專利名稱：風冷式基站節(jié)電系統(tǒng)及節(jié)電控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及風冷式基站節(jié)電系統(tǒng)及節(jié)電控制方法。
背景技術：
濟南科菱機電自動化研究所公布了一款基站機房的智能控制系統(tǒng)，其結構和功能與目前市場上的同類產(chǎn)品基本相似。由風機組、溫濕度一體化傳感器、智能控制器構成。目前市場上流通的基站智能節(jié)電系統(tǒng)與其相比多了RS232及RS485動力接口。RS232及RS485為機房動力環(huán)境監(jiān)測接口，接入機房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。隨著移動網(wǎng)絡和用戶的不斷擴大，企業(yè)設備運行耗電量的增加已經(jīng)成為企業(yè)逐漸增加成本支出的重點；并且基站機房設備運行的可靠及安全也成為運營商工作關注的焦點。但目前市場現(xiàn)有的設備尚無法達到運營商的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種結構更為合理、幫助運營商監(jiān)測或提供或解決基站內(nèi)的一些異常情況的信息、運行參數(shù)的風冷式基站節(jié)電系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一發(fā)明目的是提供空調(diào)基站裝置系統(tǒng)的控制節(jié)電方法。實現(xiàn)發(fā)明目的的技術方案是這樣解決的包括由監(jiān)控管理中心與站內(nèi)監(jiān)控管理相連，站內(nèi)監(jiān)控管理與通信接口相連，通信接口又分別與輸入接口、輸出接口、中央控制器相連，其輸入接口上依次分別連接有室內(nèi)溫度探頭、室外溫度探頭、室內(nèi)濕度探頭、室外濕度探頭、消防報警探頭、防盜報警探頭、市電檢測裝置；輸出接口上依次分別連接有空調(diào)控制器、去濕機、加濕機、室外進風裝置、室內(nèi)排風裝置組成，上述所說中央控制器又是由中央處理芯片上端分別與輸入控制電路、顯示控制電路模塊一端連接，中央處理芯片下端分別與除濕驅(qū)動控制、加濕驅(qū)動控制、風機驅(qū)動控制、空調(diào)驅(qū)動控制組成設備驅(qū)動控制電路，中央處理芯片一側分別與煙霧報警采集電路、防盜報警采集電路、溫度數(shù)據(jù)采集電路、濕度數(shù)據(jù)采集電路、市電信息采集電路組成數(shù)據(jù)采集電路以及智能決策控制軟件，可通過RS485接口接入動力環(huán)境監(jiān)控裝置系統(tǒng)。
風冷式基站節(jié)電裝置的節(jié)電控制方法，按下述步驟進行a、中央控制器可根據(jù)室內(nèi)設備實際需要的工作環(huán)境條件設置室內(nèi)溫度上、下限值，當中央控制器檢測到室內(nèi)溫度在預設溫度上、下限范圍之外，同時室外溫度也在預設溫度上、下限范圍之外時，系統(tǒng)通過對空調(diào)交流接觸器供電使其吸合，然后進而向空調(diào)供電來啟動空調(diào)；b、當檢測到室內(nèi)溫度在預設溫度上、下限范圍之外，而室外溫度在預設上、下限范圍之內(nèi)時，系統(tǒng)通過對風機接線端口供電來啟動風機工作；c、當檢測到室內(nèi)溫度在預設溫度上、下限范圍之內(nèi)時，不管室外溫度是否在預設溫度上、下限溫度之內(nèi)，系統(tǒng)和空調(diào)均不工作；d、中央控制器可設置室內(nèi)濕度上、下限值，當室內(nèi)濕度小于預設濕度下限時，中央控制器通過對加濕機接線端口供電來啟動加濕設備工作；e、當室內(nèi)濕度大于預設濕度上限時，系統(tǒng)通過對除濕機接線端口供電來啟動除濕設備工作；f、中央控制器通過顯示控制電路的漢字液晶顯示屏對室內(nèi)、外溫度及濕度和系統(tǒng)工作狀態(tài)進行顯示；g、中央控制器可對報警功能實施監(jiān)控，當基站內(nèi)有煙霧發(fā)生時，節(jié)電系統(tǒng)通過對煙霧報警接口處電平從低到高的轉(zhuǎn)變實現(xiàn)系統(tǒng)自動關閉退出，以防止助燃；h、當基站發(fā)生非法入侵，系統(tǒng)通過對防盜報警接口處電平從低到高的轉(zhuǎn)變發(fā)出報警信號；i、當市電異常，系統(tǒng)由于市電告警處接線端子沒有市電信號的輸入而會自動轉(zhuǎn)為停電模式，同時發(fā)出市電異常報警。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下特點a、充分有效的利用室外不同季節(jié)、不同環(huán)境、不同時段的較低溫度的自然空氣，在適當?shù)氖覂?nèi)外溫差下，通過設計合理的風向，滿足基站機房的散熱要求。從而使得空調(diào)壓縮機的啟用時間大幅度減少，甚至無需開啟空調(diào)，顯著降低了電能的消耗。
b、在基站機房設備運行的可靠及安全上采取了卷軸式空氣過濾措施及百葉窗防護，使得進入機房的新風有較好的環(huán)境空氣質(zhì)量，有利于設備的正常運行和人員工作。避免了以前由于基站室內(nèi)空氣在長期密閉的環(huán)境中因為不同的設備冷卻等原因而循環(huán)使用，造成機房環(huán)境空氣中的粉塵和有害靜電增加，從而影響設備運行安全和維護人員的身體健康。而百葉窗在風機運行時，會隨風開啟，不影響風量；當風機關閉時，可以阻斷室內(nèi)室外的空氣對流；其特點在于可防止室外的光線的射入；防止室內(nèi)外換熱的交換；防止室內(nèi)外空氣對流，造成助燃。
c、監(jiān)控系統(tǒng)采用RS485動力環(huán)境監(jiān)測接口接入動力環(huán)境系統(tǒng)，也可以獨立組網(wǎng)；用于數(shù)據(jù)和信息的傳輸。當基站發(fā)生非法入侵，當基站有煙霧，當基站出現(xiàn)市電異常等情況時，動力環(huán)境檢測系統(tǒng)即可通過此節(jié)口進行監(jiān)測和數(shù)據(jù)的傳輸，來防止事故的發(fā)生。
d、通過上述措施的實施，每個基站每天可節(jié)約電費開支約20～40元。有的地方甚至可到50元以上。
e、本發(fā)明充分利用了基站機房外的自然風能調(diào)節(jié)機房室內(nèi)的空氣和溫度，還在風機裝置中加入了卷軸式空氣過濾器及百葉窗防護，所以當風機啟動工作時，不但可以調(diào)節(jié)機房室內(nèi)溫度，還可以凈化室內(nèi)空氣，對機房的密閉性也起到保護作用，其動力監(jiān)測功能起到監(jiān)測機房環(huán)境和傳輸數(shù)據(jù)的功能。在目前我國電力緊張的情況下，若采用本發(fā)明的技術方案有很好的社會及經(jīng)濟效益。


圖1為本發(fā)明結構示意圖；圖2為圖1的進風裝置結構簡圖；圖3為圖1的出風裝置結構簡圖；圖4為圖1的機房安裝結構示意圖；圖5為圖1的中央控制器電路連接框圖；圖6為圖5的中央控制器的工作原理圖；圖7為圖5的中央控制器CPO原理電路圖。
具體實施例方式
附圖為本發(fā)明的實施例下面結合附圖對本發(fā)明的內(nèi)容作進一步說明參照圖1所示，風冷式基站節(jié)電系統(tǒng)，包括由監(jiān)控管理中心1與站內(nèi)監(jiān)控管理2相連，站內(nèi)監(jiān)控管理2與通信接口3相連，通信接口3又分別與輸入接口4、輸出接口5、中央控制器6相連，其輸入接口4上依次分別連接有室內(nèi)溫度探頭7、室外溫度探頭8、室內(nèi)濕度探頭9、室外濕度探頭10、消防報警探頭11、防盜報警探頭12、市電檢測裝置13；輸出接口5上依次分別連接有空調(diào)控制器14、去濕機15、加濕機16、室外進風裝置17、室內(nèi)排風裝置18組成。數(shù)據(jù)采集電路以及智能決策控制軟件，可通過RS485接口接入動力環(huán)境監(jiān)控裝置系統(tǒng)。當數(shù)據(jù)采集電路對包括溫度、濕度、煙霧告警、防盜告警、市電告警的數(shù)據(jù)采集后會通過中央處理芯片33進行分析判斷，同時在顯示控制電路模塊32中顯示信息，與此同時中央處理芯片33會向設備驅(qū)動控制電路供電以啟動相應的設備工作。其中當室內(nèi)、外溫濕度通過溫濕度一體化傳感器被中央控制器采集后，經(jīng)過中央控制器程序分析判斷，然后通過輸出口控制風機、空調(diào)、加濕、除濕機的運作；當有消防報警、防盜報警、市電報警等信息產(chǎn)生時，這些信息通過中央控制器的輸入口傳給中央控制器6，中央控制器6經(jīng)過程序判斷，發(fā)出報警信號通過其通信接口傳給機房動力環(huán)境檢測系統(tǒng)，同時向監(jiān)控管理中心發(fā)出報警信號。
圖2所示，所說的室外進風裝置17又是由低噪音風機及電機23、集風器22、卷軸式空氣過濾器24、進風管20、防鼠防塵器21密封百葉19、相互連接構成。
圖3所示，所說的室內(nèi)排風裝置18又是由低噪音風機及電機27、集風器28、粗效空氣過濾器及出風管25及防鼠防塵器26、密封百葉30、防護網(wǎng)29相互連接構成。
圖4所示為機房安裝結構示意圖，首先，關于進風機17和出風機18的安裝，通信基站設備中發(fā)熱量最大的是BTS設備，而開關電源的發(fā)熱量較小，所以進風的主要目標是針對BTS設備。進風口的位置在有利于自然通風、最大程度避免陽光直射的墻面，按照不同溫度空氣密度不同的原理，進風口的位置偏低，最大程度保證進風機17抽入空氣溫度能滿足機房要求。進風機17和出風機18的安裝位置是按照進風到出風的風路要最長的原則，讓進風風道經(jīng)過基站設備的吸風口處，最大限度地利用了進風；其次，室內(nèi)溫濕度一體化傳感器7、9安裝位置避開了空調(diào)和本進風裝置的出風口，保證了溫濕度傳感器7、9的測量溫度反映真實的機房溫度；室外溫濕度一體化傳感器8、10一般放置在進風口的位置，避免日曬雨淋，同時還考慮周圍設施和環(huán)境對測量的影響，避免了溫濕度測量誤差的產(chǎn)生。
圖5為中央控制器電路連接框圖，中央處理芯片33上端分別與輸入控制電路31、顯示控制電路模塊32一端連接，中央處理芯片33下端分別與除濕驅(qū)動控制39、加濕驅(qū)動控制40、風機驅(qū)動控制41、空調(diào)驅(qū)動控制42組成設備驅(qū)動控制電路，中央處理芯片33一側分別與煙霧報警采集電路34、防盜報警采集電路35、溫度數(shù)據(jù)采集電路36、濕度數(shù)據(jù)采集電路37、市電信息采集電路38組成數(shù)據(jù)采集電路，當數(shù)據(jù)采集電路對包括溫度、濕度、煙霧報警、防盜報警、市電報警的數(shù)據(jù)采集后會通過中央處理芯片33進行分析判斷，同時在顯示控制電路模塊32中顯示信息，與此同時中央處理芯片33會向設備驅(qū)動控制電路供電以啟動相應的設備工作。
圖6為圖5的中央控制器的工作原理圖，中央控制器有滿足系統(tǒng)運行的控制電路、輸入輸出端口、數(shù)據(jù)接口、通訊接口及電源接線端子，所有連線在箱體內(nèi)整理成束分強弱電流統(tǒng)一引出，工作電壓為-48V。中央控制器6為風冷式基站節(jié)電系統(tǒng)的核心，對系統(tǒng)及基站空調(diào)實施工作控制。由中央處理芯片33、抗干擾隔離電路、液晶漢顯、輸入鍵盤以及智能決策控制軟件等部分組成，可通過RS485接口接入動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，或獨立組網(wǎng)。
圖7為圖5的中央控制器6的CPO原理電路圖。CPU選用Philips的LPC2114，LPC2114是基于一個支持實時仿真和跟蹤的16/32位ARM7TDMI-STMCPU的微控制器，并帶有128k字節(jié)(kB)嵌入的高速Flash存儲器。128位寬度的存儲器接口和獨特的加速結構使32位代碼能夠在最大時鐘速率下運行。
風冷式空調(diào)基站裝置的節(jié)電控制方法，按下述步驟進行a、中央控制器可根據(jù)室內(nèi)設備實際需要的工作環(huán)境條件設置室內(nèi)溫度上、下限值，當中央控制器檢測到室內(nèi)溫度在預設溫度上、下限范圍之外，同時室外溫度也在預設溫度上、下限范圍之外時，系統(tǒng)通過對空調(diào)交流接觸器供電使其吸合，然后進而向空調(diào)供電來啟動空調(diào)；b、當檢測到室內(nèi)溫度在預設溫度上、下限范圍之外，而室外溫度在預設上、下限范圍之內(nèi)時，系統(tǒng)通過對風機接線端口供電來啟動風機工作；c、當檢測到室內(nèi)溫度在預設溫度上、下限范圍之內(nèi)時，不管室外溫度是否在預設溫度上、下限溫度之內(nèi)，系統(tǒng)和空調(diào)均不工作；d、中央控制器可設置室內(nèi)濕度上、下限值，當室內(nèi)濕度小于預設濕度下限時，中央控制器通過對加濕機接線端口供電來啟動加濕設備工作；e、當室內(nèi)濕度大于預設濕度上限時，系統(tǒng)通過對除濕機接線端口供電來啟動除濕設備工作；f、中央控制器通過顯示控制電路的漢字液晶顯示屏對室內(nèi)、外溫度及濕度和系統(tǒng)工作狀態(tài)進行顯示；g、中央控制器可對報警功能實施監(jiān)控，當基站內(nèi)有煙霧發(fā)生時，節(jié)電系統(tǒng)通過對煙霧報警接口處電平從低到高的轉(zhuǎn)變實現(xiàn)系統(tǒng)自動關閉退出，以防止助燃；h、當基站發(fā)生非法入侵，系統(tǒng)通過對防盜報警接口處電平從低到高的轉(zhuǎn)變而發(fā)出報警信號；i、當市電異常，系統(tǒng)由于市電告警處接線端子沒有市電信號的輸入而會自動轉(zhuǎn)為停電模式，同時發(fā)出市電異常報警。
綜上所述，所說的空氣過濾器是一個卷軸式空氣過濾器；所說的密封百葉在風機運行時是通風換氣葉，在風機關閉時，由于自身重力構成關閉葉，在室內(nèi)有煙霧發(fā)生時構成阻燃葉。
低噪音離心風機在靜音設計上使設備滿負荷工作時所產(chǎn)生的噪音不大于55dB。
實例1根據(jù)機房設備實際工作所需要的溫濕度，設置系統(tǒng)溫度上限為30℃，溫度標準為23℃，溫度下限為15℃。此時如果室內(nèi)溫度為27℃，系統(tǒng)及空調(diào)都不工作；而當室內(nèi)溫度由于設備散熱到31℃時即超過上限30℃時，此時室外溫度為25℃即室外溫度在15℃～30℃之間，此時風機開啟，直到室內(nèi)溫度降到23℃左右時風機停止運作；隨著氣溫和機房設備散熱導致室內(nèi)溫度的上升，室內(nèi)溫度升到30℃以上時，此時室外溫度也在30℃以上，系統(tǒng)將啟動空調(diào)降溫，直到室內(nèi)溫度降到23℃左右時停止。
實例2根據(jù)機房設備實際工作所需要的濕度，設置系統(tǒng)濕度上限為80，濕度標準為50，濕度下線為35。此時機房濕度在35～80之間，系統(tǒng)不啟動加濕機或者除濕機。隨著環(huán)境濕度的變化，室內(nèi)濕度為83即室內(nèi)濕度超過所要求的濕度上限，此時除濕機開啟，直到室內(nèi)濕度降到50左右停止；隨著氣溫的變化，此時室內(nèi)濕度為32即室內(nèi)濕度小于濕度下限，此時加濕機開啟，直到室內(nèi)濕度到達50，加濕機停止運作。
權利要求
1.一種風冷式基站節(jié)電系統(tǒng)，包括由監(jiān)控管理中心(1)與站內(nèi)監(jiān)控管理(2)相連，站內(nèi)監(jiān)控管理(2)與通信接口(3)相連，通信接口(3)又分別與輸入接口(4)、輸出接口(5)、中央控制器(6)相連，其輸入接口(4)上依次分別連接有室內(nèi)溫度探頭(7)、室外溫度探頭(8)、室內(nèi)濕度探頭(9)、室外濕度探頭(10)、消防報警探頭(11)、防盜報警探頭(12)、市電檢測裝置(13)；輸出接口(5)上依次分別連接有空調(diào)控制器(14)、去濕機(15)、加濕機(16)、室外進風裝置(17)、室內(nèi)排風裝置(18)組成，上述所說中央控制器(6)又是由中央處理芯片(33)上端分別與輸入控制電路(31)、顯示控制電路模塊(32)一端連接，中央處理芯片(33)下端分別與，除濕驅(qū)動控制(39)、加濕驅(qū)動控制(40)、風機驅(qū)動控制(41)、空調(diào)驅(qū)動控制(42)組成設備驅(qū)動控制電路，中央處理芯片(33)一側分別與煙霧報警采集電路(34)、防盜報警采集電路(35)、溫度數(shù)據(jù)采集電路(36)、濕度數(shù)據(jù)采集電路(37)、市電信息采集電路(38)組成數(shù)據(jù)采集電路以及智能決策控制軟件，可通過RS485接口接入動力環(huán)境監(jiān)控裝置系統(tǒng)。
2.根據(jù)權利要求1所述的風冷式基站節(jié)電系統(tǒng)，其特征在于所說的室外進風裝置(17)又是由低噪音風機及電機(23)、集風器(22)、卷軸式空氣過濾器(24)、進風管(20)、防鼠防塵器(21)密封百葉(19)、相互連接構成；所說的室內(nèi)排風裝置(18)又是由低噪音風機及電機(27)、集風器(28)、粗效空氣過濾器及出風管(25)及防鼠防塵器(26)、密封百葉(30)、防護網(wǎng)(29)相互連接構成。
3.根據(jù)權利要求2所述的風冷式基站節(jié)電系統(tǒng)，其特征在于所說的空氣過濾器是一個卷軸式空氣過濾器；所說的密封百葉在風機運行時是通風換氣葉，在風機關閉時，由于自身重力構成關閉葉，在室內(nèi)有煙霧發(fā)生時構成阻燃葉。
4.根據(jù)權利要求1所述的風冷式基站節(jié)電系統(tǒng)，其特征在于低噪音離心風機在靜音設計上使設備滿負荷工作時所產(chǎn)生的噪音不大于55dB。
5.一種實現(xiàn)權利要求1所述的風冷式空調(diào)基站裝置的節(jié)電控制方法，按下述步驟進行a、中央控制器可根據(jù)室內(nèi)設備實際需要的工作環(huán)境條件設置室內(nèi)溫度上、下限值，當中央控制器檢測到室內(nèi)溫度在預設溫度上、下限范圍之外，同時室外溫度也在預設溫度上、下限范圍之外時，系統(tǒng)通過對交流接觸器供電使其吸合來啟動空調(diào)；b、當檢測到室內(nèi)溫度在預設溫度上、下限范圍之外，而室外溫度在預設上、下限范圍之內(nèi)時，系統(tǒng)通過對控制器風機的接線端子供電來啟動風機工作；c、當檢測到室內(nèi)溫度在預設溫度上、下限范圍之內(nèi)時，不管室外溫度是否在預設溫度上、下限溫度之內(nèi)，系統(tǒng)和空調(diào)均不工作；d、中央控制器可設置室內(nèi)濕度上、下限值，當室內(nèi)濕度小于預設濕度下限時，中央控制器通過對控制器的加濕設備接線端子供電來啟動加濕設備工作；e、當室內(nèi)濕度大于預設濕度上限時，系統(tǒng)通過對控制器的除濕設備接線端子供電來啟動除濕設備工作；f、中央控制器通過顯示控制電路的漢字液晶顯示屏對室內(nèi)、外溫度及濕度和系統(tǒng)工作狀態(tài)進行顯示；g、中央控制器可對報警功能實施監(jiān)控，當基站內(nèi)有煙霧發(fā)生時，節(jié)電系統(tǒng)通過對煙霧報警接口處電平從低到高的轉(zhuǎn)變實現(xiàn)系統(tǒng)自動關閉退出，以防止助燃；h、當基站發(fā)生非法入侵，系統(tǒng)對防盜報警接口處電平從低到高的轉(zhuǎn)變會發(fā)出報警信號；i、當市電異常，系統(tǒng)由于市電告警處接線端子沒有市電信號的輸入而會自動轉(zhuǎn)為停電模式，同時發(fā)出市電異常報警。
全文摘要
本發(fā)明涉及風冷式基站節(jié)電系統(tǒng)及節(jié)電控制方法。TH－900風冷式基站節(jié)電系統(tǒng)是一種可以減少基站耗電量費用支出，并且可以幫助運營商監(jiān)測或提供或解決基站內(nèi)的一些異常情況的智能控制節(jié)電系統(tǒng)。其中關鍵部件中央控制器與進風裝置、出風裝置、室內(nèi)外溫濕度一體化傳感器相連接，與基站的空調(diào)形成聯(lián)動和互控的工作狀態(tài)。它不但利用了基站機房外的自然風能調(diào)節(jié)機房室內(nèi)的空氣和溫度，還在風機裝置中加入了卷軸式空氣過濾器及百葉窗防護，所以當風機啟動工作時，不但可以調(diào)節(jié)機房室內(nèi)溫度，還可以凈化室內(nèi)空氣，對機房的密閉性也起到保護作用，其動力監(jiān)測功能起到監(jiān)測機房環(huán)境和傳輸數(shù)據(jù)的功能。若采用本發(fā)明的技術方案有很好的社會及經(jīng)濟效益。
文檔編號G08B13/00GK1719360SQ20051004262
公開日2006年1月11日 申請日期2005年4月29日 優(yōu)先權日2005年4月29日
發(fā)明者張慧艷 申請人:西安天惠通信有限公司