通信基站防盗和动力监控系统设计与应用

阮家余

（中国铁塔股份有限公司咸宁市分公司，湖北 咸宁 437100）

0 引 言

近年来，中国铁塔股份有限公司咸宁市分公司的基站空调、蓄电池、接地线以及接地排等被盗频繁，企业损失巨大，而现有的干接点动力监控系统和通信基站防盗措施存在缺陷：

（1）基站空调的防盗措施仅靠空调防盗网，无防盗报警装置，而空调防盗网只能增大犯罪分子盗窃空调设备的难度，缺乏监控手段；

（2）基站门禁告警易被有经验的犯罪分子避开，缺乏红外线等先进监控手段，无法及时有效地发现盗窃行为；

（3）现有的干接点监控缺乏蓄电池欠压告警功能，不利于监控中心调度人员安排基站发电；

（4）现有的干接点监控系统将干接点告警信号通过基站BTS上传至BSC网管，在BSC网管上没有声光告警提示，需要值班人员不断轮巡，且不方便统计。

为了解决上述问题，提出通信基站防盗和动力监控系统的设计思路，设计、制作通信基站防盗和动力监控设备，将基站门禁告警、红外告警、空调被盗告警、市电停电以及电池欠压告警的开关量信号转换成+5 V高电平信号，输入中兴ZXMP S320光端机的外部告警输入接口，通过传输网络传送到传输网管。若有告警发生，传输网管的外部警告模块自动弹出告警提示对话框并发出声光告警，值班人员监控到告警信息后会及时通知一线维护人员处理。

1 ZXMP S320外部告警开关量接口介绍

S320光端机开关量输入接口采用DB9插座，能接收9组TTL电平标准开关量作为监控告警输入，可将温度、火警、烟雾、门禁以及红外等告警信号上传到传输网管进行监测。用户可以根据需要通过网管系统更改各针脚对应的告警定义信息。本设计方案拟将针脚1的告警信息定义为门禁告警，将针脚2的告警信息定义为空调被盗告警，将针脚3的告警信息定义为市电停电告警，将针脚4的告警信息定义为电池欠压告警，将针脚5的告警信息定义为红外告警，其他针脚定义为空。

2 基站防盗和动力监控设备的电路设计思想

如图1所示，监控设备的电源取通信基站开关电源直流-48 V基础电源。电路中设计两个电源转换电路，+12 V电源为电压比较电路和继电器的工作电源，+5 V电源为光端机外部告警输入信号电源。+5 V电源的地参考点为机房工作地，与光端机的输入高电平的地参考点保持一致。电池欠压检测电源直接取-48 V工作电源，将检测到直流电压输入电压比较器。市电检测、门禁检测、空调被盗信号检测、红外检测以及电压检测电路，将这些检测到的开关量信号输入继电器，再由继电器将开关量信号转换为+5 V高电平信号输出。

3 监控设备电路设计

根据监控设备的电路设计原理图，逐一介绍各主要框图功能的电路设计原理。

3.1 电源转换电路

由于电路系统+5 V信号电源的地参考点为机房工作地，而电压比较器等IC工作电源+12 V的地参考点为-48 V电源的负极，故电路设计必须设计两路低压工作电源。如图2所示，本设计方案的电路板工作电源取基站的-48 V基础电源，+5 V高电平信号电源采用P3WDC48S05电源模块实现，并将输入-48 V电源正极与+5 V电源负极连起来，以确保+5 V信号电源的地参考点为机房工作地。+12 V IC工作电源采用LM2576（HV）模块实现。电路设计中，在电源模块的输入、输出侧并联电容滤波，以提高电源系统的可靠性和稳定性。

图1 基站防盗和动力监控设备设计思路框图

图2 电源转换电路原理图

3.2 市电检测电路

市电检测电路采用典型的三相六脉整流电路实现，如图3所示。当市电输入正常时，交流输入经高压滤波电容降压后，由三相六脉整流电路滤波，再经稳压二极管稳压输出，光电耦合器导通，三极管截止。反之，当市电停电或只有一相市电输入时，三相六脉整流电路无输出，光耦合器截止，三极管导通，继电器M吸合，将+5 V高电平送出。

图3 市电检测电路原理图

3.3 电池欠压检测和电压比较电路

蓄电池欠压告警信号通过电压比较器LM339模块实现。将输入电压通过串联电阻回路分压后输入LM339，与基准电压+12 V进行比较，欠压告警值可通过可调电阻调节。通过比较器实现蓄电池欠压告警，电池欠压检测和电压比较电路图如图4所示。

图4 电池欠压检测和电压比较电路原理图

3.4 门禁、空调被盗、红外检测电路

门禁、空调被盗和红外告警开关量在正常情况下均为常闭信号。当告警发生时为常开信号，其电路设计完全相同。如图5所示，当开关量输入常闭时，三极管截止，电路无输出；相反，当告警发生时，输入开关量为常闭信号，三极管导通，继电器M吸合，输出+5 V高电平。在安装设备时，可将常闭开关量信号线缠绕在机房门背面、空调室外机及铜管上，以增加犯罪分子盗窃时告警触发的灵敏度。

图5 门禁告警信号检测电路原理图

3.5 监控设备的电路原理设计电路图

基站防盗和动力监控设备设计电路图，如图6所示。

4 基站防盗和动力监控系统原理分析

监控设备的工作电源采用开关电源-48 V直流电源，三相交流检测信号取样开关电源的交流辅助输出开关；电池欠压告警信号直接取监控设备的-48 V工作电源，若市电停电或电池欠压，监控设备产生+5 V高电平；机房门磁、空调防盗和红外线告警正常情况下为常闭信号，当警告生产时为常开信号，监控设备产生+5 V高电平。当告警发生时，监控设备将产生相对应的+5 V高电平，送到中兴ZXMP S320光端机中的告警输入接口，由光端机通过传输网络送到网管。

5 网管数据设置及告警管理

5.1 告警数据设置

如图7所示，进入中兴S320传输网管外部告警子模块，在外部告警设置对话框中，将端口1～5依次设置为市电停电、直流欠压、门禁告警、空调被盗和红外告警，告警方式选择高电平告警。

图6 监控设备电路原理设计电路图

图7 告警数据设置示例图

5.2 告警管理介面

如图8所示，当告警发生时，网管系统的告警箱发出声音告警，网管平台相应的网元变为红色。选择告警网元，进入告警管理介面，可以看到基站已发生的告警，并可对告警信息进行管理。

图8 告警管理介面示例图

6 基站防盗和动力监控系统应用

开发该监控系统秉承经济、实用的理念，性能优于传统干节点监控设备。一是该监控系统基于传输网管平台开发，传输网管平台有声光告警，告警提示直观且易于统计查询；二是增加了电池欠压、空调被盗和红外告警，比传统干节点监控设备实用。本文设计的通信基站防盗和动力监控系统在咸宁联通公司安装应用于320个基站，参考传统干节点基站动力环境监控设备价格，为企业节约成本约58万元。本设计方案制作的基站防盗和动力监控设备实物如图9所示。

图9 基站防盗和动力监控设备实物图

7 结 论

近年来，盗窃通信基站设备的犯罪活动越来越猖獗，通信基站防盗已成为各电信运营企业共同关注的焦点。本文设计开发的基站防盗和动力监控系统为公司提供了必要的基站防盗监控措施，有效打击了通信基站设备被盗行为，减少了企业损失。同时，设计开发的监控系统具有基站停电和电池欠压告警功能，有利于合理调度基站发电，降低了基站退服指标，提高了用户感知，且有效控制了基站发电成本。