一种基站智能通风系统和机房环境温度保护电路

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2024年4月21日发(作者：)

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(21)申请号 CN2.2

(22)申请日 2012.12.27

(71)申请人 无锡博欧节能科技有限公司

地址 214135 江苏省无锡市宜兴市经济开发区锦程大道11号宜兴创业园

(72)发明人 周振华 郑洪明 陈相 郑传奇 胡刚

(74)专利代理机构 北京中恒高博知识产权代理有限公司

代理人 姜万林

(51)

F24F11/02

权利要求说明书 说明书 幅图

(10)申请公布号 CN 103017304 A

(43)申请公布日 2013.04.03

(54)发明名称

一种基站智能通风系统和机房环境

温度保护电路

(57)摘要

本发明公开了一种基站智能通风系

统和机房环境温度保护电路，该系统包括

依次连接的本地控制器LCS、机房环境温

度保护电路和通讯设备E1，分别通过通信

总线与所述本地控制器LCS连接的电池柜

和多个传感器，以及分别与所述机房环境

温度保护电路连接的机房空调和多个出风

风机。本发明所述基站智能通风系统和机

房环境温度保护电路，可以克服现有技术

中故障率高、可靠性低和安全隐患大等缺

陷，以实现故障率低、可靠性高和安全隐

患小的优点。

法律状态

法律状态公告日

法律状态信息

法律状态

权 利 要 求 说 明 书

1.一种基站智能通风系统，其特征在于，包括依次连接的本地控制器LCS、机房环

境温度保护电路和通讯设备E1，分别通过通信总线与所述本地控制器LCS连接的

电池柜和多个传感器，以及分别与所述机房环境温度保护电路连接的机房空调和多

个出风风机。

2.根据权利要求1所述的基站智能通风系统，其特征在于，还包括配合设置在所述

机房环境温度保护电路与机房空调之间的温控开关K1；所述温控开关K1并联在

继电器KA1的触点两端，继电器KA1的触点与机房空调的控制板供电变压器连接。

3.根据权利要求1或2所述的基站智能通风系统，其特征在于，所述机房环境温度

保护电路，主要包括配合连接的单稳态触发器74HC123和与门74LS08。

4.根据权利要求1或2所述的基站智能通风系统，其特征在于，所述多个传感器，

包括机房内温湿度传感器、机房外温度传感器和电池柜温度传感器。

5.一种基于权利要求1所述的基站智能通风系统中使用的机房环境温度保护电路，

其特征在于，主要包括直流电源、型号为74HC123的单稳态触发器U8、型号为

74LS08的与门U9、第一电阻R40、第二电阻R42、第三电阻R46、第一电容C3、

第二电容C4、第三电容C9和第四电容C10，其中：

所述直流电源与单稳态触发器U8的第2端子、第3端子、第11端子和第16端子

连接，与该与门U9的第14端子连接，经第一电阻R40后与单稳态触发器U8的第

15端子连接，经第一电阻R40和第一电容C3后与单稳态触发器U8的第14端子

连接，经第三电容C9后接地，经第二电阻R42后与单稳态触发器U8的第1端子

连接、且用于输出WDT信号，经第三电阻R46后与单稳态触发器U8的第7端子

连接，经第三电阻R46和第二电容C4后与单稳态触发器U8的第6端子连接，经

第四电容C10后接地；

所述单稳态触发器U8的第4端子和第10端子连接，第8端子和第9端子连接、且

接地；与门U9的第4端子、第1端子、第9端子和第12端子，均与单稳态触发器

U8的第13端子连接；与门U9的第7端子接地。

说 明 书

技术领域

本发明涉及通信基站技术领域，具体地，涉及一种基站智能通风系统和机房环境温

度保护电路。

背景技术

伴随着网络技术的不断发展，移动通讯技术从最初的2G时代走向3G、4G，这就

要求通信运营商必须不断的扩大和建设通信机房的内部设施，随着内部设施的不断

增加，机房的能耗也在急剧增加。通过统计分析发现，机房能耗主要由交流设备能

耗和直流设备的能耗两部分组成。其中交流设备能耗是指基站空调、照明等依靠交

流输入工作的设备，直流设备是指依靠开关电源直流输出工作的设备（包含开关电

源）。

为了使各基站内设备能高效、可靠工作，需将基站环境温度维持在设备允许范围内，

目前主要是使用空调来对基站进行环境温度控制。据数据资料统计显示，平均每个

基站空调耗电占整个基站用电量的54%左右。因此，空调用电一直以来都是基站

中的主要用电设备，为落实节能减排，节支增效，各运营商提出了应用节能新设备

代替传统空调来降低基站耗电量。现在基站内空调节能的主要技术就是采用基站新

风系统。

参见图1，基站新风系统的原理是在现有的基站内安装进、出风机，当室外温度低

于室内温度时，开启风机为室内降温，从而降低空调的使用率。由于风机的功率远

低于空调，从而实现了降低基站的能耗。一般室内外的温差会很大，室内的温度会

高出室外的温度很多。通过引进室外的低温空气排出室内的高温空气，来达到基站

室内温度降低的目的。在温差明显的季节效果也会更明显。在温差不明显的季节里，

新风系统它是与空调联动的，在白天温差会不明显，那么新风系统就联动空调来调

节室内的温度，也就是当新风系统不能降低温度的时候，它可以控制空调的启动与

关闭。而在温差明显的夜间，使用新风系统为室内降温，根据区域的不同能达到

20-55%。

上述基站新风系统，至少存在以下缺陷：

⑴当室内环境温湿度传感器故障时，本地控制器无法采集环境变量而无法执行控制

逻辑，导致空调与风机无法实现联动，使得基站出现高温、退服、设备故障。

⑵当RS485总线出现故障时，本地控制器（LSC）无法采集环境变量从而无法执

行控制逻辑，导致空调与风机无法实现联动，使得基站出现高温、退服、设备故障。

⑶当本地控制器死机或故障时，空调、风机、恒温柜等设备工作在不确定状态，无

法保证室内环境温度，从而为基站的运行安全埋下了隐患。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在故障率高、可靠性低和安

全隐患大等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种基站智能通风系统，以实现故障率低、

可靠性高和安全隐患小的优点。

本发明的另一目的在于，提出一种基于上述基站智能通风系统中使用的机房环境温

度保护电路。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基站智能通风系统，包括依次连

接的本地控制器LCS、机房环境温度保护电路和通讯设备E1，分别通过通信总线

与所述本地控制器LCS连接的电池柜和多个传感器，以及分别与所述机房环境温

度保护电路连接的机房空调和多个出风风机。

进一步地，以上所述的基站智能通风系统，还包括配合设置在所述机房环境温度保

护电路与机房空调之间的温控开关K1；所述温控开关K1并联在继电器KA1的触

点两端，继电器KA1的触点与机房空调的控制板供电变压器连接。

进一步地，所述机房环境温度保护电路，主要包括配合连接的单稳态触发器

74HC123和与门74LS08。

进一步地，所述多个传感器，包括机房内温湿度传感器、机房外温度传感器和电池

柜温度传感器。

同时，本发明采用的另一技术方案是：一种基于以上所述的基站智能通风系统中使

用的机房环境温度保护电路，主要包括直流电源、型号为74HC123的单稳态触发

器U8、型号为74LS08的与门U9、第一电阻R40、第二电阻R42、第三电阻R46、

第一电容C3、第二电容C4、第三电容C9和第四电容C10，其中：

所述直流电源与单稳态触发器U8的第2端子、第3端子、第11端子和第16端子

连接，与该与门U9的第14端子连接，经第一电阻R40后与单稳态触发器U8的第

15端子连接，经第一电阻R40和第一电容C3后与单稳态触发器U8的第14端子

连接，经第三电容C9后接地，经第二电阻R42后与单稳态触发器U8的第1端子

连接、且用于输出WDT信号，经第三电阻R46后与单稳态触发器U8的第7端子

连接，经第三电阻R46和第二电容C4后与单稳态触发器U8的第6端子连接，经

第四电容C10后接地；

所述单稳态触发器U8的第4端子和第10端子连接，第8端子和第9端子连接、且

接地；与门U9的第4端子、第1端子、第9端子和第12端子，均与单稳态触发器

U8的第13端子连接；与门U9的第7端子接地。

本发明各实施例的基站智能通风系统和机房环境温度保护电路，由于该基站智能通

风系统，包括依次连接的本地控制器LCS、机房环境温度保护电路和通讯设备E1，

分别通过通信总线与本地控制器LCS连接的电池柜和多个传感器，以及分别与机

房环境温度保护电路连接的机房空调和多个出风风机；可以确保机房不会出现过高

温度以致机房故障，基站退服、烧毁设备；从而可以克服现有技术中故障率高、可

靠性低和安全隐患大的缺陷，以实现故障率低、可靠性高和安全隐患小的优点。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得

显而易见，或者通过实施本发明而了解。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施

例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为现有基站新风系统的工作原理示意图；

图2为本发明基站智能通风系统的工作原理示意图；

图3为本发明机房环境温度保护电路（由双单稳态触发器74HC123和与门74LS08

构成）的工作原理示意图；

图4a和图4b为本发明基站智能通风系统中双金片和温控开关及空调的接线原理图。

在图4b中，K1为温控开关，KA1为继电器线圈。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施

例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

根据本发明实施例，如图2、图3、图4a和图4b所示，提供了一种基站智能通风

系统。

参见图2，本实施例的基站智能通风系统，包括依次连接的本地控制器LCS、机房

环境温度保护电路和通讯设备E1，分别通过通信总线与本地控制器LCS连接的电

池柜和多个传感器，以及分别与机房环境温度保护电路连接的机房空调和多个出风

风机。该多个传感器，包括机房内温湿度传感器、机房外温度传感器和电池柜温度

传感器。

参见图4a和图4b，该基站智能通风系统，还包括配合设置在机房环境温度保护电

路与机房空调之间的温控开关K1；温控开关K1并联在继电器KA1的触点两端，

继电器KA1的触点与机房空调的控制板供电变压器连接。

参见图3，该机房环境温度保护电路，主要包括配合连接的单稳态触发器74HC123

和与门74LS08。具体可参见图3和下面实施例二中关于该机房环境温度保护电路

的相关说明，再次不再赘述。

本实施例的基站智能通风系统，针对现有技术中的缺陷，在确保基站运行安全第一

位的条件下，基于图1所示的现有基站新风系统进行了改进。该基站智能通风系统，

在图1所示的现有基站新风系统的基础上，增加了机房环境温度保护电路和双金属

片构成的温控开关。

机房环境温度保护电路通过一个常闭继电器来控制机房空调控制板的电源输入端，

从而控制空调的启停。当继电器闭合时，机房空调控制板得电，空调进入制冷状态；

当继电器断开时，机房空调控制板掉电，空调进入停机状态。机房环境温度保护电

路通过两个常开的继电器控制进出风风机的启停。当继电器闭合时，风机和市电接

通，从而为室内引入新风；当继电器断开时，风机和市电断开，风机停止工作。常

开型温控开关和控制空调控制板供电的常闭继电器并联。

机房环境温度保护电路对本地控制器（LCS）提供的WDT信号进行计时，当本地

控制器（LCS）能够按时准确的提供WDT信号时，空调、风机等的动作受本地控

制器控制。当超过50秒没有接收到有效的WDT信号时，环境温度保护电路将进

入保护状态，输出一个脉冲宽度为2秒的低脉冲使本地控制器（LCS）复位，同时

自动将空调接换到开启模式为室内降温，防止由于控制器死机、故障导致机房温度

失控。

温控开关是一个根据物体热胀冷缩原理能够自动进行开关切换的器件。热胀冷缩是

物体的共性，但不同物体其热胀冷缩的程度不一样。双金片的两面是不同物质的导

体，在变化的温度下由于涨缩程度不一样而使双金片弯曲。当本地控制器LCS由

于各种不确定性因素未能控制继电器动过，导致机房温度失控时温控开关动作，从

另外一个层面控制了机房温度不至于太高，导致机房高温、基站退服、设备烧坏等

故障的出现。

双金片和温控开关及空调的接线方式参见图4a和图4b。当该基站智能通风系统都

正常时，本地控制器通过控制继电器线圈KA1，控制空调变压器的供电控制空调

的启停工作。当控制系统因逻辑错误或其他不明原因而未能控制继电器动作，致使

未能有效的被机房温度在32℃以下，出现温度升高至40℃时，常开型温控开关由

于热胀冷缩，双金片弯曲切换到闭合状态，空调控制板得电，使空调变压器得电，

空调控制板得电启动制冷，迅速使室内温度回到正常范围。当机房温度下降到29℃

后，双金片由于热胀冷缩重新恢复到常开状态，空调变压器断电，空调控制板被下

电，空调进入停机状态。如此反复，确保机房不会出现过高温度以致机房故障，基

站退服、烧毁设备。

实施例二

根据本发明实施例，提供了一种基于上述基站智能通风系统中使用的机房环境温度

保护电路。如图3所示，本实施例的机房环境温度保护电路，主要包括直流电源、

型号为74HC123的单稳态触发器U8、型号为74LS08的与门U9、第一电阻R40、

第二电阻R42、第三电阻R46、第一电容C3、第二电容C4、第三电容C9和第四

电容C10。

其中，在图3中，直流电源与单稳态触发器U8的第2端子、第3端子、第11端子

和第16端子连接，与该与门U9的第14端子连接，经第一电阻R40后与单稳态触

发器U8的第15端子连接，经第一电阻R40和第一电容C3后与单稳态触发器U8

的第14端子连接，经第三电容C9后接地，经第二电阻R42后与单稳态触发器U8

的第1端子连接、且用于输出WDT信号，经第三电阻R46后与单稳态触发器U8

的第7端子连接，经第三电阻R46和第二电容C4后与单稳态触发器U8的第6端

子连接，经第四电容C10后接地；单稳态触发器U8的第4端子和第10端子连接，

第8端子和第9端子连接、且接地；与门U9的第4端子、第1端子、第9端子和

第12端子，均与单稳态触发器U8的第13端子连接；与门U9的第7端子接地。

图3是一个由双单稳态触发器74HC123和与门74LS08构成的机房环境温度保护电

路。74HC123构成两个单稳态触发电路，第一个单稳态的延迟时间约为50S，其

1Q（Pin13）输出作为74LS08的输入，用来控制本地控制器LSC输出信号的使能，

1/Q输出作为第二组单稳态电路的输入2B(Pin10)（上升沿），用来产生宽度为1S

的复位信号，2/Q接到本地控制LSC的复位脚上，让本地控制器LSC在异常情况

下能够被复位。

当第一个单稳态电路的输入端1/A（Pin1）接收到有效脉冲下降沿时，1Q(Pin13)输

出处于暂态（高电平），与门74LS08的Ax输入为高电平，本地控制器输入到

74LS08的控制信号Bx均能有效通过，空调风机均能按照本地控制器的逻辑执行动

作。1/Q（Pin4）的输出处于暂态（低电平），第二组单稳态的输出2/Q（Pin12）

处于稳态（高电平），本地控制器复位信号输入正常，系统正常工作。

当第一个单稳态电路的输入端1/A(Pin1)连续约50S未接收到有效脉冲下降沿时，

第一个单稳态触发器1Q(Pin13)输出稳态（低电平），与门的Ax输入为低电平，

本地控制器输入到74LS08的控制信号Bx均不能通过，74LS08的输出均为低电平，

空调、风机的开关控制继电器均进入到常态（空调常闭、风机常开）。由于空调控

制继电器为常闭继电器，所以空调控制板得电，空调进入制冷运行状态，确保室内

温度在合理范围内，不至于引起高温等故障。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其

依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进

行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，

均应包含在本发明的保护范围之内。

本文标签： 机房空调基站系统