通信基站防盜和動力監控系統設計與應用

阮家余

（中國鐵塔股份有限公司咸寧市分公司，湖北 咸寧 437100）

0 引 言

近年來，中國鐵塔股份有限公司咸寧市分公司的基站空調、蓄電池、接地線以及接地排等被盜頻繁，企業損失巨大，而現有的干接點動力監控系統和通信基站防盜措施存在缺陷：

（1）基站空調的防盜措施僅靠空調防盜網，無防盜報警裝置，而空調防盜網只能增大犯罪分子盜竊空調設備的難度，缺乏監控手段；

（2）基站門禁告警易被有經驗的犯罪分子避開，缺乏紅外線等先進監控手段，無法及時有效地發現盜竊行為；

（3）現有的干接點監控缺乏蓄電池欠壓告警功能，不利于監控中心調度人員安排基站發電；

（4）現有的干接點監控系統將干接點告警信號通過基站BTS上傳至BSC網管，在BSC網管上沒有聲光告警提示，需要值班人員不斷輪巡，且不方便統計。

為了解決上述問題，提出通信基站防盜和動力監控系統的設計思路，設計、制作通信基站防盜和動力監控設備，將基站門禁告警、紅外告警、空調被盜告警、市電停電以及電池欠壓告警的開關量信號轉換成+5 V高電平信號，輸入中興ZXMP S320光端機的外部告警輸入接口，通過傳輸網絡傳送到傳輸網管。若有告警發生，傳輸網管的外部警告模塊自動彈出告警提示對話框并發出聲光告警，值班人員監控到告警信息后會及時通知一線維護人員處理。

1 ZXMP S320外部告警開關量接口介紹

S320光端機開關量輸入接口采用DB9插座，能接收9組TTL電平標準開關量作為監控告警輸入，可將溫度、火警、煙霧、門禁以及紅外等告警信號上傳到傳輸網管進行監測。用戶可以根據需要通過網管系統更改各針腳對應的告警定義信息。本設計方案擬將針腳1的告警信息定義為門禁告警，將針腳2的告警信息定義為空調被盜告警，將針腳3的告警信息定義為市電停電告警，將針腳4的告警信息定義為電池欠壓告警，將針腳5的告警信息定義為紅外告警，其他針腳定義為空。

2 基站防盜和動力監控設備的電路設計思想

如圖1所示，監控設備的電源取通信基站開關電源直流-48 V基礎電源。電路中設計兩個電源轉換電路，+12 V電源為電壓比較電路和繼電器的工作電源，+5 V電源為光端機外部告警輸入信號電源。+5 V電源的地參考點為機房工作地，與光端機的輸入高電平的地參考點保持一致。電池欠壓檢測電源直接取-48 V工作電源，將檢測到直流電壓輸入電壓比較器。市電檢測、門禁檢測、空調被盜信號檢測、紅外檢測以及電壓檢測電路，將這些檢測到的開關量信號輸入繼電器，再由繼電器將開關量信號轉換為+5 V高電平信號輸出。

3 監控設備電路設計

根據監控設備的電路設計原理圖，逐一介紹各主要框圖功能的電路設計原理。

3.1 電源轉換電路

由于電路系統+5 V信號電源的地參考點為機房工作地，而電壓比較器等IC工作電源+12 V的地參考點為-48 V電源的負極，故電路設計必須設計兩路低壓工作電源。如圖2所示，本設計方案的電路板工作電源取基站的-48 V基礎電源，+5 V高電平信號電源采用P3WDC48S05電源模塊實現，并將輸入-48 V電源正極與+5 V電源負極連起來，以確保+5 V信號電源的地參考點為機房工作地。+12 V IC工作電源采用LM2576（HV）模塊實現。電路設計中，在電源模塊的輸入、輸出側并聯電容濾波，以提高電源系統的可靠性和穩定性。

圖1 基站防盜和動力監控設備設計思路框圖

圖2 電源轉換電路原理圖

3.2 市電檢測電路

市電檢測電路采用典型的三相六脈整流電路實現，如圖3所示。當市電輸入正常時，交流輸入經高壓濾波電容降壓后，由三相六脈整流電路濾波，再經穩壓二極管穩壓輸出，光電耦合器導通，三極管截止。反之，當市電停電或只有一相市電輸入時，三相六脈整流電路無輸出，光耦合器截止，三極管導通，繼電器M吸合，將+5 V高電平送出。

圖3 市電檢測電路原理圖

3.3 電池欠壓檢測和電壓比較電路

蓄電池欠壓告警信號通過電壓比較器LM339模塊實現。將輸入電壓通過串聯電阻回路分壓后輸入LM339，與基準電壓+12 V進行比較，欠壓告警值可通過可調電阻調節。通過比較器實現蓄電池欠壓告警，電池欠壓檢測和電壓比較電路圖如圖4所示。

圖4 電池欠壓檢測和電壓比較電路原理圖

3.4 門禁、空調被盜、紅外檢測電路

門禁、空調被盜和紅外告警開關量在正常情況下均為常閉信號。當告警發生時為常開信號，其電路設計完全相同。如圖5所示，當開關量輸入常閉時，三極管截止，電路無輸出；相反，當告警發生時，輸入開關量為常閉信號，三極管導通，繼電器M吸合，輸出+5 V高電平。在安裝設備時，可將常閉開關量信號線纏繞在機房門背面、空調室外機及銅管上，以增加犯罪分子盜竊時告警觸發的靈敏度。

圖5 門禁告警信號檢測電路原理圖

3.5 監控設備的電路原理設計電路圖

基站防盜和動力監控設備設計電路圖，如圖6所示。

4 基站防盜和動力監控系統原理分析

監控設備的工作電源采用開關電源-48 V直流電源，三相交流檢測信號取樣開關電源的交流輔助輸出開關；電池欠壓告警信號直接取監控設備的-48 V工作電源，若市電停電或電池欠壓，監控設備產生+5 V高電平；機房門磁、空調防盜和紅外線告警正常情況下為常閉信號，當警告生產時為常開信號，監控設備產生+5 V高電平。當告警發生時，監控設備將產生相對應的+5 V高電平，送到中興ZXMP S320光端機中的告警輸入接口，由光端機通過傳輸網絡送到網管。

5 網管數據設置及告警管理

5.1 告警數據設置

如圖7所示，進入中興S320傳輸網管外部告警子模塊，在外部告警設置對話框中，將端口1～5依次設置為市電停電、直流欠壓、門禁告警、空調被盜和紅外告警，告警方式選擇高電平告警。

圖6 監控設備電路原理設計電路圖

圖7 告警數據設置示例圖

5.2 告警管理介面

如圖8所示，當告警發生時，網管系統的告警箱發出聲音告警，網管平臺相應的網元變為紅色。選擇告警網元，進入告警管理介面，可以看到基站已發生的告警，并可對告警信息進行管理。

圖8 告警管理介面示例圖

6 基站防盜和動力監控系統應用

開發該監控系統秉承經濟、實用的理念，性能優于傳統干節點監控設備。一是該監控系統基于傳輸網管平臺開發，傳輸網管平臺有聲光告警，告警提示直觀且易于統計查詢；二是增加了電池欠壓、空調被盜和紅外告警，比傳統干節點監控設備實用。本文設計的通信基站防盜和動力監控系統在咸寧聯通公司安裝應用于320個基站，參考傳統干節點基站動力環境監控設備價格，為企業節約成本約58萬元。本設計方案制作的基站防盜和動力監控設備實物如圖9所示。

圖9 基站防盜和動力監控設備實物圖

7 結 論

近年來，盜竊通信基站設備的犯罪活動越來越猖獗，通信基站防盜已成為各電信運營企業共同關注的焦點。本文設計開發的基站防盜和動力監控系統為公司提供了必要的基站防盜監控措施，有效打擊了通信基站設備被盜行為，減少了企業損失。同時，設計開發的監控系統具有基站停電和電池欠壓告警功能，有利于合理調度基站發電，降低了基站退服指標，提高了用戶感知，且有效控制了基站發電成本。