基于GPRS基站远程实时监控系统研究

摘要

基站是移动网络中最基础的单元。移动通信系统中的基站主要负责与无线有关的各种功能，为移动台提供接入系统的接口，直接和移动台通过无线相连接。系统中基站发生故障对整个移动网的影响是很大的。基站监控系统是维护和保护基站内的各种动力设备、空调设备的有效措施之一，使基站能够正常的运行。随着移动通信的迅猛发展、移动通信与本地网有线通信的体制分离，移动通信的运维力量薄弱和运维工作量大的矛盾日益突出，并且移动基站和无线基站等一般具有如下特点：站点多且分散；传输资源受限；基站的动力设备种类少、数量少；基站设备投资少：电力网情况不很稳定；机房所处环境也比较恶劣，而且平时机房基本上都是无人值守。就金华移动通信网络来说，目前在网基站数目有1000多个，原有干接点方式的监控系统只能实现对基站各类告警状态的显示，无法提供具体的数据进行分析，使我们的维护工作时效性和准确性得不到保证。 基于GPRS的远程实时基站监控系统就是针对移动基站现状设计而成。本文首先分析了目前我国基站监控系统的现状及采用基站监控系统的必要性。对现有几种通信方式进行了研究对比。创造性的提出了一种基于GPRS远程实时基站监控系统的设计方案。该方案通过对移动通信基站的环境数据和电源、蓄电池状态等工作参数采集，并通过GPRS上传和Internet网上传给服务器；每个工作站可以根据相应帐号和密码通过Internet网登陆到该服务器的相关网页，进行相关操作。基站监控器检测到数据超门限值时立即上传告警信息给服务器，由服务器通知工作站。本文在系统阐述了系统运行机理的同时，创造性的提出了一种先进的准周期信号采样的方法。 本文第一章对监控系统做了概述，对比较流行的通信方式进行了对比，得出了采用GPRS通信方式是比较经济实用的结论，并指出了基于GPRS远程基站远程实时监控系统研究的意义和难点，以及目前GPRS监控系统的研究现状。 第二章主要对基于GPRS的无线传输原理进行了阐述，介绍GPRS通信的实现和基本工作流程。 第三章首先介绍了基站内部的监控的主要对象和监控的总体实施方案，接着主要对监控系统的各个硬件模块进行了分析说明，包括主控模块、GPRS模块、开关电源模块和蓄电池监测模块，并对他们内部机理进行了详细的分析。 第四章对基站监控系统下位机软件总体流程和各模块流程进行了描述，重点说明了通信部分软件的设计。 第五章介绍了一种新型的系统准周期信号采样方法，并对该方法进行了性能和误差分析。 第六章对全文进行了总结，并对下一步工作提出建议。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章引言

1.1研究的目的及意义

1.1.1选题背景

1.1.2理论和实际意义

1.2无线监控系统在国内外发展现状

1.2.1监控系统的功能结构

1.2.2数据传输方式

1.3本课题所研究的主要内容

1.3.1数据采集系统设计

1.3.2蓄电池在线监测系统的研究

1.3.3监测系统下位机软件设计

1.3.4准周期信号采样的研究

第2章基于GPRS的无线传输原理

2.1 GPRS网络概述

2.2基于GPRS的网络结构

2.3基于GPRS的无线数据传输

2.3.1 GPRS无线通信实现原理

2.3.2 GPRS基本工作流程

2.4小结

第3章监控系统的硬件设计

3.1监控对象和内容

3.2系统的总体方案

3.3开关电源模块设计

3.3.1开关电源模块监控内容

3.3.2开关电源模块物理接口

3.3.3开关电源模块的通信方式与信息类型

3.4 GPRS模块设计

3.4.1 PIML-900/1800模块简介

3.4.2 PIML-900/1800功能特性

3.4.3 AT命令集

3.5开关量控制模块的设计

3.6主控板模块设计

3.6.1单片机STC89C58介绍

3.6.2 RAM扩展电路设计

3.6.3 EEPROM的连接

3.6.4时钟电路设计

3.7串行通信模块设计

3.8单体蓄电池在蓄电池组中的在线监测模块设计

3.8.1蓄电池的工作基理

3.8.2蓄电池组中单体蓄电池在线检测模块原理

3.8.3蓄电池检测模块中恒流源电路设计

第4章基站监控系统下位机软件设计

4.1下位机软件的总体流程

4.2一些功能子程序

4.3通信部分程序

4.3.1 GPRS模块与数据中心通信实现

4.3.2心跳包(Heartbeat－packets)的设计

4.3.3主控模块与各个模块之间的通信实现

第5章系统准周期信号采样方法的实现及其分析

5.1准周期信号采样方法

5.2准周期信号基2倍频电路的实现

5.2.1锁相环特性优化技术

5.2.2准周期信号基2锁相倍频电路设计

5.3准周期信号的周期预测

5.4准周期振动数据采集系统的设计

5.5性能及误差分析

5.5.1输入信号上下限频率的计算

5.5.2误差分析与修正

第6章总结

参考文献

附录A 系统实物电路图

攻读学位期间取得的研究成果

致　谢