務(wù)器發(fā)出Web服務(wù)請(qǐng)求。Web服務(wù)器提供對(duì)所有請(qǐng)求的處理結(jié)果，并將結(jié)果顯示在Web瀏覽器。

業(yè)務(wù)邏輯層的功能是負(fù)責(zé)接收Web客戶端發(fā)出的服務(wù)請(qǐng)求，并將其發(fā)送給數(shù)據(jù)服務(wù)器。數(shù)據(jù)服務(wù)器處理完畢后，將結(jié)果發(fā)送給業(yè)務(wù)邏輯層，再由業(yè)務(wù)邏輯層將結(jié)果發(fā)送回客戶端。

數(shù)據(jù)層實(shí)現(xiàn)的是接受來自Web服務(wù)器的數(shù)據(jù)操作請(qǐng)求而進(jìn)行各種數(shù)據(jù)具體操作，并把結(jié)果返回業(yè)務(wù)邏輯層。

表示層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)層這三層結(jié)構(gòu)的具體關(guān)系如圖3所示。

數(shù)據(jù)的處理流程如圖4所示。

圖3 基于Web的通信電源監(jiān)控系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)圖

3 總結(jié)

由于該系統(tǒng)是采用B/S三層結(jié)構(gòu)模型來實(shí)現(xiàn)的，每一個(gè)層次中都采取了模塊化設(shè)計(jì)，模塊復(fù)用性高；同時(shí)每一層向上都提供了統(tǒng)一的調(diào)用接口；對(duì)高層邏輯層來說，接口是透明的。因此基于Web的通信電源監(jiān)控系統(tǒng)充分實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性，對(duì)系統(tǒng)升級(jí)創(chuàng)造了良好的條件，成為通信電源監(jiān)控系統(tǒng)的一大發(fā)展方向。

[1]崔恒源.移動(dòng)通信基站電源監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[D].長(zhǎng)沙：湖南大學(xué)，2009.

[2]徐煜明.通信電源監(jiān)控系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D].西安：西安理工大學(xué)，2005.

[3]許龍非，李國(guó)和，馬玉書.Web數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：科學(xué)技術(shù)出版社，2004.