专利名称：一种通信基站发电机远程监测系统及其方法
技术领域：
本发明属于电子信息技术领域，尤其涉及通信基站发电机的调度、运行费用管理、 电压与电流远程监视、油耗计算、发电机GPS精确定位、温湿度环境参数采集等通信基站发电机远程监测系统及其方法。
背景技术：
近几十年来，随着我国移动通信事业的高速发展，全国各地设立了无数大小不一、 分布广泛的通信基站，设备种类和数量大幅度的增加。由于基站数量众多，覆盖面积广，维护保养等难度大，其中电力中断对移动通信的影响则表现得更为明显。基站停电后，由于发现不及时或无人跟踪等原因，往往不仅影响网络质量，还会严重影响公司的收入和形象。因此，如何保证在大面积停电下调度和管理移动发电机，使网络质量不受影响是维护部门一项重要的工作。目前解决方式是靠移动发电机上站发电。多个基站停电，则需要人工按照 VIP基站、覆盖基站、普通基站依次优先发电的策略进行调度，人工调度效率低下自不言明。同时，由于目前能源紧张，发电机在运行时耗能较大，因此如何科学合理地调度使用通信基站发电机资源，有效地进行发电分析和费用管理将是基站发电机发电系统需要着力解决的问题。尤其是目前亟待解决的发电机定位精度差问题和燃油消耗问题。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种通信基站发电机远程监测系统及其方法，它为了确保通信系统的正常运作，改变传统的分散维护和人工监控及调度管理，实现对通信基站发电机及其环境的远程监控、调度和管理功能。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案一种通信基站发电机远程监测系统，它包括一台调度服务器、一台数据服务器、一台WEB服务器、若干台移动的发电机，在每台发电机上设有智能监测装置，所述智能监测装置通过网络与调度服务器连接；其中，智能监测装置包括GSM模块，它与电能采样模块、温湿度模块、SIM卡模块、电池及电源模块以及GPS模块连接，电能采样模块与设置在发电机上的电压传感器和电流传感器连接。所述电能采样模块结构为电流传感器和电压传感器采集电流和电压信号，经过电阻、电容整形电路，进入电能芯片CS5460A，电能芯片CS5460A精确测量和计算电能、瞬时功率、IRMS和VRMS ；GSM模块通过SPI接口与CS5460A相连，CS5460A具有与微控制器通讯的双向串口和与能量成正比的频率可编程的脉冲输出。所述GSM模块为MD231无线数传模块。所述电池及电源模块结构为由电路板外进入5V电源经过芯片LT1764转换成 3. 8V，给整个智能监测装置供电；当市电断电后，智能监测装置利用电池供电；电池选用 3. 7V的锂电池，利用芯片CYT5026完成充电。一种通信基站发电机远程监测系统的监测方法，它的步骤为
1)发电机起动触发GSM模块记录发电机投入工作时刻，控制GPS模块工作，经过卡尔曼滤波，精确定位发电机所处方位；2)同时GSM模块控制电能采样模块和温湿度检测模块工作，采集发电机输出电的电压、电流以及发电机所处位置的温度和湿度信息，计算电能、瞬时功率、IRMS和VRMS ；根据发电机工作时长计算油耗；3)智能监测装置将各种数据和信息通过GPRS或短信方式传送给调度服务器；4)调度服务器将数据帧进行有效信息提取后直接存放于实时数据库中；实时数据库中的数据经过处理后转存到位于数据库服务器上的关系数据库中；数据服务器中然后从数据库进行调用处理，用于WEB发布、运行监控和费用管理；5)TOB服务器负责TOB发布，工程师或授权用户利用电脑或手机等终端上网进行查询、监控和管理发电机运行、维护情况。所述步骤1)中所述卡尔曼滤波算式如下
权利要求
1.一种通信基站发电机远程监测系统，它包括一台负责调度、管理与监控的调度服务器、一台数据服务器、一台负责WEB发布的TOB服务器、若干台移动的发电机，在每台发电机上设有智能监测装置，所述智能监测装置通过网络与调度服务器连接；其中，智能监测装置包括GSM模块，它与电能采样模块、温湿度模块、SIM卡模块、电池及电源模块以及GPS模块连接，电能采样模块与设置在发电机上的电压传感器和电流传感器连接。
2.如权利要求1所述的通信基站发电机远程监测系统，其特征是，所述电能采样模块结构为电流传感器和电压传感器采集的电流和电压信号，经过电阻、电容整形电路，进入电能芯片CS5460A，电能芯片CS5460A精确测量和计算电能、瞬时功率、IRMS和VRMS ；GSM 模块通过SPI接口与CS5460A相连，采集电压有效值、电流有效值、瞬时功率、电能、IRMS和 VRMS0
3.如权利要求1或2所述的通信基站发电机远程监测系统，其特征是，所述GSM模块为 MD231无线数传模块。
4.如权利要求1所述的通信基站发电机远程监测系统，其特征是，所述电池及电源模块结构为由电路板外进入5V电源经过芯片LT1764转换成3. 8V,给智能监测装置供电；当市电断电后，智能监测装置利用电池供电；电池选用3. 7V的锂电池，利用芯片CYT5026完成充电。
5.一种采用权利要求1所述的通信基站发电机远程监测系统的监测方法，其特征是， 它的步骤为1)发电机起动触发GSM模块记录发电机投入工作时刻，控制GPS模块工作，经过卡尔曼滤波，精确定位发电机所处方位；2)同时GSM模块控制电能采样模块和温湿度检测模块工作，采集发电机输出电的电压、电流以及发电机所处位置的温度和湿度信息，计算电能、瞬时功率、IRMS和VRMS ；根据发电机工作时长计算油耗；3)智能监测装置将各种数据和信息通过GPRS或短信方式传送给调度服务器；4)调度服务器将数据帧进行有效信息提取后直接存放于实时数据库中；实时数据库中的数据经过处理后转存到位于数据库服务器上的关系数据库中；数据服务器中然后从数据库进行调用处理，用于WEB发布、运行监控和费用管理；5)WEB服务器负责WEB发布，工程师或授权用户利用电脑或手机等终端上网进行查询、 监控和管理发电机运行、维护情况。
6.如权利要求5所述的监测方法，其特征是，所述步骤1)中所述卡尔曼滤波算式如下x(k + l,k + l) = [ln-K(k + l)H]0x(k,k) + K(k + l)y(k + l)K(k + l) = P(k + l,k)HT [HP(k + l,k)HT +Rj1P(k + l,k) = 0P(k,k)0TP(k + l,k + l) = [ln-K(k + l)H]P(k + l,k)[ln-K(k + l)Hj +K(k + l)RKT (Λ + 1)式中，= + x(k) = (x(k),x(k)j(k))T,状态转移矩阵￠=011 ，观测阵仔=「1 0 (^，U (k) = (Us(k)，Uv(k))T为零均值、方差阵为R 的观测白噪声，us(k)和Uv(k)为相应的位置和速度观测噪声。
7.如权利要求5所述的监测方法，其特征是，所述步骤幻中，发电机油耗可按下式计算 式中，m为耗油量kg; a为发电机油耗综合修正系数，受油品、发电机部件状态、操作エ 发电操作等因素影响，汽油a =1.1 1.3，柴油a = 1.2 1.4;k为燃油消耗率g/(kw. h) ；U和I分別是发电机所发电的电压和电流有效值；t为发电机工作时长；n是发电机效卓。
全文摘要
本发明为一种通信基站发电机远程监测系统及其方法，它包括一台调度服务器、一台数据服务器、一台WEB服务器、若干台移动的发电机，在每台发电机上设有智能监测装置，所述智能监测装置通过网络与调度服务器连接；其中，智能监测装置包括GSM模块，它与电能采样模块、温湿度模块、SIM卡模块、电池及电源模块以及GPS模块连接，电能采样模块与设置在发电机上的电压传感器和电流传感器连接。本发明集通信基站发电机调度、管理、运行费用统计、GPS精确定位、油耗计算、电能采样、温湿度检测于一体，智能监测装置通用简单、功能强大、成本低廉、便于安装、使用操作和维护管理，为通信基站发电机的监控、调度与运行费用管理提供了支撑。
文档编号G01R31/34GK102494719SQ20111039916
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月5日 优先权日2011年12月5日
发明者张桂青, 李成栋, 杨修文, 汪明, 申斌, 阎俏, 高品章 申请人:山东建筑大学