Nghiên cứu, thiết kế bộ thu thập xử lý cảnh báo ngoài cho tủ BTS Ericcsson

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên



ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP





LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

nghiªn cøu, thiÕt kÕ bé thu thËp xö lý
c¶nh b¸o ngoµi cho tñ bts ericsson




ĐÀM HẢI QUÂN








Thái Nguyên 2012

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

1


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP




LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT


nghiªn cøu, thiÕt kÕ bé thu thËp xö lý
c¶nh b¸o ngoµi cho tñ bts ericsson



Ngành: Kỹ thuật điện tử
Mã số: 60.52.70
Học viên: Đàm Hải Quân
Giáo viên hƣớng dẫn khoa học: PGS TS Nguyễn Thanh Hà

Thái Nguyên, năm 2012


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

2
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC
KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc



THUYẾT MINH
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

Học viên: Đàm Hải Quân
Lớp: Cao học - K13
Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Thanh Hà
Ngày giao đề tài:
Ngày hoàn thành:

CÁN BỘ HƢỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS.TS Nguyễn Thanh Hà
HỌC VIÊN



Đàm Hải Quân

BAN GIÁM HIỆU
KHOA SAU ĐẠI HỌC







Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

3
LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu, kết quả
nêu trong luận văn này là trung thực và là công trình nghiên cứu của riêng tôi, luận văn
này không giống hoàn toàn bất cứ luận văn hoặc các công trình đã có trước đó.
Thái Nguyên, ngày 12 tháng 1 năm 2013
Tác giả luận văn


Đàm Hải Quân

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

4
LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình học tập và tốt nghiệp, tôi đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của
các thầy cô giảng dạy và tôi đặc biệt muốn cảm ơn PGS.TS Nguyễn Thanh Hà đã tận
tình giúp đỡ, hướng dẫn tôi trong thời gian thực hiện đề tài, cảm ơn sự giúp đỡ của gia
đình, bạn bè và các đồng nghiệp trong thời gian qua.
Mặc dù đã cố gắng, song do điều kiện về thời gian và kinh nghiệm thực tế còn
nhiều hạn chế nên không thể tránh khỏi thiếu sót. Vì vậy, tôi rất mong nhận được sự

đóng góp ý kiến của các thầy cô cũng như của các bạn bè, đồng nghiệp.
Tôi xin chân thành cảm ơn!

Tác giả luận văn


Đàm Hải Quân

















Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

5

LỜI NÓI ĐẦU

Trong xã hội ngày nay cũng như tương lai gần sắp tới, thông tin di động luôn
đóng một vai trò quan trọng và cần thiết. Với mạng di động GSM, bên cạnh các phần tử
như MSC, BSC, VLR, HLR…thì trạm thu phát gôc (BTS) cũng là thành phần không thể
thiếu.
Một trạm BTS thông thường sẽ bao gồm nhiều thiết bị như thiết bị BTS, thiết bị
nguồn, thiết bị truyền dẫn. Trong quá trình vận hành trạm BTS, bên cạnh việc đảm bảo
thông tin thông suốt thì việc giám sát các thông số và trạng thái hoạt động của trạm cũng
đóng một vai trò quan trọng. Các thông số này được gọi là các thông số cảnh báo ngoài.

Khác với các trạm BTS thông thường của các hãng di động như Vinaphone,
Mobifone, Viettel…, trạm BTS của hãng di động Vietnammobile phần lớn là các trạm
đặt ngoài trời (trạm outdoor), sử dụng tủ thiết bị của hãng Ericsson. Việc giám sát các
thông số cảnh báo ngoài của các trạm này tương đối đơn giản, tuy nhiên vấn đề đặt ra là
hầu hết các thiết bị của trạm đều là thiết bị đồng bộ, không có thiết bị thay thế trên thị
trường, khi xảy ra sự cố đều phụ thuộc vào nhà cung cấp.
Với yêu cầu trên đây cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo PGS.TS Nguyễn
Thanh Hà, tôi đã hoàn thành luận văn tốt nghiệp cao học với đề tài " Nghiên cứu, thiết
kế bộ thu thập xử lý cảnh báo ngoài cho tủ BTS Ericsson". Nội dung chính của luận
văn bao gồm:
Chương I: Tổng quan trạm BTS của Ericsson - Trình bày khái quát về trạm BTS nói
chung tiếp đến phân tích đặc điểm của tủ BTS đang sử dụng trong mạng di động
Vietnammobile. Cụ thể chương 1 phân tích đặc điểm các nguồn cảnh báo ngoài của tủ
BTS 2216 loại ABA 01. Trên cơ sở đó đề xuất thiết kế bộ thu thập cảnh báo ngoài thay
thế cho bộ CCU - bộ điều khiển và giám sát môi trường. Từ đó góp phần làm giảm chi
phí và thời gian cung cấp, thay thế thiết bị.
Chương II: Thiết kế hệ thống thu thập xử lý cảnh báo ngoài cho tủ RBS 2216 - Dựa
trên phân tích và yêu cầu đặt ra ở chương I, nội dung chương II tập trung vào việc lựa
chọn linh kiện, xây dựng sơ đồ khối, sơ đồ nguyên lý mạch điện phần cứng, xây dựng
mã nguồn chương trình phần mềm. Cụ thể trong chương II ứng dụng vi điều khiển PIC
16F887 làm phần tử trung tâm của bộ xử lý cảnh báo.

Chương III: Mô phỏng, đánh giá hệ thống và kết luận - Đánh giá và mô phỏng mạch
điện, phân tích ưu nhược điểm, từ đó đề xuất hướng phát triển tiếp theo của đề tài.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

6
Do đề tài được hoàn thành trong một thời gian ngắn và điều kiện tiếp cận để
nghiên cứu, cùng với năng lực bản thân còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những
thiếu sót trong quá trình nghiên cứu, trình bày. Kính mong các thầy, cô giáo và các bạn
quan tâm đến nội dung của đề tài, góp ý kiến để tôi có điều kiện tiếp thu và phát triển đề
tài cũng như bổ xung thêm kiến thức cho bản thân được đầy đủ, đúng đắn và để luận văn
của tôi được hoàn thiện hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày 12 tháng 1 năm 2013
Người thực hiện



Đàm Hải Quân

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

7
MỤC LỤC

Nội dung
Trang
Chƣơng I. TỔNG QUAN TRẠM BTS CỦA ERICSSON
1
1.1 Tổng quan trạm BTS trong mạng thông tin di động
1
1.2 Mô hình tổng quan nhà trạm BTS của Ericsson
2
1.3 Mô tả tủ cabinet Delta
2
1.4 Cabinet ABA01
3
1.4.1 Hình dáng, kích thƣớc
3

1.4.2 Các thành phần trong cabinet
5
1.5 Các cảnh báo ngoài
14
1.6 Kết luận chƣơng I
16
Chƣơng II: THIẾT KẾ HỆ THỐNG THU THẬP VÀ XỬ LÝ
CẢNH BÁO NGOÀI CHO TỦ RBS 2216
18
2.1 Vi điều khiển PIC 16F887
18
2.1.1 Tổng quan
18
2.1.2 Sơ đồ chân
19
2.1.3 Sơ đồ khối
25
2.1.4 Tổ chức bộ nhớ
26
2.1.5 Các thanh ghi chức năng đặc biệt
28
2.1.6 ADC
29
2.1.7 Chế độ PWM
32
2.2 Thiết kế hệ thống thu thập xử lý cảnh báo ngoài
34
2.2.1 Thiết kế phần cứng
34
2.2.2 Chƣơng trình phần mềm

41
2.3 Kết luận chƣơng II
45
Chƣơng III: MÔ PHỎNG, ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG VÀ KẾT LUẬN
46
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT
48
TÀI LIỆU THAM KHẢO
49
PHỤ LỤC
50
1. Mã lệnh chƣơng trình
50
2. Vi mạch đệm 74HC245
69
3. Vi mạch chốt 74HC573
70
4. Vi mạch đệm công suất ULN 2803
71
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

8

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BẢNG BIỂU

Hình 1.1 Mô hình tổng quan nhà trạm BTS Ericsson_Vietnammobile
2
Hình 1.2 Các loại tủ cabinet của Ericsson dùng cho mạng di động VNM
3
Hình 1.3 Kích thước tủ Cabinet ABA01
4
Hình 1.4 Các thành phần trong tủ Cabinet ABA01
5
Hình 1.5 Mặt trước của CCU
7
Bảng 1.6 Hiển thị trên LED 7 thanh của CCU
8
Hình 1.7 Vị trí các quạt trao đổi nhiệt
9
Hình 1.8 Kích thước quạt HEX
10
Hình 1.9 Vị trí quạt làm mát (ngăn trái của tủ)
11
Bảng 1.10 Chức năng các chân của quạt làm mát
12
Hình 1.11 Kích thước quạt làm mát
13
Hình 1.12 Cảm biến nhiệt của acquy

13
Hình 1.13 Các cảnh báo ngoài của tủ BRS2216
14
Hình 1.14. Cảm biến nhiệt độ
15
Hình 1.15 Vị trí các cảm biến môi trường
16
Hình 2.1 Sơ đồ chân PIC16F887
19
Hình 2.2 Mô tả chức năng các chân PIC16F887
20
Hình 2.3 Sơ đồ chân PIC16F887-QFN
21
Hình 2.4 Mô tả chức năng các chân
22
Hình 2.5 Sơ đồ chân PIC16F887 _ TQFP
23
Hình 2.6 Mô tả chức năng các chân
24
Hình 2.7 Sơ đồ khối PIC16F887
25
Hình 2.8 Sơ đồ tổ chức bộ nhớ chương trình
26
Hình 2.9 Tổ chức bộ nhớ dữ liệu và các thanh ghi
27
Hình 2.10 Sơ đồ logic bộ ADC
30
Hình 2.11 Sơ đồ khối CCP ở chế độ PWM
32
Hình 2.12 Các tham số ở đầu ra PWM

32
Hình 2.13 Sơ đồ khối bộ thu thập xử lý cảnh báo ngoài
34
Hình 2.14 Khối nhận tín hiệu vào dạng Digital
35
Hình 2.15 Khối nhận tín hiệu vào dạng Analog
36
Hình 2.16 Khối xuất tín hiệu cảnh báo
36
Hình 2.17 Khối điều khiển
37
Hình 2.18 Khối hiển thị
37
Hình 2.19 Sơ đồ nguyên lý
38
Bảng 2.20 Hiển thị thông tin cảnh báo trên LED 7 thanh
40
Hình 2.21 Lưu đồ thuật toán chương trình
41
Bảng 2.22 Giá trị giải mã hiển thị trên LED 7 thanh
44
Hình 3.1 Phần mềm mô phỏng Proteus
46
Hình 3.2 Giá trị PWM quan sát ở đầu ra
47
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

9
Chƣơng I. TỔNG QUAN TRẠM BTS CỦA ERICSSON
1.1 Tổng quan trạm BTS trong mạng thông tin di động

Trong hệ thống thông tin di động, các trạm thu phát gốc (BTS) đóng một vai trò
quan trọng trong hoạt động của hệ thống.
BTS thực hiện tất cả các chức năng thu phát liên quan đến giao diện vô tuyến
GSM và xử lí tín hiệu ở mức độ nhất định. Về 1 số phương diện có thể coi BTS là
modem vô tuyến phức tạp, nhận tín hiệu vô tuyến đường lên từ MS rồi biến đổi nó thành
dữ liệu để truyền đi đến các máy khác trong mạng GSM, và nhận dữ liệu từ mạng GSM
rồi biến đổi nó thành tín hiệu vô tuyến phát đến MS. Các BTS tạo nên vùng phủ sóng
của tế bào, vị trí của chúng quyết định dung lượng và vùng phủ của mạng. Tuy nhiên
BTS chỉ đóng vai trò phụ trong việc phân phối tài nguyên vô tuyến cho các MS khác
nhau.
Một trạm BTS bên cạnh thiết bị thu phát tín hiệu di động còn bao gồm các thiết bị
như: thiết bị truyền dẫn có thể là cáp đồng, cáp quang hoặc viba, thiết bị nguồn - bao
gồm hệ thống cấp nguồn AC và hệ thống acquy dự phòng, ngoài ra trong trạm BTS còn
có thể có các thiết bị phụ trợ như điều hòa, chiếu sáng, bảo vệ, chống sét…
Trong quá trình hoạt động, việc giám sát được các thông số cũng như đưa ra các
cảnh báo về trạng thái hoạt động, môi trường làm việc, các sự cố…trở nên vô cùng quan
trọng, nó liên quan tới điều kiện hoạt động, độ ổn định, tin cậy của hệ thống.
Các thông số được chia làm hai loại: cảnh báo trong - liên quan tới tín hiệu thông
tin vô tuyến từ MS tới BTS và từ BTS tới BSC và cảnh báo ngoài - bao gồm các thông
số bên ngoài phục vụ cho hoạt động của trạm như: chế độ cấp nguồn AC/DC, nhiệt độ
các thiết bị, độ ẩm môi trường, giám sát cảnh báo khói hoặc cháy, trạng thái làm việc của
các thiết bị liên quan, cảnh báo đột nhập…Các thông số cảnh báo ngoài thông thường sẽ
được thu thập, tập trung lại và đưa về thiết bị BTS qua một cổng riêng, từ đó các thông
tin này sẽ được gửi về trung tâm điều hành mạng để giám sát, kiểm tra và xử lý nếu cần
thiết.
Việc thu thập thông tin cảnh báo ngoài thông thường được thực hiện bởi một bộ
thu thập cảnh báo riêng, tùy theo đặc điểm trạm BTS mà các bộ thu thập xử lý cảnh báo
cũng có các đặc điểm khác nhau. Hiện tại ở các trạm BTS, các bộ thu thập xử lý cảnh
báo có nhiều loại, có nguồn gốc phong phú đã được lắp đặt và sử dụng rộng rãi. Tuy
nhiên, yêu cầu đặt ra với các bộ thu thập xử lý cảnh báo này đều giống nhau, đó là hoạt

động ổn định, tin cậy, đảm bảo được các tiêu chí về kinh tế và kỹ thuật.
1.2 Mô hình tổng quan nhà trạm BTS của Ericsson
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

10
Thiết bị BTS của Ericsson đã và đang được sử dụng khá rộng rãi cho các trạm
phát sóng di dộng đang hoạt động tại Việt Nam như: Vinaphone, Viettel,
Vietnammobile…
Luận văn này chỉ đề cập tới hệ thống thiết bị BTS ngoài trời (outdoor) của hãng
Ericsson hiện đang được sử dụng cho hãng Vietnammobile.
Mô hình một nhà trạm BTS của Vietnammobile được chỉ ra như hình vẽ:







Trên đây là mô hình trạm BTS đặt ngoài trời của hãng di động Vietnammobile sử dụng
các thiết bị của Ericsson. Đặc điểm của trạm BTS này là hoàn toàn không cần xây dựng
nhà trạm, các thiết bị được lắp đặt ngoài trời, do đó có một số ưu điểm như: lắp đặt triển
khai nhanh, dễ dàng, giảm chi phí về xây dựng nhà trạm, không cần trang bị điều hòa,
diện tích chiếm dụng nhỏ (đặc biệt là các trạm rooftop - đặt trên mái nhà)…
1.3 Mô tả tủ cabinet Delta
Tòan bộ thiết bị của trạm BTS outdoor được đặt trong một tủ thiết bị chung được
gọi là cabinet của hãng Delta, về cơ bản có 3 loại cabinet:
1
2
3
4

5
1-Hàng rào, khuôn
viên nhà trạm
2-Sàn bê tông (sắt)
3- Tủ Delta cabinet
4- Cột anten
5- Tủ cấp nguồn AC
Hình 1.1 Mô hình tổng quan nhà trạm BTS Ericsson_Vietnammobile
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

11



Về cơ bản cấu tạo cả 3 loại cabinet này giống nhau, tuy nhiên loại tủ cabinet
thông dụng và linh hoạt hơn cả là cabinet ABA01. Luận văn này tập trung nghiên cứu
tìm hiểu loại tủ cabinet ABA01
1.4 Cabinet ABA01
1.4.1 Hình dáng, kích thƣớc
b. Cabinet ABA01
c.Cabinet ABB01
a. Cabinet ABC01
Hình 1.2 Các loại tủ cabinet của Ericsson dùng cho mạng di động VNM
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

12

1.4.2 Các thành phần trong cabinet
Hình 1.3 Kích thước tủ Cabinet ABA01
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

13


Delta Cabinet ABA01 gồm 2 ngăn, sử dụng cho các thiết bị riêng biệt:
- Ngăn 1: Hệ thống nguồn và acquy
- Ngăn 2: Hệ thống thiết bị BTS và thiết bị truyền dẫn (quang, viba )
Bao gồm:
- New Smart CSU (Relay board): Mạch điện chứa các rơle đóng cắt dành cho điều khiển
và cảnh báo tủ nguồn
- New Smart CSU (Main board): Mạch điện điều khiển trung của tủ nguồn
- Rectifier ESR-48/56A: Module chỉnh lưu.
- Battery & Base: Dành cho acquy
- 19" Rectifier Shelf (SB-05N/HG A): Giá đỡ module chỉnh lưu
- CCU (Climate Control Unit): Bộ điều khiển phụ trợ, bao gồm thu thập cảnh báo ngoài,
điều khiển quạt làm mát…
- 160W Heat Exchange: Bộ phận trao đổi nhiệt gắn với cánh tủ Cabinet
- PDU: Khối phân phối nguồn một chiều.
Hệ thống tủ nguồn BTS ESOA150-ABA0x bao gồm các khối: Khối chỉnh lưu
ESR-48/56 A A, Khối điều khiển trung tâm NCSU, khối điều khiển phụ trợ CCU, Khối
phân phối nguồn PDU, quạt làm mát, khối trao đổi nhiệt, các áp tô mát bảo vệ acquy,
bảo vệ tải (LVBD, LVLD).
Tối đa tủ nguồn có thể lắp tối đa 3 khối chỉnh lưu và 1 bộ điều khiển NCSU. Điện
áp cần cung cấp ở đầu vào khoảng 380VAC, đầu ra đạt điện áp -54VDC cung cấp cho
tải và nạp cho acquy.

Hình 1.4 Các thành phần trong tủ Cabinet ABA01
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

14
Toàn bộ hệ thống được điều khiển bởi bộ xử lý trung tâm NCSU, bao gồm việc
giám sát cảnh báo các bộ chỉnh lưu, điều khiển điện áp đầu ra, điều khiển hoạt động của
quạt. Tất cả các thông số hệ thống cũng được điều khiển bởi NCSU. Các thông số bao
gồm điện áp nạp bù cho acquy, điện áp nạp cân bằng, dòng điện định mức, thời điểm
quạt làm mát chạy, thiết lập các ngưỡng cảnh báo. Giao diện USB của NCSU được gọi
là hệ thống giám sát từ xa (Remot Monitoring System - RMS), điều khiển và giám sát hệ
thống thông qua máy tính cá nhân.
Các thông số môi trường được đảm nhiệm bởi một bộ điều khiển phụ trợ riêng
biệt là CCU cho phép giám sát cảnh báo cửa, cảnh báo độ ẩm, cảnh báo nhiệt độ, điều
khiển bộ trao đổi nhiệt và giám sát hoạt động của bộ trao đổi nhiệt.
a. Bộ điều khiển giám sát môi trường CCU
Bộ điều khiển giám sát môi trường CCU được thiết kế dành riêng để điều khiển
các thông số về môi trường cho các tủ cabinet ngoài trời. Nó bao gồm các chức năng:
điều khiển quạt làm mát, bộ phận trao đổi nhiệt, điều khiển hệ thống sưởi, điều khiển
chiếu sáng, phát hiện các điều kiện về nhiệt độ cao, nhiệt độ thấp, mức nước cao, độ ẩm
cao, xâm nhập và cảnh báo khói, cháy…cho phép người sử dụng có thể ứng dụng linh
hoạt vào từng điều kiện và trường hợp cụ thể.
Tính năng:
- Điều khiển môi trường cabinet ngoài trời
- Tự động cập nhật thiết bị ngoại vi
- Dải nhiệt độ hoạt động rộng
- Dải công suất ra lớn
- Tương thích với hệ thống làm mát, sưởi, chiếu sáng xoay chiều và một chiều
- Chức năng điều khiển quạt dựa trên PWM
- Giám sát độ ẩm
- Người dùng tự định nghĩa các cảnh báo.

- Giao diện thân thiện với người sử dụng
- Hiển thị trên LED 7 thanh và LED thông thường
- Hiển thị và chuyển đổi đơn vị nhiệt độ
o
C và
o
F
- Các chức năng cảnh báo nhiệt độ cao/thấp, mức nước cao, độ ẩm cao, báo cháy, báo
khói, đột nhập…
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

15


Mô tả:
- Dải điện áp làm việc: 18 - 59VDC
- Dòng điện tiêu thụ 4A
- Đèn LED chỉ thị:
+
o
C: Hiển thị nhiệt độ ở đơn vị
o
C
+
o
F: Hiển thị nhiệt độ ở đơn vị
o
F
+ Cooling1: LED xanh - Thể hiện hệ thống làm mát thứ nhất hoạt động
+ Cooling2: LED xanh - Thể hiện hệ thống làm mát thứ hai hoạt động

+ Heater: LED xanh - Thể hiện hệ thống sưởi đang hoạt động
+ CCU fail: LED đỏ - Thể hiện sự cố trong bản thân CCU
+ Alarm: LED đỏ - Có cảnh báo bởi một trong các nguồn: nhiệt độ, độ ẩm,
mức nước, đột nhập…
- Hiện thị trên LED 7 thanh: Có khả năng hiển thị các thông tin
+ Cooling 1 fail: Hệ thống làm mát thứ nhất gặp sự cố
+ Cooling 2 fail: Hệ thống làm mát thứ nhất gặp sự cố
+ Heater fail: Hệ thống sưởi gặp sự cố
+ High Temperature: Cảnh báo nhiệt độ cao
+ Low Temperature: Cảnh báo nhiệt độ thấp
Hình 1.5 Mặt trước của CCU
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

16
+ Temperature Sensor Fail: Cảnh báo hỏng sensor nhiệt độ
+ Intrusion Alarm: Cảnh báo đột nhập
+ High Water: Cảnh báo mức nước cao
+ Smoke / Fire: Cảnh báo cháy, khói
+ High Humidity: Cảnh báo độ ẩm cao
Bảng mô tả cảnh báo hiển thị trên LED 7 thanh:


- Các phím điều khiển:
+ Reset: Reset CCU
+ Set: Thiết lập các thông số cho CCU
+ Phím tăng/giảm: thay đổi các thông số cho CCU.
- Điều khiển các đối tượng
+ Làm mát
+ Sưởi

+ Chiếu sáng
- Kết nối tới các cảm biến:
+ Cảm biến mức nước
+ Cảm biến độ ẩm
+ Cảm biến khói/cháy
+ Cảm biến nhiệt độ
Bảng 1.6 Hiển thị trên LED 7 thanh của CCU
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

17
b. Bộ phận quạt trao đổi nhiệt
Bộ phận trao đổi nhiệt được thiết kế để luân chuyển không khí nhiệt độ cao trong
cabinet. Bộ phận này được thiết kế để lắp đặt dễ dàng, việc trao đổi nhiệt độ diễn ra
trong khi bụi bẩn, hơi ẩm được cách ly, sử dụng một cảm biến nội bộ để giám sát nhiệt
độ và điều chỉnh tốc độ quạt một cách tự động, cho phép giảm thiểu tiếng ồn trong quá
trình thiết bị hoạt động. Dựa vào sự giám sát của cảm biến nhiệt độ, các quạt làm mát sẽ
ngưng chạy khi nhiệt độ nhỏ hơn 25
o
C.
Khi xảy ra sự cố hoặc tắt nguồn bộ phần trao đổi nhiệt, CCU sẽ đưa ra cảnh báo
"Cooling Fail Alarm", khi nhiệt độ phần ngăn tủ bên phải lớn hơn ngưỡng nhiệt độ thiết
lập trong CCU, CCU sẽ đưa ra cảnh báo "Hi Temperature Alarm".
Một số thông số của quạt trao đổi nhiệt:
- Điện áp hoạt động: -48VDC (Dải điện áp hoạt động -40 - 57VDC)
- Tổng hệ số trao đổi nhiệt: 160W/K
- Công suất tiêu thụ cực đại: 200W (DC)

Hình dạng và kích thước:
Hình 1.7 Vị trí các quạt trao đổi nhiệt
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

18


c. Cảm biến độ ẩm
Thông số hoạt động:
- Điện áp vào: 12VDC ± 0,4VDC
- Dòng điện tiêu thụ: 20mA
- Độ nhạy ẩm:60% - 90%
- Nhiệt độ hoạt động: 20
o
C - 60
o
C
Chức năng các chân:
Chân
Tên
O/I
Chức năng
1
+12VDC
O
Cấp nguồn
2
Humidity
I
Tín hiệu cảnh báo

độ ẩm cao
3
GND
I
Nối đất
4
Hu-D
I
Tín hiệu phát hiện
độ ẩm
Mô tả:
Chân 1-3: Cấp nguồn cho cảm biến
Chân 2-3: Trạng thái hở mạch - 5VDC: không có cảnh báo
Trạng thái kín mạch - 0VDC: có cảnh báo
Chân 4-3: Nối ngắn mạch với GND
Hình 1.8 Kích thước quạt HEX
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

19
Dải giá trị độ ẩm cảm biến có thể nhật biết: 60%-90%, giá trị bước thay đổi là 5%. Giá
trị thiết lập mặc định cảnh báo độ ẩm là 85% và có thể thay đổi được bằng cách thay đổi
các chuyển mạch trên cảm biến.
d. Quạt làm mát
Quạt làm mát được thiết kế để loại bỏ trực tiếp nhiệt độ trong cabinet, tối đa 4
quạt có thể được lắp song song trong hệ thống. Quạt làm mát đươc khởi động hoặc
ngừng dưới sự điều khiển bởi NCSU dựa trên nhiệt độ thực tế trong cabinet. Vòng lưu
thông không khí được cách ly bên ngoài thông qua bộ phận lọc bụi để tránh bụi bẩn. Khi
nhiệt độ trong cabinet lớn hơn ngưỡng nhiệt độ thiết lập trong CSU, quạt được khởi
động đồng thời CSU sẽ đưa ra cảnh báo "Hi Ambient Temperature Alarm"và ngược lại.

Các thông số hoạt động:
- Điện áp hoạt động: 48VDC (Dải điện áp 40 ÷ 59VDC )
- Dòng điện tiêu thụ tối đa 1A (cho 1 module)
Đèn LED chỉ dẫn (màu xanh)
- LED sáng: Hoạt động bình thường
- LED tắt: Quạt hỏng hoặc mất nguồn cung cấp
Chức năng các chân kết nối:
Hình 1.9 Vị trí quạt làm mát (ngăn trái của tủ)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

20


Thông số quạt:
- Điều khiển bằng PWM
- Tốc độ quạt 4000RPM
Điều kiện họat động
- Nhiệt độ hoạt động: -10
o
C ÷ 70
o
C
- Nhiệt độ bảo quản: -40
o
C ÷75
o
C
- Độ ẩm 0 ÷ 100% RH
- Tuổi thọ 80.000h ở điều kiện 40

o
C và độ ẩm 15% - 65%RH






Kích thước
Bảng 1.10 Chức năng các chân của quạt làm mát
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

21


e. Cảnh báo cửa
Cabinet được trang bị 2 cảm biến cửa trước, sẽ tác động khi cửa mở.
f. Cảm biến nhiệt độ
Hệ thống acquy được trang bị một cảm biến nhiệt độ. Cảm biến này được ký hiệu
là TB, đươc lắp cố định trên điểm giữa của kết nối chuỗi acquy cho phép đo đạc giám sát
nhiệt độ của acquy.

Hình 1.11 Kích thước quạt làm mát
Hình 1.12 Cảm biến nhiệt của acquy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

22
Ngoài ra còn một cảm biến nhiệt độ đặt tại một điểm bất kỳ trong phần cabinet
bên trái để giám sát nhiệt độ của cabinet này, cảm biến này được ký hiệu TA. Cảm biến
TA được kết nối tới CSU.

Ngoài ra còn một cảm biến nhiệt độ TA khác nhưng được đặt ở cabinet phía bên phải,
cảm biến này được kết nối tới CCU.
1.5 Các cảnh báo ngoài
Một trạm phát sóng di động có nhiều nguồn cảnh báo khác nhau như cảnh báo về
truyền dẫn, cảnh báo thiết bị BTS, cảnh báo ngoài. Trong phần cảnh báo ngoài lại bao
gồm nhiều nguồn khác như: cảnh báo nhiệt độ, cảnh báo môi trường, cảnh báo điện áp
AC, DC…Với tủ outdoor BRS2216, có các nguồn cảnh báo ngoài như hình 1.12

Hình 1.13 Các cảnh báo ngoài của tủ BRS2216
Bao gồm 8 cảnh báo có ý nghĩa như sau:
1- MAINS POWER FAILURE
Cảnh báo này xảy ra khi mất điện AC cung cấp cho toàn bộ tủ, được lấy từ thiết
bị nguồn Delta thông qua bộ điều khiển trung tâm CSU.
2- RECTIFIER MODULE FAILURE
Cảnh báo xảy ra khi hỏng các module chỉnh lưu, được gửi tới BTS thông qua bộ
điều khiển trung tâm CSU
3- CONTROL FAIL
Cảnh báo xảy ra khi khối CSU gặp sự cố
4- HIGH TEMPERATURE 1
Cảnh báo lấy từ các cảm biến nhiệt.
5- CLIMATE CONTROL UNIT
Cảnh báo từ bộ điều khiển giám sát môi trường.
6- ENVIRONMENT ALARM
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

23
Cảnh báo lấy từ các tham số như độ ẩm, cửa mở, khói…
7- COMMERCIAL POWER FAILURE
Cảnh báo xảy ra điện áp AC lấy từ máy nổ không vào trạm.
8- OBS LIGHT FAIL

Cảnh báo hỏng đèn báo không.
Trong đó:
- Các tín hiệu cảnh báo MAINS POWER FAILURE, RECTIFIER MODULE
FAILURE, CONTROL FAIL, COMMERCIAL POWER FAILURE ở dạng ON/OFF,
được lấy từ module relay của thiết bị nguồn Delta, tích cực ở mức thấp (OFF)
- Tín hiệu cảnh báo HIGH TEMPERATURE 1 được lấy từ các bộ cảm biến nhiệt độ đặt
trong cabinet (H1.13)

Hình 1.14. Cảm biến nhiệt độ
- Tín hiệu cảnh báo CLIMATE CONTROL UNIT ở dạng ON/OFF, lấy từ đầu ra cảnh
báo của khối CCU.
- Tín hiệu cảnh báo ENVIRONMENT ALARM bao gồm các cảnh báo như hình 1.14:
+ Cảnh báo khói, cảnh báo độ ẩm: Họat động theo nguyên lý ON/OFF, tuân theo
chuẩn TTL:
- Cảnh báo khói: Mức HIGH - 5V tương ứng với không có cảnh báo, mức
LOW - OV tương ứng với có cảnh báo
- Cảnh báo độ ẩm: Khi độ ẩm môi trường đạt từ 60%-90% đầu ra sensor có
mức LOW - OV - có cảnh báo, khi độ ẩm môi trưởng nhỏ hơn 60%, đầu ra sensor ở mức
HIGH - 5V, không có cảnh báo.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

24
+ Cảnh báo mở cửa: Khi một hoặc 2 cánh cửa mở, công tắc hành trình đóng, đầu
ra có mức LOW, khi cả 2 cánh đều đóng, các đầu ra sensor ở mức HIGH.


- Cảnh báo OBS LIGHT FAIL được lấy từ đầu ra điều khiển đèn báo không trên thiết bị
nguồn Delta, tín hiệu ở dạng ON/OFF, tích cực ở mức thấp
1.6 Kết luận chƣơng I
Chương I đã tập trung tìm hiểu về BTS nói chung và đặc điểm tủ BTS của hãng

Ericsson hiện đang sử dụng trong mạng di động Vietnammobile. Cụ thể nội dung của
chương I tập trung vào tìm hiểu các thành phần và các nguồn cảnh báo của tủ RBS 2216
loại ABA01 để từ đó đặt ra vấn đề thiết kế một bộ thu thập, xử lý cảnh báo ngoài có khả
năng thay thế cho bộ CCU - bộ điều khiển môi trường hiện tại đang sử dụng tủ BTS này.
Do đặc điểm hiện tại, các bộ CCU đang được sử dụng trên thực tế tuy được thiết kế đồng
bộ theo thiết bị nhưng cũng có tỷ lệ hỏng hóc tương đối cao, mặt khác mỗi khi xảy ra
hỏng hóc, việc sửa chữa là không khả thi, việc thay thế gặp khó khăn rất lớn về mặt thời
gian cũng như chi phí vận chuyển từ phía nhà cung cấp thiết bị.
Như vậy yêu cầu đặt ra sẽ là thiết kế một bộ thu thập xử lý cảnh báo ngoài để thay
thế cho bộ CCU hiện tại với yêu cầu hoạt động tin cậy, ổn định, dựa trên nguồn linh kiện
có sẵn trên thị trường, dễ thay thế sửa chữa. Việc này sẽ giảm thiểu thời gian và chi phí
cho việc thay thế các bộ CCU sẵn có. Yêu cầu này sẽ được thực hiện trong chương tiếp
theo của luận văn.



Sensor mở cửa
Hình 1.15 Vị trí các cảm biến môi trường