基于物联网的通信基站监控系统设计与实现

摘要

随着3G乃至4G的发展，基站规模快速增加，接入监控系统的对象越来越多，这些基站具有分布范围广、地形复杂、使用环境恶劣、无人值守等特点。通信运营商需要掌握基站运行的动力参数、环境参数、能耗状态和控制、门禁状态和控制等，对这些监控对象的管理需求也由获取告警向设备自动控制、数据分析和利用方向发展，而物联网技术的发展，为新一代基站监控的实现提供了技术基础。本文根据现网存在的问题，提出并实现了适合全网监控的基于物联网的基站监控系统。
　　首先，本文根据现在通信基站监控系统的使用对象、系统监控对象的特点，分析基站监控的功能需求、非功能性需求和约束条件。根据需求设计了基于物联网的通信基站监控系统的架构，系统分3个层：感知层采用嵌入式技术和各类传感器技术，负责采集基站的实时数据和对智能设备的控制；网络层采用运营商通信网络，负责数据的接入和可靠传输；应用层负责对数据实时获取和分析，适应系统规模的伸缩性采用集群技术和分布式部署。
　　然后，本文详细设计和实现了系统感知层和应用层，采用嵌入式技术，轮询接入的各类传感器，实时地获取基站监控对象的数据，根据采集数据对控制对象作出快速响应。感知层可独立运行，也可通过通信协议接受应用层的管理和数据传递。应用层分为后台管理子系统和前置机子系统。后台管理子系统采用B/S结构和OSGi技术框架，实现数据WEB呈现、数据轮询、告警推送、负载均衡、数据存储等功能；前置机子系统采用MINA框架，实现了指令的接收与下发，接收后台传递的指令并下发到具体设备，向后台返回设备各种指标信息及告警数据。
　　最后，本文对系统进行了功能测试和性能测试，测试结果表明，系统实现了对大规模基站实时运行数据的轮询采集、告警推送、负载均衡、数据存储和报表分析等功能，运行稳定，数据获取和告警上报时间均小于5秒，达到了预期目标。

目录

声明

答辩决议书

1. 绪 论

1.1 研究背景和意义

1.2 研究现状分析

1.3 研究目标和研究内容

1.4 论文结构

1.5 本章小结

2. 通信基站监控系统的需求分析

2.1 系统使用对象

2.2 系统监控对象

2.3 系统功能需求

2.4 系统非功能需求和约束条件

2.5 本章小结

3. 系统架构和感知层的设计与实现

3.1 系统架构设计

3.2 感知层的详细设计与实现

3.3 本章小结

4. 系统应用层的设计与实现

4.1 后台管理子系统的详细设计与实现

4.2 前置机子系统的详细设计与实现

4.3 本章小结

5. 系统测试

5.1 测试环境

5.2 系统功能测试

5.3 系统性能测试

5.4 本章小结

6. 总结与展望

6.1 本文工作总结

6.2 展望

参考文献

致谢

作者攻读学位期间发表的论文