任 昊

（國(guó)網(wǎng)陜西安康供電公司，陜西 安康 725000）

1 通信電源技術(shù)概述

1.1 通信電源技術(shù)

通信電源是通信設(shè)備正常運(yùn)行所必需的能量來(lái)源，其質(zhì)量?jī)?yōu)劣直接影響通信設(shè)備的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性。通信電源技術(shù)在保障通信設(shè)備正常工作、提高通信設(shè)備質(zhì)量和可靠性方面發(fā)揮著重要作用，其研究?jī)?nèi)容主要包括電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、功率因數(shù)校正、降噪技術(shù)以及開(kāi)關(guān)技術(shù)等方面。通信設(shè)備要求電源具有將交流電轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定直流電的能力，還要滿足一定的波動(dòng)范圍，以適應(yīng)通信設(shè)備不同的工作狀態(tài)。因此，通信電源在設(shè)計(jì)和制造時(shí)需要考慮不同的工作環(huán)境和要求，以確保其高效、穩(wěn)定和可靠[1]。通信電源系統(tǒng)的組成部分主要包括直流系統(tǒng)、交流系統(tǒng)以及接地系統(tǒng)，如圖1 所示。該技術(shù)的研究與應(yīng)用可以提高通信設(shè)備的能效和穩(wěn)定性，降低通信設(shè)備的運(yùn)行成本，也可以推動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展。在研究和應(yīng)用通信電源技術(shù)的過(guò)程中，需要對(duì)通信設(shè)備的性能和特點(diǎn)進(jìn)行深入分析，結(jié)合不同的環(huán)境要求和工作狀態(tài)，設(shè)計(jì)出適用于不同通信設(shè)備的高效、低噪音、低成本以及可靠的通信電源。

圖1 通信電源系統(tǒng)

1.2 智能化應(yīng)用的必要性

（1）高效能節(jié)能。通信電源技術(shù)主要是保證通信設(shè)備不間斷供電，但是在傳統(tǒng)的通信電源技術(shù)中，由于長(zhǎng)時(shí)間工作，導(dǎo)致漏電率增大，能耗增加。而智能電源技術(shù)的應(yīng)用則可以通過(guò)功率分配和功率控制，在滿足通信設(shè)備的供電需求的同時(shí)，有效減少能耗。

（2）便捷管理。傳統(tǒng)的通信電源技術(shù)需要人工進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制，日常維護(hù)工作量大和難度大，容易出現(xiàn)操作失誤或疏忽的情況。而智能化應(yīng)用則可將可編程電源與管理軟件相結(jié)合，通過(guò)集中控制和自動(dòng)管理，使得通信設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)更加透明化，減輕管理的工作量，提高管理的效率[2]。

（3）安全保障。傳統(tǒng)的通信電源技術(shù)容易出現(xiàn)短路、火災(zāi)等安全隱患，有可能對(duì)設(shè)備和人員造成傷害。而智能化應(yīng)用可以通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電源電壓和電流等參數(shù)，及時(shí)識(shí)別異常狀態(tài)，防范意外事故的發(fā)生，保證通信系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2 通信電源的關(guān)鍵技術(shù)

（1）市電直流技術(shù)。市電直流技術(shù)是一種新型的電源技術(shù)，主要通過(guò)利用市電直接轉(zhuǎn)換為直流電，然后提供給通信設(shè)備使用，相較于傳統(tǒng)的市電交流技術(shù)，具有電能利用率高、無(wú)需額外轉(zhuǎn)換、穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。市電直流技術(shù)可以有效降低能源損失，減少環(huán)保壓力，同時(shí)縮短電能轉(zhuǎn)換路徑，減少電源系統(tǒng)的復(fù)雜度和線路損耗。這種技術(shù)在5G 通信、云計(jì)算等大型設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用，成為未來(lái)電源系統(tǒng)的趨勢(shì)之一。

（2）高頻不間斷電源（Uninterruptible Power Supply，UPS）技術(shù)。高頻UPS 技術(shù)是一種能夠?qū)崿F(xiàn)電源無(wú)間斷供應(yīng)的技術(shù)，通信設(shè)備對(duì)電源的要求非常高，一旦斷電就會(huì)導(dǎo)致通信系統(tǒng)崩潰，因此電源的穩(wěn)定性非常重要。高頻UPS 技術(shù)可以在電力故障的情況下立即轉(zhuǎn)換為備用電源，保證通信設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，高頻UPS 技術(shù)具有響應(yīng)速度快、啟動(dòng)時(shí)間短、輸出波形優(yōu)秀等優(yōu)點(diǎn)。通信設(shè)備可以在市電故障的情況下，通過(guò)UPS 技術(shù)立即轉(zhuǎn)換為UPS 電源，保證供電的連續(xù)性和可靠性。

（3）高壓直流技術(shù)。高壓直流技術(shù)是一種新興的電源技術(shù)，其基于高壓直流輸電理論，主要在通信設(shè)備供電過(guò)程中使用。與市電直流技術(shù)不同，高壓直流技術(shù)采用高壓直流輸電技術(shù)，在長(zhǎng)距離輸電過(guò)程中不會(huì)損耗大量的功率。同時(shí)，高壓直流技術(shù)能夠提高電機(jī)效率、降低電路噪聲、節(jié)省回路成本。該技術(shù)的應(yīng)用在通信配電系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用前景，成為未來(lái)通信電源系統(tǒng)的必備技術(shù)之一。

3 通信電源技術(shù)的智能化應(yīng)用

3.1 智能控制技術(shù)在通信電源技術(shù)中的應(yīng)用

智能控制技術(shù)是指通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的自動(dòng)化控制。在通信電源技術(shù)中，智能控制技術(shù)可用于實(shí)現(xiàn)對(duì)通信電源設(shè)備的在線監(jiān)控、故障診斷和預(yù)測(cè)維護(hù)等功能。例如，通過(guò)安裝智能傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備各項(xiàng)指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障并進(jìn)行修復(fù)。此外，智能控制技術(shù)可以通過(guò)與其他通信設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)通信設(shè)備系統(tǒng)的自動(dòng)化控制，增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性[3]。

目前，智能控制技術(shù)已經(jīng)在通信電源技術(shù)中得到了廣泛應(yīng)用。例如，某些通信電源設(shè)備已經(jīng)配備了智能控制模塊，可以通過(guò)與計(jì)算機(jī)終端連接，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制。此外，有一些相關(guān)的企業(yè)推出了智能控制軟件，可以對(duì)多種型號(hào)的通信電源設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一控制和管理，進(jìn)一步降低了通信電源設(shè)備的維護(hù)成本和運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在通信電源技術(shù)中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是指通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信、傳感器等技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)各種物理設(shè)備之間互聯(lián)互通的技術(shù)。在通信電源技術(shù)中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可用于實(shí)現(xiàn)對(duì)通信電源設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制。例如，通過(guò)在通信電源設(shè)備中安裝智能傳感器和網(wǎng)絡(luò)模塊，將數(shù)據(jù)上傳至云端，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控，并通過(guò)云端分析設(shè)備數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和故障診斷。

目前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)在通信電源領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。例如，某些通信電源設(shè)備廠商已經(jīng)推出了支持物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的通信電源產(chǎn)品，在設(shè)備中集成了智能傳感器和網(wǎng)絡(luò)模塊，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制。此外，有一些企業(yè)開(kāi)發(fā)了相關(guān)軟件來(lái)管理和監(jiān)控通信電源設(shè)備，便于維護(hù)人員進(jìn)行快速故障定位和維修。

3.3 人工智能技術(shù)在通信電源技術(shù)中的應(yīng)用

人工智能技術(shù)是通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)手段來(lái)模擬人類智能的技術(shù)。在通信電源技術(shù)中，人工智能技術(shù)可用于實(shí)現(xiàn)對(duì)通信電源設(shè)備的自動(dòng)化管理和預(yù)測(cè)維護(hù)等功能。例如，可以通過(guò)將大量的設(shè)備數(shù)據(jù)輸入給人工智能算法，訓(xùn)練出一個(gè)智能模型，用于預(yù)測(cè)通信電源設(shè)備的故障，并發(fā)出相應(yīng)的警報(bào)，便于維護(hù)人員及時(shí)采取措施[4]。

目前，人工智能技術(shù)已經(jīng)在通信電源領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。例如，某些通信電源設(shè)備廠商已經(jīng)推出了支持人工智能技術(shù)的通信電源產(chǎn)品，在設(shè)備中集成了人工智能算法和傳感器等控制模塊，可用于實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的自動(dòng)化管理。此外，有一些相關(guān)的企業(yè)開(kāi)發(fā)出了具有人工智能功能的軟件，可以用于實(shí)現(xiàn)對(duì)多種型號(hào)通信電源設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)管和自動(dòng)化管理。

4 基于無(wú)線通信技術(shù)構(gòu)建通信電源智能監(jiān)控系統(tǒng)

在通信電源和空調(diào)等動(dòng)環(huán)設(shè)備的應(yīng)用過(guò)程中，通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備狀況并采集相關(guān)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行顯示，基于參數(shù)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)狀態(tài)以及可能存在的故障，以便進(jìn)行及時(shí)維修。

智能化監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用替代了傳統(tǒng)人工看守的管理模式，轉(zhuǎn)向計(jì)算機(jī)維護(hù)的集中管理模式，實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值守的通信電源監(jiān)控管理，降低了人工成本，提高了設(shè)備監(jiān)控與維護(hù)效率，更符合當(dāng)前通信技術(shù)的發(fā)展要求，提高了供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，保證供電質(zhì)量，為智能化、自動(dòng)化的通信電源發(fā)展提供了可能。

在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展下，無(wú)線傳輸?shù)耐ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各種監(jiān)控系統(tǒng)。文章的通信電源系統(tǒng)如圖2 所示，在此基礎(chǔ)上采用傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，TCP/IP）協(xié)議實(shí)現(xiàn)通信電源監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸，并通過(guò)以太網(wǎng)控制電源，構(gòu)建安全可靠的監(jiān)控系統(tǒng)。

圖2 通信電源系統(tǒng)

4.1 監(jiān)控體系結(jié)構(gòu)

監(jiān)控系統(tǒng)由服務(wù)器和通信設(shè)備組成，其功能和層次都有所不同。直接在本地以太網(wǎng)中，通過(guò)設(shè)備接口將服務(wù)器和通信設(shè)備接入監(jiān)控系統(tǒng)，從而獲取設(shè)備參數(shù)數(shù)據(jù)和運(yùn)行狀況。系統(tǒng)能夠在不使用大量控制器、變送器和傳感器的前提下進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和遙控命令等功能，同時(shí)得到設(shè)備運(yùn)行信息和報(bào)警狀態(tài)。系統(tǒng)基于TCP/IP 協(xié)議，提供面向數(shù)據(jù)包的虛擬電路傳輸，具有差錯(cuò)控制、流控制以及連接控制等功能，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。綜合考慮監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)際需求，結(jié)合當(dāng)前4G/5G 的傳輸技術(shù)，通信電源的監(jiān)控體系如圖3所示。通過(guò)傳感器對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，由用戶終端、前置通信設(shè)備以及數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)成監(jiān)控中心。其主要功能在于對(duì)處理數(shù)據(jù)進(jìn)行接收并完成分析，并對(duì)異常信息進(jìn)行分類和報(bào)警處理，將其上傳數(shù)據(jù)庫(kù)，便于后續(xù)查詢和遠(yuǎn)程連接工作。

圖3 通信電源智能監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4.2 軟硬件及數(shù)據(jù)接口

該架空系統(tǒng)中心為微處理器，在系統(tǒng)中配備各種傳感器模塊，包括電源參數(shù)和文書度等，同時(shí)結(jié)合4G 模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和通信。系統(tǒng)采用Visual C++和Delphi 程序?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)，通過(guò)SQLServer完成數(shù)據(jù)庫(kù)的開(kāi)發(fā)管理工作。硬件系統(tǒng)主要包括4G同喜耐磨塊和CMOS8 位單片機(jī)。在數(shù)據(jù)接口方面，采用C2000S-NET 串口網(wǎng)橋，通過(guò)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)通信模塊進(jìn)行下位機(jī)的通信和數(shù)據(jù)傳輸。系統(tǒng)通過(guò)串口、監(jiān)控中心向服務(wù)器發(fā)送各種指令，包括數(shù)據(jù)采集、遙控以及遙測(cè)等，將所采集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)彎為TCP/IP 協(xié)議數(shù)據(jù)包，借助4G 模塊向數(shù)據(jù)監(jiān)控中心闡述并進(jìn)行分析處理，隨后將原始數(shù)據(jù)以及分析結(jié)構(gòu)向服務(wù)器同步，保證后續(xù)的調(diào)取利用工作[5]。

5 結(jié) 論

隨著科技的飛速發(fā)展，通信系統(tǒng)在日常生活中扮演著越來(lái)越重要的角色。而通信系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，離不開(kāi)電源技術(shù)的支持。智能化通信電源技術(shù)是指將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和電源技術(shù)相結(jié)合，通過(guò)采集、處理、分析和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備自主管理、故障診斷和預(yù)警，從而增強(qiáng)電源系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性。

在實(shí)現(xiàn)智能化通信電源技術(shù)的應(yīng)用中，加強(qiáng)對(duì)傳感器、控制系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)采集、處理、分析等關(guān)鍵技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)，確保系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無(wú)誤。建立完善的智能化決策模型，針對(duì)不同的工作環(huán)境和使用場(chǎng)景，制定相應(yīng)的策略，以提高系統(tǒng)的自動(dòng)化程度。同時(shí)，需要加強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)的安全保護(hù)，有效防止信息泄露和黑客攻擊等安全威脅。總之，智能化通信電源技術(shù)的應(yīng)用，將會(huì)保證通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，在未來(lái)的發(fā)展中具有廣泛的應(yīng)用前景。