本實用新型涉及通信基站電能檢測與遠程監(jiān)控領(lǐng)域，尤其涉及一種共享基站電量精細化計量的新系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

通信基站是通信網(wǎng)絡(luò)的最基本組成部分，截止目前，全國各運營商共有518萬個。通信基站的管理是各運營商日常網(wǎng)絡(luò)維護的重要組成部分，其中基站電能管理又是基站管理的最主要方面。隨著各運營商基站移交鐵塔公司管理和建設(shè)，基站電能管理也變得越來越復雜。

劃歸鐵塔前基站電能基站只需測量和監(jiān)控交直流總負荷，基站共享后各運營商設(shè)備共享同一基站供電網(wǎng)絡(luò)，這給電能計量工作帶來了極大的麻煩。目前共享基站場景下的電能計量大多數(shù)采用基于運營商設(shè)備直流負荷的反演分攤法，該方案通過測量各家設(shè)備直流負載情況，再根據(jù)直流負載比反演出交流負載比，最后按照此比例分攤共享基站各運營商用電量。

測量運營商設(shè)備直流負載采用了電流鉗，維護人員定期采集共享基站各運營商設(shè)備直流負荷，再根據(jù)直流負荷反演出交流用電量。受基站維護人員測量周期長短、設(shè)備負荷變化大小等因素影響，現(xiàn)有基站電量計量方案測量所需人工成本高且對設(shè)備負荷變化大小響應(yīng)慢，已成為影響共享基站電量計量精度的主要原因。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是實現(xiàn)一種采集方便、可靠、準確的基站電量計量系統(tǒng)。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為：一種基于共享基站的電量計量系統(tǒng)，系統(tǒng)包括采集子系統(tǒng)和監(jiān)控服務(wù)系統(tǒng)，所述采集子系統(tǒng)設(shè)有多個分別安裝在每個受監(jiān)控的移動基站，每個所述采集子系統(tǒng)輸出用電量信號至監(jiān)控服務(wù)系統(tǒng)；

所述采集子系統(tǒng)包括智能電能表單元和無線通信單元，所述智能電能表單元包括電能測量單元和接收電能測量單元信號的電能表處理器，所述電能表處理器輸出用電量信號至無線通信單元，所述無線通信單元包括通信處理器、與通信處理器連接的天線模塊、與通信處理器連接的SIM卡模塊和電源模塊；

所述監(jiān)控服務(wù)系統(tǒng)包括接收采集子系統(tǒng)用電量信號的信號接收單元、處理數(shù)據(jù)信息的服務(wù)器處理器、存儲數(shù)據(jù)信息的存儲單元以及顯示用電量信息的顯示器，所述信號接收單元輸出信號至服務(wù)器處理器，所述服務(wù)器處理器分別連接存儲單元和顯示器。

所述電能測量單元包括交流霍爾傳感器和直流霍爾傳感器，所述電能表處理器為STM32模塊，所述通信處理器為SIM900A模塊。

所述智能電能表單元設(shè)有與電能表處理器連接的顯示模塊。

所述電能表處理器通過RS485通信方式接收電能測量單元的信號。

所述電能表處理器與通信處理器之間通過RS485通信。

本實用新型基站電量計量系統(tǒng)根據(jù)共享基站用電結(jié)構(gòu)和用電特點，建立多級電量測量單元，實現(xiàn)從交流到直流對各運營商設(shè)備電能的精細計量。采用高速GPRS模塊，完成了共享基站電量計量、實時采集和上傳，滿足共享基站電量的計量需求，易測量、安裝，同時滿足遠程實時監(jiān)控的需求，解決了傳統(tǒng)共享基站人工測量方式容易產(chǎn)生誤差、測量周期長、數(shù)據(jù)實時性差的問題，降低了電量計量誤差，提高了電能管理效率。

附圖說明

下面對本實用新型說明書中每幅附圖表達的內(nèi)容作簡要說明：

圖1為共享基站精細化計量系統(tǒng)圖；

圖2為智能電能表單元結(jié)構(gòu)圖；

圖3為無線通信單元結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

基于共享基站的電量計量系統(tǒng)包括采集子系統(tǒng)和監(jiān)控服務(wù)系統(tǒng)，采集子系統(tǒng)設(shè)有多個分別安裝在每個受監(jiān)控的移動基站，即采集子系統(tǒng)的數(shù)量根據(jù)轄區(qū)(受同一個監(jiān)控服務(wù)系統(tǒng)監(jiān)控)的基站數(shù)量設(shè)定，轄區(qū)內(nèi)每個基站內(nèi)均設(shè)有一個采集子系統(tǒng)，每個采集子系統(tǒng)輸出用電量信號至監(jiān)控服務(wù)系統(tǒng)，從而實現(xiàn)用電量的實時、集中采集。

采集子系統(tǒng)包括智能電能表單元和無線通信單元，如圖1所示，智能電能表單元設(shè)有電能測量單元，電能測量單元優(yōu)選采用交流霍爾傳感器和直流霍爾傳感器，分別采集交直流信號。每個采集子系統(tǒng)的智能電能表單元的電能測量單元的數(shù)量，根據(jù)所采用基站的用電設(shè)備狀況設(shè)定。

電能測量單元分別安裝在各個電流測試點，建立多級電量測量單元，實現(xiàn)不同用電線路和設(shè)備的電流采集，第一級電能測量單元為交流總進線電壓電流測量，為核對計量各家運營商能耗提供數(shù)據(jù)對比，第二級電能測量單元為交流母排下端空開所帶交流負載電流測量，包括基站照明、空調(diào)、插座、開關(guān)電源和運營商拉遠站，第三級電能測量單元為開關(guān)電源下端空開和熔絲所帶直流負載電流測量，包括各家運營商通信設(shè)備，對各家運營商通信設(shè)備直流負荷進行獨立測量，一般將同一家運營商負載電源線合并測量，分別得到每家運營商設(shè)備的直流總負荷。

如圖2所示，智能電能表單元設(shè)有電能表處理器，該電能表處理器設(shè)有電壓測量接口、交流霍爾傳感器接口、直流霍爾傳感器接口、顯示模塊、RS485接口和電源模塊。

電能表處理器優(yōu)選采用STM32模塊。STM32模塊基于專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應(yīng)用專門設(shè)計的ARM Cortex-M3內(nèi)核。按性能分成兩個不同的系列：STM32F103“增強型”系列和STM32F101“基本型”系列。增強型系列時鐘頻率達到72MHz，是同類產(chǎn)品中性能最高的產(chǎn)品；基本型時鐘頻率為36MHz，以16位產(chǎn)品的價格得到比16位產(chǎn)品大幅提升的性能，是16位產(chǎn)品用戶的最佳選擇。兩個系列都內(nèi)置32K到128K的閃存，不同的是SRAM的最大容量和外設(shè)接口的組合。時鐘頻率72MHz時，從閃存執(zhí)行代碼，STM32功耗36mA，是32位市場上功耗最低的產(chǎn)品，相當于0.5mA/MHz。為了滿足無線傳輸對控制器速度的要求，本系統(tǒng)采用增強型的STM32F103VET6。從而實現(xiàn)智能電能表采集各級電能測量單元發(fā)送過來的電量信息進行存儲、計算、顯示和發(fā)送。

電能表處理器的電壓測量接口完成基站交直流電壓信息的采集，包括基站交流總電壓、開關(guān)電源交流輸入總電壓和開關(guān)電源直流輸出電壓。RS485接口為智能電能表通信接口，為智能電能表與無線通信單元數(shù)據(jù)交換提供了數(shù)據(jù)接口，以RS485串口通信協(xié)議為基礎(chǔ)，實現(xiàn)與無線通信單元之間的數(shù)據(jù)傳輸。電源模塊為STM32單元提供電能，電能輸入為交流220V電壓，輸出為多電壓輸出，實現(xiàn)STM32單元的供電。交、直流霍爾傳感器接口完成交直流霍爾傳感器測量信息的收集，交直流霍爾傳感器輸出為4～20ma電流，通過接口輸入電流來計算交直流電流。顯示模塊為LCD液晶顯示，完成基站有功電能、費率電能、諧波電能和四象限無功電能的顯示。

如圖3所示，無線通信單元包括通信處理器、與通信處理器連接的天線模塊、與通信處理器連接的SIM卡模塊和電源模塊。無線通信單元接收智能電能表發(fā)送過來的基站電量信息，再以無線方式發(fā)送至工業(yè)監(jiān)控服務(wù)器。

通信處理器優(yōu)選采用SIM900A模塊。SIM900A模塊為一種GPRS模塊，為一款尺寸緊湊的GSM/GPRS模塊，采用SMT封裝，基于STE的單芯片案，采用ARM926EJ-S架構(gòu)，性能強大，實現(xiàn)了基站電能的無線傳輸。

通信處理器設(shè)有RS485接口，為智能電能表通信接口，為智能電能表與無線通信單元數(shù)據(jù)交換提供了數(shù)據(jù)接口，以RS485串口通信協(xié)議為基礎(chǔ)，實現(xiàn)與無線通信單元之間的數(shù)據(jù)傳輸。SIM卡模塊為SIM卡提供接口，為無線通信單元數(shù)據(jù)傳輸提供了網(wǎng)絡(luò)資源。天線模塊為射頻天線模塊，為無線通信單元數(shù)據(jù)提供不同頻段的數(shù)據(jù)信號發(fā)射。電源模塊為SIM900A模塊提供電能，電能輸入為交流220V電壓，輸出為多電壓輸出，實現(xiàn)SIM900A模塊的供電。

監(jiān)控服務(wù)系統(tǒng)包括接收采集子系統(tǒng)用電量信號的信號接收單元、處理數(shù)據(jù)信息的服務(wù)器處理器、存儲數(shù)據(jù)信息的存儲單元以及顯示用電量信息的顯示器，信號接收單元輸出信號至服務(wù)器處理器，服務(wù)器處理器分別連接存儲單元和顯示器，當監(jiān)控服務(wù)系統(tǒng)實時接收到各個基座的用電量信號后，可以通過存儲單元存儲相關(guān)用電數(shù)量，并在顯示器上顯示。

采用的多級電量測量單元方式，實現(xiàn)從交流到直流對各運營商設(shè)備電能的精細計量。采用無線通信單元和智能電能表，完成了共享基站電量計量、實時采集和上傳，滿足共享基站電量的計量需求，易測量、安裝，同時滿足遠程實時監(jiān)控的需求，解決了傳統(tǒng)共享基站人工測量方式容易產(chǎn)生誤差、測量周期長、數(shù)據(jù)實時性差的問題，降低了電量計量誤差，提高了電能管理效率。

上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行了示例性描述，顯然本實用新型具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進行的各種非實質(zhì)性的改進，或未經(jīng)改進將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。