使用RIGOL数字万用表对基站电信号监测

引言
    在当今的电子产品中，随着器件的精密度和准确性提升，其电气特性的要求也更加严格，电信号值的一点偏差都会导致很严重的问题。所以不管是设计过程还是使用过程，电信号值都应该处于监测状态，这样我们就能够预防很多相关问题的发生，即使在发生问题后也有更多的参考信息。

    在万用表中实施巡检功能正是基于减少设备成本，能够使用一台数字万用表实现多通道多测量功能的监视和测量而制定。

巡检平台结构
    RIGOL DM3000高端数字万用表在实现高精度和高速度测量的基础上，通过连接一块巡检

    板结合PC虚拟巡检软件实现巡检功能。

1、硬件部分
    硬件部分为6位1/2高精度数字万用表进行具体的数据值采集，外接一块16通道的巡检板，实现共17通道和20种测量功能 的测试系统，单通道最高采集速度能够达到50k/s。

2、软件部分
    虚拟软件实现任务定制、控制、数据和状态信息显示等功能，软件界面风格为Windows风格，以Windows系统为平台，具有界面简洁，操作简单，内容丰富等特点。

3、软/硬件连接

    PC同硬件的连接方式可以通过高速USB和LAN连接两种方式，采用前者有连接便捷和高速数据传输的特点，而采用后者就可以实现远距离的数据传输，实现远程监测。

基站监测介绍
    基站作为一套大型的设备，其中需要监测的信号非常多。在这里我们主要指基站的电源及环境方面的监测。电源是设备运行的基本条件，环境方面的温度和湿度等因素的不同会影响设备的运行和寿命。对这些方面的参数值进行监测，有助于预防和解决问题，长期的监测并对保存的数据进行统计和分析，能够为以后的使用和后续开发提供更多的参考。

    上图为室内宏基站中一部分的示意图。

     电源模块模块向各个模块供电。其中向RF模块中板卡的供电有四种，分别是7.2V、5.5V、3.3V和2.5V，且要求精度为＋1%。

    基站的机房环境温度在15～30℃之间为正常，否则为不正常，机房湿度在40％～65%之间为正常，否则为不正常。

     现采用RIGOL DM3000高端数字万用表的巡检功能对以上的参数进行监测。

基站监测实现
1、    监测需求
    根据上面的各个参数要求，假定有如下监测需求（以下需求不作为实际参考）。 
  

编号	参数名称	范围	监测动作	超出报警
1	RF_VoltageIn1	7.2*(1+1%) (V)	开始后每隔1小时测试一次 循环次数无限，直到手动停止	是
2	RF_VoltageIn2	5.5*(1+1%) (V)	开始后每隔1小时测试一次 循环次数无限，直到手动停止	是
3	RF_VoltageIn3	3.3*(1+1%) (V)	开始后每隔1小时测试一次 循环次数无限，直到手动停止	是
4	RF_VoltageIn4	2.5*(1+1%) (V)	开始后每隔1小时测试一次 循环次数无限，直到手动停止	是
5	IndoorTemperature	15℃～30℃	2006-6-10到2006-6-15 每天12:00:00和00:00:00各测一次	是
6	IndoorHumidity	40％～65%	2006-6-10到2006-6-15 每天12:00:00和00:00:00各测一次	是
将测得的数据保存至本地PC中。

2、    软件任务制定
    在RIGOL DM3000高端数字万用表巡检软件中有两种功能形态，分别为多通道多测量任务巡检(Scan)和高速单通道大批量数据采集 (Data Log)。针对当前监测需求，采用前者。

    如果不是在已有的任务工程基础上进行修改，那么我们首先得先建立一个任务工程，在工程建立的同时，系统会自动建立一个对应于该工程的数据库，用于存放用户定制的任务项目和测量数据。

    在巡检功能中，以项目为制定的最小任务单位，每个项目包括通道号、测量功能、测量量程、测量精度、触发方式 、执行设置和报警设置等多项。设置图如下图所示。

    通道号为CH0~CH16共17个通道可进行设置，一个通道上可以设置多个项目，但是同一通道上面的项目的测量功能都应该是相同的，但是可以具备不同的测量设置（测量量程、测量精度）和触发方式。
 
    例如：可以在通道1上定义如下3个项目

    对上面定义的监测需求可以分解以下任务项目。其中前4种监测大体相同都可以采用自动触发的模式进行，后2种监测大体相同都可以采用定时触发的模式进行。以RF_VoltageIn1监测为例进行任务项目定制。

    RF_VoltageIn1测量为每天每隔1小时测试一次的DCV的无限测量（手动停止），为自动触发形式。告警的方式为测量值上下限告警（上限为7.272V，下限为7.128V）。将每天的测量作为一个大的测量循环间隔（循环周期为24），每小时的测量为一个小的测量循环（循环周期为1）。

    可以先通过配置触发设置大的循环。

    如下图，其中Auto框对应的自动触发方式巡检的执行规则，按键开始和按键停止，每次大的循环时间间隔为24小时。
 

    进入新建任务制定小的任务项目设置，按照制定的需求对项目的不同参数进行设置，如下图即使针对需求1的项目设置，其中Advanced框中的LoopCount表示进入该项目进行测量的次数，LoopInterval表示采数的时间间隔。Alarm框中设定报警的上下限值。


    在设定过程中，如项目按照不同的触发方式分别存入四张任务表中。按照需求设定完成后，设置完成所有任务项目后，可以得到查看分四张表查看和修改已定的各个项目，并能够生成一张总的项目表。
                     
3、    下载任务项目
    通过USB连接RIGOL DM3000高端数字万用表到PC，点击下载按钮，将上面步骤中制好的任务表下载到RIGOL DM3000高端数字万用表中保存，按下开始按键后任务开始。（在第一次连接时，如果RIGOL DM3000高端数字万用表的状态为空闲，PC将自动同步RIGOL DM3000高端数字万用表中的RTC时间，以防两者时间不一样出现误差。）

    任务保存在RIGOL DM3000高端数字万用表中，如果不需要当前PC执行操作或显示采集数据，可以断开连接，对RIGOL DM3000高端数字万用表的操作不会产生影响。

4、    返回数据并显示
     RIGOL DM3000高端数字万用表按照制定的任务去采集测量值，PC能够通过USB或LAN读取测量值，保存到PC中，同时RIGOL DM3000高端数字万用表中的FLASH也能保存测量值，不过其存储空间相对于PC小很多。


    PC读回数据后保存到数据库中，该数据库在建立工程的同时自动建立，所以不需要额外去开发数据库。对于读回的数据在软件中提供表格和图像两种显示模式，如果软件处于监视状态，表格和图像都会自动刷新。出现报警情况将会有显示和声音的报警提示。

总结    
    目前，基站通过串口扩展板接告警箱实现环境监控，但是采用RIGOL DM3000高端数字万用表对基站电源和环境集中监测，不需要向设备内部加入专门的监测板块，在设备有变更或升级后，不需要重新定制监测硬件，只需要对软件的配置进行修改即可，如此不但提高了工作效率更节约了成本。 

       上面以基站中的信号监测为例，简要介绍巡检功能在监测方面的应用。RIGOL DM3000高端数字万用表的应该范围是非常广泛的，只要是在机器提供的20种测量范围之内的测量功能，不管是多通道还是单通道，无论定时测量还时循环测量都能实现。