本发明专利技术公开了一种应用于基站空调控制板的基于窄带物联网的5G基站空调智能控制系统。该系统包括智能温控系统及远程监控系统。所述智能温控系统实现了温湿度采集、以智能算法为核心的数据处理及本地控制功能；所述远程监控系统实现了以窄带物联网通讯为基础的温湿度数据的云端上传、异常工况的监控与警报及对空调的远程控制功能。本发明专利技术所述系统架构合理，具备实时远程监控运维的特点，温度控制更智能、通讯更稳定，可以有效降低5G基站空调能耗。可以有效降低5G基站空调能耗。可以有效降低5G基站空调能耗。
【技术实现步骤摘要】
一种基于窄带物联网的5G基站空调智能控制系统
[0001]本专利技术涉及一种基于窄带物联网的5G基站空调远程监控及智能温控技术，具体为一种基于窄带物联网的5G基站空调智能控制系统，属于空调节能设计与物联网应用
技术介绍
[0002]近年来，随着5G技术、移动互联网等技术的快速推进和发展，移动终端的数量也在逐年呈现出一个爆炸式的增加，与此同时，移动基站的数量、基站中的控制设备数量等都随之成倍增长。与此同时，因5G基站功耗约为4G基站的三倍左右，基站负荷持续增大、用电量居高不下的问题也应运而生。据统计，目前基站的能耗已经占据了通讯公司全年总计能耗的50％左右。其中，除去主设备以外，基站空调的能耗尤为突出。
[0003]因特殊工况要求，5G基站的空调设备多常年开启以维持基站内的正常工作温度，从而保障主通讯设备的正常运行。据统计，移动通信基站中空调设备能耗约占总能耗的46％，该值几乎与主通讯设备持平。由于多数基站的空调系统智能化水平不高，空调需要常年运行或是频繁地启动或者停机，这既缩短了空调的使用寿命，也大幅增加了能耗，同时也增大了通信设备的故障风险。随着国家“3060”目标路线的拟定，5G基站空调的高能耗问题亟待解决。
[0004]随着技术的发展，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接的窄带物联网(NB
‑
IoT)为实现对分布散、地域偏的5G基站空调的监控运维从而降低能耗提供了可能。
技术实现思路
[0005]本专利技术所采用的基于窄带物联网技术得远程控制系统配合智能温控系统帮助降低基站空调能耗的控制策略其交互关系如图2所示，具体技术方案如下：
[0006]一种基于窄带物联网的5G基站空调智能控制系统，包括以下步骤：
[0007]步骤一、智能温控系统通过温湿度传感器进行数据采集，空调控制板搭载的微控制器(Microcontroller Unit，MCU)会自动捕获采集到的结果并处理为可识别的数字量。
[0008]步骤二、智能温控系统通过智能控制算法，根据捕获得到的温湿度数字量进行相应的判断决策以及控制策略的实施，从而控制空调根据实时温湿度值自动进行相应的调节动作，进而更智能的实现5G基站内的温度控制。
[0009]步骤三、远程监控系统通过窄带物联网(Narrow Band Internet of Things，NB
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IoT)实现远程客户端与5G基站空调机的通讯，实时上传当前室内温湿度值及异常工况信息至云端服务器，同时可将云端下发的指令发送给空调微控制器，实现远程监控与运维。
[0010]进一步地，所述温湿度传感器进行数据采集的具体内容如下：
[0011]所述温湿度采集采用室内外双传感器，一个置于室内5G基站主通讯设备机附近，另一个通过接线置于室外，具体位置示意如附图2所示。
[0012]进一步地，所述智能温控系统的具体内容如下：
[0013]所述智能温控系统的控制架构为：以确保基站内设备的安全稳定运行为基础而实现节能自动控制。设空调正常工作模式有制冷模式、排风模式、除湿模式和待机模式。控制系统按照温湿度传感器采集到的温湿度值，经智能算法处理后，进行自动的模式选择，若检测到室内温湿度为正常范围，空调则从当前模式退出进入待机模式，直到下一个决定性的温湿度参数被读取后重新判断并进行模式的选择。相较于空调常年开启，可节省大量能耗，减少排放。
[0014]其中，所述智能算法的核心控制策略由温度、温差双参数控制和PID控制两部分组成，一般认为正常温度介于5℃～35℃之间、相对湿度小于90％。若超出这个范围，设备将非正常工作，甚至发生故障。具体步骤如下：
[0015]第一步：首先选取室内温度T作为第一判断因素、室内湿度RH作为第二判断因素,同时引入室内外温差
△
t作为第三判断因素，最终根据三个不同优先级(T>RH>
△
t)的控制参数进行综合决策，从而控制空调在合适的工作模式进行工作。具体决策策略如下：
[0016]1)待机模式：当室内温度T符合工作要求，空调通风系统不工作；
[0017]2)排风模式：当室内温度T＞35℃，室外温度较低、室内温度T高于站外温度
△
t以上时，启动排风功能，通过换气来进行温度调节，此时空调风机工作，压缩机不工作，充分利用室内外温差进行温度调节，节约能耗；
[0018]3)制冷模式：当室内温度T＞35℃，站外温度过高时，使用排风是无法降低室内温度时，再启动制冷模式，此时空调风机和压缩机同时工作；
[0019]4)除湿模式：当室内湿度RH>90％时，开启空调的除湿功能进入除湿模式，此时空调压缩机风机同时工作。此处考虑到温湿度为可能相互影响的两个控制参数，故将室内湿度RH临界值设置较高(人体适宜相对湿度临界值为70％)，原因在于室内温度T的控制优先级更高。
[0020]第二步，在第一步的决策基础上，采用PID控制策略消除静差，以解决空调控制系统较大的滞后性，更精准的实现温度控制。
[0021][0022]式中，u(n)为控制器输出量，该值将作为参数间接作用于调节5G空调压缩机、风机的输出功率，实现既可以更为精准的控制温度、又可以节省部分能耗，e(n)为误差信号，此处为当前实时温度与设定温度的温差。K
p
是比例增益，K
i
是积分增益，K
d
是微分增益，其值根据运行经验与理论分析可通过不断调试整定出合适范围。
[0023]其中，所述本地控制功能为，智能温控系统最终通过控制继电器，驱动空调运行。
[0024]进一步地，所述远程监控系统实施远程监控与运维的具体内容如下：
[0025]所述窄带物联网相较于3G/4G具有低功耗、强链接、广覆盖和低成本四大优点，因为5G基站往往位置分散且地域偏远，通过NB
‑
IoT连接云端服务器实现物联网，方便对5G基站机房内空调运行与工作情况的监控，便于基站在偏僻地区的安装与管理，有助于推动5G基站的更快普及全国，更安全、更节省人力。
[0026]所述远程控制系统会上电后自动连接云端服务器，并协调配合智能温控系统，每一次温湿度数据的采集，远程控制系统都会将数据处理的结果上传至云端服务器，以便工
作人员在千里之外，也可以实时监测5G基站空调的运行情况及基站内的温湿度值。
[0027]其中，所述异常警报功能为，如果空调工作状态异常，远程控制系统还好迅速响应，将异常信息发送给云端服务器，以便工作人员及时发现并前去检修，减少不必要的损失。
[0028]其中，所述远程控制功能为，工作人员可通过云端控制台，改变空调的运行状态、工作模式及相关控制参数。
[0029]本专利技术有益效果：
[0030]本专利技术提出了一种基于窄带物联网的5G基站空调智能控制系统，是一种创新性的可靠控制方法。该方法首先通过智能温控系统，利本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于窄带物联网的5G基站空调智能控制系统，其特征在于，所述智能控制系统的控制策略包括以下步骤：步骤一、智能温控系统通过温湿度传感器进行数据采集，空调控制板搭载的微控制器(Microcontroller Unit，MCU)会自动捕获采集到的结果并处理为可识别的数字量。步骤二、智能温控系统通过智能控制算法，根据捕获得到的温湿度数字量进行相应的判断决策以及控制策略的实施，从而控制空调根据实时温湿度值自动进行相应的调节动作，进而更智能的实现5G基站内的温度控制。步骤三、远程监控系统通过窄带物联网(Narrow Band Internet of Things，NB
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IoT)实现远程客户端与5G基站空调机的通讯，实时上传当前室内温湿度值及异常工况信息至云端服务器，同时可将云端下发的指令发送给空调微控制器，实现远程监控与运维。2.根据权利要求1所述智能控制系统，其特征在于，所述步骤一中温湿度传感器进行数据采集的具体内容如下：所述温湿度采集采用室内外双传感器，一个置于室内5G基站主通讯设备机附近，另一个通过接线置于室外，具体位置示意如附图2所示。3.根据权利要求1所述智能控制系统，其特征在于，所述步骤二中智能温控系统的具体内容如下：所述智能温控系统的控制架构为：以确保基站内设备的安全稳定运行为基础而实现节能自动控制。设空调正常工作模式有制冷模式、排风模式、除湿模式和待机模式。控制系统按照温湿度传感器采集到的温湿度值，经智能算法处理后，进行自动的模式选择，若检测到室内温湿度为正常范围，空调则从当前模式退出进入待机模式，直到下一个决定性的温湿度参数被读取后重新判断并进行模式的选择。相较于空调常年开启，可节省大量能耗，减少排放。其中，所述智能算法的核心控制策略由温度、温差双参数控制和PID控制两部分组成，一般认为正常温度介于5℃～35℃之间、相对湿度小于90％。若超出这个范围，设备将非正常工作，甚至发生故障。具体步骤如下：第一步：首先选取室内温度T作为第一判断因素、室内湿度RH作为第二判断因素,同时引入室内外温差
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t作为第三判断因素，最终根据三个不同优先级(T>RH>
△
t)的控制...
【专利技术属性】
技术研发人员：熊树生，李岱泽，郑巨辉，陈国栋，阮卫良，何根平，
申请(专利权)人：浙江鸿通智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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