专利名称：移动基站集中监控系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及监控系统，具体的说是一种应用在电信领域中，利用互联网对于电信局无人值守的移动基站实施中心监控的系统装置。
背景技术：
随着国内外移动通讯业务的飞速发展，对于移动基站的通信电源、空调及机房环境集中监控管理系统的要求越来越迫切，而且发展的趋势是要走开放协议及IP化的道路。目前虽然已经有的移动基站监控系统种类很多，开通运行的局也不少，但由于现有技术对于环境集中监控系统所采用的方案主要是基于公共交换电话网络(PSTN)和自定义协议的分布式或集散式控制系统，因此不能完全达到先进、实用、规范、符合电信管理网建设的要求。现有技术的典型方案是利用RS485/232在基站内部组网或级联，利用工控机或PC机作为基站内部网的主控设备，主控设备利用基站的时隙与监控中心通讯，并利用时隙交换机完成图像监控设备的图像切换。例如，中国专利局公开的CN1191461A“移动通信基站集中监控系统及方法”和CN1295389A“电信移动基站中心监控系统”专利申请，就是采用这种方案，这些方案均存在以下不足1.由于各厂家采用不同的自定义协议和客户端软件，所以当一个地区的监控系统由不同厂家组成时，必须要通过相应的通信协议转换器在不同地点分别纳入到电源监控系监控中心，才能实现各个基站的统一集中监控；2.由于每一个基站需要独占一个或数个时隙，因而资源浪费严重，特别是在需要视频监控的场合更为突出；3.由于采用PSTN时隙互联和自定义协议监控系统，故集中监控系统不得不设计成为多级结构，级数为二级或三级甚至更多的组网结构，例如，一个典型的地市级监控中心(CNMC)，下辖的级别多达县(DSMC)，局(LSS)，监控终端(ST)，包括监控模块(SM)与监控单元(SU)等，级别越多，可管理性和可靠性就随之下降越多；4.由于现有系统采用不同的自定义协议专项网管系统、监控系统、测量系统，自成体系，造成设备重复投资，传输线路浪费，系统维护麻烦，无法将电源监控系统纳入电信管理网(TMN)，电信大楼的综合布线系统(PDS)；5.由于监控终端(ST)内各厂家的智能设备不能互相通讯，因而信息无法由统一的接口提供给上级；6.由于采集点数较多，就需要很多传感器，且绝大部分集中监控系统软件依赖于普通商用操作系统，硬件需要硬盘、显示器及PC插卡等部件，不但结构复杂，而且可靠性差，易死机，易受病毒感染。
7.系统组网采用由各厂家提供的专用设备，成本高，维护复杂，无法互通。
实用新型的技术方案本实用新型的目的是提供一种基于通用的TCP/IP互连网协议的集中监控系统，作为电信系统中的移动基站集中监控系统，以避免上述现有技术所存在的不足。
实现本实用新型目的的技术方案是基于TCP/IP及Internet互联网来构建系统，整个系统主要由嵌入式网络服务器(MLN)，数据采集系统(MLD)，智能串行协议适配器(MLS)，网络视频摄像设备(MLV)，黑盒子历史数据记录设备(MLR)，全球定位系统接口(MLG)等六部分组成。嵌入式网络服务器(MLN)分别与数据采集系统(MLD)，智能串行协议适配器(MLS)，网络视频摄像设备(MLV)，黑盒子历史数据记录设备(MLR)，全球定位系统接口(MLG)相连接，智能串行协议适配器(MLS)通过RS232/485接口与现有的智能电源，智能空调等智能设备相连，数据采集系统(MLD)通过模拟量及数字量I/O端子与电压变送器，电流变送器，门禁开关等非智能设备相连，网络视频摄像设备通过视频信号线以与CCD摄像头相连，并通过RS485与智能云台相连接，全球地理信息系统全球定位系统接口(MLG)通过RS232接口与全球地理信息系统(GPS)传感器相连，实现在互联网浏览器上集中管理各移动基站。如图1所示。
上述嵌入式网络服务器(MLN)主要由嵌入式网络处理器(MLN0)、嵌入式互联网网页服务器(MLN1)、嵌入式网络管理服务器(MLN2)、嵌入式电子邮件客户管理器(MLN3)、嵌入式网络视频服务器(MLN4)组成。嵌入式互联网网页服务器(MLN1)，嵌入式网络管理服务器(MLN2)，嵌入式电子邮件客户管理器(MLN3)，分别与以太网及PPP接口相连接，各服务器以嵌入式软件模块形式运行在嵌入式网络处理器(MLN0)中，相互配合工作，如图2-1所示。
上述嵌入式互联网网页服务器(MLN1)以网页的形式提供移动基站的各项遥测，遥信，遥控信息，并借助嵌入式网络视频服务器(MLN4)的支持，以网络视频的方式对基站进行视频监控。嵌入式网络管理服务器(MLN2)，以简单网络管理协议(SNMP)方式提供当基站的遥测，遥信，遥控量信息，这些量超出预先设置的阈值时，以陷阱(TRAP)方式向SNMP管理中心发出告警。当基站的遥测，遥信，遥控量超出预先在互联网网页服务器(MLN1)中设置的阈值时，嵌入式电子邮件客户管理器(MLN3)会以EMAIL的形式发到管理员的邮箱中进行告警，同时启动自动拨号器将告警信息送到管理员的手机或BP机中。
上述数据采集系统(MLD)主要由数字量输入(MLD0)、数字量输出(MLD1)、模拟量输入(MLD2)、模拟量输出(MLD3)数据库组成，各输入、输出数据量分别与I/O接口相连接，如图2-2所示。
上述智能串行协议适配器(MLS)主要由RS485接口(MLS0)、多RS232接口(MLS1)、协议内容转换模块(MLS2)、协议智能判断数据库(MLS3)、协议识别引擎(MLS4)组成，如图3-1所示。该协议智能判断数据库(MLS3)以智能规则库的方式存储了各个已知厂家的RS485/RS232通讯协议，通过嵌入式互联网网页服务器(MLN1)以网页的方式添加或修改协议规则，并以有限状态机模型为基础，对目前存在的所有串行通讯协议机制进行抽象，使协议识别引擎(MLS4)经过有限次的搜索迭代，识别出已知协议，对未知协议，可以人工通过网页配置，无需编程和系统重新启动。该协议识别引擎(MLS4)运用协议智能判断数据库(MLS3)进行推理判断，从而将标识挂接在RS485接口(MLS0)上的各个厂家的所有智能设备上。协议内容转换模块(MLS2)，将根据协议识别引擎(MLS4)识别出来的设备标识，与智能监控设备通讯，并将得到的遥测，遥信，遥控量送到互联网网页服务器(MLN1)和嵌入式网络管理服务器(MLN2)中。
上述网络视频摄像设备(MLV)主要由摄像头(MLV0)、视频采样及压缩芯片(MLV1)、嵌入式网络视频服务器(MLV2)组成，如图3-2所示。视频采样及压缩芯片(MLV1)与嵌入式网络视频服务器(MLV2)、嵌入式互联网网页服务器(MLN1)，集成在同一个嵌入式系统中。摄像头(MLV0)将光学图像转化为电信号，视频采样及压缩芯片(MLV1)对视频采样并压缩，压缩后的数字视频流输入到嵌入式网络视频服务器(MLV2)，嵌入式网络视频服务器通过嵌入式互联网网页服务器(MLN1)向外发布网络视频流，移动基站监控中心通过网络浏览器远程观看视频图象。
上述黑盒子历史数据记录设备(MLR)，主要由非易失性固体存储模块(MLR0)与在线系统运行轨迹数据收集模块(MLR1)相互连接组成，如图3-3所示。该记录设备(MLR)与用来查看这些记录的软件嵌入式互联网网页服务器(MLN1)集成在同一个嵌入式系统中。在线系统运行轨迹数据收集模块(MLR1)实时收集移动基站监控中心的遥测，遥信，遥控，及系统日志等信息，周期性地存储到由非易失性固体存储模块(MLR0)中。系统经历掉电，复位，灾害后，重新启动，可以从非易失性固体存储模块(MLR0)中读出历史信息，并在嵌入式联连网网页服务器(MLN1)中以网页的形式显示出来，移动基站监控中心通过网络浏览器远程观看黑盒子历史数据信息。
上述全球定位系统接口(MLG)模块，主要由RS232接口(MLG0)与全球定位系统管理协议处理器(MLG1)组成，如图3-4所示。该接口(MLG)与用来存储当前移动基站地理位置的非易失性固体存储模块(MLR0)，和用来查看这个地理位置的软件嵌入式互连网网页服务器(MLN1)集成在同一个嵌入式系统中。
上述全球地理信息系统(GPS)传感器通过RS232接口连接到本系统，全球定位系统管理协议处理器(MLG1)与全球地理信息系统(GPS)传感器通讯，获得本系统的当前的经度和纬度，并把当前的经度和纬度存储到非易失性固体存储模块(MLR0)中，在嵌入式互联网网页服务器(MLN1)中以网页的形式显示出来，移动基站监控中心通过网络浏览器远程查看被监控的移动基站的地理位置。非易失性固体存储模块(MLR0)中存储的经度和纬度输送到嵌入式网络管理服务器(MLN2)中，移动基站监控中心可以通过简单网络管理协议(SNMP)集中管理被监控的移动基站的地理位置。
本实用新型由于利用开放的TCP/IP互联网协议族及其服务软件来构建系统，同时考虑到被监控设备种类的复杂性，使得任何被监控参数及设备都可以通过本发明连上互联网，在互联网的基础上，能够把移动基站的各个参数和设备统一管理起来，因此克服了目前移动基站管理设备种类多、品种杂，监控层次繁多，各自独立，重复投资，传输线路浪费等突出问题。同时由于本实用新型采用了嵌入式网络技术和可免费使用的操作系统(LINUX)技术及网络视频技术，抛弃了传统的昂贵专用时隙分配器和商用服务器，所以使系统成本大为降低。此外由于本实用新型使现有的分散在不同地点的移动通信基站，可以通过互联网进行集中监控，通过网页和网络接口提供良好的图形界面和现场图像，因而为准确分析和及时处理故障提供了良好保障，大大节约了维护费用。对于采集点非常多的情况，只需在网络HUB上添加设备就可以实现扩容。
图1是本实用新型的移动基站集中监控系统图图2-1是本实用新型的嵌入式网络服务器图图2-2是本实用新型的数据采集系统图图3-1是本实用新型的智能串行协议适配器图图3-2是本实用新型的网络视频摄像设备构成图图3-3是本实用新型的黑盒子历史数据记录设备构成图图3-4是本实用新型的全球定位系统接口模块图图4是本实用新型利用互联网对移动基站监控的实施例图图4中，4-1为操作终端；4-2为路由器；4-3为2M转以太网转换器；4-4为监控模块；4-5为GPS传感器；4-6为摄像头和云台；4-7为智能组合电源；4-8为温度湿度传感器；4-9为门禁开关；4-10为视频采集模块；4-11为全球定位系统接口；4-12为以太网口；4-13为中继线；4-14为监控中心局域网；4-15 4-16 4-17为监控端局；4-18为智能串行协议适配器；4-19为数据采集系统。
具体实施方式
本实用新型的对外联网出口采用RJ-45以太网网口或MODEM。一部分较新式的移动基站可以直接通过以太网口与监控中心相连，大多数移动基站通过2M中继与监控中心相连。本实用新型的实施例提供了一个使移动基站中的监控单元与监控中心连网系统。
参照图4，路由器4-2，中继线4-13，2M转以太网转换器4-3这三个设备将监控中心局域网4-14与监控端局4-15，4-16，4-17连接在一起。每一个监控端局配备一个或数个监控模块4-4。监控模块4-4与2M转以太网转换器4-3通过以太网口4-12或HUB相连。2M转以太网转换器4-3也可以用低端路由器或交换机或虚拟专用网(VPN)代替。中继线4-13也可以采用光纤、微波等传输方式。智能组合电源4-7，温度湿度传感器4-8，门禁开关4-9，分别代表各种形式的监控对象。智能组合电源4-7通过RS232/485接口与智能串行协议适配器4-18相连。温度湿度传感器4-8通过模拟量I/O端子与数据采集系统4-19相连，门禁开关4-9通过数字量I/O端子与数据采集系统4-19相连。摄像头和云台4-6与网络视频摄像设备4-10相连。全球地理信息系统(GPS)传感器4-5通过RS232口与全球定位系统接口4-11相连。系统运行时，监控中心操作人员在操作终端4-1的互联网浏览器上敲入相应的网址，就可以对被监控局4-15进行监控。在监控中心的主网页上，显示有根据监控局GPS位置显示的地图。当点击其中一个局4-15时，进入监控局4-15的网页，显示遥测，遥信，遥控等信息。当有告警发生时，除了本地的声光告警之外，可以通过EMAIL和自动拨号器向预定号码告警。并可以查找这些记录的历史记录，通过浏览告警记录，可以打开视频显示窗口查看视频监控状态，并通过窗口上的控制件调整摄像头的水平及俯仰角。另外两个监控局4-16，4-17中设备的监控与4-15相同，唯一不同的是它们的IP地址不同。通过开多个浏览器窗口，就可以同时对多个监控局的状态同时浏览。该监控中心无须安装任何软件，就可以通过浏览器查看任何一个被监控的基站，浏览器所在的地点可以是监控中心局域网上的任何一台有口令保护的机器。
权利要求1.一种移动基站集中监控系统，采用TCP/IP组网结构，其特征在于该网络基于Internet互联网来构建，主要由嵌入式网络服务器(MLN)，数据采集系统(MLD)，智能串行协议适配器(MLS)，网络视频摄像设备(MLV)，黑盒子历史数据记录设备(MLR)，全球定位系统接口(MLG)相互连接构成，且智能串行协议适配器(MLS)与外接的智能设备相连接，数据采集系统(MLD)与外接的非智能设备相连，网络视频摄像设备与外接的智能云台相连接，全球定位系统接口(MLG)与全球地理信息系统(GPS)传感器相连接，实现在互联网浏览器上集中管理各移动基站。
2.根据权利要求1所述的移动基站集中监控系统，其特征在于嵌入式网络服务器(MLN)主要由嵌入式网络处理器(MLN0)、嵌入式互联网网页服务器(MLN1)、嵌入式网络管理服务器(MLN2)、嵌入式电子邮件客户管理器(MLN3)、嵌入式网络视频服务器(MLN4)组成，各服务器分别与以太网及PPP接口相连接，并以嵌入式软件模块形式运行在嵌入式网络处理器(MLN0)中，相互配合工作。
3.根据权利要求2所述的移动基站集中监控系统，其特征在于嵌入式互联网网页服务器(MLN1)以网页的形式提供移动基站的各项遥测，遥信，遥控信息，且借助嵌入式网络视频服务器(MLN4)的支持，以网络视频的方式对基站进行视频监控；嵌入式网络管理服务器(MLN2)以简单网络管理协议(SNMP)方式提供基站的遥测，遥信，遥控信息，并向管理中心发出告警；嵌入式电子邮件客户管理器(MLN3)以EMAIL的形式发出基站超出在互联网网页服务器(MLN1)中设置的遥测，遥信，遥控阈值告警信号，同时启动自动拨号器将告警信息传送到管理员的手机或BP机中。
3.根据权利要求1所述的移动基站集中监控系统，其特征在于数据采集系统(MLD)主要由数字量输入(MLD0)、数字量输出(MLD1)、模拟量输入(MLD2)、模拟量输出(MLD3)组成，各输入、输出数据量分别与I/O接口相连接。
4.根据权利要求1所述的移动基站集中监控系统，其特征在于智能串行协议适配器(MLS)主要由RS485接口(MLS0)，多RS232接口(MLS1)，协议内容转换模块(MLS2)，协议智能判断数据库(MLS3)，协议识别引擎(MLS4)组成，协议智能判断数据库(MLS3)中存储有可通过嵌入式互联网网页服务器(MLN1)以网页的方式添加或修改的各个已知厂家的RS485通讯协议，协议识别引擎(MLS4)运用协议智能判断数据库(MLS3)进行推理判断，并将标识挂接在RS485接口(MLS0)及RS232接口(MLS1)上的各个厂家的所有智能设备上，协议内容转换模块(MLS2)根据协议识别引擎(MLS4)识别出设备标识，并与智能监控设备进行通讯，将得到的遥测，遥信，遥控量分别传送到互联网网页服务器(MLN1)和嵌入式网络管理服务器(MLN2)中。
5.根据权利要求1所述的移动基站集中监控系统，其特征在于网络视频摄像设备(MLV)主要由摄像头(MLV0)，视频采样及压缩芯片(MLV1)，嵌入式网络视频服务器(MLV2)组成，视频采样及压缩芯片(MLV1)与嵌入式网络视频服务器(MLV2)、嵌入式互联网网页服务器(MLN1)，集成在同一个嵌入式系统中；视频采样及压缩芯片(MLV1)对视频采样并压缩，压缩后的数字视频流输入到嵌入式网络视频服务器(MLV2)中，并通过嵌入式互联网网页服务器(MLN1)向外发布网络视频流，移动基站监控中心通过网络浏览器远程观看视频图象。
6.根据权利要求1所述的移动基站集中监控系统，其特征在于黑盒子历史数据记录设备(MLR)，主要由非易失性固体存储模块(MLR0)与在线系统运行轨迹数据收集模块(MLR1)相互连接组成，该记录设备(MLR)与用来查看这些记录的软件嵌入式互联网网页服务器(MLN1)集成在同一个嵌入式系统中；系统运行轨迹数据收集模块(MLR1)实时收集移动基站监控中心发出的遥测，遥信，遥控及系统日志信息，周期性的存储到非易失性固体存储模块(MLR0)中，移动基站监控中心通过网络浏览器远程观看黑盒子历史数据信息。
7.根据权利要求1所述的移动基站集中监控系统，其特征在于全球定位系统接口(MLG)模块，主要由RS232接口(MLG0)与全球定位系统管理协议处理器(MLG1)相互连接组成，该接口(MLG)与用来存储当前移动基站地理位置的非易失性固体存储模块(MLR0)，和用来查看这个地理位置的软件嵌入式互连网网页服务器(MLN1)集成在同一个嵌入式系统中。
8.根据权利要求7所述的移动基站集中监控系统，其特征在于全球定位系统管理协议处理器(MLG1)与通用全球定位系统传感器设备进行通讯，以获得本系统的当前经度和纬度，该经度和纬度被存储到非易失性固体存储模块(MLR0)中，通过嵌入式互联网网页服务器(MLN1)显示，移动基站监控中心通过网络浏览器远程查看被监控的移动基站的地理位置；固体存储模块(MLR0)中存储的经度和纬度被输送到嵌入式网络管理服务器(MLN2)中，移动基站监控中心就可通过简单网络管理协议集中管理被监控的移动基站的地理位置。
专利摘要本实用新型提供了一种移动基站集中监控系统，其技术方案是基于TCP/IP及Internet互联网来构建系统。整个系统包括嵌入式网络服务器(MLN)，数据采集系统(MLD)，智能串行协议适配器(MLS)，网络视频摄像设备(MLV)，黑盒子历史数据记录设备(MLR)和全球定位系统接口(MLG)。其中智能协议适配器(MLS)、数据采集系统(MLD)、网络视频摄像设备(MLV)分别将现有的智能设备、非智能设备、智能云台或摄像头接入本系统，同时观察和操作远方的摄像头，就可实现在互连网浏览器上集中管理众多基站的效果。对于采集点非常多的情况，只需在网络HUB上添加设备就可以实现扩容。具有成本低，性能稳定，扩展性强，维护方便之优点，可作为移动通信基站的集中监控系统使用。
文档编号H04W24/00GK2561185SQ0222486
公开日2003年7月16日 申请日期2002年4月30日 优先权日2002年4月30日
发明者谢凯年, 陈珂 申请人:谢凯年