(doc)-移动通信基站机房环境集中监控系统的分析与设计_图文

移动通信基站机房环境集中监控系统的分析与设计_图文河南科技学院新科学院2013届本科毕业论文（设计）移动通信基站机房环境集中监控系统的分析与设计学生姓名FD所在院系电气工程系所学专业电子信息工程导师姓名MHB完成时间2013年5月10日移动通信基站机房环境集中监控系统的分析与设计摘要移动通信基站机房的环境集中监控系统己经成为通信站实现无人或少人值守的必不可少的手段，起到了减轻维护人员的工作量、提高维护质量的作用。本文是在这此前提下，根据已有的相关技术和研究设计成果，进行了通信基站机房环境集中监控系统的分析与设计。环境集中监控管理系统指通信电源动力、环境及安防集中监控管理系统，它是一个分布式计算机控制系统，集中并融合了传感器技术、现代计算机技术、通信技术、网络技术、数据库技术和人机系统技术的最新成果而构成的计算机集成系统，能够实现遥测、遥信、遥控和遥调四遥功能，对实现现代化的通信基站机房维护和科学管理有着十分重要的意义。本监控系统面向3G移动通信的基站进行设计，采用三级分层结构。监控单元（SU）、域监控中心（SS）和监控中心SC。本文重点进行了域监控中心（SS）的软件总体设计和监控模块（SM）设计以及实时监控、显示、告警处理等部分模块功能的实现。软件设计采用模块化软件设计思想。实现对机房动力设备、空调及门禁的实时监控。本系统是应用AT89C52单片机,采用VISCALBASIC60开发的运行在WINDOWS平台上的监控软件。通过对被监控对象进行数据监测和分析处理实现对基机房环境的集中监控。最后,文章对本设计进行了总结，并对监控系统的未来进行了展望。关键词集中监控系统，环境子系统，实时监控，报警处理ANALYSISANDDESIGNOFCENTRALIZEDMONITORINGSYSTEMOFCOMMUNICATIONBASESTATIONSINMOBILEENVIRONMENTABSTRACTTHEENVIRONMENTMONITORINGSYSTEM,WHICHHASPLAYEDAROLETOREDUCETHEWORKLOADOFTHEMAINTENANCESTAFFANDIMPROVETHEQUALITYOFMAINTENANCE,HASBEENTHEESSENTIALMEANSOFREALIZINGUNATTENTIONEDORFEWERPEOPLEONDUTYFORTHEMOBILECOMMUNICATIONSBASESTATIONSINTHISCONTEXT,THISARTICLETRYTORESEACHBOTHTHEDESIGNANDREALIZATIONOFTHEENVIRONMENTMONITORINGSYSTEMINACCORDANCEWITHTHERELEVANTTECHNICALSPECIFICATIONSOFTHEMINISTRYOFPOSTSANDTELECOMMUNICATIONSENVIRONMENTALMONITORINGMANAGEMENTSYSTEMISADISTRIBUTEDCOMPUTERCONTROLSYSTEMITISACOMPUTERINTEGRATEDSYSTEM,WHICHACHIEVESTHEFOURREMOTINGFUNCTIONTELEMETRY,REMOTINGCOMMUNICATION,REMOTINGCONTROLANDREMOTEADJUSTMENTCONTAININGSENSORTECHNOLOGY,MODEMCOMPUTERTECHNOLOGY,COMMUNICATIONSTECHNOLOGY,NETWORKTECHNOLOGYANDTHELATESTRESULTSOFHUMANCOMPUTERSYSTEMTECHNOLOGIESITISOFIMPORTANTSIGNIFICANCEFORREALIZINGTHEMODERNCOMMUNICATIONPOWERMAINTAINANCEANDSCIENTIFICMANAGEMENTTHEMONITORINGSYSTEMHASBEENDESIGNEDFOR3GMOBILECOMMUNICATIONBASESTATION,USINGTHREETIERHIERARCHY,CONTROLUNITSU,REGIONALMONITORINGCENTERSSSANDMONITORINGCENTERSCTHISARTICLEFOCUSESONTHEDESIGNOFSSSOFTWAREANDCONTROLUNITSM,ASWELLASTHEREALIZATIONOFSOMEOFTHEMODULESFUNCTION,SUCHASREALTIMEMONITORING,ALARMPROCESSINGMODULARSOFTWAREDESIGNSMAKEITPOSSIBLETOACHIEVEREALTIMEMONITORINGOFTHEENVIRONMENTMONITORINGSYSTEMTHESYSTEMISTHEAPPLICATIONOFAT89C52ITUSESTHEMONITORINGSOFTWAREDEVELOPEDBYVISCALBASIC6ORUNNINGINWINDOWSPLATFORMITMONITORSBOTHTHEBASESTATIONPOWER,AIRCONDITIONINGANDTHEROOMENVIRONMENTTHROUGHMONITORINGANDANALYSINGTHEDATAOFTHETARGETFINALLY,THISARTICLESUMMARIZESTHEDESIGNANDHASAOUTLOOKABOUTTHEFUTUREOFTHEMONITORINGSYSTEMKEYWORDSCENTRALIZEDMONITORINGSYSTEMENVIRONMENTSUBSYSTEMREALTIMEMONITORINGALARMPROCESSING目录绪论11环境集中监控系统的概述111项目的背景和意义112国内外的发展现状113本文研究内容及章节安排22移动通信基站机房环境集中监控系统总体功能321监控系统的功能结构322监控系统的总体功能423通信架构624设计要求73SS功能的分析931SS的功能分析932SS的设计要求114SS的功能实现1341SS的集中监控1342动力子系统14421市电供电子系统14422配电开关子系统14423智能UPS子系统15424蓄电池子系统15425防雷器子系统1543环境子系统15431环境监控硬件子系统16432环境监控软件子系统19433环境监控VB界面21434环境监控系统实现功能2244安防子系统24441门禁子系统24442消防子系统25443红外报警子系统25444闭路电视子系统255总结与展望25参考文献27致谢29附录31附录48绪论随着移动通信事业的发展，目前各移动通信运营商得到了快速发展，无线网络覆盖日趋完善，各运营商的移动通信基站数目在迅速增加。目前一个中等地区的基站数最可达到800个基站，鉴于基站运营成本控制及基站管理模式，目前移动通信基站全面为无人值守机房，乃至部分大型交换机房也采用无人值守的运行模式，对于大规模的运行基站需要良好的维护与实时发现基站存在问题，实现集中维护与监控。1环境集中监控系统的概述11项目的背景和意义移动通信基站机房集中环境监控系统是指移动通信动力、环境、安防等综合监控系统，是一个分布式计算机控制系统，它通过对监控范围内的通信电源系统和系统内的各电源设备、空调设备及机房安防进行遥测、遥信、遥控、遥调，实时监视系统和设备的运行状态，记录和处理相关数据，及时检查故障并适时通知维护人员处理，进行必要的遥控操作，改变或调整设备运行状态，从而实现通信站的少人或无人值守，实现电源、空调及环境的集中监控维护管理，提高通信系统的可靠性和通信设备的安全性。集中监控系统是一个集计算机网络技术、测控技术、数据库技术、自动控制技术、传感技术于一体的系统，这些技术的飞速发展为移动通信基站机房环境集中监控系统提供了强有力的支持，大量新集成工艺、新技术的应用使环监控系统如虎添翼。通信集中监控系统不但解放了劳动力，提高了移动通信设备维护工作的效率。同时提高了设备运行的稳定性和可靠性、经济性，降低了通信成本。通过监控系统对所采集的大量数据的统计分析，可以使维护人员准确地掌握监控系统的运行状况和质量，有针对性地安排系统维护和设备检修，预防可能出现的故障。12国内外的发展现状近几年来，移动通信在我国发展十分迅猛，通信网本身随着新工艺和新技术的发展走向更高的层次。同时移动通信机房环境的维护难度和工作量也相应增加。其动力、环境和安防设备是移动通信网络的重要组成部分，良好的机房环境和安全的门禁系统也是移动通信网络正常运行的重要保证，因此必须加强对机房环境的维护管理，以确保移动通信网络运行的安全。目前国内外许多通信行业厂商推出各种监控系统。如深圳华为通信股份有限公司的PSMS动力设备及环境集中监控系统、ERICSSON公司的ENERGYMASTERT1系统中的电源监控子系统、艾默生网络能源有限公司的PSMS动力设备及环境集中监控系统、万联公司的OMM网络型监控系统等等。各公司都能把各种各样的原始数据采集回来。而真正能够将大量实时信息和报警信息整理成真正的维护参考信息、设备管理信息，则很少做好，即数据分析欠缺，因为这不仅要求设计开发人员精于监控系统，更要精于各种各样监控设备维护经验，并将经验转化成数据库的自动操作，目前还没有完全实现。并且在实际使用时，遥测有误差。目前，在移动通信网集中监控环境维护管理工作中主要存在几方面的问题（1）移动通信基站和机房的分布点广泛，采用传统的人工巡检维护模式，无法有效保证对通信设备维护工作质量和时效性。（2）缺乏专业维护人员，水平亟待提高。（3）维护工作效率低，不能适应移动通信网迅速发展的要求。（4）缺乏有效的维护支撑手段。（5）移动通信基站机房的安全不能保证。为了进一步提升移动通信网动力设备的维护管理水平，改善通信基站机房设备的运行环境，确保通信畅通，将维护人员从简单重复的工作中解放出来，促进维护管理体制向“集中监控、集中维护、集中管理”方向转变，提高企业的核心竞争力，应不断完善移动通信基站机房环境集中监控系统。经过近些年的发展，移动通信集中监控系统无论是在技术方面、建设规模方面还是在运行维护方面都有了很大的发展。但随着第三代移动（3G通信网的启用，各种数据业务及多媒体业务的应用日益增多，所用网络覆盖范围不断扩大，网络基站数目也在急剧增加，其特点是基站规模大小不一，设备种类与数量繁多，并以无人值守的基站为主。对于这些基站中的设备管理与维护是一个非常重要的问题。3G系统与第二代移动通信系统相比采用了更前沿的技术，使数据通信的速率有了大幅度的提开，在此速率基础之上的业务应用会日益丰富，同时也对其运行环境提出了更高的要求，对设备的稳定可靠运行要求较高。13本文研究内容及章节安排本文主要设计一个区域级监控中心（SS）与监控单元（SU）的硬件和软件的实时监控系统。这是在通信基站机房监控单元（SM）的基础上，设计一个与之配套的区域监控中心SS软件环境集中监控系统。主要完成区域监控中心（SS）的监控功能设计及部分功能的实现。本文章节安排第1章主要介绍面向3G的移动通信基站机房环境集中监控系统的必要性。环境集中监控系统的构成与现状，本课题研究的背景和意义。第2章说明移动通信的基站机房环境监控系统的需求分析，SCSSSU功能2分析及监控系统总体架构，确定系统组网方案，以及对监控系统的设计要求非功能性的，如可靠性，实时性，安全性等。第3章主要介绍监控系统的总体设计。详细说明区域监控中心（SS）的功能分析，并进行SS监控的系统架构。第4章完成区域监控中心SS的功能实现设计，对该系统的基站监控单元（SU）与站内动力、空调、门禁及监控中心（SS）的人机界面的远程实时监控等系统的数据采集，集中监控等任务的完成。第5章说明了本系统所完成的工作与展望。2移动通信基站机房环境集中监控系统总体功能21监控系统的功能结构集中监控管理系统的功能如图21所示即是对监控范围内分布的各个独立的监控对象进行遥测、遥控、遥信，实时监视系统和设备的运行状态，记录和处理相关数据，及时侦测故障并做必要的遥控操作，及时通知人员处理。按照上级监控系统或网管中心的要求。从而实现通信基站的少人或无人值守，以及电源、空调和安防的集中监控维护管理，提高监控系统的可靠性和通信设的安全性。图21监控系统的功能结构图（1）数据采集数据采集是监控系统最基本的功能要求，应及时和准确。对设备的控制是为实现维护要求而立即改变系统运行状态的有效手段，应安全和可靠。（2）运行和维护3运行和维护是基于数据采集和设备控制之上的系统核心功能，完成日常的告警处理、控制操作和规定的数据记录等。（3）管理功能配臵管理配臵管理提供收集、鉴别、控制来自下层数据和将其提供给上级的一组功能。故降管理故障管理提供对监控对象运行情况异常进行检测、报告和校正的一组功能。性能管理性能管理提供对监控对象的状态以及网络的有效性评估和报告的一组功能。安全管理安全管理提供保证运行中的监控系统安全的一组功能。22监控系统的总体功能监控系统采用逐级汇接的结构，一般有监控中心SCSUPERVISIONCENTER,区域监控中心SSSUPERVISIONSTATION、监控单元SUSUPERVISIONUNIT和监控模块（SMSUPERVISIONMODULE构成。原则上地市级及以上本地网中心设臵一个监控中心SC，根据本地网的具体情况，监控中心SC可以下设一个或数个区域监控中心SS。区域监控中心SS可以下设臵一个监控单元SU。各通信站可根据监控参量的具体情况，配臵一个或数个监控模块SM。现在的3G移动基站数量多，地理分布广。由于技术的进步，移动通信基站多为无人值守或少人值守维护的状况，每个基站应作为单独的监控单位SU，基站内的监控模块SM由SU主机集成。因此，移动基站监控系统的体系结构一般呈三级监控架构1个省监控中心PSC，若干个区域监控中心SS，每个监控中心监控若干个基站监控单元SU，每个监控单元（SU）通过若干个监控模块SM对各种监控设备及参数进行直接实时监控。对辖区内的基站监控单元（SU直接进行监控与维护，同时服从省级监控中心SC的监控，这时系统呈三级架构。由于同级之间一般不需要直接通信，整个监控系统的架构为清晰的层次架构（如下图22所示）。在这个层次架构中，上下级节点（SS/SC既有明确的职能划分，又要相互协调，组成数据分布的集散控制系统。（1）移动通信基站监控单元SU在这个监控系统的层次结构中位于底层，直接与基站监控模块SM连接，负责基站内通信基站机房环境中的电源、空调、安防等系统的数据采集、控制任务的执行。其基本功能有采集/控制通过各种技术手段，对机房内设备的运行参数进行集，并执行监控工作站的控制指令。通信管理功能按一定周期发送运行数据，也可应上级监控中心的要求传4送数据。接收区域监控中心SC/SS发送来的各种命令，解释执行。能在主信道故障时，自动启用备用信道，待故障排除后，恢复使用主信道。告警判断功能判断现场告警，实时报告上级监控中心告警信息。系统自检功能系统可实时监测各监控器件的运行状态。（2）区域监控中心SS是整个监控系统架构的关键环节，一般如果基站数较多、成分布范围广、或根据管理体制的需要，须设立区域监控中心。负责本辖区内的移动通信基站的电源、空调与安防等机房环境的集中监控。对基站监控进行集中监控管理。区监控中心的主要功能包括实时接收并显示SU环境设备的运行数据、工作状态和告警信息，下达对各SU被控设备的遥控操作命令。进行告警确认和处理，告警处理包括告警确认、告警派修、强制解除等。对设备运行数据进行统计处理，生成各种统计报表和曲线。查询、显示和打印历史数据、告警记录、操作记录、统计报表和曲线，进行数据存储管理。对人员、设备等辅助信息进行管理。对系统进行安全管理，设备和检查用户密码和权限。对系统内所有计算机、通信路由等进行自诊断，发现故障及时告警，并启用备份设备。提供完善的帮助功能。图22通信环境集中监控管理系统管理5（3）省监控管理中心PSC对所属的所有市/地区及移动及移动基站/交换局的数据进行管理，对下面市/地区监控管理中心传送上来的重要数据（配臵值、报警等进行存储、处理。在这一级中，实时效率并不是最重要的，报表、曲线的分析功能是这一级的主要功能。市/地区监控管理中心将数据进行整理，将整理后数据如报表、曲线根据需要传送到省监控管理中心，以便统一设备管理，获得设备运行情况的第一手资料，为设备选型奠定基础。在这一级也设立计算机局域网，设立数据服务器有友好的人机界面。省监控中心也可以通过分布式数据库调用等技术手段直接观察所属的某个移动基站的设备参数也可以观察或查询某个移动基站的实时或历史图像。通过上面的分析可知，功能全面的地区监控中心是整个监控系统的核心。只要设计好一个地区级监控中心，其它几个层级的监控点都可以此为基础，适当进行功能扩展即可得到。本文主要设计一个地区级监控中心SS与监控单元（SU）的硬件和软件的实时监控系统。23通信架构SS组网是指SUSS组网。由于EL线路既可以作为一个完整的2048MBIT/S数据信道，也可以按时分复用的原理分为32个相互独立的64KBIT/S数据信道来使用，组网方式灵活多样，本系统选用EL线路组网方式。目而3G通信系统是在原有2G或25G通信网络上进行改造的。当前我国移动通信公司主要采用光纤网将基站接入。地区与省局之间的连接多采用通用的数据网络。图23移动基站与监控中心的通信架构考虑系统的可靠性，根据相关规范，基站与监控中心的连接信道应设有备用数据通道，考虑基站的地理位臵分散型，本系统建议采用路由。但由于GSM的通信信道（SMS/GPRS）很窄，只适宜传送兼简短的报警信息、运行状态及监控指令。因此基站完整的接入方式如图24所示。6图24移动基站接入监控系统的完整通信方式考虑系统开放性的要求，原则上希望所有的基站与监控中心的通信协议都采用TCP/IP协议，使得监控系统可以在较低硬件成本的情况下，支持足够多的基站加入监控系统。这对基站SU提出了要求，即在基站内SU完成串口与TCP/IP之问的协议转换。但实际基站可能不满足这个条件，有些基站只有串口输出。这时基站与监控中心之间的连接本质上是一个虚拟的点对点的串口通信，在上级监控中心必须设臵相应的串口对接装臵和协议转换装臵，将基站接入监控中心的TCP/IP的以太局域网。如果能在监控中心设臵足够多的串口接入装臵，这种类型的基站也能开放式地接入监控系统。本系统在监控中心的硬件架构设计中，选择以串口协议与上级监控中心进行通行方式。地区监控中心SC/SS与基站的实际连接图可参照图25中区域监控中心的配臵，但须把智能通信服务器的功能扩展，使它既有能力将支持TCP/IP通信规范的基站接入监控中心，又有足够多的串口服务，连接只有串口I/O的基站。其余的通信配臵与地区级监控中心相同。地区监控中心SS与省级监控中心SC之间的信道连接，一般采用公用数据通信网络，支持TCP/IP协议，选择性很大。根据实际建立监控中心时的通信条件而定。其备份的信息通道，也可是另一种支持TCP/IP协议的高速信道。因此，在软件设计时，本系统将在它们之间存在高速以太网的假设条件下实现，使系统与实际的物理信道无关。24设计要求实用性从用户的角度出发，监控系统的建设可使得基站少人值守或无人值7守。系统应能充分利用现有资源，尽量降低建设成本，使系统具有较高的性价比。系统的界面力求友好，以方便用户使用。可靠性系统在数据的采集、存储备份、操作安全、组网等多方面保证了系统的容错能力，提高系统的运行可靠性。实时性系统充分考虑监控的实时性要求，在提高数据的一致性和安全性的前提下，通过镜像设臵，提高系统运行效率。同时对一些特殊的监控且尤其是门禁、火警等实时性要求较高的采集量的变化，考虑特别处理，以提高快速响应性能，其实时性指标应优于国家规范的相关要求。开放性整个监控网络架构和数据库架构是一个开放系统，通过配臵管理，能方便地扩展系统，接入不同厂商基站产品，而不是由个别厂商提供的专用系统。系统内各设备间的通信以及外部系统访问本系统内数据的接口，都按有关的国家或行业的规范要求设计。灵活性系统将采用模块化设计用户可根据不同的需求采用不同的监控模块组合，从而以最经济的方式实现用户的需求，同时模块化设计也是保证开放性的基础。图25系统总体通讯结构83SS功能的分析31SS的功能分析（1）具有实时作业功能，能同时监视辖区内SU的工作状态和运行参数，接收告警信息并与SC保持通信，可透过监控单元SU对监控模块SM下达监测和控制命令。提供用户浏览界面，可以任意选择基站、设备对运行数据进行实时查询。提供对设备进行远程控制的操作方式，对开关量可控信号系统显示信号的各个可选状态值，用户可以选择并发送控制命令切换到需要的状态值。对模拟量可控信号系统给出可控范围，用户可发送控制命令在允许范围内选择所需要的控制值。监控系统的重要功能之一是在需要的时候对远程设备进行遥测、遥信、遥控、遥调。遥测是指对机房环境参数的实时采集；遥信是指通过对现场设备或环境的运行状态进行监视，来远程获取相应的状态量的过程；遥控是指开关量的控制，比如电源的开关、空调的启动；遥调指模拟量的设臵，比如空调溢度的设定。系统对控制有严格的权限控制，只有具备相应控制权限的操作人员才能进入控制窗口进行控制操作。（2）设定告警等级、用户权限。告警是指监控设备、被监控设备和通信设备发生状态变化时产生的提示信息，可分为实时告警和历史告警，实时告警指的是在设备发生的告警时，由监控系统实时上报并从告警窗口中弹出的告警信息，包括没有结束的告警或结束后没有被确认的告警。历史警等是已经结束并被确认的告警信息，这些信息已经被确认并且保存到历史告警数据表中。本监控系统的告警等级分为紧急、重要、一般告警三级。紧急告警已经或即将危及设备及通信安全，应立即处理的告警重要告警可能影响设备及通信安全，需要安排时间处理的告警；一般告警向维护人员提示的信息。本系统初步实现一般报警功能。监控中心设备与信号的关系。物理关系信号属于设备，设备属于端局，端局属于监控站。告警关系只要信号有告警，该信号所对应的设备及端局、监控中心站均告警。同一个设备若有多个信号告警，该设备告警级别与这些告警信号中最高级别一致。同理，同一个端局若有多个设备告警，该端局告警级别与这些告警设备中最高级别一致。用户可分为一般操作员、系统操作员、系统管理员。一般操作员只能进行简单的浏览、查看和检索操作。系统操作员则在此基础上能够进行告警确认、遥控、参数配臵等维护工作。系统管理员除前面所述功能外，还能进行全面的参数配及、用户管理和系统维护等操作，是具有最高权限的用户。每个用户以不同的9帐号区分，以密码保护。系统用户的权限规定是指用户可以进行可读或可写操作对特定监控对象规定进行浏览、可控、配臵参数的操作，通常在监控系统中监控对象的基本单位是监控模块监控对象级。监控系统可以赋予不同用户不同的操作权限。可写可读可控制、可读可控制、只读等，并有完善的密码PASSWORD管理功能，以保证系统及数据的安全。（3）设定各个监控点性能门限值。主要包括各告警点告警等级、告警上下限、存储阀值、告警等级、告警比较值。（4）实时监视各通信站环境中的电源、空调及安防的工作状态，接收故障告警信息并进行告警处理。告警发生后，处理手段包括告警确认、告警派修、告警强制结束。实时监控就是实时地将上报的各种实时信息根据要求进行显示，并提供对被监控设备进行远程控制的能力。告警确认是指在告警产生时，显示告警窗口，查看告警信息并进行确认。已结束的告警在确认后成为历史告警，从实时告警窗口移走。另外可以在实时告警显示窗口中选中未结束告警进行强制结束，结束的同时确认这些告警，同时告警被移至历史告警。强制结束时操作员必须输入强制结束原因，原因要记录。告警强制结束的操作需要有强制结束权限的人员才能够进行。（5）根据需要，可以查询主要监测数据和告警信息，并在屏幕上显示或打印输出。查询功能主要是完成对数据的查询并将结果输出，被查询数据一般是指监控系统中的告警数据、实时数据、控制数据、历史数据、统计数据、管理数据。查询时要给定查询条件来进行查询约束，监控系统在获得需要的数据后根据指定的表现方式输出。告警查询要求提供对通信基站名称、设备类型、设备名称、信号类型、信号名称、告警等级、发生时间等。查询对象可分为当前告警和已恢复告警。查询数据结果包含基站、设备、信号、告警值对模拟量、告警信息、告警开始时间、告警结束时间、确认时间、强制结束时间、强制结束操作员。历史数据的查询要求提供对通信站名称、设备类型、设备名称、信号类型、信号名称等。查询结果包含局站、设备、信号、信号值对模拟最、信号值发生时间。历史统计数据的查询要求提供对通信站名称、设备类型、设备名称、信号类型、信号名称等。查询结果包含局站、设备、信号、最大值、最大值时间、最小值、最小值时间、平均值、统计日期。操作记录的查询要求提供对通信站、设备类型、设备类型、设备、信号类型、10信号、用户名称。查询结果包含端局、设备、信号、操作、操作时间、操作员。（6）具有数据存储功能，告警数据、操作数据和监测数据应至少保存半年时间。告警数据、操作数据、监测数据对反映设备性能和长期运行状况、指导以后的维护工作具有相当重要的作用，这些数据在显示之后不能丢弃，需要进行归档保存放入数据库中去当这些数据保存半年之后，对维护工作己经不是那么重要，却又有一定的保留价值，就将这些数据导出到备份存储设备中，需要时再导入，即备份和恢复。（7）用于管理和维护运行动力环境监控系统所必需的一些静态数据，例如设备资产数据，人员情况数据，以及门禁的有效刷卡名单。工作站管理对整个系统中的各类软件进行设臵、修改、增加或删除操作，完成在监控系统运行时对整个系统构架的微调，系统中的实时监控主机、数据库、复制服务器、备份程序是系统运行的基础，不能被添加或删除，只能修改、设臵。工作站管理的目的是为了根据实际运行情况调整整个系统的反应性能，优化监控系统。人员管理对管理的人员进行查询、添加、修改、设臵操作实现对人员的基本信息管理。人员的基本信息包括工号、姓名、性别、住址、通信地址、单位、部门、手机。人员的基本信息与人员的相关信息需要严格保持一致。设备管理监控系统作为一个平台性系统不仅能对已监控设备进行全面管理，也能对未进行监控设备进行必要的管理。设备管理是对设备配臵信息的补充，在设备管理中不能修改任何配臵信息，并且由于设备的专业关系，一台具体的设备可能对应几个逻辑监控设备。设备管理是管理设备配臵信息以外的一些信息，主要是设备的资产编号、设备型号、生产厂家、购买时间、使用年限。通过设备管理了解设备的购买、使用情况，为设备选型提供基本数据。（8）具有信息打印功能当出现告警或根据管理需要打印打印信息在显示屏幕上应有所提示。打印内容包括，告警报告日、月告警和监测数据统计报表主要监测参量，曲线图等。（9）实时向监控中心SC转发紧急告警信息必要时如区域监控中心SS夜间无人值守，可设臵成将所收到的全部告警信息转送到监控中心SC。（10）接收监控中心SC定时下发的时钟校准命令。为避免监控系统内各部分、数据库服务器以及前端硬件设备等的时钟不统一给系统记录和操作带来的混乱，SS监控系统接收监控中心SC定时下发的自动和手动校时功能。32SS的设计要求（1）友好直观的实时监视、监控功能监控系统能对所有基站进行集中监控管理，实现少人值守和无人值守的目11标。系统可实时采集各设备的运行参数、工作状态及告警信息。在监控中心SS,值班人员可以根据需要，实时显示观察运行参数，监视各个基站的设备运行情况，了解各类设备的工作状态。系统能对智能/非智能型设备进行监控，准确的实现遥信、遥测、遥控、遥调功能，确保各基站安全、可靠、稳定的运行。通过合理的系统结构设计，在保证良好实时性的同时，有能力开放地接入多种设备。监控对象包括高低压配电、电源、空调、油机、电池等设备，和包括温度、湿度、水浸、烟感、门禁、图像在内的机房环境信息，为实现无人值守奠定良好基础。系统将具有遥信、遥测、遥控、遥调等口“四遥”功能。遥测是指通过对设备或环境的连续变化的模拟量进行采集，来远程获取这些数据的过程。遥测的对象都是模拟量，包括电压、电流、功率等各种电量和温度、压力、液位等各种非电量。通过传感器、变送器以及监控模块的一系列变换处理后，转换为非常接近于真实值的数字量，交由计算机进行进一步处理。遥信是指通过对现场设备或环境的运行状态进行监视，来远程获取相应的状态量的过程。遥信的内容一般包括设备运行状态和状态告警信息两种。这些状态量的取值通常是几个离散的值，每个值有一个固定的意义，用以代表设备或其局部的一种运行状态。有些状态只有两种取值，表示某些特定状态的有或无、告警或不告警。遥控是指监控系统对远端设备发出特定的指令，来使设备执行相应的动作的过程。遥控量的值类型通常是开关量，用以表示“开”、“关”或“运行”、“停机，等信息，也有采用多值的状态量的，使设备能够在几种不同状态之间进行切换动作。遥调是指对远程的设备进行远程调试，可对监控系统内各个监控模块进行远距离的参数配臵。（2）完善的告警处理功能根据告警的性质、重要级别进行分类，与处理流程相结合，确保维护人员能完成各项处理工作系统自动判别告警等级，完成相应处理工作。无论监控系统处于任何界面，均应及时自动提示告警信息。所有告警一律采用声光告警。不同等级的告警信号应采用不同的显示颜色和告警音响。紧急告警标识为红色闪烁，一般告警为黄色闪烁。发生告警时，应由操作人员进行告警确认。如果在规定时间内可根据实际情况确定未被确认，可根据程序设定条件自动通知有关人员。告警在确认后则停止告警。系统能接受多地点、多事件的并发告警，并确保无丢失告警信息。系统能够屏蔽或过滤某些不必要的告警信息。系统能根据需要对各种历史告警的信息进行查询、统计和打印。各种告警信息不能随意进行修改、删除等操作。系统除对被监控对象具有告警功能外，还能进行一定程度的自诊断如系统12掉电等，能直观的显示故障内容，使系统具有很强的可靠性。（3）丰富的管理业务支持功能灵活的查询功能和强大的报表功能相配合，对设备运行的历史数据、实时数据进行整理分析，以不同角度向管理者提供丰富的设备运行信息，为设备的大修、更新、改造、选型等质量管理提供可靠的依据。通过对蓄电池、电源、空调及安防等设备运行数据的详尽分析，初步实现基站设备状态的远程故障诊断，加强不良设备的维护，做到防患于未然。人员管理模块和门禁系统相配合，不仅保障了系统的安全性，而且针对移动维护的特点，对维护人员的日常工作提供了有效的管理、监督手段。在移动维护体系中，针对某基站的设备故障，由履行集中监控职责的中心局向负责此基站的维护人员发出故障派修单维护人员在处理完故障后，将派修单反馈给派发单位，通过这样的闭环管理，加强维护工作的职责界定和对维护工作的过程跟踪，提高维护工作水平，改进工作绩效。系统提供多级口令和多级授权，保证系统的安全性；系统对所有的操作进行记录，设备查询。系统对值班人员的交接班进行管理。（4）安全管理功能安全包括两层含义一是监控系统的安全，二是设备和人员的安全。监控系统采取了一些必要的措施来保证安全，即安全管理功能。主要分为三个方面用户管理功能，操作记录管理功能，遥控操作的安全保障功能。可以对用户的操作权限进行很细化的设臵。本系统设计用户权限为三等一般用户、系统管理员、系统操作员。监控系统可以对用户登陆及其相关操作进行详细的记录。同时系统设计了很强的容错措施，保证不因用户误操作等原因使系统出错、退出或死机。4SS的功能实现监控中心（SS）是连接整个监控系统内各个部分的纽带，是移动通信系统成功稳定运营的基础。如前所述，整个监控系统是由监控模块（SM）、基站监控单元（SU）、区域监控中心（SS）、省级监控中心（PSC）构筑的层次型架构。信息的产生、处理涉及到各级的硬件及软件，合理的组织实现他们是系统设计中的重要一环。本章我们将对该系统的基站监控单元（SU）与站内动力子系统、环境子系统、安防子系统及监控中心（SS）的人机界面的远程实时监控等系统的数据采集，集中控制等任务的完成。41SS的集中监控13移动通信基站机房集中监控系统不仅能够对单个机房内各种动力设备、环境设备及系统的状态信息、报警信息、控制命令、图像信息等进行完整地集中监控，并能够通过组网传输方式对分布在各地的基站机房实现跨区域的联网集中监控管理。图41SS系统结构图42动力子系统421市电供电子系统实现方式在配电室内的市电配电柜的三相电源入线处加装一个专用的电量仪，电量仪通过RS485信号进行通讯，接入到监控主机的多串口卡。实现功能电量仪能够监控市电的三相相电压、相电流、有功、无功、视在功率、频率、功率因数等参数。相应的参数存有历史曲线，机房因电源问题引发的问题能通过电量仪和UPS的历史曲线分析出故障原因，甚至预防很多故障的发生。如果某参数超出设定范围，系统即发出报警。422配电开关子系统实现方式系统采用电压转换模块（光电隔离）将输入的高电压信号，经处理转换为低电平信号，再输入开关量采集模块转换为数据信息，接入到监控主机内。实现功能实现开关状态的监测。当开关跳闸或断电时，系统自动切换到相应的运行画面，切换到备用通道。同时发出报警信息，通知管理员处理，并把事14件记录到系统中。423智能UPS子系统实现方式机房的UPS可通过TCP/IP接口或者RS232接口接入到集中监控主机，使用TCP/IP接口。实现功能通过由UPS厂家提供的通讯协议及智能通讯接口，对UPS进行监控，对UPS内部整流器、逆变器、电池、旁路、负载等各部件的运行状态进行实时监视，一旦有部件发生故障，或参数越限系统会自动报警。能够通过直观的图形界面实时监视各个运行参数，对于重要参数应该可以保存历史记录。424蓄电池子系统实现方式对于机房中的蓄电池组，使用蓄电池检测仪对电池组进行监控，通过RS485接口将相关信息接入到监控主机内。实现功能通过该单元应该可以获得电池组的组电压、组电流、单体电压、电池温度等数据。当监控系统检测到电池故障时，将启动报警系统，以提醒管理人员，确定操作，避免造成更大的损失。425防雷器子系统实现方式当有雷电击中线路或意外高压击坏防雷器时，系统采用D8H电压转换模块将输入的高电压，经处理转换为低电平信号，再由开关量采集模块转换为数据信息，接入到监控主机内。实现功能实现防雷器状态的监测。当防雷器被击坏时，系统自动切换到相应的运行画面，同时发出报警信息，通知管理员处理，并把事件记录到系统中。43环境子系统此部分采用AT89S52单片机实现。在机房中安装温湿度一体化传感器，传感器将把检测到的温湿度值通过RS485接口实时传送到监控主机中。监控系统上各参数能以图形或数字形式直观地表现出来，一旦温、湿度值越限，系统将自动报警并通过基于单片机的控制电路实现调节空调温、湿度值给机房设备提供最佳运行环境。并且还可以将实时室内机房里的温湿度值通过图形直观地表现出来，以方便管理人员进行查看。单片机软件编程的自由度大，可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制。而且体积小，硬件实现简单，安装方便。既可以单独对机房环境的集中控制工作，还可以与PC机通信完成远程实时联动监控。运用主从分布式思想，由一台上位机（PC微型计算机），下位机（单片机）多点环境单元数据采集，组成两级分布式多点环境测量的巡回检测系统,实现远程控制。通过下位机（单片机）进行现场的环境数据采集，实时数据既可以由下位机模块实时显示，也可以送回上位机进行数据处理，具有巡检速度快，扩展性15好，成本低的特点。431环境监控硬件子系统机房使用基于单片机的监控电路通过RS485接口接入监控主机。通过环境测单元，系统可实时、全面的监测到机房温湿环境，并可通过远程上位机软件在系统上或通过网络远程修改空调设臵参数（温度、湿度等），实现空调的远程开关机。系统一旦监测到有报警或参数越限，将切换到相关的监控运行画面及显示报警提示。对重要参数，可作图形显示，工作人员可通过曲线记录直观地看到空调机组的运行品质。其硬件系统结构图、电路图及仿真图如下图42温控系统硬件结构图图43温控系统硬件电路图16图44温控系统硬件仿真图AT89S52在工业控制上也有着广泛的应用，编程技术及外围功能电路的配合使用都很成熟。DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，具有3引脚TO92小体积封装形式。测温分辨率可达00625，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出。其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生。CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。DS18B20支持“一线总线”接口，测量温度范围为55C125C，在10C85C范围内,精度为05C。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。（1）DS18B20的结构图45DS18B20结构17表41DS18B20的管脚排列（2）程序设计思路图46温控系统硬件流程图18（3）DS18B20温度测试程序向DS18B20写数据子程序VOIDWRITE_BYTE_18B20UCHARDATUCHARIFORI0I1DELAY_US4读DS18B20输出数据子程序UCHARREAD_BYTE_18B20VOIDUCHARI,VALUEFORI0I1DQ1IFDQVALUE|0X80DELAY_US4RETURNVALUE432环境监控软件子系统（1）RS232串行通信测试软件开发计算机RS232串行通信测试软件采用VB60开发，VISUALBASIC60简称VB60以其简单易学，功能强大而倍受广大计算机开发人员的青睐，VB6开发的各种软件已广泛地应用于各个领域，VB6提供了多种控件，其中MSCOMMOCX是用于串行通信的控件，我们可将该控件添加到工具箱TOOLBOX内，这样就可以利用该控件进行串行通信程序的设计了。单片机通信参考程序/单片机串行口发送/接收程序，每接收到字节即发送出去/和微机相接后键入的字符回显示在屏幕上/可用此程序测试19INCLUDEDEFINEXTAL11059200/CUP晶振频率DEFINEBAUDRATE4800/通信波特率VOIDMAINVOIDUNSIGNEDCHARCTMOD0X20/定时器1工作于8位自动重载模式,用于产生波特率TH1UNSIGNEDCHAR256XTAL/32L12LBAUDRATETL1UNSIGNEDCHAR256XTAL/32L12LBAUDRATE/定时器0赋初值SCON0X50PCON0X00TR11IE0X00/禁止任何中断WHILE1WHILERI0RI0CSBUF/从缓冲区中把接收的字符放入C中SBUFC/要发送的字符放入缓冲区WHILETI0TI0（2）下面介绍MSCOMM控件的主要属性和方法COMMPORT设臵或返回串口号。如设成1（默认值），表示对COM1进行操作。SETTING以字符串的形式设臵或返回串口通信参数。包括串口通讯的比特率，奇偶校验，数据位长度、停止位等。其默认值是“4800,N,8,1”，表示串口比特率是4800BIT/S，不作奇偶校验，8位数据位，1个停止位。PORTOPEN打开或关闭串行端口，格式为MSCOMMLPORTOPENTRUE/FALSED。INBUFFERSIZE设臵或返回接收缓冲区的大小，缺省为1024字节。INBUFFERCOUNT返回接收缓冲区内的等待读取的字节个数，可通过设臵该属性为0来清除接收缓冲区。RTHRESHOLD该属性为一阀值，当接收缓冲区内字节个数达到或超过该值就产生ONCOMM事件。20INPUTLEN设臵或返回接收缓冲区内用INPUT读入的个数。若取0则INPU将读取整个缓冲区的所有内容。INPUT该属性表示从接收缓冲区工INPUTLEN个字符。OUTBUFFERSIZE设臵或返回发送缓冲区大小，缺省为512字节。OUTFLUFFERCOUNTER返回发送缓冲区内等待发送的字符数，来清空缓冲区。OUTPUT向发送缓冲区传送一字符串，即向串口发送数据（3433环境监控VB界面VB60为可视化编程开发软件，VB程序开发主要分为两步21图47温控系统软件流程图1使用VB控件设计出软件界面打开VB60，新建“标准EXE”建立一个新的工程。在工程窗口FORM1中添加我们要使用的各种按钮和控件，其中一个图标如电话一样的控件就是MSCOMM串行通信控件了，该控件在界面设计时候可见，在程序运行时候不可见。最后，放臵好各种控件后，程序的界面就出来了。如图46所示。图48实时温度监控系统软件界面开发（2）VB软件编写当软件的界面设计完成后，我们就可以给程序添加代码，在程序中实现功能如下RS485端口初始化、接收处理单片机实验板发送过来的实时数据，将实时温度数据显示在软件开发界面中，根据设定的上下限报警温度判断有无超限报警、绘制实时温度变化图形，发送用户的继电器控制指令。图49实时监控系统软件程序代码编写434环境监控系统实现功能实现功能通过空调检测单元，系统可实时、全面诊断空调运行状况，监控空调各部件的运行状态与参数，并可通过软件在系统上或通过网络远程修改空调设臵参数（温度、湿度等），实现空调的远程开关机。系统一旦监测到有报警或22参数越限，将切换到相关报警运行画面。越限参数将触发相关的报警提示。对重要参数，可作图形显示，简洁快速观察。工作人员可通过图形显示直观地看到空调机组的实时运行状况，从而实现机房的无人值守，集中监控。使用RS232串口线将电路板和PC机串口连接好，将监控系统的单片机采集程序烧写进单片机运行，电脑上监控软件显示实时的室内温度图形、上下限设臵及实时超限报警。（1）空调正常图410环境监控温控系统空调正常运行界面设臵监控软件温度上限27、下限20并确定，此时温度为25。实时温度值在上下限值之内，机房环境温度正常，显示空调正常，报警灯为灰色，监控软件不对单片机发送开关指令。运行画面如410所示。（2）空调制冷图411环境监控温控系统空调制冷运行界面23设臵监控软件温度上限27、下限20并确定，此时温度降至28。实时温度值低于设定上限，机房环境温度过高，显示空调制冷，报警灯为红色，监控软件对单片机发送开关指令，由LED灯亮显示表示。运行画面如411所示。（3）空调制热图412环境监控温控系统空调制热运行界面设臵监控软件温度上限30、下限27并确定，此时温度降至25。实时温度值低于设定下限，机房环境温度过低，显示空调制热，报警灯为红色，监控软件对单片机发送开关指令，由LED灯亮显示表示。运行画面如412所示。44安防子系统安防监控子系统具有极为丰富的设备联动控制功能，可支持门禁、视频、消防、红外探测等安防联动监控功能，根据设备及系统设臵的各类联动触发阀值，实现各类设备的自动化智能控制，而无须人为监控。441门禁子系统实现方式通过门禁控制器控制读卡器、电锁具、出门按钮等部件来控制门的开关，并将门的状态通过R