毕业设计-咸宁电信动力监控系统的数据采集及传输研究.doc
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1、咸宁电信动力监控系统的数据采集及传输研究分类号 学号学校代码 密级咸宁电信动力环境监控系统的数据采集及传输研究学位申请人:学科专业:指导教师:答辩日期:A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirementsfor the Degree of Master of EngineeringThe Research on Date Acquisition and Transmissionof Power-supply Facilities and Environment Supervising System for Xianning
2、Telecom BranchCandidate: Zhou ChunquanMajor: Electronics & Communication EngineeringSupervisor: Assoc. Prof. Long ZhanchaoHuazhong University of Science & TechnologyWuhan 430074, P.R.ChinaNovember, 2007独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做
3、出贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名:日期: 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本论文属于保密, 在 年解密后适用本授权书。不保密。(请在以上方框内打“”)学位论文作者签名: 指导教师签名:日期: 年 月 日 日期: 年 月 日咸宁电信动力监控系统的数据采集及
4、传输研究摘 要随着网络规模的日益扩大,对分散在各通信局站的电源设备的管理维护日益困难,动力环境监控系统是对分布的通信局(站)的电源设备进行遥信、遥测和遥控,实时监控其运行参数,监测和处理故障,记录和处理相关数据,从而实现通信电源设备少人或无人值守和集中维护的计算机控制系统。动力环境监控系统可对通信机房、基站、端局的电源、蓄电池、高低压配电、油机、空调等多种设备以及温度、火警、盗警等环境参量以及现场图像集中进行实时检测,能够及时判断故障并产生告警,对远端设备进行遥控和调节,从而实现通信机房、端局的无人值守。采用这种现代化的监控系统,其根本目的是为了提高设备的维护和管理质量,降低设备维护成本,提高
5、整体工作效率,从而建立起一套高可靠性、高效率的维护体制。动力环境监控系统由采集子系统、传输子系统、软件子系统组成,采集子系统完成底端数据的采集,传输子系统将底端采集到的数据传送到监控中心,软件子系统完成系统设置、数据处理、告警产生、数据存储、系统功能等。本文结合咸宁电信实际情况,具体研究了数据采集和数据传输技术,采用采集模块技术,探讨了监控系统的数据采集的问题;应用现场总线技术,实现采集数据在监控模块、监控单元及监控中心的传输和交换。通过测试,本系统采集数据的精度、响应时间、告警准确率、时钟同步、平均无故障时间等性能指标都达到设计和应用的要求,各监控点的采集数据能准确实时地送到监控中心,本动力
6、环境监控系统在实际工作得到应用,实现了咸宁电信通信机房少人无人值守,提高了设备维护的工作效率。关键词:数据采集 现场总线 监控中心 监控单元 监控模块 实时监控AbstractAlong with the expansion of the telecommunications network day by day, it has become more and more difficult to manage and maintain the power-supply system and facilities distributed different telecommunication s
7、tations. Concentrated Supervising System for Power-supply Equipments and Environments (short for CSSPEE) is a computer-controlled system, which can realize remote singling, remote metering, remote control the power-supply system and equipments distributed different telecommunication stations. CSSPEE
8、 can monitor these facilities running status, record its fault. So we depend upon it to reduce maintainer, and to bring about less maintainer even no man need for a monitored communication station. CSSPEE is able to supervise switching-mode rectifier system, plumbic acid battery, high-voltage and av
9、erage voltage distributing system, generator, air-conditioner, and room temperature, fire, stealing alarm. Without doubt, it also can Tele-adjust these facilities operation parameters and Tele-control some kinds of equipment, from ON to OFF, or Run to Stop. Relying on this high-tech means, certainly
10、, we can raise the quality of maintaining and management of these facilities, besides, can reduce maintaining costs of the power-supply equipment, and can raise our work efficiency also. Thus, we make use of the CCSPEE to establish a high reliability and high efficiency maintaining organization.A CC
11、SPEE is made up of data acquisition sub-system, transmission sub-system, applications. Data acquisition system accomplishes raw data acquisition. Transmission system transports the raw data to Supervising Center. Software system accomplishes system setting, data processing, output alarm, data storag
12、e etc. Based upon the real situation of Xianning Telecom Branch, This paper researches the data acquisition and on-the-spot Bus technology in depth and the data acquisition module technology provides the way to solve the data acquisition. We use the On-the-spot technology to make the data streams wh
13、ich transfer and switch between supervision module, supervision unit and supervision center come true.After a series of test, the performance index of the system, such as the accuracy of the acquisition data, the time of response, time synchronization, mean time to repair, and so on, it have complet
14、ely met with the requirements of design and application. Each acquisition data may transfer to supervising centre properly and real-time. The supervising system has applied to the real work situation successfully, and the targets that reduces our maintainers even no man need for a monitored communic
15、ation station have realized and can provide efficient operation indeed. Key words:Data Acquisition On-the-spot Bus Supervision Center Supervision Unit Supervision Module Real-time monitoring目 录摘 要IABSTRACTII1 绪论1.1 动力环境监控系统研究的意义(1)1.2 动力环境监控的作用(2)1.3 咸宁电信动力环境监控需求分析(2)1.4 本课题的主要研究内容(2)1.5 论文整体结构介绍(3)
16、1.6 小节(3)2 监控系统的一般拓扑结构及咸宁监控系统概况2.1 监控系统的一般拓扑结构(4)2.2 组成单元及功能(6)2.3 咸宁电信动力环境监控系统概况(8)2.4 小节(9)3 监控系统局站分类及监控对象选取3.1 监控系统监控局站的分类(10)3.2 监控对象(11)3.3 监控内容(11)3.4 小节(14)4 咸宁电信动力环境监控系统数据采集方案4.1 分散式采集技术(15)4.2 传感器和变送器概述(15)4.3 农村支局所数据采集方案(20)4.4 县局数据采集方案(28)4.5 小节(32)5 咸宁电信动力环境监控系统传输组网及监控中心配置5.1 传输资源(34)5.2
17、 传输线路接入设备(35)5.3 传输组网(36)5.4 监控中心的硬件配置(40)5.5 监控中心的软件配置(41)5.6 监控中心数据处理流程(43)5.7 小节(44)6 监控系统的测试6.1 测试依据和规范(45)6.2 测试内容(45)6.3 测试过程(45)6.4 测试结果及分析(46)6.5 小节(51)结束语(52)致 谢(54)参考文献(55)V1 绪论动力环境监控系统(以下简称动力环境监控系统)是利用数据采集技术、计算机网络技术、数据库技术,对分散在各地的通信局(站)的电源、空调、油机、蓄电池、高低压配电等设备和机房环境的各种参数等进行遥测、遥信、遥调整和遥控,通过监控系统
18、的实时监控、报表自动化、故障告警与处理、智能分析、数据视频联动等检测手段来提高维护管理水平,保证电源设备、空调设备的正常运行和机房安全,从而保证各种通信设备的正常运行1。通信电源系统是通信系统的心脏,在局、站中具有不可比拟的地位。为提高劳动生产率、进行综合管理、从而节约值班人员调度等多重能力,进而提高动力设备运行维护的效率以及保证通信网络的安全畅通2,及实现少人和无人值守。实现机房少人无人值守显得尤为重要。1.1 动力环境监控系统研究的意义近几年来,我国通信事业的蓬勃发展,咸宁电信通信网络规模日益扩大。通信网本身随着基础技术和系统技术的发展走向更高的层次,相应地对电源系统和空调系统的要求越来越
19、高。特别是近几年来随着电话网模块局的大量建设,通信电源设备的迅速分散,大量电源设备和空调设备分散在各个模块局内,由于电源设备和空调设备并不是一个单纯的电子元件组合,它还有许多机械部件,同时它受外界的影响最大,例如停电、雷击、烟雾等各种人为和自然因素使电源设备出现故障,加上电源、空调设备相对独立,发生故障无法对外界告警。咸宁电信通信电源传统的维护管理体制是分散的维护管理体制,基本上是以通信局站为单位进行电源设备维护管理。每一个通信局站都配备一定的维护人员负责全部电源设备和空调设备的维护管理。维护人员昼夜值守在机房内,进行巡视、抄表等日常维护工作和必要的设备维修、故障处理等。在这种维护管理体制下,
20、维护人员劳动强度较大,维护管理水平不高,而且需要大量维护人员。相反电信公司近年来为了提高劳动生产率,不断精简维护人员。很显然,这种传统维护管理方式已经越来越不能适应通信事业的发展。随着计算机网络技术的发展,对工业过程的远程监测和控制成为目前发展最快的应用技术3 4,通信设备的自动化性能有了很大提高,为通信系统的集中监控管理提供了可行性。通信电源是通信系统的重要组成部分,要适应通信技术的整体发展,以保证通信网络的运行可靠性、降低维护成本,逐步实现通信电源设备由分散维护到集中维护,由有人值守到无人值守的改革5。必然要积极的采用监控系统。 因此咸宁电信建设动力环境监控系统是非常必要的。1.2 动力环
21、境监控的作用通信电源集中监控技术在通信电源中的应用,标志着通信电源的维护和管理从人工看守式的维护管理模式向计算机集中监控和管理模式转换,其意义:(1)与通信技术发展相适应,提高对通信电源设备的维护管理水平。 (2)提高通信电源供电质量,使供电系统有更高的可靠性和经济性。 (3)充分发挥计算机技术优势,使电源设备管理向自动化、智能化方向发展。 (4)实现通信电源设备少人、无人值守。 (5)提高维护效率,降低维护成本。 综上所述,使用一套技术先进、可靠性高、功能强大的电源监控系统并将其应用于实际工作中具有非常深远的意义。1.3 咸宁电信动力环境监控需求分析动力环境监控系统需要实现的功能有:一是对电
22、源及设备的监测与控制;二是对监测数据的记录、处理、管理和分析。因此系设需求可以从以上两个方面进行考虑。在进行咸宁电信监控系统设计时,必须根据监控系统的需求分析进行。既能满足监控系统功能的要求,又要保证系统具有较高的性能价格比。1.4 本课题的主要研究内容本课题分析了本论文提出来的背景和目的,通过对咸宁电信分公司动力设备现状及维护方式存在的问题进行分析,指出建设动力设备及环境监控系统的意义和作用。本文结合咸宁电信实际情况,具体研究了数据采集和数据传输技术,采用采集模块技术,解决了监控系统的数据采集的问题;应用现场总线67技术,实现采集数据在监控模块、监控单元及监控中心的传输和交换。然后,结合电总
23、有关精神指示和技术要求,讨论咸宁电信动力环境监控的网络结构、数据采集、传输组网、系统功能、技术指标要求及骏工验收等问题8 9。此课题的研究,将对咸宁电信分公司动力环境监控系统的规划和选型起到指导性作用 。1.5 论文整体结构介绍在绪论中介绍了动力环境监控系统的研究意义及作用;研究的内容及需求分析。在第二章中描述了动力环境监控系统的一般拓扑结构、组成单元及相应的功能,并对咸宁电信动力环境监控系统作了概述。在第三章中对咸宁电信动力环境监控系统的通信局站作了分类,并确定了相应的监控对象及内容,对监控内容作了详细的介绍。在第四章中简介了分散式采集技术和传感器及变送器。对前端采集设备的性能及参数作了详细
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