基于Web的通信電源監(jiān)控系統(tǒng)的研究與設(shè)計

王文亮，路一平

（河北北方學院，河北 張家口 075000）

隨著我國電信事業(yè)迅速發(fā)展，通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴大，需要操作與維護的通信基站種類和數(shù)量大幅度地提高，設(shè)備的技術(shù)含量和復雜程度也越來越高，相應的對通信電源的穩(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，對通信電源設(shè)備及環(huán)境進行監(jiān)控管理，成為了目前移動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)是我國發(fā)展最迅猛，技術(shù)更新最快，服務要求最高的行業(yè)之一，而移動通信在整個電信行業(yè)中的份額也越來越大。移動通信是靠移動通信網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)的，而通信網(wǎng)絡(luò)是由遍布各地的基站支持的。

一方面，移動基站點多面廣無人值守；另一方面，許多基站都處在邊遠地區(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：實時監(jiān)測通信網(wǎng)上供電系統(tǒng)的運行狀態(tài)；提前預測(如過壓、欠壓等)可能的故障，并及時提示。監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵，主要是看其能否長年不間斷、穩(wěn)定、可靠、實時地對通信電源設(shè)備進行監(jiān)測與預警。因此，通信電源監(jiān)控系統(tǒng)的基本目標是建立一個實用、穩(wěn)定性強、界面友好、維護量相對小、性價比高，能夠切實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

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，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)電機組、智能UPS、逆變器、DC-DC變換器和蓄電池監(jiān)測儀等，因為電源本身具有單片機，所以通過RS232/RS485/RS422向監(jiān)控系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)輸出，而非智能設(shè)備就要增加相應的傳感器和監(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)電機發(fā)電時段、蓄電池電壓，并通過通信網(wǎng)絡(luò)將計量數(shù)據(jù)和監(jiān)控數(shù)據(jù)實時體現(xiàn)在監(jiān)控軟件中，以實現(xiàn)對通信電源的遠程控制功能。

2.1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計

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，實現(xiàn)設(shè)備實時運行狀態(tài)的數(shù)據(jù)輸出；智能型號設(shè)備通過RS232/RS485/RS422直接向監(jiān)控系統(tǒng)的軟件部分進行數(shù)據(jù)輸出，同時這兩部分數(shù)據(jù)將存入一個外部存儲器中，作為歷史數(shù)據(jù)之用。監(jiān)控系統(tǒng)的軟件部分設(shè)有各個設(shè)備正常運行的具體參數(shù)數(shù)據(jù)，實時運行狀態(tài)數(shù)據(jù)和額定數(shù)據(jù)相比較后，來確定設(shè)備運行的具體狀態(tài)，及發(fā)出報警信號。

2.2 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)的軟件部分應包含的功能如圖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、設(shè)備的地址、運行狀態(tài)等內(nèi)容；(2)設(shè)備實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的管理：包括對任一通信電源設(shè)備的電流值、電壓值進行實時監(jiān)測和記錄，以確定設(shè)備的運行狀態(tài)，同時還要進行報警顯示；（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，以及歷史報警信息。

遠程控制模塊提供了監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場工作人員進行遠程控制的功能，以根據(jù)實際情況實現(xiàn)遠程通信電源的控制功能。

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

軟件系統(tǒng)的主要功能是隨時顯示各個設(shè)備當前的運行數(shù)據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障并發(fā)出報警信息，現(xiàn)場工作人員根據(jù)相應的情況利用遠程控制模塊來實現(xiàn)對設(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的頁面顯示，具體過程為：通過HTTP協(xié)議向Web服務器發(fā)出Web服務請求。Web服務器提供對所有請求的處理結(jié)果，并將結(jié)果顯示在Web瀏覽器。

業(yè)務邏輯層的功能是負責接收Web客戶端發(fā)出的服務請求，并將其發(fā)送給數(shù)據(jù)服務器。數(shù)據(jù)服務器處理完畢后，將結(jié)果發(fā)送給業(yè)務邏輯層，再由業(yè)務邏輯層將結(jié)果發(fā)送回客戶端。

數(shù)據(jù)層實現(xiàn)的是接受來自Web服務器的數(shù)據(jù)操作請求而進行各種數(shù)據(jù)具體操作，并把結(jié)果返回業(yè)務邏輯層。

表示層、業(yè)務邏輯層、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)模型來實現(xiàn)的，每一個層次中都采取了模塊化設(shè)計，模塊復用性高；同時每一層向上都提供了統(tǒng)一的調(diào)用接口；對高層邏輯層來說，接口是透明的。因此基于Web的通信電源監(jiān)控系統(tǒng)充分實現(xiàn)了系統(tǒng)的靈活性和可擴展性，對系統(tǒng)升級創(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.移動通信基站電源監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn)[D].長沙：湖南大學，2009.

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

[3]許龍非，李國和，馬玉書.Web數(shù)據(jù)庫技術(shù)與應用[M].北京：科學技術(shù)出版社，2004.