一种基站市电停电监测方法与系统与流程

本发明涉及物联网通信基站监控，具体涉及一种基站市电停电监测方法及系统。

背景技术：

1、基站作为通信网络的核心节点，其供电稳定性直接影响通信网络服务质量。市电停电如不能及时感知，可能导致基站退服、网络中断等严重后果。目前，基站市电状态监测已成为通信基站运维管理的基础环节。

2、在现有技术中，市电断电检测主要采用以下两类技术方案。一类是接触式电压检测方案，其通过电压互感器或电阻分压电路与市电线路直接电气接触，采集市电电压值并判断是否有电。该方案需要破线施工，安装时需停电作业，存在触电安全隐患，且施工成本较高，难以大规模部署。另一类是非接触式电场感应检测方案，例如中国专利文献cn205861819u公开了一种基站断电传感器，其通过电场感应板非接触感知交流电场，感应板安装在基站交流供电开关前端，当供电线路有市电时产生电场，感应板感应到该电场则判定为有电；当停电时电场消失则判定为停电。该方案克服了接触式检测需破线施工的缺陷，实现了非接触式安全检测。在此基础上，中国专利文献cn207380124u进一步改进了该技术，其将交流感应器安装于基站机房空气开关之前的市电输入端，明确检测点不受人工拉闸断电影响，有效避免了人为拉闸造成的"假停电"误报。此外，中国专利文献cn211785757u则针对市电线缆的非接触式断电检测设备提出了一种带感应探头和信号采集器的结构方案，其通过485总线与市电监控中心连接。中国专利文献cn110095677a还公开了一种基于电场感应的远程市电断电检测装置，其通过无线通信实现远程监测。

3、然而，上述现有非接触式电场感应检测方案在实际应用中存在以下不足：其一，无法区分"市电断电"与"传感器故障"。现有方案仅输出"有电/无电"二态信号（即干接点的通/断）。当传感器自身发生故障或其与采集设备之间的连接线缆被剪断、拔除时，其输出状态与市电断电状态相同，监控平台无法有效区分。这可能导致两种后果：一是传感器故障被误判为"市电正常"（若故障时输出与有电状态相同），造成断电漏报；二是无法识别传感器断线故障，运维人员无法及时知晓设备异常。其二，缺乏综合判断逻辑。现有技术方案中，采集设备仅根据传感器输出信号做单一判断，未建立多维度的状态综合判断体系。具体而言，未涉及对传感器输出信号进行多级阈值比较、状态跳变检测、消抖确认等处理流程，无法实现市电状态与传感器健康状态的综合判别和差异化上报。其三，通信安全性不足。现有方案普遍采用433m公用无线频段传输信号，该频段属于开放性无线通信，存在被干扰、被截获的风险，难以满足基站运维对通信安全性的要求。

4、综上，现有技术中仍存在以下不足：无法同时区分市电断电与传感器故障、缺乏综合判断逻辑导致误报漏报、通信安全性不足。因此，亟需一种基站市电停电监测方法及系统，以解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明通过一种三态电压输出结合fsu采集网关综合判断的方法解决了现有技术中存在的无法同时区分市电断电与传感器故障、缺乏综合判断逻辑、通信安全性不足的技术问题，进而实现了对基站市电状态的可靠感知、传感器与线路故障的自诊断、状态跳变的差异化上报以及端到端的安全数据流转。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案是：

3、本发明提供一种基站市电停电监测方法，包括：通过非接触式电场感应方式获取市电状态信号的步骤；对所述市电状态信号执行阈值比较以判定市电运行状态的步骤；在所述判定状态发生跳变时触发差异化服务上报的步骤；其中，所述市电状态信号为三种互不重叠且间隔相等的直流电压信号，三个电压值分别对应市电正常、市电断电和传感器自身故障或线路断线三种物理状态；所述阈值比较采用包含上限阈值和下限阈值的双阈值比较方式，通过将所述三个电压值分别落入三个互不重叠的电压区间的方式同时区分市电运行状态和传感器健康状态；所述差异化服务上报是指在判定状态的不同跳变方向上分别触发停电告警服务、供电恢复服务或传感器故障上报服务。

4、进一步地，所述三种直流电压信号包括第一电压值、第二电压值和第三电压值，第一电压值对应市电正常，第二电压值对应市电断电，第三电压值对应传感器自身故障或线路断线。

5、优选地，所述双阈值中的上限阈值为4v、下限阈值为1v，所述三种直流电压信号中的第一电压值为5v±0.1v、第二电压值为2.5v±0.1v、第三电压值为0v。

6、进一步地，对所述市电状态信号执行阈值比较以判定市电运行状态的步骤中，对采集的电压信号执行时域平均滤波预处理，以预设频率连续采集最近预设时长内的电压采样值并取算术平均值作为有效电压值。

7、优选地，所述预设频率为10hz，所述预设时长为1秒，每次预处理的采样点数为10点。

8、进一步地，在所述判定状态发生跳变时触发差异化服务上报的步骤中，要求有效电压值在目标状态对应的电压区间内持续稳定达到预设消抖时间阈值后方可确认状态跳变。

9、优选地，所述预设消抖时间阈值为3秒，且所述三种状态的不同跳变方向上的消抖时间阈值一致配置。

10、进一步地，在所述判定状态发生跳变时触发差异化服务上报的步骤中，当检测到市电断电与传感器故障依次发生时，分别触发停电告警服务和传感器故障上报服务以形成事件时序记录。

11、进一步地，所述差异化服务上报通过fsu内置的4g通信模块和电信定向流量卡接入专用接入点接入运营商网络，与远端物联网平台建立逻辑隔离的安全通信通道后执行。

12、本发明还提供一种基站市电停电监测系统，包括fsu采集网关和与所述fsu采集网关电连接的断电传感器；其中，所述断电传感器包括电场感应探头和电压输出电路，电场感应探头被配置为非接触式感应市电线路的交变电场信号，电压输出电路被配置为输出三种互不重叠且间隔相等的直流电压信号，三个电压值分别对应市电正常、市电断电和传感器自身故障或线路断线三种物理状态；所述fsu采集网关包括模拟量输入口、滤波模块、阈值比较模块、消抖确认模块和状态跳变检测模块，模拟量输入口被配置为以预设频率连续采集所述直流电压信号，滤波模块被配置为对采集的电压信号执行时域平均滤波预处理，阈值比较模块被配置为采用包含上限阈值和下限阈值的双阈值比较方式将所述直流电压信号同时区分为三种物理状态，消抖确认模块被配置为在所述直流电压信号在目标状态对应的电压区间内持续稳定达到预设消抖时间阈值后方可确认状态变更，状态跳变检测模块被配置为在确认状态发生跳变时根据跳变方向触发停电告警服务、供电恢复服务或传感器故障上报服务中的一种。

13、进一步地，所述断电传感器通过三线制连接方式与所述fsu采集网关电连接，三线包括电源供电线、接地线和模拟量信号输出线。

14、进一步地，所述fsu采集网关还包括定向通信模块，定向通信模块被配置为通过内置4g通信模块和电信定向流量卡接入专用接入点，与远端物联网平台建立逻辑隔离的安全通信连接。

15、进一步地，所述系统还包括与所述fsu采集网关通信连接的多级物联网平台，多级物联网平台包括依次通信连接的电信物联网平台、能耗管理平台和省级动环平台，所述fsu采集网关的告警信息依次经各平台的接口协议推送至省动环平台。

16、优选地，所述fsu采集网关与所述电信物联网平台之间采用mqtt协议通信连接，所述电信物联网平台与所述能耗管理平台之间采用http api接口通信连接，所述能耗管理平台与所述省动环平台之间采用标准b接口协议通信连接。

17、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：实现了对市电状态与传感器故障的可靠区分；提高了状态判断的抗干扰能力和可靠性，降低了误报率；实现了事件时序的完整记录，能够区分"断电引发故障"与"独立故障"两种不同事故链；提升了通信安全性，通过4g定向接入点形成逻辑隔离的安全通信通道。