使用RIGOL數(shù)字萬用表對基站電信號監(jiān)測

引言
    在當今的電子產(chǎn)品中，隨著器件的精密度和準確性提升，其電氣特性的要求也更加嚴格，電信號值的一點偏差都會導致很嚴重的問題。所以不管是設計過程還是使用過程，電信號值都應該處于監(jiān)測狀態(tài)，這樣我們就能夠預防很多相關問題的發(fā)生，即使在發(fā)生問題后也有更多的參考信息。

    在萬用表中實施巡檢功能正是基于減少設備成本，能夠使用一臺數(shù)字萬用表實現(xiàn)多通道多測量功能的監(jiān)視和測量而制定。

巡檢平臺結構
    RIGOL DM3000高端數(shù)字萬用表在實現(xiàn)高精度和高速度測量的基礎上，通過連接一塊巡檢

    板結合PC虛擬巡檢軟件實現(xiàn)巡檢功能。

1、硬件部分
    硬件部分為6位1/2高精度數(shù)字萬用表進行具體的數(shù)據(jù)值采集，外接一塊16通道的巡檢板，實現(xiàn)共17通道和20種測量功能 的測試系統(tǒng)，單通道最高采集速度能夠達到50k/s。

2、軟件部分
    虛擬軟件實現(xiàn)任務定制、控制、數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息顯示等功能，軟件界面風格為Windows風格，以Windows系統(tǒng)為平臺，具有界面簡潔，操作簡單，內(nèi)容豐富等特點。

3、軟/硬件連接

    PC同硬件的連接方式可以通過高速USB和LAN連接兩種方式，采用前者有連接便捷和高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c，而采用后者就可以實現(xiàn)遠距離的數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)遠程監(jiān)測。

基站監(jiān)測介紹
    基站作為一套大型的設備，其中需要監(jiān)測的信號非常多。在這里我們主要指基站的電源及環(huán)境方面的監(jiān)測。電源是設備運行的基本條件，環(huán)境方面的溫度和濕度等因素的不同會影響設備的運行和壽命。對這些方面的參數(shù)值進行監(jiān)測，有助于預防和解決問題，長期的監(jiān)測并對保存的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析，能夠為以后的使用和后續(xù)開發(fā)提供更多的參考。

    上圖為室內(nèi)宏基站中一部分的示意圖。

     電源模塊模塊向各個模塊供電。其中向RF模塊中板卡的供電有四種，分別是7.2V、5.5V、3.3V和2.5V，且要求精度為＋1%。

    基站的機房環(huán)境溫度在15～30℃之間為正常，否則為不正常，機房濕度在40％～65%之間為正常，否則為不正常。

     現(xiàn)采用RIGOL DM3000高端數(shù)字萬用表的巡檢功能對以上的參數(shù)進行監(jiān)測。

基站監(jiān)測實現(xiàn)
1、    監(jiān)測需求
    根據(jù)上面的各個參數(shù)要求，假定有如下監(jiān)測需求（以下需求不作為實際參考）。 
  

編號	參數(shù)名稱	范圍	監(jiān)測動作	超出報警
1	RF_VoltageIn1	7.2*(1+1%) (V)	開始后每隔1小時測試一次 循環(huán)次數(shù)無限，直到手動停止	是
2	RF_VoltageIn2	5.5*(1+1%) (V)	開始后每隔1小時測試一次 循環(huán)次數(shù)無限，直到手動停止	是
3	RF_VoltageIn3	3.3*(1+1%) (V)	開始后每隔1小時測試一次 循環(huán)次數(shù)無限，直到手動停止	是
4	RF_VoltageIn4	2.5*(1+1%) (V)	開始后每隔1小時測試一次 循環(huán)次數(shù)無限，直到手動停止	是
5	IndoorTemperature	15℃～30℃	2006-6-10到2006-6-15 每天12:00:00和00:00:00各測一次	是
6	IndoorHumidity	40％～65%	2006-6-10到2006-6-15 每天12:00:00和00:00:00各測一次	是
將測得的數(shù)據(jù)保存至本地PC中。

2、    軟件任務制定
    在RIGOL DM3000高端數(shù)字萬用表巡檢軟件中有兩種功能形態(tài)，分別為多通道多測量任務巡檢(Scan)和高速單通道大批量數(shù)據(jù)采集 (Data Log)。針對當前監(jiān)測需求，采用前者。

    如果不是在已有的任務工程基礎上進行修改，那么我們首先得先建立一個任務工程，在工程建立的同時，系統(tǒng)會自動建立一個對應于該工程的數(shù)據(jù)庫，用于存放用戶定制的任務項目和測量數(shù)據(jù)。

    在巡檢功能中，以項目為制定的最小任務單位，每個項目包括通道號、測量功能、測量量程、測量精度、觸發(fā)方式 、執(zhí)行設置和報警設置等多項。設置圖如下圖所示。

    通道號為CH0~CH16共17個通道可進行設置，一個通道上可以設置多個項目，但是同一通道上面的項目的測量功能都應該是相同的，但是可以具備不同的測量設置（測量量程、測量精度）和觸發(fā)方式。
 
    例如：可以在通道1上定義如下3個項目

    對上面定義的監(jiān)測需求可以分解以下任務項目。其中前4種監(jiān)測大體相同都可以采用自動觸發(fā)的模式進行，后2種監(jiān)測大體相同都可以采用定時觸發(fā)的模式進行。以RF_VoltageIn1監(jiān)測為例進行任務項目定制。

    RF_VoltageIn1測量為每天每隔1小時測試一次的DCV的無限測量（手動停止），為自動觸發(fā)形式。告警的方式為測量值上下限告警（上限為7.272V，下限為7.128V）。將每天的測量作為一個大的測量循環(huán)間隔（循環(huán)周期為24），每小時的測量為一個小的測量循環(huán)（循環(huán)周期為1）。

    可以先通過配置觸發(fā)設置大的循環(huán)。

    如下圖，其中Auto框?qū)淖詣佑|發(fā)方式巡檢的執(zhí)行規(guī)則，按鍵開始和按鍵停止，每次大的循環(huán)時間間隔為24小時。
 

    進入新建任務制定小的任務項目設置，按照制定的需求對項目的不同參數(shù)進行設置，如下圖即使針對需求1的項目設置，其中Advanced框中的LoopCount表示進入該項目進行測量的次數(shù)，LoopInterval表示采數(shù)的時間間隔。Alarm框中設定報警的上下限值。


    在設定過程中，如項目按照不同的觸發(fā)方式分別存入四張任務表中。按照需求設定完成后，設置完成所有任務項目后，可以得到查看分四張表查看和修改已定的各個項目，并能夠生成一張總的項目表。
                     
3、    下載任務項目
    通過USB連接RIGOL DM3000高端數(shù)字萬用表到PC，點擊下載按鈕，將上面步驟中制好的任務表下載到RIGOL DM3000高端數(shù)字萬用表中保存，按下開始按鍵后任務開始。（在第一次連接時，如果RIGOL DM3000高端數(shù)字萬用表的狀態(tài)為空閑，PC將自動同步RIGOL DM3000高端數(shù)字萬用表中的RTC時間，以防兩者時間不一樣出現(xiàn)誤差。）

    任務保存在RIGOL DM3000高端數(shù)字萬用表中，如果不需要當前PC執(zhí)行操作或顯示采集數(shù)據(jù)，可以斷開連接，對RIGOL DM3000高端數(shù)字萬用表的操作不會產(chǎn)生影響。

4、    返回數(shù)據(jù)并顯示
     RIGOL DM3000高端數(shù)字萬用表按照制定的任務去采集測量值，PC能夠通過USB或LAN讀取測量值，保存到PC中，同時RIGOL DM3000高端數(shù)字萬用表中的FLASH也能保存測量值，不過其存儲空間相對于PC小很多。


    PC讀回數(shù)據(jù)后保存到數(shù)據(jù)庫中，該數(shù)據(jù)庫在建立工程的同時自動建立，所以不需要額外去開發(fā)數(shù)據(jù)庫。對于讀回的數(shù)據(jù)在軟件中提供表格和圖像兩種顯示模式，如果軟件處于監(jiān)視狀態(tài)，表格和圖像都會自動刷新。出現(xiàn)報警情況將會有顯示和聲音的報警提示。

總結    
    目前，基站通過串口擴展板接告警箱實現(xiàn)環(huán)境監(jiān)控，但是采用RIGOL DM3000高端數(shù)字萬用表對基站電源和環(huán)境集中監(jiān)測，不需要向設備內(nèi)部加入專門的監(jiān)測板塊，在設備有變更或升級后，不需要重新定制監(jiān)測硬件，只需要對軟件的配置進行修改即可，如此不但提高了工作效率更節(jié)約了成本。 

       上面以基站中的信號監(jiān)測為例，簡要介紹巡檢功能在監(jiān)測方面的應用。RIGOL DM3000高端數(shù)字萬用表的應該范圍是非常廣泛的，只要是在機器提供的20種測量范圍之內(nèi)的測量功能，不管是多通道還是單通道，無論定時測量還時循環(huán)測量都能實現(xiàn)。