電子與信息工程畢業(yè)論文基站空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)監(jiān)控模塊的設(shè)計(jì)

1、<p>　　本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)</p><p>　　基站空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)監(jiān)控模塊的設(shè)計(jì)</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級 電子與信息工程 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號

2、 </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　我國目前隨著各大通訊公司運(yùn)營商的迅猛發(fā)展，通訊基站的數(shù)量也是與日俱增。通信基站有數(shù)量多、

3、分布廣的特點(diǎn)。在基站中為了讓通訊設(shè)備正常工作，基站內(nèi)的溫度和濕度必須控制在一個(gè)特定的范圍內(nèi)。以前為了達(dá)到這以環(huán)境條件，必須常年開空調(diào)來維持。這樣的話必然會(huì)消耗大量的電能，對于我國目前能源緊缺的現(xiàn)狀來說，這是一筆巨大的能源浪費(fèi)，所以，為了有效的節(jié)約能源，提高能源的使用效率。設(shè)計(jì)一個(gè)通信基站節(jié)能控制系統(tǒng)是有重要的現(xiàn)實(shí)意義的。</p><p>　　本文主要分析了目前通信基站運(yùn)營現(xiàn)狀，研究了基站耗電的主要設(shè)備構(gòu)成、，提出

4、了通信基站節(jié)能控制系統(tǒng)監(jiān)控模塊的構(gòu)建方案。該方案主要是針對通信公司對通信基站節(jié)能，降低運(yùn)營成本和節(jié)約能源而開發(fā)的溫濕度自動(dòng)智能控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)是可以實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)控基站室內(nèi)環(huán)境溫濕度的節(jié)能設(shè)備。該智能監(jiān)控系統(tǒng)可以做到少人或無人看守的目的，而且還具備智能化防火、防盜、報(bào)警、節(jié)能等各種功能于一體，具備自動(dòng)警情的檢測和及時(shí)報(bào)告功能。本系統(tǒng)還有配備了自動(dòng)斷電和自診斷功能，有火情是能做出反應(yīng)，自動(dòng)切斷電源和及時(shí)報(bào)警，增強(qiáng)了系統(tǒng)的安全性和可靠性。<

5、;/p><p>　　本文的主要內(nèi)容如下，第一章主要簡述了該課題的背景和意義、國內(nèi)基站節(jié)能這個(gè)領(lǐng)域的歷史和現(xiàn)狀以及本人的主要工作；第二章主要是結(jié)合基站節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具有的功能和設(shè)計(jì)原則，對系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì)和闡述；第三章詳細(xì)闡述了基站節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)；第四章介紹了設(shè)計(jì)的基站技能監(jiān)控設(shè)備的實(shí)現(xiàn)；第五章對本文進(jìn)行了總結(jié)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：基站節(jié)能；智能；自動(dòng)化</p>

6、<p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Communications of the current operator with the major rapid development ofcommunications is also increasing the number of base stations. The number of base st

7、ations are more widely distributed features. In the base station communication equipment in order to work properly, base stations, the temperature and humidity must be controlled in a specific range. Before the environme

8、ntal conditions in order to achieve this must be maintained year-round air conditioning. So will inevitably consume large </p><p>　　This paper analyzes the current operational status of communication base st

9、ations, base station power consumption of the main equipment of the composition of proposed energy-saving control system for monitoring communication base station module construction program. The program is mainly direct

10、ed against the communications base station communications companies energy, reduce operating costs and energy conservation and the development of intelligent control system for automatic temperature and hu</p><

11、;p>　　The main contents are as follows, the first chapter outlines the background and significance of the subject, the domestic energy base history and current situation in this area and my main work; the second chapte

12、r is a combination of energy-saving monitoring system should have the base station functionality and design Principle, the system design and describes the overall program; third chapter describes base station design of e

13、nergy-saving control system hardware; fourth chapter describes the d</p><p>　　Key words: base station energy efficiency; intelligent; Automation</p><p><b>　　朗讀</b></p><p&g

14、t;　　顯示對應(yīng)的拉丁字符的拼音</p><p><b>　　字典</b></p><p><b>　　名詞 </b></p><p><b>　　summary</b></p><p><b>　　abstract</b></p><

15、p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1課題的背景和意義1</p><p>　　1.2通信基站環(huán)境節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)的歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展1</p><p>　　1.3監(jiān)控系統(tǒng)的組成2</p><p>　

16、　1.4本文要解決的問題2</p><p>　　第2章 基站空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)監(jiān)控模塊總體設(shè)計(jì)4</p><p>　　2.1總體設(shè)計(jì)方案4</p><p>　　2.1.1基站內(nèi)部監(jiān)控系統(tǒng)工作原理4</p><p>　　2.1.2設(shè)計(jì)所遵循的原則5</p><p>　　2.1.3設(shè)計(jì)所滿足的要求5</p&

17、gt;<p>　　第3章 基站空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)監(jiān)控模塊硬件設(shè)計(jì)7</p><p><b>　　3.1硬件構(gòu)成7</b></p><p>　　3.1.1主控模塊7</p><p>　　3.1.2電源模塊9</p><p>　　3.1.3 人機(jī)接口模塊11</p><p>　　

18、3.1.4開關(guān)量采集及控制模塊12</p><p>　　3.1.5傳感器模塊14</p><p>　　3.1.6火警探測模塊15</p><p>　　3.1.7串口模塊16</p><p>　　3.1.8 A/D采樣模塊17</p><p>　　3.1.9數(shù)據(jù)存儲模塊18</p><p&

19、gt;　　3.1.10時(shí)鐘模塊19</p><p>　　3.1.11復(fù)位模塊19</p><p>　　3.2 硬件抗干擾措施20</p><p>　　第4章 基站空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)監(jiān)控模塊設(shè)備實(shí)現(xiàn)21</p><p>　　4.1安裝說明21</p><p>　　4.2功能特點(diǎn)21</p><

20、;p>　　4.3工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)21</p><p><b>　　結(jié)論23</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)24</b></p><p>　　致謝錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p><b>　　附錄25</b></p><p><

21、;b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1課題的背景和意義</p><p>　　在十一五的時(shí)候，我國政府就已經(jīng)提出了20%的節(jié)能目標(biāo)，而在最近提出的十二五規(guī)劃中，在轉(zhuǎn)型升級提高產(chǎn)業(yè)核心競爭力中又提出了推動(dòng)能源生產(chǎn)和利用方式變革?？梢钥闯瞿壳肮?jié)能減排已經(jīng)作為我國的一個(gè)基本國策，這將成為我國的一項(xiàng)長期而重要的戰(zhàn)略任務(wù)。必須加快調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變增長方式，不然資

22、源支撐不住，環(huán)境容納不下，社會(huì)承受不起，經(jīng)濟(jì)難以發(fā)展。溫室氣體的排放引起全球溫室效應(yīng)，早已受到國際社會(huì)的廣泛關(guān)注了。加強(qiáng)節(jié)能減排工作已經(jīng)成為刻不容緩的任務(wù)，也是防止全球溫室效應(yīng)的迫切需要。為此，提高全人類的節(jié)能和環(huán)保意識，倡導(dǎo)節(jié)能減排、低碳環(huán)保、合理消費(fèi)的理念，對建設(shè)節(jié)約型社會(huì)有著重要的意義。</p><p>　　目前，我國的各大通信公司的通訊基站的數(shù)量非常龐大。每個(gè)通訊基站內(nèi)都放著精密的通訊設(shè)備，這些設(shè)備對環(huán)境

23、的要求很高，需要恒溫、恒濕、恒壓、低粉塵等環(huán)境要求。過去的基站一般是一個(gè)密閉的環(huán)境，主要是為了防止灰塵進(jìn)入。溫濕度的調(diào)節(jié)主要是依靠空調(diào)常年運(yùn)行來維持的，基站的放熱源主要來自內(nèi)部的通訊設(shè)備，由于是個(gè)密閉的環(huán)境，基站外部的天氣環(huán)境對其影響較小。所以基站內(nèi)部的空調(diào)必須全年24小時(shí)處于運(yùn)行狀態(tài)來調(diào)節(jié)基站內(nèi)部的環(huán)境溫濕度，這樣不僅消耗大量的電能，而且也會(huì)縮短空調(diào)的使用壽命，同時(shí)說明節(jié)能和降低運(yùn)營成本的空間巨大。</p><p&

24、gt;　　近幾年來，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展非常迅速，結(jié)合各行各業(yè)取得的眾多成果，極大的推動(dòng)了社會(huì)的發(fā)展。借助先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，通信技術(shù)，研發(fā)出一套自動(dòng)化程度高、運(yùn)行可靠、高效節(jié)能、使用和維護(hù)方便的基站節(jié)能監(jiān)控設(shè)備正是本文要解決的問題。</p><p>　　本文采用新風(fēng)冷卻控制原理，基站的節(jié)能狀況將得到極大的提升。同時(shí)通過無線GPRS模塊或者有線以太網(wǎng)通訊模塊，工作人員就可以在監(jiān)控中心巡檢各基站內(nèi)部設(shè)備的運(yùn)行情況，包括基

25、站內(nèi)部的溫濕度、當(dāng)前空調(diào)運(yùn)行狀況、新風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和通訊設(shè)備的運(yùn)行情況等。當(dāng)通訊基站內(nèi)部某一設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，故障信息就能夠很快通過通信模塊向監(jiān)控中心進(jìn)行報(bào)警，從而工作人員能夠盡快得到故障信息并及時(shí)處理，保證基站設(shè)備處于良好運(yùn)行狀態(tài)。該監(jiān)控系統(tǒng)能夠大大減輕工作人員的工作強(qiáng)度，降低人力物力和能源的消耗，即延長了空調(diào)的使用壽命，又達(dá)到了節(jié)能的目的，間接減少火力發(fā)電過程中消耗的煤炭和產(chǎn)生的環(huán)境污染和二氧化碳的排放，因而具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效

26、益。</p><p>　　1.2通信基站環(huán)境節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)的歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展</p><p>　　在80年代末期，我國就已經(jīng)開始了關(guān)于通信電源集中監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)的研究，在92年的時(shí)候廣州市電信局和郵電部門設(shè)計(jì)院合作并研究試驗(yàn)成功了廣州長途樞紐樓通信集中監(jiān)控系統(tǒng)。96年郵電部頒布了《通信電源和空調(diào)集中監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)》，其中明確指出通信基站電源系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控的概念，并逐步實(shí)現(xiàn)少人看守或無人看守，

27、并把通信電源的集中監(jiān)控列為一個(gè)必不可少的部分，該文件引起了郵電部門的高度重視，并出現(xiàn)了國內(nèi)外生產(chǎn)設(shè)備廠家、計(jì)算機(jī)工程公司、研究所和高等院校等相關(guān)機(jī)構(gòu)協(xié)同郵電部門自身帶頭參與系統(tǒng)開發(fā)的局面。到目前為止，國內(nèi)已涌現(xiàn)出了大大小小20多家公司分別研制出了相應(yīng)的產(chǎn)品并投入運(yùn)行。2005年，信息產(chǎn)業(yè)部又發(fā)布了《通信局（站）電源空調(diào)及環(huán)境集中監(jiān)控管理系統(tǒng)》[YD/T1363-2005],該標(biāo)準(zhǔn)總結(jié)了近10年來的建設(shè)和應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)，對原來的暫行規(guī)定進(jìn)行了

28、增加和修訂，內(nèi)容更豐富，要求更明確。</p><p>　　在通信基站中主要的耗電部件是通訊設(shè)備耗電和空調(diào)耗電。因此，基站的節(jié)能降耗可以從這兩方面入手?；就ㄓ嵲O(shè)備未來的發(fā)展趨勢將向高集成度、多載頻、全I(xiàn)P化、模塊化、高效率數(shù)字功放，這些發(fā)展趨勢可以讓基站的通訊設(shè)備更省電，發(fā)熱量也更少。比如采用數(shù)字預(yù)失真技術(shù)，就可以提高功放的效率及提高功放的線性特性，減少基站通訊設(shè)備的發(fā)熱。功放穩(wěn)定性增強(qiáng)、集成度高，而且支持更寬的

29、信號帶寬。采用高集成度、低功耗的芯片，不僅能降低基站內(nèi)通訊設(shè)備占用的空間，減少體積，達(dá)到降低成本的目的，還能減少通訊設(shè)備的發(fā)熱量，減輕空調(diào)的負(fù)擔(dān)，從而達(dá)到節(jié)能的目的。</p><p>　　目前的通信設(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng)大多都是采用綜合監(jiān)控技術(shù)的，其智能化程度和可靠性都很高，在正常運(yùn)行的過程中，無需人為干預(yù)。而且研究人員在監(jiān)控系統(tǒng)中引入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制等現(xiàn)代控制技術(shù)以增強(qiáng)其預(yù)告的準(zhǔn)確性和可靠性。</p>

30、<p>　　1.3監(jiān)控系統(tǒng)的組成</p><p>　　監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成如圖1.1所示，主要由監(jiān)控中心，區(qū)域監(jiān)控中心和現(xiàn)場監(jiān)控單元組成</p><p>　　圖1.1 監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)</p><p>　　現(xiàn)場監(jiān)控單元是監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中最基本的單元，它的任務(wù)是主要負(fù)責(zé)監(jiān)控對象的各種信息采集上傳和上級命令的下達(dá)。接收來自監(jiān)控對象的檢測的信息和警情信息，經(jīng)過處理和綜合后，

31、按系統(tǒng)通信協(xié)議的要求向區(qū)域監(jiān)控中心傳輸數(shù)據(jù)，基站接收來自各級區(qū)域監(jiān)控中心下達(dá)的指令，以便各級區(qū)域監(jiān)控中心實(shí)施對這些基站的監(jiān)控。</p><p>　　區(qū)域監(jiān)控中心通過通信網(wǎng)絡(luò)收集和處理基站單元節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)送來的信息，將處理后的信息送到監(jiān)控中心，同時(shí)監(jiān)控下轄區(qū)域內(nèi)基站通信設(shè)備的運(yùn)行狀況。</p><p>　　監(jiān)控中心是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的最高級，作為整個(gè)系統(tǒng)的中樞，他不僅直接監(jiān)控處理整個(gè)本地通訊設(shè)備

32、的運(yùn)行，而且還要對監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)做大量的統(tǒng)計(jì)、分析和管理工作，為監(jiān)控中心決策提供依據(jù)。</p><p>　　1.4本文要解決的問題</p><p>　　通信基站自建成之日起，他就有很多的不完善的地方和設(shè)計(jì)缺陷，沒有按照工程規(guī)范要求進(jìn)行實(shí)施；診斷和組態(tài)等基本功能不完善，或是配置繁瑣，文檔不健全。</p><p>　　不過隨著時(shí)間的推移，很多新技術(shù)漸漸涌現(xiàn)出來，不過在發(fā)展過程

33、中，也暴露出很多問題。監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性應(yīng)該高于被監(jiān)控設(shè)備，即監(jiān)控系統(tǒng)的采用不應(yīng)該影響被監(jiān)控設(shè)備的正常工作，這是最明顯和最基本的要求。但是，很多情況下監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)帶來很多負(fù)面的影響。比如很多設(shè)備在沒安裝監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)可以正常的工作，一旦介入監(jiān)控系統(tǒng)后設(shè)備反而不能正常工作了，甚至發(fā)生嚴(yán)重的損壞；是監(jiān)控系統(tǒng)本身和通訊設(shè)備的壽命都大大縮短。而通信基站內(nèi)部的各種設(shè)備是全天候運(yùn)行的，，而且通信企業(yè)的基站隨業(yè)務(wù)的閑忙改變不大，因?yàn)槲覀兊碾娫捯荒晁募?4小時(shí)

34、隨時(shí)可能會(huì)打的，所以通訊設(shè)備也必須24小時(shí)運(yùn)行，因此常年滿負(fù)荷工作。由于要考慮到隔熱、隔濕、低粉塵的環(huán)境要求，機(jī)房又是全封閉的，機(jī)房的保溫性也很好，就算在冬天，也需要開空調(diào)來降溫，如果能充分利用外界環(huán)境來對基站內(nèi)部的環(huán)境進(jìn)行調(diào)節(jié)，這樣就可以達(dá)到節(jié)能的目的，由于機(jī)房的跨度很大，既造成機(jī)房內(nèi)溫差分布不均，有進(jìn)一步延長了空調(diào)壓縮機(jī)的運(yùn)行時(shí)間。進(jìn)一步增加了能源的浪費(fèi)。</p><p>　　對于上述問題，本文要解決的問題是

35、讓監(jiān)控系統(tǒng)和通訊設(shè)備在功能上獨(dú)立運(yùn)作，互不干涉。設(shè)計(jì)一套能獨(dú)立運(yùn)行的基于微處理器的節(jié)能監(jiān)控設(shè)備，該設(shè)備能充分利用外界環(huán)境來調(diào)節(jié)基站內(nèi)部的溫濕度環(huán)境，但又不能讓外界的負(fù)面環(huán)境影響基站內(nèi)部設(shè)備的正常工作。該設(shè)備要達(dá)到智能和自動(dòng)化，在確保機(jī)房內(nèi)部設(shè)備正常運(yùn)行的前提下，達(dá)到有效降低機(jī)房內(nèi)部溫度的目的，并達(dá)到節(jié)能的目的。應(yīng)用電子和自動(dòng)控制技術(shù)來設(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)，可以使系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)簡單、便于操作、易于維護(hù)和保養(yǎng)，還能降低設(shè)計(jì)成本，節(jié)能。本文設(shè)計(jì)的該系

36、統(tǒng)是針對通訊公司基站節(jié)能，降低運(yùn)營成本而設(shè)計(jì)的新型溫控設(shè)備。通過傳感器對室內(nèi)環(huán)境的溫度等因素進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)作出反應(yīng)，采取相應(yīng)的措施。合理利用基站室內(nèi)外的溫差形成冷熱空氣交換，通過主動(dòng)進(jìn)風(fēng)和被動(dòng)排風(fēng)技術(shù)依靠室內(nèi)正壓環(huán)境來保持室內(nèi)環(huán)境的清潔度，在保證基站內(nèi)部通訊設(shè)備正常工作的前提下，達(dá)到降低室內(nèi)溫度的目的，并達(dá)到節(jié)能的目的。</p><p>　　第2章 基站空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)監(jiān)控模塊總體設(shè)計(jì)</p>

37、<p><b>　　2.1總體設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　　2.1.1基站內(nèi)部監(jiān)控系統(tǒng)工作原理</p><p>　　基站節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：節(jié)能控制器、室內(nèi)溫度探測器、室外溫度探測器、進(jìn)排氣系統(tǒng)、空調(diào)、火警探測器，室外溫濕度探測器主要是用來檢測室外溫濕度的，如果室外的溫度低于某個(gè)值，進(jìn)排氣系統(tǒng)就會(huì)啟動(dòng)，利用外界溫度較低的空氣來降低基站內(nèi)

38、部的溫度減輕空調(diào)的負(fù)荷，降低耗電量。在新風(fēng)節(jié)點(diǎn)狀態(tài)下，如果檢測到室內(nèi)濕度超標(biāo)，則開啟空調(diào)除濕功能，同時(shí)檢測除濕效果，如果除濕效果不好就關(guān)閉新風(fēng)節(jié)電，封鎖進(jìn)風(fēng)口，防止下雨天大量潮濕空氣進(jìn)入基站室內(nèi)，使基站室內(nèi)濕度過高。這里的進(jìn)氣裝置必須加裝過濾裝置，防止粉塵進(jìn)入基站內(nèi)部。當(dāng)基站室內(nèi)溫濕度超越界限，則開啟跟蹤檢測功能。如果超過設(shè)定的有效的跟蹤時(shí)間，室內(nèi)的溫濕度還是降不下來，就通過通信網(wǎng)絡(luò)向監(jiān)控中心報(bào)警。如果室外的溫度高于某個(gè)值，那么進(jìn)排氣裝

39、置就會(huì)停止工作，完全依靠空調(diào)調(diào)節(jié)基站內(nèi)部的溫濕度。室內(nèi)溫濕度探測器主要是探測室內(nèi)溫濕度的，如果室內(nèi)的溫度低于某個(gè)值，那么空調(diào)就會(huì)停止工作，反之空調(diào)啟動(dòng)?；鹁綔y器的作用就是探測基站內(nèi)部是否有火情，萬一著火了，被探測器探測到后就會(huì)在第一時(shí)間切斷基站內(nèi)部的所有電源，（包括通信設(shè)備和監(jiān)控系統(tǒng)）然后自動(dòng)報(bào)警。</p><p>　　這些設(shè)備在功能上與通信設(shè)備完全獨(dú)立，兩者運(yùn)行時(shí)不會(huì)相互干預(yù)。節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)的正常運(yùn)行不經(jīng)可以讓

40、通訊設(shè)備正常運(yùn)行，還能達(dá)到節(jié)能的目的。節(jié)能控制器還會(huì)適時(shí)向監(jiān)控中心上傳基站內(nèi)部的各種數(shù)據(jù)，讓監(jiān)控中心的工作人員了解基站內(nèi)部各個(gè)設(shè)備的工作情況。</p><p>　　該基站環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的示意圖如圖所示。</p><p>　　圖2.1節(jié)能通風(fēng)系統(tǒng)工作示意圖</p><p>　　2.1.2設(shè)計(jì)所遵循的原則</p><p>　　基站對環(huán)境要求非常特殊

41、，必須滿足恒溫、恒濕、無粉塵等要求。因此節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)必須滿足以下原則：</p><p>　　1、保證機(jī)房安全。應(yīng)用節(jié)能技術(shù)不能影響機(jī)房通信設(shè)備運(yùn)行的安全，應(yīng)保證機(jī)房通訊設(shè)備安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，必須滿足維護(hù)作業(yè)規(guī)范中規(guī)定的機(jī)房環(huán)境要求。</p><p>　　2、節(jié)能技術(shù)的可行性、高效性。節(jié)能技術(shù)有很多種，每種節(jié)能技術(shù)都有利有弊，實(shí)際中應(yīng)該選擇適合機(jī)房各種設(shè)備現(xiàn)狀的、結(jié)合實(shí)際的、可行的節(jié)能技術(shù)，

42、以實(shí)現(xiàn)節(jié)能效率的最大化而又不影響通訊設(shè)備的正常運(yùn)行。</p><p>　　3、滿足環(huán)境需求。通信設(shè)備的組成采用了大量的集成電路及電子元件件，對工作的環(huán)境條件都有很高的要求，否則會(huì)影響使用壽命和安全可靠性，因此，節(jié)能技術(shù)應(yīng)該滿足機(jī)房設(shè)備對溫度、濕度、潔凈度的要求。</p><p>　　4、評測機(jī)制切實(shí)可行性。采用節(jié)能技術(shù)后是否能夠做到節(jié)能、可以節(jié)約多少能源都必須跟蹤測試以后要做出綜合評估，必

43、須有一套健全、可行、有效的評測機(jī)制。</p><p>　　5、具備監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的能力。提供監(jiān)控接口，適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)管理的要求。</p><p>　　2.1.3設(shè)計(jì)所滿足的要求</p><p>　　監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備需要遵循以上原則外，還必須滿足一下要求：</p><p>　　1、經(jīng)濟(jì)性要求：由于該設(shè)備是為實(shí)際工程需要設(shè)計(jì)的，所以必須考慮經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。整個(gè)系統(tǒng)必

44、須具備較高的性價(jià)比，設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)該盲目追求高級復(fù)雜的方案，在滿足各項(xiàng)指標(biāo)的前提下，應(yīng)盡量采用簡單易行的方案，節(jié)省基站節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成本。</p><p>　　2、可靠性要求：可靠性是監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定安全運(yùn)行重要保證，也是通信設(shè)備能夠正常安全運(yùn)行的重要保證，最終設(shè)備在設(shè)計(jì)上增加了各種防范措施和糾錯(cuò)方案，具有良好的電磁兼容性和異常情況下的后備處理能力，確保系統(tǒng)和設(shè)備能經(jīng)受高低溫、電磁干擾、沖擊耐壓、靜電輻射、振動(dòng)等惡劣

45、環(huán)境的考驗(yàn)，確?；鞠到y(tǒng)正常運(yùn)作。</p><p>　　3、操作和維護(hù)要求：該設(shè)備必須具備很強(qiáng)的可操作性，應(yīng)該使工作人員能夠簡單方便的進(jìn)行操作。從維護(hù)的角度上來說，該設(shè)備應(yīng)該具備一定的故障智能自動(dòng)的診斷能力。</p><p>　　4、實(shí)時(shí)性要求：系統(tǒng)以GPRS無限通信網(wǎng)絡(luò)或以太網(wǎng)傳輸信道，各監(jiān)控終端保持實(shí)時(shí)監(jiān)控，確保監(jiān)控中心命令能夠迅速及時(shí)下達(dá)執(zhí)行和下級命令的上傳，監(jiān)控終端的數(shù)據(jù)、工作狀態(tài)

46、及各種異常的報(bào)警信息能夠立即傳送至監(jiān)控中心，為管理人員迅速反應(yīng)提供技術(shù)保障。</p><p>　　第3章 基站空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)監(jiān)控模塊硬件設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1硬件構(gòu)成</b></p><p>　　終端控制器主要由：主控模塊、鍵盤模塊、電源模塊、串口模塊、風(fēng)機(jī)控制模塊、空調(diào)控制模塊、顯示模塊、傳感器模塊等組成。</p&g

47、t;<p>　　電源電路主要是給各個(gè)單元供電。鍵盤模塊和顯示模塊合稱人機(jī)接口模塊就是供人為控制的開關(guān)、顯示相應(yīng)的數(shù)值，供工作人員查詢設(shè)備的工作狀態(tài)和一些數(shù)值的設(shè)置。串口模塊主要是實(shí)現(xiàn)設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)功能，及時(shí)性監(jiān)控中心發(fā)送信息。按照這個(gè)功能情況，以模塊化的形式設(shè)計(jì)本終端監(jiān)控設(shè)備的硬件電路。該設(shè)備的構(gòu)成結(jié)構(gòu)框圖如圖3.1所示：</p><p>　　圖3.1 硬件結(jié)構(gòu)框圖</p><p&g

48、t;<b>　　3.1.1主控模塊</b></p><p>　　選用的單片機(jī)作為控制芯片，是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，扮演這管理這的角色。必須考慮到設(shè)備的實(shí)用性原則，本設(shè)計(jì)選用AT89S52作為MCU，較常用的51系列單片機(jī)是ATMEL公司生產(chǎn)的AT89S51和AT89S52單片機(jī).AT89S51單片機(jī)內(nèi)含4K ROM和128字節(jié)的隨機(jī)數(shù)據(jù)存儲器RAM，可使用專用的編程器隨時(shí)對單片機(jī)進(jìn)行反復(fù)擦寫。

49、而AT89S52內(nèi)含在線系統(tǒng)可編程的Flash存儲器，片內(nèi)含8K ROM和256字節(jié)的RAM。與AT89S51相比顯然更勝一籌，而且開發(fā)時(shí)間也大為縮短，此單片機(jī)廣泛適用于眾多的控制系統(tǒng)。考慮到設(shè)計(jì)的需要，在本次設(shè)計(jì)中就選用ATMEL公司的AT89S52單片機(jī)</p><p>　　單片機(jī)的特點(diǎn)：AT89S52單片機(jī)是一款高性能和低能耗的CMOS 8位微處理控制器，片內(nèi)含8K系統(tǒng)可編程的Flash存儲器ROM和256

50、字節(jié)的RAM，使用了Atmel公司高密度非易失性存儲器制造技術(shù)，與80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容；可反復(fù)擦寫1000次；在0Hz~33MHz之間全靜態(tài)操作；含有三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；32個(gè)可編程I/0口線；全雙工UART串行通道；六個(gè)中斷源；低功耗空閑和掉電模式；掉電后中斷可喚醒；看門狗定時(shí)器；雙數(shù)據(jù)指針；掉電標(biāo)識符等。</p><p><b>　　引腳說明：</b></p>

51、;<p><b>　　VCC：供電電壓</b></p><p><b>　　GND：接地</b></p><p>　　P0：P0口為一個(gè)8位漏級開路雙向I/0口，沒腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，他可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在Flash編程時(shí)，P0口作為原碼

52、輸入口，當(dāng)Flash進(jìn)行校驗(yàn)是，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。</p><p>　　P1：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/0口，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在Flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。</p><p>　　P2：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8為雙向I/0口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1

53、”時(shí)，起管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地位的高八位。在給出地址“1”時(shí)，他利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出起特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在Flash編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號和控制信號。</p><p>　　P3：P3口

54、管腳是8個(gè)內(nèi)部上拉電阻的雙向I/0口，可接受輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，他們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉低電平，P3口將輸出電流（IIL）這是由于上拉的緣故。P3口也可以作為P89V51RC2的一些特殊功能口，如下所示：</p><p>　　口管腳 備選功能</p><p>　　P3.0 RXD （串行輸入口）&

55、lt;/p><p>　　P3.1 TXD (串行輸出口)</p><p>　　P3.2 /INT0 (外部中斷0)</p><p>　　P3.3 /INT1 (外部中斷1)</p><p>　　P3.4 T0 (計(jì)時(shí)器0外部輸入）</p><p>　　P3.5 T1

56、 (計(jì)時(shí)器1外部輸入)</p><p>　　P3.6 /WR （外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）</p><p>　　P3.7 /RD （外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）</p><p>　　P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。</p><p>　　RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST叫兩個(gè)機(jī)器

57、周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于所存地址的地位字節(jié)。在Flash編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它課用作對外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出課在SFR8EH地址上置0。此時(shí)，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令時(shí)ALE才起作用

58、。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。</p><p>　　/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。</p><p>　　/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲器(0000H-FFFFH),不管是否有內(nèi)部程序存儲器

59、。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲器。在Flash編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。</p><p>　　XTAL1：反向振蕩器放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。</p><p>　　XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。</p><p><b>　　振蕩器特性：</b>

60、</p><p>　　XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入之內(nèi)部時(shí)鐘信號呀通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對外部時(shí)鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。</p><p>　　片內(nèi)快閃儲存器（Flash Memory）</p><

61、;p>　　由于EPROM具有在線改寫，并且在掉電狀態(tài)保存存儲數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，可為用戶的特殊應(yīng)用提供便利，但是擦除和寫入對于要求數(shù)據(jù)高速吞吐的應(yīng)用還顯得時(shí)間過長，這是EPROM芯片的主要缺陷。</p><p><b>　　3.1.2電源模塊</b></p><p>　　由于本設(shè)計(jì)電源既要給設(shè)備供電，又要給I/0模塊的數(shù)字電路部分供電，因此設(shè)計(jì)電源是需要充分考慮電源的驅(qū)

62、動(dòng)能力。所以本設(shè)計(jì)采用高效的開關(guān)電源設(shè)計(jì)，可滿足8個(gè)擴(kuò)展I/0模塊的驅(qū)動(dòng)能力。</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中主要器件的供電電壓為5V直流供電，設(shè)計(jì)中采用寬電壓供電，48V，供電電壓為36V~72V，在這一電壓范圍內(nèi)系統(tǒng)都能正常工作，而且還具有高壓保護(hù)功能，采用高壓隔離電源模塊，能大大減輕雷電、靜電對瞬間電壓過充對主體控制部分的損害，可以提高系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。</p><p>　　為了保證

63、整個(gè)系統(tǒng)的安全，在電源電路設(shè)計(jì)時(shí)必須設(shè)計(jì)電源隔離模塊，該模塊采用隔離電源芯片WD5-48S12，該芯片具有短路保護(hù)，過壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、過流保護(hù)等功能，能夠給主體系統(tǒng)提供雷擊等意外情況的保護(hù)，提高整個(gè)系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。電源隔離模塊電路如圖所示：</p><p>　　圖3.2 電源隔離模塊電路</p><p>　　5V、7.2V電源：</p><p>　　為了得到

64、5V的供電電壓我們選用三端穩(wěn)壓器來實(shí)現(xiàn)。在本設(shè)計(jì)中采用串聯(lián)型的三端穩(wěn)壓器L7805CT，它能提供5V的的直流電壓，輸入端電壓可以為8V~20V的一個(gè)電壓范圍，該芯片簡單可靠，接成的電路方便簡單其電路如圖所示：</p><p>　　圖3.3 5V電源輸出模塊</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中采用了兩個(gè)三段穩(wěn)壓器L7805CT來提供5V直流電壓供電，因?yàn)榭紤]到單個(gè)L7805CT工作壓力較大，放熱

65、比較厲害，這種情況下必須加裝散熱裝置，降低了系統(tǒng)的安全性和可靠性。而且給室外的測溫裝置供電，考慮到供電的線路較長，所以可以采用7.2v的直流電壓給室外的測溫系統(tǒng)供電。三端穩(wěn)壓器的輸入端和輸出端都接了值為0.1uF的電容，輸入端的電容其作用是為了抵消它的電感效應(yīng)，防止產(chǎn)生自激振蕩；輸出端接的電容的作用是為了改善暫態(tài)響應(yīng)，使瞬時(shí)改變負(fù)載電流時(shí)不會(huì)引起電壓的較大波動(dòng)。</p><p>　　3.1.3 人機(jī)接口模塊<

66、;/p><p>　　人機(jī)接口主要是為了提高設(shè)備的可操作性和可維護(hù)性，為了方便工作人員對控制器的測試和維護(hù)，因此本設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)了這部分的電路。它包括將相關(guān)信息輸出到數(shù)碼管進(jìn)行顯示，及鍵盤輸入模塊。有了這部分電路后，工作人員就可以利用鍵盤來修改系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)。</p><p>　　液晶顯示模塊是系統(tǒng)人機(jī)接口模塊中不可替代的重要部分，工作人員對系統(tǒng)的參數(shù)是通過鍵盤進(jìn)行的，但是為了比較直觀的顯示設(shè)置結(jié)果，

67、必須通過顯示設(shè)備顯示出來，才能讓工作人員知道設(shè)置是否正確。液晶顯示屏具有功耗小，體積小，顯示內(nèi)容豐富等優(yōu)點(diǎn)，作為顯示器件的一種，運(yùn)用的范圍也越來越廣了，代替了很多像顯像管這些大體積，高能耗的顯示設(shè)備。</p><p>　　帶中文字庫的JDL12864G系列顯示屏，提供了128×2字節(jié)的字符顯示RAM緩沖區(qū)。字符顯示是通過將字節(jié)顯示編碼寫入該字符顯示RAM實(shí)現(xiàn)的，根據(jù)寫入的內(nèi)容不同，可分別在液晶屏上顯示很

68、多內(nèi)容。不同的字符的選擇編碼范圍為0000~0006H顯示自定義字型，02H~7FH顯示半寬ASCII碼字符，A1A0H~F7FFH顯示8192中GB2312中文字庫字型。</p><p>　　液晶驅(qū)動(dòng)電路如下所示：</p><p>　　圖3.4液晶驅(qū)動(dòng)電路</p><p>　　JDL12864G芯片有串行和并行兩種通訊模式，串行只需要占用2個(gè)I/0，控制相對復(fù)雜，

69、并行則需要占用8個(gè)I/0口，控制相對簡單，但考慮到所用的AT89S52單片機(jī)在系統(tǒng)中相對I/O口較為緊張，所以在實(shí)際電路中采用的是串行通訊模式。</p><p>　　電路中的PSB直接接地，串口通信的模式大大節(jié)約了主控器的I/0口將液晶的R/W（5腳，讀寫選擇，為H：讀數(shù)據(jù)，為L：寫數(shù)據(jù)）、E（6腳，讀寫使能，H有效，下降沿鎖定數(shù)據(jù)）端口跟單片機(jī)的P1.0和P1.1相連，模塊內(nèi)部有上電復(fù)位電路，在設(shè)計(jì)中不需要經(jīng)常

70、復(fù)位就將RST端懸空了。</p><p>　　人機(jī)接口模塊必須配備輸入設(shè)備才能實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話，在本設(shè)計(jì)中，設(shè)置了5個(gè)按鍵，包括功能鍵、上翻鍵、下翻鍵、確定鍵、退出鍵等；通過這些按鍵可以設(shè)置系統(tǒng)密碼，雖然只有 5 個(gè)按鍵，但可以設(shè)置 4 位 0000~9999的系統(tǒng)密碼；可以設(shè)置控制溫濕度范圍的大小；還可以設(shè)置火警探測的靈敏度及系統(tǒng)的工作狀態(tài)等多種參數(shù)。</p><p>　　具體電路圖如圖所示

71、：</p><p>　　圖3.5鍵盤輸入模塊</p><p>　　3.1.4開關(guān)量采集及控制模塊</p><p>　　基站節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)中的控制命令執(zhí)行部分是相當(dāng)重要的，他穩(wěn)定可靠的工作保證了遠(yuǎn)程和本地新風(fēng)機(jī)和空調(diào)的正常運(yùn)行。現(xiàn)場基站空調(diào)是靠動(dòng)力柜中的三相交流接觸器來控制開關(guān)的，由于單片機(jī)的驅(qū)動(dòng)能力有限，所以單片機(jī)是通過中間繼電器來控制交流接觸器的開和關(guān)的。而且繼電器

72、的吸合與斷開又會(huì)帶來電磁干擾，為了提高系統(tǒng)的抗干擾性，將開關(guān)量采集及控制模塊單獨(dú)做成一塊PCB板，并通過25針并口線與主控板相連，既隔離了干擾，又方便了系統(tǒng)的擴(kuò)展。</p><p>　　開關(guān)量控制包括風(fēng)機(jī)控制和空調(diào)控制模塊：風(fēng)機(jī)控制主要采用匯科公司生產(chǎn)的HK3FF-DC5V-SH，改繼電器有5個(gè)管腳，其中兩個(gè)腳是線圈，一個(gè)公共點(diǎn)，一個(gè)常開一個(gè)常閉，不過只有一組觸頭，但是風(fēng)機(jī)分為進(jìn)風(fēng)機(jī)和出風(fēng)機(jī)，因此需要兩個(gè)繼電器來

73、完成。具體電路如圖所示：</p><p>　　圖3.6，風(fēng)機(jī)控制電路</p><p>　　電路中通過單片機(jī)P2.5和P0.7口輸出的高低電平來控制繼電器的吸合與斷開，當(dāng)輸出高電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，繼電器通電吸合，相反則斷電釋放</p><p>　　空調(diào)控制的原理與風(fēng)機(jī)的控制原理一致。</p><p>　　3.1.5傳感器模塊</p>

74、<p>　　測量溫度的關(guān)鍵就是溫度傳感器，溫度傳感器的發(fā)展經(jīng)歷的三個(gè)階段：傳統(tǒng)分立式傳感器、模擬集成溫度傳感器、智能集成溫度傳感器。目前在國內(nèi)，一般是基于模擬傳感器，得到模擬信號，處理后在經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換得到溫濕度數(shù)值通過顯示裝置顯示出來。而在國外，溫濕度傳感器正從模擬式向數(shù)字式，從集成式向智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向飛速發(fā)展。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中采用新風(fēng)冷卻的原理，基站室內(nèi)外的溫濕度決定新風(fēng)機(jī)及空

75、調(diào)的運(yùn)行與否，主控單元需要實(shí)時(shí)采集室內(nèi)外的溫濕度變化。因此，本系統(tǒng)采用了DALLAS公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器DS18B20作為溫度探測部分的傳感器，然后通過一個(gè)I/0接口與單片機(jī)連接，將該模塊與終端控制器的串口相連接。分辨率可達(dá)0.0625℃，其供電方式可以5V直流直接供電。占用單片機(jī)的接口少，簡單方便可節(jié)省大量的引線和邏輯電路</p><p>　　DS18B20模塊使用世界先進(jìn)的集成型溫度傳感器，具有以下

76、特點(diǎn)：DS18B20與單片機(jī)連接時(shí)只需要一個(gè)I/0口既可以雙向通信的工作方式；DS18B20的每個(gè)器件上都有唯一的標(biāo)識碼。能支持多點(diǎn)聯(lián)網(wǎng)功能，多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在惟一的三線上，實(shí)現(xiàn)對多點(diǎn)檢測；電路連接中不需要其他元件；有很寬的溫度測量范圍，在-55℃~+125℃都可以進(jìn)行測量；數(shù)字溫度計(jì)有較高的分辨率；內(nèi)部自帶有溫度上下線設(shè)置；負(fù)壓特性，就算一不小心接上相反電壓，也不會(huì)燒壞溫度計(jì)。</p><p>　　D

77、S18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示</p><p>　　圖3.7 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　DS18B20驅(qū)動(dòng)電路如圖所示：</p><p>　　圖3.8 DS18B20驅(qū)動(dòng)電路</p><p>　　驅(qū)動(dòng)電路的選擇，為了能使DS18B20準(zhǔn)確的進(jìn)行測溫，在溫度溫度發(fā)生改變時(shí)，I/0口必須具有足夠的功率提供給DS18B20。而且D

78、S18B20的工作電流較高，需要借個(gè)上拉電阻。而本設(shè)計(jì)中需要至少兩個(gè)傳感器，這樣的話接線就比較麻煩，考慮到種種因素，我們設(shè)計(jì)的是采用外接電源方式，在AT89S52的I/O口接單線總線，在數(shù)據(jù)線上加一個(gè)上拉4.7KΩ電阻，這樣即解決了DS18B20供電不足和防止電流過高的問題。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中如果采用熱敏電阻來構(gòu)成電路通過A/D進(jìn)行測溫的設(shè)計(jì)的話，這樣設(shè)計(jì)出來的電路比較復(fù)雜，容易出現(xiàn)問題，不穩(wěn)定，而且

79、不夠精確。</p><p>　　3.1.6火警探測模塊</p><p>　　防火報(bào)警系統(tǒng)在通信基站中尤為重要，他是基站機(jī)房安全的重要保證，它必須能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)火情并向監(jiān)控中心報(bào)警，便于工作人員及時(shí)采取措施，控制災(zāi)情，減少通信基站內(nèi)部設(shè)備的損失，保護(hù)國家財(cái)產(chǎn)，是正常通訊不受影響的重要保證。</p><p>　　為了節(jié)約設(shè)計(jì)成本，在設(shè)計(jì)中充分利用已有的資源，并且要求能夠

80、很好的提高系統(tǒng)的可靠性。在實(shí)際電路中，采用了光電探測和溫度探測共同構(gòu)成了火災(zāi)探測器模塊。報(bào)警系統(tǒng)中對火災(zāi)信號的檢測采用單片機(jī)進(jìn)行兌點(diǎn)信號脈沖進(jìn)行采樣來進(jìn)行綜合判斷的，通過一段時(shí)間內(nèi)電脈沖的多少來判斷災(zāi)情的嚴(yán)重程度。本設(shè)計(jì)中主要運(yùn)用了光電感應(yīng)探測器來對火警進(jìn)行探測的，下面就簡單介紹一下光電感煙探測器的具體電路和設(shè)計(jì)過程。</p><p>　　發(fā)光器件有很多種類和型號，很多產(chǎn)品都是采用發(fā)光率非常高的紅外發(fā)光管OP23

81、1，受光器件是采用OP801SL，如果室內(nèi)煙霧濃度達(dá)到一定的濃度，影響到了受光器件的受光，阻抗隨著煙霧濃度的增加而減小，報(bào)警器就會(huì)想監(jiān)控中心的報(bào)警。該模塊可以直接用直流5V電壓供電。</p><p>　　為了降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)的成本，本設(shè)計(jì)采用的穩(wěn)定性較好價(jià)格便宜的555電路芯片來作為主要芯片，電路中主要采用555電路主要作用是產(chǎn)生頻率可調(diào)的脈沖波形，這樣輸出的波形的占空比是可調(diào)的，可以按設(shè)計(jì)要求調(diào)出不同的的輸出波形，

82、并且可以有效的控制功耗。電路圖如圖所示。接上5V電源后，555芯片的3腳輸出的波形經(jīng)過三極管放大，使OP231獲得足夠強(qiáng)的方波信號，實(shí)測輸出的方波信號為8ms的高電平和146ms的低電平，頻率在6.7Hz左右。具體電路圖如下圖所示：</p><p>　　圖3.9火警煙感探測模塊</p><p>　　正常情況下紅外發(fā)光管OP231發(fā)出的光可以讓受光器OP801SL接收到，如果發(fā)生火情產(chǎn)生煙霧

83、，影響到了受光器接收紅外發(fā)光管OP231發(fā)出的光線是，會(huì)引起線路中電流的變化，從而影響到三極管9014的工作，使采樣信號發(fā)生改變，從而報(bào)警。</p><p><b>　　3.1.7串口模塊</b></p><p>　　由于設(shè)計(jì)的需要，我們選用MAX232芯片作為RS-232串口模塊的主要芯片，該芯片是MAXIM公司生產(chǎn)的低功耗、單電源雙RS232發(fā)送、接收器。該芯片是

84、一個(gè)電源變換器，可以把輸入的5V直流電壓轉(zhuǎn)變成RS232輸出所需的10V電壓。所以對此芯片供電只需要單一的5V電源供電即可。</p><p>　　MAX232芯片的主要特點(diǎn)有：符合所有的RS232C技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；只需要單一的5V直流電源；片載電荷泵具有升壓、電壓極性反轉(zhuǎn)能力，能夠產(chǎn)生10V和-10V的電壓；功耗低，典型供電電流只有5mA；內(nèi)部集成兩個(gè)RS232C驅(qū)動(dòng)器；內(nèi)部集成兩個(gè)RS232C接收器；高集成度，片外最

85、低只需4個(gè)電容即可工作。</p><p>　　RS232接口電路如圖所示：</p><p>　　圖3.10 RS-232接口電路圖</p><p>　　電路中T1IN口與AT89S52的串口輸出端相連，R1OUT端口和AT89S52的串口輸入端相連。4個(gè)0.01uF的電容的作用是電荷泵的作用，1個(gè)0.1uF電容的作用是去耦。該串口可以直接用來對單片機(jī)進(jìn)行燒寫程序，省

86、去了編程器，避免了不斷拔芯片對芯片造成損壞的可能性；便于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)的采集，給程序個(gè)軟件的升級移植都帶來了很多方便。</p><p>　　3.1.8 A/D采樣模塊</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)功能要求，該電路主要由TLC1549構(gòu)成，該芯片是串行輸入的10位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，該芯片是美國德州儀器公司生產(chǎn)的10為模數(shù)轉(zhuǎn)換器，采用先進(jìn)的CMOS工藝，具有內(nèi)在的采樣和保存，

87、采用差分基準(zhǔn)電壓高阻輸入，抗噪聲干擾，可按比例量程校準(zhǔn)轉(zhuǎn)換范圍，總不可調(diào)整誤差達(dá)到1LSB Max（4.8mV）等特點(diǎn)。</p><p>　　利用P1.4接口作為選端ADCS，P1.3作為數(shù)據(jù)輸出端AD-DATA，P1.2作為時(shí)鐘電路端ADCLK。具體A/D采樣電路圖如圖所示：</p><p>　　圖3.11 A/D 采集電路</p><p>　　在芯片的片選無效的

88、情況下，clock被靜止而且DATA OUT處于高阻態(tài)。當(dāng)CS變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，clock開始工作并且使DATA OUT脫離高阻態(tài)。。當(dāng)CS處于下降沿時(shí)，前面轉(zhuǎn)換的MSB出現(xiàn)DATA OUT端。10位數(shù)據(jù)通過DATA OUT被發(fā)送到主機(jī)串行接口。因?yàn)檫@種情況有可能破壞輸出的數(shù)據(jù)，所以在接近轉(zhuǎn)換完成是要小心防止CS被拉低電平。</p><p>　　利用A/D串行輸出設(shè)計(jì)可以提高模數(shù)轉(zhuǎn)換的精度，而且具有較強(qiáng)的抗干擾性，而

89、且可以節(jié)省大量元件和印刷板的空間減小體積。</p><p>　　3.1.9數(shù)據(jù)存儲模塊</p><p>　　A/D轉(zhuǎn)換后的信號經(jīng)過AT89S52處理后，需要暫時(shí)儲存，儲存所用到的芯片為ATMEL公司的AT24C08串行可編程只讀存儲器，該芯片與并行存儲器相比，具有結(jié)構(gòu)緊湊、存儲容量大、功耗低、保存時(shí)間長、讀寫次數(shù)多等特點(diǎn)，特別適用于具有大容量數(shù)據(jù)存儲要求的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。</p>

90、<p>　　AT24C08的A0、A1、A2腳是三條地址線，用于確定芯片的硬件地址，在本設(shè)計(jì)中這三條直接接地；第8腳接5V電源，第4腳接地，5腳為SDA為串行數(shù)據(jù)輸出輸入端，數(shù)據(jù)通過該I²C總線傳送，可以再SDA和SCL之間接上一個(gè)上拉電阻，在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中沒有連接，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中的系統(tǒng)比較穩(wěn)定不會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)丟失。第7腳為寫保護(hù)端，設(shè)計(jì)中將該端口接地，允許芯片執(zhí)行讀寫操作?？梢愿鶕?jù)實(shí)際情況接VCC，這樣就不能進(jìn)行對器件

91、的寫操作。</p><p>　　其具體電路圖如圖所示：</p><p>　　圖3.12 A/D采樣模塊</p><p>　　3.1.10時(shí)鐘模塊</p><p>　　AT89S52芯片的時(shí)鐘頻率在0~33MHz范圍都可以。單片機(jī)的XTAL2（第18腳）和XTAL1（第19引腳）接上晶振和電容就可以構(gòu)成單片機(jī)的時(shí)鐘電路了。時(shí)鐘電路由晶體Y1和電

92、容C15與C16的組成。AT89S62的時(shí)鐘頻率取決于所使用的晶振的頻率取決于所使用的晶振頻率。電容C15與C16的取值范圍在20pF~50pF，在設(shè)計(jì)中選用的是22pF。晶振能夠提高時(shí)鐘頻率的穩(wěn)定性，在設(shè)計(jì)中晶振頻率選用 11.0592MHz，選擇這樣一個(gè)特殊的晶振頻率是為了獲得標(biāo)準(zhǔn)的波特率便于串行通信。</p><p><b>　　具體電路如圖所示：</b></p><

93、;p><b>　　圖3.13時(shí)鐘電路</b></p><p>　　3.1.11復(fù)位模塊</p><p>　　對于AT89D52芯片，如果復(fù)位鍵（第9腳）能保持24個(gè)時(shí)鐘周期的高電平，單片機(jī)就可以完成復(fù)位。如圖所示：</p><p>　　圖3.14 復(fù)位模塊電路</p><p>　　當(dāng)加電時(shí)，C14兩端的電壓不能突變

94、，因此引腳RST為高電平，單片機(jī)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。隨著C14的充電，連端電壓上升，使得RST端的電壓下降，最終使單片機(jī)退出復(fù)位狀態(tài)，對于C14和R8的取值要合理，這里我們?nèi)14為22uF，R8為10KΩ。</p><p>　　3.2 硬件抗干擾措施</p><p>　　為了保證系統(tǒng)能可靠、穩(wěn)定的運(yùn)行，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件系統(tǒng)時(shí)要考慮以下的一些抗干擾措施：</p><p>　

95、　合理選擇良好的元器件：目前市場上銷售的一些元器件，很多性能不是很好，只能再很好的環(huán)境下正常工作，否則非常容易受到干擾。因此，在選購元件的時(shí)候，比如單片機(jī)、晶振這些都需要良好的選擇。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)參數(shù)選用合理的器件來滿足系統(tǒng)性能的要求。盡量選用集成度高、抗干擾性強(qiáng)和功耗小的元器件。</p><p>　　配置去耦電容：在設(shè)計(jì)PCB線路板時(shí)，每個(gè)集成電路的電源、接地之間都要加一個(gè)去耦電容。去耦電容的作用有兩個(gè)方面

96、：一方面是為了保護(hù)集成電路中的元件，吸收該集成電路開、關(guān)時(shí)瞬間的充放電能；另一方面消除掉該器件的高頻噪聲。</p><p>　　抑制過程通道干擾：繼電器開關(guān)時(shí)產(chǎn)生的火花是系統(tǒng)的主要干擾之一，所以必須對繼電器采取一些措施，比如對繼電器的控制采用光電隔離。光電隔離就是將兩個(gè)電路的電信號隔離開，通過光耦合來傳遞信號，這樣既能保證信號的正確傳輸，又能隔斷噪聲信號從一個(gè)電路傳輸?shù)搅硪粋€(gè)電路。對光耦合的供電的電源也采用隔離后

97、的電源，這樣就可以有效防止干擾信號進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)部。</p><p>　　遵守布線規(guī)則：布線時(shí)，接地線盡量加粗。元件在印刷線路板上排列的位置充分考慮抗電磁干擾問題，原則之一是各部件之間的引線要盡量短。在布局上，把模擬信號部分，高速數(shù)字電路部分，噪音源部分這三部分合理分開，使相互間的信號耦合為最小</p><p>　　第4章 基站空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)監(jiān)控模塊設(shè)備實(shí)現(xiàn)</p><p

98、><b>　　4.1安裝說明</b></p><p>　　室內(nèi)傳感器探頭安放要滿足的要求：室內(nèi)溫濕度傳感器探頭要安裝在空調(diào)和進(jìn)出風(fēng)系統(tǒng)不能吹到的位置，也不能太靠近放熱的通訊設(shè)備。建議室內(nèi)溫濕度傳感器探頭的安放高度在1m~1.5m之間，從而保證溫濕度傳感器的測量到的溫濕度值能夠反應(yīng)機(jī)房真實(shí)的溫濕度。</p><p>　　室外傳感器探頭安放要滿足的要求：室外溫濕度傳

99、感器探頭的安放位置應(yīng)該盡量避免日曬雨淋的位置，以避免溫濕度測量值測試的誤差過大；一般可以選擇將安放在進(jìn)風(fēng)口的位置和室外較陰涼的地方，絕對不能放在新風(fēng)機(jī)出風(fēng)口的位置。</p><p>　　新風(fēng)系統(tǒng)安裝位置及其接線說明：進(jìn)風(fēng)機(jī)口的安裝位置應(yīng)選擇陰涼通風(fēng)，盡量避免日曬雨淋和靠近空調(diào)外機(jī)，以保證進(jìn)風(fēng)機(jī)送入的空氣溫度滿足機(jī)房的要求。因?yàn)槔淇諝庖话阍谙旅?，所以進(jìn)風(fēng)口的安裝位置應(yīng)該偏低一點(diǎn)，而出風(fēng)口的安裝位置則應(yīng)該要高一點(diǎn)。進(jìn)

100、排風(fēng)設(shè)備的安裝位置要按照進(jìn)風(fēng)到出風(fēng)的風(fēng)路要最長的原則，并盡可能讓進(jìn)風(fēng)風(fēng)道經(jīng)過機(jī)房設(shè)備的吸風(fēng)口處，最大限度的利用進(jìn)風(fēng)。</p><p>　　機(jī)房設(shè)備中發(fā)熱量最大的是電源和交換設(shè)備，其他的發(fā)熱量較小，所以進(jìn)風(fēng)的主要目標(biāo)是在交換設(shè)備和開關(guān)電源。</p><p>　　設(shè)備的安裝應(yīng)該綜合考慮機(jī)房的走線要求，應(yīng)盡量將節(jié)能降耗設(shè)備間的連線固定在機(jī)房原有的布線架上，連入設(shè)備應(yīng)以PVC槽固定，AC和DC分開

101、布線，以保證機(jī)房的整體美觀。</p><p><b>　　4.2功能特點(diǎn)</b></p><p>　?。?）基站節(jié)能監(jiān)控終端設(shè)備能對兩臺基站空調(diào)作分布控制；</p><p>　?。?）基站節(jié)能監(jiān)控終端設(shè)備運(yùn)行時(shí)，能維持基站內(nèi)部的微正壓環(huán)境，確?；经h(huán)境的清潔度；</p><p>　　（3）基站節(jié)能監(jiān)控終端設(shè)備能夠?qū)κ覂?nèi)、

102、外環(huán)境的溫濕進(jìn)行檢測、判斷，不符合通風(fēng)條件時(shí)，關(guān)閉新風(fēng)節(jié)能系統(tǒng)，并確?；镜拿荛]運(yùn)行環(huán)境；</p><p>　?。?）基站節(jié)能監(jiān)控終端設(shè)備運(yùn)行時(shí)，能夠方便地進(jìn)行清洗濾網(wǎng)并重復(fù)使用和低成本跟換；</p><p>　?。?）基站節(jié)能監(jiān)控終端設(shè)備面板能顯示基站室內(nèi)外溫濕度、系統(tǒng)運(yùn)行狀況、運(yùn)行控制模式和告警信息等</p><p>　?。?）基站節(jié)能監(jiān)控終端設(shè)備能夠隨著基站熱

103、負(fù)荷的增加而方便地?cái)U(kuò)容；</p><p>　?。?）基站節(jié)能監(jiān)控終端設(shè)備具備對基站環(huán)境，空調(diào)運(yùn)行狀態(tài)、以及自身運(yùn)行狀況的監(jiān)控功能；</p><p>　　（8）為基站量身打造專用新風(fēng)系統(tǒng)具有三級以上防塵措施；</p><p>　?。?）擁有故障自動(dòng)旁路功能，確?；竟?jié)能監(jiān)控系統(tǒng)不影響原有設(shè)備正常運(yùn)行；</p><p>　　（10）課通過無線GP

104、RS或有線以太網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。</p><p><b>　　4.3工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)</b></p><p><b>　　（1）電源要求</b></p><p><b>　　基站標(biāo)配電源</b></p><p>　　直流48V，交流220V，50/60Hz</p>

105、<p>　　適用電壓范圍：交流30%，直流20%</p><p><b>　　新風(fēng)系統(tǒng)電源</b></p><p>　　交流220V，50/60Hz 直流24V/48V</p><p>　　適用電壓范圍：交流30%，直流20%</p><p><b>　?。?）通信</b></p&

106、gt;<p>　　通信：1個(gè)RS232，用于GPRS通訊和溫度采集模塊</p><p><b>　?。?）模擬量輸入</b></p><p>　　交流輸入量：最多5組三相交流電量，其中一組三相電壓，4組三相電流</p><p>　　額定交流電壓輸入：3.25V（電壓互感器感應(yīng)）</p><p>　　額定交流

107、電流輸入：20mA（電流互感應(yīng)器感應(yīng)）</p><p>　　測量精度：溫度檢測精度0.1℃，濕度檢測精度2%</p><p>　　控制精度100%，告警準(zhǔn)確率100%；</p><p><b>　?。?）開關(guān)量檢測</b></p><p>　　開關(guān)量檢測：8路光隔離</p><p>　　開關(guān)變位分

108、辨率：1ms</p><p>　　接點(diǎn)輸入電源：12/24VDC</p><p><b>　　（5）開關(guān)量控制</b></p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)：4對8路控制節(jié)點(diǎn)輸出，繼電器接口驅(qū)動(dòng)</p><p>　　輸出繼電器接點(diǎn)5A 30VDC或250VAC</p><p><b>　?。?）系統(tǒng)