基站內溫濕度檢測及被控設備監測的控制方法

專利名稱：基站內溫濕度檢測及被控設備監測的控制方法
技術領域：
本發明涉及實時檢測及監控技術領域，具體涉及一種實現對基站內溫濕度檢測及被控設備監測的控制方法，尤其涉及一種在無人值守的移動基站室內，對于溫度、濕度進行自動檢測控制的方法，同時還涉及對實現上述溫度、濕度的被控設備進行實時監測與保護的方法。
背景技術：
公用陸地移動通訊系統的基站設備對運行環境的某些參數要求較高，尤其是溫度和濕度。如果運行環境溫的濕度超過上限值，基站設備就可能出現故障，如溫度超限甚至出現火災等事故。因此移動基站的內部一般都裝有空氣調節裝置，使室內環境的溫濕度維持在比較理想的狀態。但這些空氣調節裝置長時間工作，不僅大大縮短機器的使用壽命，同時也耗費了大量的電能。
為實現既能夠自動調節溫濕度又節省能源的目的，就產生了在不同條件下分別啟動風機或空調的調節控制裝置。但現有的調節控制裝置有以下不足1、因被控設備啟動電流較大，故不允許頻繁啟停，否則將降低被控設備的使用壽命。而現有調節控制裝置在設定被控設備動作時都只設置了立即動作點，如設定當室內溫度超過某一設定值時，被控設備就必須啟動，低于該設定值時，被控設備就必須停止，而如果室內溫度檢測值在設定值附近上下波動，就會造成被控設備的頻繁啟停；2、缺乏對被控設備運行狀態的實時監測，也沒有考慮故障情況下被控設備的正確使用，包括被控設備電源故障時，如何切換被控設備，被控設備故障時，如何停止使用以保護被控設備等。
3、控制風機開啟的條件中只考慮室內溫度而沒有考慮室外溫度，事實上只有當室內溫度高于室外溫度一定范圍時開啟風機后才起到通風降溫的效果；4、沒有附加數字輸入(DI)采集功能，如不能監測風機濾網是否堵塞，空調室外機是否被盜。

發明內容
本發明的目的是為了克服現有基站室內溫濕度檢測及被控設備控制方法設計上不夠周全而導致的控制效果差及容易損壞設備的缺點，提出了一種更加完善的控制方法，以使基站室內溫濕度的調節控制更加自動化、更加可靠。
本發明是這樣實現的一種基站內溫濕度檢測及被控設備監測的控制方法，包括檢測或者監測到所設定的參數值時，進行相應的控制處理；其特征在于為所述設定的參數值進一步設定上限、或者下限值；取所檢測或者監測到的參數值和進一步設定的上限、或者下限值作比較，根據比較結果進行相應的控制處理。
所述檢測或者監測的參數包括通過電流互感器采集到的空調電流；通過模擬采集電路采集到的風機電流、系統直流電壓。
一種基站內溫濕度檢測及被控設備監測的控制方法，包括檢測或者監測到所設定的參數值時，進行相應的控制處理；其特征在于為所述進行的相應控制處理后，在被控設備本次與上次動作的時間距離設定時長；
為所述設定的參數值進一步設定上限、或者下限值；取所檢測或者監測到的參數值和進一步設定的上限、或者下限值作比較，根據比較結果進行相應的控制處理。
一種基站內溫濕度檢測及被控設備監測的控制方法，包括檢測或者監測到所設定的參數值時，進行相應的控制處理；其特征在于為所述進行的相應控制處理后，在被控設備本次與上次動作的時間距離設定時長；為所述設定的參數值進一步設定上限、下限值；為進一步設定的上限、下限值再進一步分別設定一區域范圍；所檢測或者監測到的參數，在所述設定的參數值和進一步設定的上限值，下限值之間時，取檢測或者監測到的參數值與實際參數值的差和設定的一區域范圍作比較，根據比較結果進行相應的控制處理。
所述檢測或者監測的參數包括經裝在基站室內和室外的傳感器采集到的室內外的溫度、室內濕度；通過單片機的輸入輸出口循環采集的風機濾網堵塞狀態、空調室外機被盜狀態。
所述相應的控制處理包括向被控設備報警；或開啟被控設備；或關閉被控設備。
在所述設定的時長內，被控設備不進行相應的控制處理。
所述一區域范圍設定為正負相等的帶寬，具體的帶寬根據所檢測或者監測的對象參數確定。
采用本發明所述實現對基站室內溫濕度實現自動檢測及被控設備監測的控制方法，與現有技術相比
使被控設備的啟動和運行更加穩定可靠，從而達到保護被控設備，延長其使用壽命的效果；控制風機運行時考慮了室內外溫差使得控制效果更加顯著；通過實時監測并顯示被控設備運行狀態及多種DI量輸入，使得用戶可以更加直觀、及時地掌握被控設備的各種運轉情況。


圖1是本發明所述回差示意圖；圖2是本發明所述溫濕度調節裝置硬件總體框架；圖3是本發明所述溫濕度調節裝置對外接口圖；圖4是本發明所述溫濕度調節裝置通用回差區域判斷流程圖；圖5是本發明所述溫濕度調節裝置進行溫濕度自動調節的流程圖；圖6是本發明所述溫濕度調節裝置對被控設備實施滯后控制流程圖；圖7是本發明所述溫濕度調節裝置對被控設備運行狀態進行日常檢測與保護的流程圖；圖8是本發明所述溫濕度調節裝置控制風機打開時的流程圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明所述技術方案作進一步的詳細描述本發明所述實現基站室內溫濕度自動檢測及被控設備監測的控制處理步驟如下A、采集系統采集基站內外環境參數及系統運行參數。
所述環境參數包括經裝在基站室內和室外的傳感器所采集到的室內外的溫度、室內濕度、風機濾網堵塞狀態、空調室外機被盜狀態。
所述系統運行參數包括通過電流互感器采集到的空調電流，通過模擬采集電路采集到的風機電流、系統直流電壓(-48V)。
B、控制系統將采集系統采集到的環境參數，通過本發明的控制方法控制調節系統實施相應的動作，以保持室內溫濕度在設定的水平；同時還根據采集到的系統運行參數實時監測被控設備的運行狀態，一旦出現異常運行則馬上實施相應的保護控制，以使被控設備免受損壞。
C、在上述B中所述調節系統分為通風系統和空調系統。
其中，通風系統包括由若干個風機組成的進風系統和出風系統；空調系統包括若干臺空調，上述調節系統的開關由控制系統控制。
D、人機接口系統包括鍵盤顯示系統與串口通訊系統。
所述鍵盤顯示系統既可以實時顯示采集系統采集到的所有環境參數與系統運行參數及系統工作狀態，還可以輸入并存儲各種參數，包括處于報警點的溫濕度、系統直流電壓、設備啟動電流，空調動作延時。
所述串口通訊系統將鍵盤顯示系統顯示或設定的內容通過RS232或RS422串口與本地終端或遠端網管交互通訊后來實現。
E、在上述B中所述控制系統采用的本發明控制方法的具體處理步驟如下控制系統根據采集系統采集到的室內溫濕度、室外溫度及系統直流電壓等參數，并結合以下設定的參數進行控制告警溫度T告警，風機空調啟動上限溫度T上，風機空調啟動下限溫度T下，告警濕度H告警，其中T告警＞T上＞T下。判據如下首先如室內濕度＞H告警則開空調，關風機；否則如室內溫度＞T告警則報警；此時如系統直流電壓處于市電停電狀態，則空調無法運行，故開風機代替空調進行換氣降溫，同時關空調；否則如市電正常，此時如空調正常運行則關風機，開空調；如兩臺空調都故障運行則開風機代替空調，同時假定空調為瞬時故障故仍然開啟空調。
否則如T上≤室內溫度≤T告警，此范圍需根據室內外溫差來決定采用風機或空調降溫如室內溫度-室外溫度＞ΔT，(ΔT缺省為2度)，這時僅需通過啟動風機來換氣，利用室外的低溫空氣降低室內溫度，故開風機，關空調；如室內溫度-室外溫度≤ΔT，室內外溫差較小，啟動風機降溫作用不大，故開空調，關風機。
否則如T下≤室內溫度＜T上，此范圍僅需根據室內外溫差來決定是否采用風機降溫如室內溫度-室外溫度＞ΔT，(ΔT缺省為2度)，這時通過開啟風機換氣就可降溫，故開風機，關空調；如室內溫度-室外溫度≤ΔT，室內外溫差較小，室內溫度也不是很高，故關風機，關空調。
否則如室內溫度＜T下，此范圍無需降溫F、在上述E中所述控制方法中為保護被控設備，被控設備是不允許頻繁啟停的，即打開或關閉后一定時間內不允許有相反的控制動作。為實現此保護采取了以下措施對于上述方法中的開、關動作實施滯后控制，目的是確保被控設備本次動作的時間距離上次至少有設定的時長。采用本方法可以從一定程度上防止被控設備在門限附近的頻繁動作，但仍然有可能出現經過設定延時后就反向動作一次的狀況，故仍然會對被控設備造成沖擊。因此有必要引入更“模糊”的控制方法來杜絕上述現象的發生，這就是下面介紹的回差控制。
如圖1所示回差控制通過給每個門限設定一回差帶使控制由一點變成一帶，這樣就可以避免在門限值附近頻繁動作。上下限帶寬的選擇應根據具體對象而定。在溫濕度控制方法中對于采集到的溫濕度是否進入相應的控制區域的判定都應用此控制方法，G、在上述B中所述控制系統采用的本發明控制方法中，監測與保護被控設備的步驟如下首先檢測設備電源，如有故障就認為設備運行狀態是電源故障；否則再去檢查設備工作電流。如采樣值小于啟動電流，則認為設備處于故障運行狀態，報警；如采樣值超過啟動電流很多，則認為設備電機發生了堵轉，這時為保護被控設備防止燒壞必須立即關閉被控設備。
在監測內容中還包括監測被控設備的供電電源情況。當風機供電電源較低時將關閉部分運行風機，如電源再低到一定程度則不能開啟風機，以此來保護風機。
H、數字輸入(DI)包括風機濾網堵塞狀態，空調室外機被盜狀態，是通過單片機的輸入輸出口(I/O口)循環采集的。
圖2所示為本發明所述溫濕度調節裝置的硬件結構。
其采集系統具有模擬量輸入(AI)接口，用于采集室內外溫度，室內濕度，風機和空調運行時的工作電流，系統直流電壓等參數，其中采集設備工作電流作為判斷設備在運行時是否正常的依據，直流電壓作為判斷系統交直流電源是否正常的依據；數字量輸入(DI)接口，用于采集風機濾網堵塞狀態，空調室外機被盜狀態等參數。
其控制系統選用帶模擬數字轉換(A/D)采集的單片機作為中央處理器(CPU)，具有非易失性存儲器來存儲設定門限參數，包括與控制相關的溫濕度報警值，溫度上下限，通過系統直流電壓反映的市電交流斷電值，直流欠壓值，直流斷電值，風機、空調滯后啟動時間等，該存儲器還保存與修正模擬量采樣值相關的標定系數。
其調節系統具有數字控制輸出(DO)接口，用于控制風機、空調的啟動和關閉，每次控制的結果都會保存在非易失性存儲器中供初始化及校驗時使用。
其人機接口系統具有按鍵和數碼管，用于實時顯示采集系統采集上來的AI、DI值，經過控制系統判定的設備運行狀態，還可以設定用于控制系統作為控制依據的相關門限參數；本系統具有串行通訊接口(RS232、RS422)，可與本地配置終端或遠程網管計算機通訊，可完成與按鍵和數碼管相類似的功能。
本發明所述溫濕度調節裝置還帶有蜂鳴器，可供報警用。
圖3所示為本發明所述溫濕度調節裝置的對外接口圖其中DO接口包括a)空調控制接口具有2個空調控制接口；b)風機控制接口3個，風機分成3組進行控制，每組風機的數量為4個，包括進風風機2個，出風風機2個，共12個風機。
其中AI接口包括a)溫濕度接口室內溫度、室內濕度和室外溫度各1個，這3個數值是控制空調和風機的依據；b)系統直流電源電壓檢測接口1個，檢測風機的電源電壓(-48V直流)，同時還可以反映交流電源情況；c)設備工作電流檢測接口3組風機工作電流，2個空調工作電流，根據這些采集值作為判斷設備工作狀態的依據。
其中DI接口包括空調室外機被盜接口2個，濾網阻塞告警接口1個。
串行通信接口1個，同時具有標準RS232、RS422/RS485接口。
按鍵顯示接口4個按鍵(‘+’、‘-’、‘設置’、‘確定’)，6位數碼管，可以使用按鍵設置裝置的運行參數，顯示當前運行數據。
根據不同基站電源的配置整個系統采用的電源可以設計為2種配置。標準配置為-48V直流輸入，另一種可選配置為+24V直流。溫濕度調節裝置的電源分為3部分調節系統電源、控制系統電源和采集系統電源。調節系統采用基站主電源，風機為-48V直流，空調為220V交流；控制系統和采集系統的電源需經-48V主電源變換為+12V直流電源，然后再用一個線性電壓調整器將+12V直流變為+5V直流。
本裝置在程序主循環中將循環檢測AI參數，再結合設定的門限值利用回差控制區域判斷方法判斷室內溫濕度，系統直流電壓處于哪個區域。
濕度帶寬缺省為±2％，溫度帶寬缺省為±1℃，電壓帶寬缺省為±0.2伏。其中室內溫度的門限由高到低有告警溫度T告警、風機空調啟動上限溫度T上、風機空調啟動下限溫度T下共三個，低于告警溫度屬正常，越限則報警；系統直流電壓門限由高到低有交流停電v停電、直流欠壓V欠壓、直流斷電V斷電共三個，高于交流停電屬正常，復限則報警；室內濕度只設告警濕度H告警一個門限，越限則報警，復限正常。
因上述三個采樣值的控制判斷均采用回差區域判斷，故設計了一個通用判定流程如圖4所示來判定AI值處于哪個區域，而通用判定流程只需根據AI所處的區域來執行相應的控制策略即可。
如圖5所示為裝置執行溫濕度自動調節的流程圖，其具體步驟如下首先如室內濕度處于告警狀態則開空調，關風機；否則如室內溫度處于告警狀態，則此時如系統直流電壓處于市電停電狀態，則空調無法運行，故開風機代替空調進行換氣降溫，同時關空調；否則如市電正常，此時如空調正常運行則關風機，開空調；如兩臺空調都故障運行則開風機代替空調，同時假定空調為瞬時故障故仍然開啟空調。
否則如室內溫度處于超啟動上限狀態，此范圍需根據室內外溫差來決定采用風機或空調降溫如室內溫度-室外溫度＞ΔT，(ΔT缺省為2度)，這時僅需通過啟動風機來換氣，利用室外的低溫空氣降低室內溫度，故開風機，關空調；如室內溫度-室外溫度≤ΔT，室內外溫差較小，啟動風機降溫作用不大，故開空調，關風機。
上述對于室內外溫差大小的判斷也運用與圖4類似的回差控制判斷，以避免判斷結果的頻繁變化。
否則如室內溫度處于超啟動下限狀態，此范圍僅需根據室內外溫差來決定是否采用風機降溫
如室內溫度-室外溫度＞ΔT，(ΔT缺省為2度)，這時通過開啟風機換氣就可降溫，故開風機，關空調；如室內溫度-室外溫度≤ΔT，室內外溫差較小，室內溫度也不是很高，故關風機，關空調。
上述對于室內外溫差大小的判斷也運用與圖4類似的回差控制判斷，以避免判斷結果的頻繁變化。
否則如室內溫度處于低于啟動下限狀態，此范圍無需降溫在上述步驟中對于開關設備運用了如圖6所示的滯后控制的方法為采用滯后控制在給被控設備設置四種狀態——剛關閉，剛打開，打開超時，關閉超時。設備初始狀態根據非易失性存儲器中保存的初值來定。當設備處于剛關閉或剛打開狀態時不進行控制動作，而進行設備日常運行檢測與保護；只有處于關閉超時或打開超時狀態才允許進行控制，其中如設備處于打開超時而控制動作仍然為打開時，設備實際并未有動作，這時將進行設備日常運行檢測和保護。從剛關閉或剛打開需經過設定時長(風機缺省為20秒，空調缺省為3分鐘)后轉為關閉超時或打開超時狀態，時間的累加在定時器中進行。
在上述滯后控制中描述的日常運行檢測與保護的流程如圖7所示首先判別設備電源是否有故障，如是就認為設備運行狀態是電源故障，對于系統直流電源的狀態判斷采用了圖4所述的回差控制判斷方法；否則再去檢查設備工作電流。風機與空調的運行狀態是根據設備穩定運行時的工作電流與用戶設定的設備啟動電流相比較后確定的。因被控設備工作電流的瞬時值是在一定范圍內變化的，故取設備處于打開超時狀態后一段時間T延時(缺省為10秒)內設備工作電流最大值與最小值的平均值作為采樣值。其中最大值和最小值的統計在主程序日常循環采樣中進行。
如電流采樣值小于啟動電流，則認為設備處于故障運行狀態，報警，同時清除本次統計的平均值和統計標志，以便等T延時后再來檢測；
如采樣值超過啟動電流很多(如對風機而言超過其啟動電流1安)，則認為設備電機發生了堵轉，這時為保護設備防止燒壞必須立即關閉設備。
在滯后控制打開風機的控制中為保護風機需先檢測其供電電源——系統直流電源的狀態，采用了圖4所述的回差控制判斷方法來檢測電壓值大小。風機電源采用的是系統直流電源，空調電源采用的是市電。當市電停電時會使系統直流電源由整流器供電切換為蓄電池供電，這將導致系統直流電壓比正常值v正常降低，稱此時的直流電壓為V停電；如直流電壓接著降低到一定程度，且此時需要開啟風機的話為保護風機就不能所有風機都打開，而只能開啟其中的一組，稱此時的直流電壓為V欠壓；如直流電壓再降低，且此時需要開啟風機的話為保護設備則不能開啟風機，稱此時的電壓為V斷電。上述四個電壓值的關系為V正常＞V停電＞V欠壓＞V斷電，它們都可由用戶根據實際情況自行設定。打開風機的步驟如圖8所示如電源處于正常或交流停電狀態，則可以正常開啟風機；如電源處于直流欠壓狀態則只開三組中的一組風機；如電源處于直流斷電狀態，則關閉所有風機。
采用本發明所述基站室內溫濕度自動檢測及被控設備的控制方法，與現有技術相比使被控設備啟動和運行更加穩定可靠，從而達到保護設備，延長其壽命的效果；控制風機運行時考慮了室內外溫差使控制效果更加顯著、有效；通過實時監測并顯示被控設備運行狀態及多種DI量輸入，使用戶可以更加直觀、及時地掌握各種設備的運轉情況。
權利要求
1.一種基站內溫濕度檢測及被控設備監測的控制方法，包括檢測或者監測到所設定的參數值時，進行相應的控制處理；其特征在于為所述設定的參數值進一步設定上限、或者下限值；取所檢測或者監測到的參數值和進一步設定的上限、或者下限值作比較，根據比較結果進行相應的控制處理。
2.如權利要求1所述基站內溫濕度檢測及被控設備監測的控制方法，其特征在于所述檢測或者監測的參數包括通過電流互感器采集到的空調電流；通過模擬采集電路采集到的風機電流、系統直流電壓。
3.一種基站內溫濕度檢測及被控設備監測的控制方法，包括檢測或者監測到所設定的參數值時，進行相應的控制處理；其特征在于為所述進行的相應控制處理后，在被控設備本次與上次動作的時間距離設定時長；為所述設定的參數值進一步設定上限、或者下限值；取所檢測或者監測到的參數值和進一步設定的上限、或者下限值作比較，根據比較結果進行相應的控制處理。
4.一種基站內溫濕度檢測及被控設備監測的控制方法，包括檢測或者監測到所設定的參數值時，進行相應的控制處理；其特征在于為所述進行的相應控制處理后，在被控設備本次與上次動作的時間距離設定時長；為所述設定的參數值進一步設定上限、下限值；為進一步設定的上限、下限值再進一步分別設定一區域范圍；所檢測或者監測到的參數，在所述設定的參數值和進一步設定的上限值，下限值之間時，取檢測或者監測到的參數值與實際參數值的差和設定的一區域范圍作比較，根據比較結果進行相應的控制處理。
5.如權利要求3或4所述基站內溫濕度檢測及被控設備監測的控制方法，其特征在于所述檢測或者監測的參數包括經裝在基站室內和室外的傳感器采集到的室內外的溫度、室內濕度；通過單片機的輸入輸出口循環采集的風機濾網堵塞狀態、空調室外機被盜狀態。
6.如權利要求1或3或4所述基站內溫濕度檢測及被控設備監測的控制方法，其特征在于所述相應的控制處理包括向被控設備報警；或開啟被控設備；或關閉被控設備。
7.如權利要求3或4所述基站內溫濕度檢測及被控設備監測的控制方法，其特征在于在所述設定的時長內，被控設備不進行相應的控制處理。
8.如權利要求3或4所述基站內溫濕度檢測及被控設備監測的控制方法，其特征在于所述一區域范圍設定為正負相等的帶寬，具體的帶寬根據所檢測或者監測的對象參數確定。
全文摘要
本發明涉及實現對基站內溫濕度檢測及被控設備監測的控制方法。在被控設備本次與上次動作的時間距離設定時長；為所述設定的參數值進一步設定上、下限值；為進一步設定的上、下限值再進一步分別設定一區域范圍；所檢測或者監測到的參數，在進一步設定的上、下限值之間時，取檢測或者監測到的參數值和設定的一區域范圍作比較，根據比較結果進行相應的控制處理。本發明使被控設備的啟動和運行更加穩定可靠，從而達到保護被控設備，延長其使用壽命的效果；控制風機運行時考慮了室內外溫差使得控制效果更加顯著；通過實時監測并顯示被控設備運行狀態及多種DI量輸入，使得用戶可以更加直觀、及時地掌握被控設備的各種運轉情況。
文檔編號H04W24/04GK1863358SQ20051006920
公開日2006年11月15日 申請日期2005年5月12日 優先權日2005年5月12日
發明者周玉濤 申請人:中興通訊股份有限公司