物联网在4G移动基站维护中的应用

摘要：当今时代，已经全面进入信息化时代，4G 移动通信的已经成为了未来的发展趋势，要想保证基站正常运行和高效成本控制，就必须综合考虑物联网智能处理、智能感知和智能控制的能力，同时做好4G移动基站维护。本文主要对物联网在4G移动基站维护中的应用进行研究。

关键词：物联网、4G 移动通信、基站维护

中图分类号：TN929文献标识码： A

一、前言

随着我国移动通信技术的快速发展，4G通信已经成为未来市场的主流。当前国内有2万多个 4G 基站正处于计划建设阶段，中国移动也将推出4G手机。由于4G通信具有数据大、基站小、网络优等特点，所以，4G移动基站的覆盖范围较传统的2G基站小。基于这个原因，只有大量建设移动基站，才能满足大数据传输的需要。这些基站的运行状态与电信服务质量息息相关，因此需要更多人力物力的投入，而基站维护成为更重要的技术环节。要想解决 4G 移动基站维护问题的新方法是物联网，物联网继计算机、互联网之后成为最有影响力的潮流技术，已经深入生活领域的各个层面。

二、4G移动基站维护

4G移动基站本身的维护主要分为日常巡检维护和故障处理两个方面。基站巡检应定期进行，通过它可以全面明确系统设备服务情况和运行状况，以及快速处理相关安全隐患问题。日常巡检应注意以下几个方面：第一，衡量移动基站主体设施各个模块系统的指示灯是否正常亮灭，馈线传输要检查接地线的连接是否紧固，同时要做好相关设备清理、防尘网更换等。第二，清晰测量动力引入的电源、电流以及电压等，判断各类导线连接熔断是否有过热问题；第三，蓄电池的检查，包括外壳是否渗漏、变形，有效除尘、容量测试；第四，温度条件如若不适不仅影响设备运行，更影响着蓄电池的服务应用寿命。因此日常巡检还要注意对空调系统的电压电流测试、防尘网的清理、制冷剂是否泄漏、排水管是否正常等；第五，做好监控设施管理，获取相应数据，实现有效预防和尽早处理。除以上几点之外，还要注意对传输设施、天馈线应用系统以及机房安全管理系统的检查维护。

三、4G移动基站维护方案及特点

1、4G移动基站维护方案

4G移动基站数量庞大，不便维护。尤其是最近3年，基站数量、资金投入数量和维护人员数量均呈几何型增长，导致综合运营成本偏高。物联网参与基站维护的方案，是基于国内现有的 IP 网络对其进行控制的新型维护系统，是一项技术先进且行之有效的方法。其基本方法是：采集基站各种数据，将数据汇聚为物联网节点，形成网状分布。在这期间，数据由硬件主机传输到网络管理中心，对数据进行筛选、分类和存储。当基站运行出现问题时，监测数据和故障信息将随工单通知到代维人员，达到及时应对和高速处理的目标。另外，物联网还可实现基站的日常管理工作，实现人员考勤管理、工作质量评估和维护记录存储等功能。

2、4G 移动基站维护特点

（1）采用物联网智能化基站维护，实现基站监测和简单维护动作，节省人力监控的资金投入。

（2）基于物联网的身份识别，方便运维中心对代维人员的考勤。

（3）基于物联网的运维人员故障排除记录，方便人员技术交流和知识存档。

（4）采用现有的IP网络，无需组建专门网络传输数据、节省投资

（5）维护系统采用“全双工”模式,可 以实现基站监测的同时进行一些简单的维护。

四、新疆吐鲁番4G移动网络在物联网下的基站维护以及应用

基于物联网的 4G 基站维护系统采用 PI 接人的物联网监测基站信息,系统结构如图1。

硬件部分传感器采集基站 内的温度、湿度等环境信息,电源运行状况 以及电源电量。软件监测系统运行状态,收集告警信息。4G飞模块采集基站位置。监测终端实现对基 站数据的处理,并连接PI网络,同时对运维中心发来的简单运维动作进行处理。终端软件部分包括了运维中心数据库、管理中心服务器和代维人员客户端。运维中心对从 网络 收到 的监测数据进行处理,并存人维护数据库备案,基站发生故障时将操作数据库，把监测到 的故障数据和GPS信息传输的管理中心服务器。管理中心服务器主要实现代维人员的工单下发,并为代维夕、员提供数据下载。代维人员客户端主要是对故障解决操作的记录和下载故障信息和GPS数据,并将操作记录上传至数据库。

1、系统硬件设计

监测终端的硬件应提供数据采集、数据处理、数据传输的功能。基于设计可行、硬件接 口开放、系统功能经济适用等原则,本系统 的微处理器采用 Microchip 的网络单片机。该单片机集成支持IEEB203的以太网控制器,并集成M A C和loBsae一TPYH。提供了丰富的 I/O引脚，支持RS一485、RS一232和Spl接口,具有多达16路通道的01位模数转换器模块,具有输人复用的双模拟 比较器。满足监测终端环境信息的采集,电源 电压、电流的 A/D 转换等基本要求。电路可以直接连接 RJ4 5 网络接口,实现与 PI 网络的无缝式连接。

系统硬件结构如图2所示：

在图 2 中,电源模块为整个系统提供电源。模拟数据输人实现对基站电源电压、电流等的A /D 变换,是控制器能监测电源的运行状态。CPS模块通过R223

接口与处理器连接,定位基站位置,方便维护人员找到需要维护的基站。MCU通过FO等接口与的传 感器进行通信,采集环境中温度、湿度等信息,实现代维人员的身份识别和操作记录。网络接 口模块实现处理器与PI网络的接人,上传基站数据,接收运维中心的控制信息。同时通过对智能控制设备的操作,实现对基站中小型事故的处理。

2、系统软件设计

软件系统采用模块化设计,方便对程序的升级处理,具体软件模块设计如图3所示：

软件分为管理中心数据库、管理中心服务器和代维人员客户端三个部分,实现对数据的收集、人员的指派等功能。软件系统的基本工作流程如下：

（1）工单下发

如果基站发生无法智能解决的问题,运维管理中心将通过网络下发工单到代维人员手中

（2）定位维护

基站代维人员在工单 中将收到基站的定位信息,根据定位信息找到基站。

（3）人员认证和工作评估

代维人员到达基站后,凭借身份认证进人基站,待基站巡检及维护完毕后,代维人员将维护记录通过网络发送到监控中心数据库。系统通过记录这些信息作为代维人员的工作量评定。

（4）维护数据 管理

监控中心数据存储各类故障处理方法并进行汇总、提炼、归档形成基站维护故障处理资料包,代维人员可以通过代维客户端下载资料进行学习交流。在提出物联网应用于移动基站方案基础上,针对温度这一环境参量进行了监测,通 过系统 的处理器采集温度信息并传 输到网络,软件部分连接到网络获取温度数据并对远程节点进行控制。调试结果显示可 以实现远程温度的获取和对远程节点的控制,从应用测试来看 系统运 行 良好数据与现场相符。因此,在4G基站维护上的运用具有一定的探讨和参考价值,对物联网在基站维护方面的应用也具有一定的学术意义。

五、结束语

综上所述，本文探讨了物联网在 4G移动基站维护中的应用，提出了物联网技术与 4G 基站维护相融合的具体方法。实现了监控基站电源、温度、湿度和门禁的功能，符合移动基站维护的基本要求。4G移动基站的维护并不是一个简单的过程，我们不仅要做好日常巡检维护，防患于未然，更要在遇到故障出现问题时要能及时快速的检测，分析出现问题和故障的原因，才能更快的排除故障，使系统恢复到正常的工作状态，才能提升移动基站的效能，创造社会效益与经济效益。总之，物联网的参与解决了 4G 移动基站工程建设周期长、资金投入大、维护成本高等难题，为提升基站系统运维管理水平提供了有效的技术支持。

参考文献：

[1]宋莉.概述现代化4G 移动通信技术[J].数字技术与应用，2012(5):7-15.

[2]梁德华.物联网在4G移动基站维护中的应用[J].信息通信，2013（05）：43-44.

[3]陈著.移动通信基站维护研究[J].中国信通信，2014（02）：89-90.