CN103730730A - 一种太阳能供电的全无线电调天线控制设备及方法 - Google Patents

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Abstract

一种太阳能供电的全无线电调天线控制设备，包括超低功耗无线通讯模块、接收超低功耗无线通讯模块的控制信号并向AISG控制电缆转发的485通信模块、提升电压以向RCU供电的升压电路模块以及接超低功耗无线通讯控制模块、485通信模块和升压电路模块为其供电的太阳能供电模块；其中，超低功耗无线通讯模块输出供电使能信号至485通信模块和升压电路模块，以控制太阳能供电模块向二者供电的启闭，本发明同时提供了基于电调天线控制设备的电调天线方法，本发明可以在不布置大量电源和信号线缆的同时，远程调整电调天线波束下倾角，解决了现有远程电调技术施工难度大、成本高的难题。

Description

一种太阳能供电的全无线电调天线控制设备及方法
技术领域
本发明属于无线通信技术的天线控制领域，特别涉及一种太阳能供电的全无线电调天线控制设备及方法。
背景技术
近年来，随着电调天线的普及应用，对于天线的覆盖区域调整通常不再通过调整机械下倾角，而是通过天线内部的移相器调节馈电网络的长度，以改变各振子馈电相位，从而实现天线波束下倾调整。要实现电调下倾角，需要通过一个螺旋传动机构来驱动天线内部的移相器。这个螺旋传动机构的动力可以用人工手动获得，称手动电调天线；也可以通过安装控制器并通过远程控制来获得，称远端电调天线。
远端电调天线，需要在螺旋传动机构上连接电调天线控制器（RCU），这个装置可以外置，也可以在天线制造时内置。安装了电调天线控制器（RCU）的电调天线，就可以通过基站软件、网管中心或手持设备等进行远程调节。远端电调天线与手动电调天线相比，调整天线波束下倾角时不必爬塔，在基站内即可完成，同时调整的精确性也大大提高。
如图1所示，现有电调天线下倾角远程调节方案，是电调天线控制器（RCU）通过AISG控制电缆连接到基站内的中心控制单元（CCU）或手持控制单元（PCU），由电脑在本地通过中心控制单元（CCU）上面的RS-232串口提供控制指令，再通过AISG控制电缆发送给电调天线控制单器（RCU），由电调天线控制单器（RCU）完成对电调天线角度的调整。AISG控制电缆在传输控制信号的同时，还负责给RCU持续提供直流电源。
在无线通讯网络优化工作中，远程电调技术有非常大的应用价值。通过远程电调，可以帮助网络优化部门解决非常多的问题，如：
1、在短时间内进行全网优化，并反馈优化结果。
2、对偏远基站和进站困难的地方，进行远程调整，不必再派人去现场，降低优化成本。
3、针对体育比赛等大型活动，进行临时性网络调整，活动结束后恢复原状，解决“容量呼吸”问题。
4、进行网络优化时不再受到天气情况的制约，可以实现随时优化。
尽管大多数电调天线厂家所生产的天线都具备远程电调功能，也提供配套硬件设备，但是在实际应用中安装和使用得很少。目前在用的电调天线，绝大多数都是手动电调天线。远程电调应用不普遍，是因为目前的远程电调方案有难以克服的缺陷。
首先是通过电缆连接的远程调整方案，施工量大，实施成本高。而且，这个方案的实施要求基站必须配备机房以安装CCU和提供电源，而对于天线下倾角调整要求比较高的城市小区楼顶站和拉远站，因为没有机房，所以根本无法实现远程电调。接入的AISG控制电缆过长，防雷比较困难。AISG控制电缆以及CCU成本都比较高，对运营商的成本压力很大。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种太阳能供电的全无线电调天线控制设备及方法，采取太阳能供电，超低功耗通讯控制模块，利用GPRS、Zigbee等通讯技术远程控制，支持国际标准AISG协议，可以在不布置大量电源和信号线缆的同时，远程调整电调天线波束下倾角，解决了现有远程电调技术施工难度大、成本高的难题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种太阳能供电的全无线电调天线控制设备，包括：
超低功耗无线通讯模块；
接收所述超低功耗无线通讯模块的控制信号并向AISG控制电缆转发的485通信模块；
提升电压以向RCU供电的升压电路模块；
以及接所述超低功耗无线通讯控制模块、485通信模块和升压电路模块为其供电的太阳能供电模块；
其中，所述超低功耗无线通讯模块输出供电使能信号至485通信模块和升压电路模块，以控制太阳能供电模块向二者供电的启闭。
所述超低功耗无线通讯模块为美国TI公司的CC11XX系列、CC24XX系列、CC25XX系列、CC430系列或类似功能的低功耗模块，也可以采用超低功耗模块或超低功耗单片机加GPRS模块、EDGE模块、3G模块等移动通信模块的方式进行工作。
所述升压电路模块为美国TI公司的TPS61175、中国芯龙公司的XL6009、美国国半公司的LM2577或类似的具有升压至12V或24V能力和使能控制端的芯片。
所述太阳能供电模块由太阳能电池板、充电模块和蓄电池组成，所述充电模块接太阳能电池板为蓄电池充电。
本发明还提供了基于所述电调天线控制设备的电调天线方法，利用无线方式向AISG控制电缆下发控制信号，利用太阳能向升压电路模块供电并最终为RCU供电，当需要调整天线时，所述控制信号和供电使能信号同步发出，即，在利用无线方式下发AISG控制信号的同时，还发出太阳能供电模块向升压电路模块供电的使能信号，使得升压电路模块同步工作，AISG控制和RCU供电同步进行，从而在不需要调整天线时，节省能源。
所述无线方式是利用超低功耗无线通讯控制模块接收信号，并通过485通信模块向AISG控制电缆下发，同时向485通信模块发送供电使能信号。
所述超低功耗无线通讯模块在通过485通信模块向AISG控制电缆下发控制信号的同时，向升压电路模块发送供电使能信号。
所述超低功耗无线通讯模块采用间歇性的方式进行开机，和控制中心进行通信。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
消除电调天线到机房的电缆连接。大幅度减少布线施工量，减少电缆松动导致的故障率。降低设备成本、安装成本。降低***功耗，实现绿色环保节能。
附图说明
图1为目前电调天线远程调整技术框图。
图2为本发明的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
本发明的核心内容有两个。一个是通过高效的能源管理机制，大幅度降低进行天线调整时所需的功率，从而实现太阳能供电，解决现有电调天线控制设备必须通过有线电缆进行供电的困难。另一个是采用无线通信技术进行控制信号的传送，从而消除现有电调天线控制设备必须通过有线电缆进行控制的困难。通过两者结合，本发明可以免除远距离布线施工，大幅度加快架设速度和施工成本。
如图2所示，本发明包括超低功耗无线通讯控制模块、485通信模块、升压电路模块以及太阳能供电模块，其中，太阳能供电模块由太阳能电池板、充电模块和蓄电池组成，所述充电模块接太阳能电池板为蓄电池充电。超低功耗无线通讯模块输出供电使能信号至485通信模块和升压电路模块，以控制太阳能供电模块向二者供电的启闭。
本发明采用太阳能电池供电，通过充电模块对蓄电池进行充电。电调天线控制设备有三个耗电模块：升压电路模块、485通信模块、超低功耗无线通讯控制模块。本发明中的通信控制部分采用超低功耗无线通信、控制模块。升压电路模块、485通信模块都具有供电使能功能。在不需要进行天线调整时，将升压电路模块、485通信模块关断，减小功率消耗。
本发明的超低功耗无线通讯模块采用间歇性的方式进行开机，和控制中心进行通信。通过这种方法，可以进一步大幅度降低***功耗。采用本发明后，***的待机功耗从现有设备的0.5瓦水平，降低到0.1毫瓦以下。达到这样的功耗水平后，采用太阳能电池供电、微型蓄电池储电即可实现全天候、全天24小时工作。
本发明设备完全采用太阳能供电，不外接电源，通讯方式可以采取GPRS、Zigbee或任何低功耗的间歇性无线通讯方式。
本发明的工作过程是：
通过太阳能电池板获得的电能由充电模块充电并被存储于蓄电池中，蓄电池给超低功耗无线通讯控制模块和升压电路模块、485通信模块供电。超低功耗无线通讯控制模块间歇性工作，和控制中心通信。当收到调整天线的指令时，打开485通信模块和升压电路模块供电。
升压电路模块将蓄电池提供的低电压直流电（3到12V）升至AISG标准规定的12V或者24V直流电，给RCU供电。
综上，本发明为一种全无线的，太阳能供电、蓄电池储电、GPRS或Zigbee无线通讯、采取AISG协议远程控制调整电调天线波束下倾角的设备。

Claims (8)

1.一种太阳能供电的全无线电调天线控制设备，其特征在于，包括：
超低功耗无线通讯模块；
接收所述超低功耗无线通讯模块的控制信号并向AISG控制电缆转发的485通信模块；
提升电压以向RCU供电的升压电路模块；
以及接所述超低功耗无线通讯控制模块、485通信模块和升压电路模块为其供电的太阳能供电模块；
其中，所述超低功耗无线通讯模块输出供电使能信号至485通信模块和升压电路模块，以控制太阳能供电模块向二者供电的启闭。
2.根据权利要求1所述的太阳能供电的全无线电调天线控制设备，其特征在于，所述超低功耗无线通讯模块为美国TI公司的CC11XX系列、CC24XX系列、CC25XX系列或CC430系列低功耗模块，或采用超低功耗模块或超低功耗单片机加移动通信模块的方式进行工作。
3.根据权利要求1所述的太阳能供电的全无线电调天线控制设备，其特征在于，所述升压电路模块为具有升压至12V或24V能力和使能控制端的芯片。
4.根据权利要求1所述的太阳能供电的全无线电调天线控制设备，其特征在于，所述太阳能供电模块由太阳能电池板、充电模块和蓄电池组成，所述充电模块接太阳能电池板为蓄电池充电。
5.基于权利要求1所述电调天线控制设备的电调天线方法，其特征在于，利用无线方式向AISG控制电缆下发控制信号，利用太阳能向升压电路模块供电并最终为RCU供电，当需要调整天线时，所述控制信号和供电使能信号同步发出，即，在利用无线方式下发AISG控制信号的同时，还发出太阳能供电模块向升压电路模块供电的使能信号，使得升压电路模块同步工作，AISG控制和RCU供电同步进行，从而在不需要调整天线时，节省能源。
6.根据权利要求5所述的电调天线方法，其特征在于，所述无线方式是利用超低功耗无线通讯控制模块接收信号，并通过485通信模块向AISG控制电缆下发，同时向485通信模块发送供电使能信号。
7.根据权利要求6所述的电调天线方法，其特征在于，所述超低功耗无线通讯模块在通过485通信模块向AISG控制电缆下发控制信号的同时，向升压电路模块发送供电使能信号。
8.根据权利要求6所述的电调天线方法，其特征在于，所述超低功耗无线通讯模块采用间歇性的方式进行开机，和控制中心进行通信。
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