一种实现基站电源状态远程监测的方法和系统 【发明领域】
本发明涉及仪器工作状态信息的远程实时监测的方法和系统，尤其涉及一种实现基站电源状态的远程实时监测的方法和系统。
【背景技术】
仪器工作状态的实时监控技术几乎涉及了现代社会的各个领域。随着现代通讯技术地发展，PHS系统(Personal Handy-phone system，个人便捷电话系统)正在不断的扩大。由于它采用‘微微蜂窝网’，所以系统基站的数量也很大，这就增加了的维护工作量。因此，对基站工作状态的实时监控技术就显得越发重要。基站工作状态，尤其是电源状态的正确判断，对提高维护工作的工作效率、减少维护工作量、保障网络的正常运营起着很重要的作用。
在基站电源状态监控系统的设计中，如果单纯追求可靠性就可能增加系统的复杂度，降低它的可维护性。单独追求系统的简单化，又可能影响它的可靠性。在保证系统要求的可靠性的前提下追求快速、简捷、低成本和可维护性是这一技术追求的目标。
目前已知的基站断电状态信息采集和远程传递的方法主要包括以下两类：
一、通过电源信息采样电路将电源的工作状态信息采样后传递给信息处理系统的CPU，然后经CPU判断处理，再将相应的电源工作状态信息通过接口电路上报，从而达到基站上电源状态的实时监测。
这种方法的缺点是在掉电后，信息处理系统也同时掉电。而CPU的采样和处理都需要时间，CPU对工作电源的要求又比较高，对电源的变化比较敏感。因为电路的惯性所能维持的时间很短，整个系统的功耗很快会将‘余电’放掉，所以此时的电源已经不能保证CPU等的正常工作，这样就不能保证掉电信息的正确可靠传输。为解决这一矛盾通常需要给系统加单独的续电电路，例如UPS、蓄电池等。这样虽然能维持在掉电后CPU系统的正常工作，保证掉电信息的可靠传输，但同时也引入了非使用状态(例如储存、运输等)和使用时的掉电状态判断问题，从而增加了系统的硬件成本和维护成本、同时也增加了系统的复杂度和故障率。
二、将基站的电源信息采样后直接通过信号线引到上位系统，通过上位系统读取采样信息。
这种方法虽很直接，处理也相对简单，但由于基站到控制器的距离通常比较远，这样就增加了系统的硬件成本。同时由于电缆特性、长度及传输过程中的外界电磁环境等因素的影响，上位系统(如基站控制器)从电缆上采集到的基站电源信息可能会因此受到影响，这样就降低了信息传递的可靠性，增加了出错环节，同时也增加了维护成本。
【发明内容】
为此，本发明要解决的技术问题是提供一种实现基站电源状态远程监测的方法，该方法既能保证基站供电状态信息的正确传递的可靠性，又能够不增加成本和系统复杂度，同时又不影响系统的可维护性和功能的扩充。
本发明要解决的另一个技术问题是提供一种实现基站电源状态远程监测的系统。
为解决上述技术问题，本发明提供一种实现基站电源状态远程监测的方法，其包括如下步骤：
(a)通过电源采样电路对基站电源的状态信息进行采样；
(b)通过时隙分配电路判断ISDN-U总线的时隙，将采样得到的电源状态信息转化为M通道格式并发送到相应的时隙位置中；
(c)通过U接口电路将该电源状态信息的格式转换并耦合至U接口线；
(d)通过U接口线完成该电源状态信息与上位系统的远程传递。
其中，时隙分配电路是通过ISDN-U总线的帧同步信号判断一帧的起始位置，并以系统的数据时钟为计数时钟判断总线的帧时隙，该时隙分配电路再将采样得到的电源状态信息读入后直接输出到M通道相应的时隙中。
其中，步骤(b)可包括如下步骤：
(b1)初始化时隙分配电路的初始状态为一已知的工作状态；
(b2)通过同步头判断M通道的时隙，并在对应的M通道时隙发送第一个字节信息，若没有接收到应答信号，则重新发送该第一个字节信息，若接收到应答信号；则
(b3)接续在对应的M通道时隙发送第二个字节信息，若没有接收到应答信号，则重新发送该第二个字节信息，若接收到应答信号；则重复步骤(b2)、步骤(b3)重新开始下组M通道信息的发送。
该方法可进一步包括步骤(e)：上位系统按照M通道协议将收到的信息读出。
本发明还提供一种实现基站电源状态远程监测系统，其包括：一电源采样电路，用以对基站电源的状态信息进行采样；一信息处理模块，其包括一可编程逻辑芯片的时隙分配电路，用以通过该可编程逻辑芯片判断ISDN-U总线的时隙，将采样得到的电源状态信息转化为M通道格式并发送到相应的时隙位置中，和一包括U接口芯片的U接口电路，用以通过该U接口芯片将该电源状态信息的格式转换并耦合至一U接口线；和一电源电路，用以提供该信息处理模块的电源和系统其他部分电源。
其中，该电源电路为该信息处理模块单独设计输出绕组并使该信息处理模块的电源与系统其他部分电源相隔离。该信息处理模块的电源与系统其他部分电源为一点共地。
该方法利用ISDN-U接口总线中的M通道(Monitor channel)传递基站的供电状态信息，信息的传递按照M通道的协议进行。这种方法的特点是不增加系统的硬件资源，通过对硬件资源的合理利用与分配完成电源状态信息的采集与上报，不用通过CPU软件的支持。相对于软件来讲提高了速度，也避免了由于软件方面引起的系统误差，减少了CPU在正常工作时的负担，减少了环节，提高了可靠性。
同样，本发明采用上述实现基站电源状态远程监测方法的系统也具有如下有益效果：既能保证基站供电状态信息的正确传递的可靠性，又能够不增加系统复杂度，同时具有较好的可维护性。
另外，该电源电路为该信息处理模块单独设计输出绕组并使该信息处理模块的电源与系统其他部分电源相隔离，且该信息处理模块的电源与系统其他部分电源为一点共地。如此设计减小了保证信息可靠传递的电路的规模，并保证了在基站掉电后接口电路电源的后继。因电源状态信号是直接采样输入电源的原始信号所得，能实时的反映电源的状态，所以也保证了电源信息的实时性和正确性。
【附图说明】
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：
图1是本发明的实现基站电源状态远程监测系统的示意图。
图2是本发明中时隙分配电路内部对电源状态信息所做工作的流程图。
【具体实施例】
请参见图1，图1为本发明的实现基站电源状态远程监测系统的示意图。该远程监测系统包括：一电源采样电路101、一信息处理模块105，和一电源电路104。该电源采样电路101用以对基站电源的状态信息进行采样。该信息处理模块105包括一具有可编程逻辑芯片的时隙分配电路102，和一包括U接口芯片的U接口电路103。通过该可编程逻辑芯片判断ISDN-U总线的时隙，可将采样得到的电源状态信息转化为M通道格式并发送到相应的时隙位置中。通过该U接口芯片可将该电源状态信息的格式转换并耦合至一U接口线，通过U接口线再将该该电源状态信息传递至远程上位系统。该电源电路104用以提供该信息处理模块的电源和系统其他部分电源。
本发明的实现基站电源状态远程监测方法大致包括如下步骤：
(a)通过电源采样电路101对基站电源的状态信息进行采样；
(b)通过时隙分配电路102判断ISDN-U总线的时隙，将采样得到的电源状态信息转化为M通道格式并发送到相应的时隙位置中；
(c)通过U接口电路103将该电源状态信息的格式转换并耦合至U接口线；
(d)通过U接口线完成该电源状态信息与上位系统的远程传递；
(e)上位系统按照M通道协议将收到的信息读出。
为便于说明本具体实施方式，下面结合基站电源状态远程的监测方法对该系统的各部分做更具体的介绍。
在步骤(a)中，电源采样电路101首先从基站电源原始信号上采样电源的状态信息，经处理后将这一信号转换成时隙分配电路102能够识别的数字信号，再将这一信号输入到时隙分配电路中102进行处理。因为该电源状态信息来源于基站原始的供电电源，未经过其它环节，所以它能实时的反映基站电源的状态。
在步骤(b)中，时隙分配电路102通过ISDN-U总线的帧同步信号判断一帧的起始位置，并以系统的数据时钟为计数时钟判断总线的帧时隙。该时隙分配电路102再将采样得到的电源状态信息读入后直接输出到M通道相应的时隙中。具体的讲，该时隙分配电路102是由可编程逻辑芯片将各时隙对应的数据按顺序送到总线上，整体调节时隙的分配。因各时隙的对应的信息来源各不相同，其中只有M通道中的基站电源状态信息数据是由时隙分配电路102直接读取电源信号采样电路101的输出信号所得。在对电源状态信息的处理中，当总线时隙到该传递M通道的电源状态信息时，时隙分配电路102将由电源信号采样电路101输出的电源状态信息读入后直接输出到对应的M时隙中。这样一来，对电源信息的处理完全脱离了软件而直接通过硬件来完成，中间也没有其它多余的环节，从而提高了信息可靠性。以现在可编程逻辑器件nS级的速度，满足对管脚信号的实时采集和时隙的分配要求是完全可以的。以ISDN-U总线的帧同步速率8KHz计算，按照M通道信息传递的握手协议，可靠传递一组数据需要5个同步帧。这样传递一组信息所需要的时间是不到1mS，也就是说要可靠传递信息，必须保证在电源断电后信息处理模块的电源至少能继续保持1mS以上。而本领域的普通技术人员可以很容易通过各种方法将续电时间做到10mS以上。
由此可见，以上的方法都是通过硬件来实现的，相对于软件来讲提高了速度，也避免了由于软件方面引起的系统误差，减少了CPU在正常工作时的负担，提高了可靠性，同时也减少了保证信息可靠传递的最小电路的规模，保证了后续电源的可靠供应。
在步骤(c)中，U接口电路103完成数据传递格式的转换和数据到U接口线的耦合，将ISDN-U总线上的信息通过U口线完成与上位系统信息的远程交换。这一功能主要由U口套片来完成，另外加上耦合变压器等辅助电路。这部分电路是所有同类产品都具有的，也是本领域普通技术人员所熟知的，所以在此不再赘述。
电源电路104为系统提供所需电源。在电源设计中，将以上方法中信息传递所用到的最小电路(即信息处理电路的电源)，与系统其它部分电源相隔离，单独设计输出绕组，并与其它电源‘一点共地’，目的是将信息处理模块105的电源与系统其它部分的电源相隔离，以便对该部分电源进行‘延时处理’，这样既可使信息处理模块的电源不受系统其它电路的影响，又因为减小了电源的负载，在同等电惯性的情况下更容易保证掉电情况下信息处理模块电源的后续。另外，因电源状态信号是直接采样输入电源的原始信号所得，能实时的反映电源的状态，所以也保证了电源信息的实时性和正确性。
图2示出了本发明中时隙分配电路102(即可编程逻辑器件)内部对电源状态信息所做工作的流程图。其工作过程是参照ISDN-U总线中对M通道的握手协议要求来进行的。在整个处理过程中，帧同步信号和系统数据时钟十分重要。帧同步信号的正确是帧数据能够正确传输的前题和基准，以帧同步信号为基准，通过数据时钟来判断总线时隙并发送数据。
一个完整的M通道信息由两字节组成，而每帧所能传递的数据为一字节。所以需要将M通道的数据分为两帧来传递。在本发明中，由于电源只有两种状态(正常或掉电)，所以只需要占用M通道的一位时隙，其它数据位还可以传递其它信息。
时隙分配电路102在处理过程中首先对系统进行初始化，即步骤201，目的是使系统你保持一种已知的工作状态，避免随机状态的发生。接着根据同步头判断M通道的时隙，在对应的M通道时隙中发送M通道的第一个字节信息，即步骤202。根据M通道的协议，确认是否有收到应答信号，即步骤203。在没有接收到应答信号时重新发送第一字节信息，即重复步骤202。在接收到应答信号后接着在下对应的帧时隙发送M通道的第二字节数信息，即步骤204。接着，同样要判断接收端的应答信号，即步骤205。如果接收到应答信号则重新开始下组M通道数据的发送，即步骤201。如没收到接收端的应答信号，继续发送第二字节的M通道的数据，即重复步骤204。通过这样不断的循环，即实现了基站电源状态信息实时采样与传递。
信息通过U接口电路103传递给上位系统后，上位系统再按照M通道的协议将对应信息读出，这样就达到了实时监测的目的。
综上所述，本具体实施方式揭露的基站掉电告警的系统和信息传递的方法能够在不增加成本，不降低信息传递可靠性的情况下完成基站掉电告警状态的上报，具有结构简单，方法灵活，可靠性高等特点，与同类系统相比有明显的先进之处和优势。
需要说明的是，上述说明仅是对本发明较佳实施例的详细描述，叙述仅为说明本发明的可实现性及其突出效果，具体特征并不能用来作为对本发明的技术方案的限制。