基于区块链的智能化基站功耗控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于区块链的智能化基站功耗控制系统，包括：分别检测基站水冷系统的水温监测器和水压监测器；与水温监测器、水压监测器和水冷系统连接的微控制器；与微控制器无线连接的服务器；在水压达到一定值时，微控制器开启温度控制：获取水温和目标温度的误差e和误差变化率ec，并对误差e和误差变化率ec进行模糊化处理得出相应的隶属度；利用所得的隶属度及隶属度值相乘求和得出输出值U，然后将输出值U带入公式求出△Kp、△Ki、△Kd；再由Kp＝Kp+ΔKp、Ki＝Ki+ΔKi和Kd＝Kd+ΔKd得出参数Kp、Ki、Kd值，经PID控制器中运算，根据输出结果Output调节水冷系统的水泵转速以智能控制基站功耗。本发明专利技术的算法可以降低系统水泵功耗，实现温度精细化智能化调节。

【技术实现步骤摘要】
基于区块链的智能化基站功耗控制系统
本专利技术大数据通信应用
，更具体地说，本专利技术涉及一种基于区块链技术、北斗定位技术和大数据技术提出的，可以应用于人口密集的区域和环境恶劣的户外的基于区块链的智能化基站功耗控制系统。
技术介绍
移动通信技术由原来的2G技术发展到现在的5G技术，基站的天线愈发增多，随之而来的是基站功耗的增加。基站的运算单元在工作中会产生一定的热能，功耗越大，产生的热能越多。据科学研究表明，持续的高温会大幅增加设备的功耗，严重降低设备的使用寿命甚至损坏设备。目前，大部分基站的机房是通过空调进行温度调节，据调查，单个5G基站的满载功率为3700W，而1.5匹的空调功率约为1100W，空调的耗电量占整个基站耗电量的23％。若使用其他的节能技术也能达到同样的散热目的，则可以大幅降低基站的用电量。在所有降温系统中，较为突出的是水冷系统。2018年诺基亚公司开发了全球第一款水冷基站，由于该水冷设备体积庞大，且不具有普适性，仅适用于诺基亚公司开发的基站，而国内尚未出现水冷式基站设备。对此，我们必须尽快找到应对方法。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述缺陷，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术的另一个目的是提供一种基于区块链技术、北斗定位技术和大数据技术的，可以应用于人口密集的区域和环境恶劣的户外或其他发热量大的设备的基于区块链的智能化基站功耗控制系统。为了实现本专利技术的这些目的和其它优点，本专利技术提供一种基于区块链的智能化基站功耗控制系统，包括：r>分别检测基站水冷系统水温数据和水压数据的水温监测器和水压监测器；与水温监测器、水压监测器和水冷系统连接的微控制器；与微控制器无线连接的服务器；在水压达到一定值时，所述微控制器开启温度控制，所述温度控制包括：获取水温和目标温度的误差e和误差变化率ec，并对误差e和误差变化率ec进行模糊化处理得到对应的隶属度；根据去模糊规则找到隶属度对应的隶属度值；计算隶属度与相应的隶属度值的乘积，并将乘积求和得到输出值U；通过以下公式计算得到△Kp、△Ki、△Kd；△Kp＝U*3；△Ki＝U*0.1；△Kd＝U*0.5；再由Kp＝Kp+△Kp、Ki＝Ki+△Ki和Kd＝Kd+△Kd得出参数Kp、Ki、Kd值，并带入PID控制器中运算得到输出结果Output；Output＝Kp*e+Ki*∑e+Kd*ec；根据输出结果Output调节所述水冷系统的水泵转速以智能控制基站功耗。具体来说，模糊化过程如下：我们将温度误差e和温度误差变化率ec的区间(-80到80)分成8个部分，分别为-80～-60，-60～-40，-40～-20，-20～0，0～20，20～40，40～60，60～80；把-60，-40，-20，0，20，40，60设定为隶属度值，分别用NB，NM，NS，ZO，PS，PM，PB来表示，其中N为negative，P为positive，B为big，M为middle，S为small，ZO为zero。隶属度是指所测数据隶属于某一个设定值的程度，即所测数据在所给范围内靠近该范围内最大值和最小值的程度或概率。具体地，找到e或ec所在的隶属度值区间，则e或ec属于最小隶属度值的隶属度＝(所测值-最小隶属度值)/(最大隶属度值-最小隶属度值)；e或ec属于最大隶属度值的隶属度＝(最大隶属度值-所测值)/(最大隶属度值-最小隶属度值)。例如，当温度误差e为55时，由上可知e属于PM和PB之间，所以e隶属于PM的隶属度为(55-40)/(60-40)＝3/4，e隶属于PB的隶属度为(60-55)/(60-40)＝1/4。对温度误差变化率ec的隶属度计算与温度误差e相同。对于e和ec，推算出他们所占的隶属度后，然后我们可以根据e和ec的隶属度去模糊规则找对应的隶属度值，具体去模糊规则表如图2所示，最后用隶属度乘以相应隶属度值，再将所有的结果求和即可算出输出值U。输出值U是指e和ec经过模糊化处理后得到的输出值。例如，根据上述例子，我们假设e的两个隶属度值为PM和PB，e属于PM的隶属度为a(a<1)，则属于PB的隶属度为(1-a)。再假设ec的两个隶属度值为NB、NM，ec属于NM的隶属度为b(b<1)，则属于NB的隶属度为(1-b)。如图2所示，根据模糊规则表，输出值U为ZO的隶属度和为a*b+a*(1-b)+(1-a)*(1-b)，输出值U为NS的隶属度和为(1-a)*b。由于隶属度是指隶属于某一个设定值的程度，即在所给范围内靠近该范围内最大值和最小值的概率。我们可以使用隶属度乘以相应的隶属度值算出输出值U。所以在此例中，输出值U＝(a*b+a*(1-b)+(1-a)*(1-b))*ZO+(1-a)*b*NS。利用所求得的输出值U带入公式求出△Kp、△Ki、△Kd；△Kp＝U*3；△Ki＝U*0.1；△Kd＝U*0.5；再由Kp＝Kp+△Kp、Ki＝Ki+△Ki和Kd＝Kd+△Kd得出参数Kp、Ki、Kd值，并带入PID控制器中运算；Output＝Kp*e+Ki*∑e+Kd*ec；最后，根据输出结果Output调节所述水冷系统的水泵转速以智能控制基站功耗。温度误差越高，调节水泵的转速越快，反之温度误差低时，实现水泵转速的微弱调节，甚至不调节。这样可以较大程度地实现水冷系统的温度智能化控制。相对于传统的PID算法而言，该算法减少了超调现象，可以更加精细的控制电机转速。对于本案而言，该算法可以降低系统水泵功耗，实现精细化调节。优选的是，所述的基于区块链的智能化基站功耗控制系统中，所述水冷系统中导热储水容器、水冷系统散热单元和水泵通过水管连接构成回路，导热储水容器设置所述水温监测器和水压监测器；针对室外基站，所述室外基站的上方设置有接收太阳能的光伏太阳能板，所述光伏太阳能板与基站的蓄电池连接；水冷系统使用冰点为-60℃的冷冻液；所述导热储水容器与室外基站的发热处通过导热硅胶粘合；且当所述室外基站为区域主基站时，在区域主基站附近的市政供水水管表面安装所述水冷系统散热单元，所述水冷系统散热单元与市政供水水管贴合，以利用市政供水水管进行降温；当所述室外基站为小区基站时，在小区的供水水管表面安装所述水冷系统散热单元，以利用小区的供水水管进行散热；针对室内基站，水冷系统使用冰点为-10℃的冷冻液。上述技术方案中，用于区域主基站和小区基站的水冷系统巧妙利用了市政供水或居民供水进行散热，较风冷系统而言，有比较高的散热效率，并且系统可以保持低功耗运行。同时安装光伏太阳能板作为光伏设备，在电力方面形成一定程度的自给自足。优选的是，所述的基于区块链的智能化基站功耗控制系统中，还包括5G通信模块和兼具定位和通信功能的北斗通信模块；所述微控制器分别与5G通信模块和北斗通信模块连接，所述微控制器使用5G通信模块作为主通信网络进行通信，在主通信网络故障时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于区块链的智能化基站功耗控制系统，其特征在于，包括：/n分别检测基站水冷系统水温数据和水压数据的水温监测器和水压监测器；/n与水温监测器、水压监测器和水冷系统连接的微控制器；/n与微控制器无线连接的服务器；/n在水压达到一定值时，所述微控制器开启温度控制，所述温度控制包括：/n获取水温和目标温度的误差e和误差变化率ec，并对误差e和误差变化率ec进行模糊化处理得到对应的隶属度；/n根据去模糊规则找到隶属度对应的隶属度值；/n计算隶属度与相应的隶属度值的乘积，并将乘积求和得到输出值U；/n通过以下公式计算得到△Kp、△Ki、△Kd；/n△Kp＝U*3；/n△Ki＝U*0.1；/n△Kd＝U*0.5；/n再由Kp＝Kp+△Kp、Ki＝Ki+△Ki和Kd＝Kd+△Kd得出参数Kp、Ki、Kd值，并带入PID控制器中运算得到输出结果Output；Output＝Kp*e+Ki*∑e+Kd*ec；/n根据输出结果Output调节所述水冷系统的水泵转速以智能控制基站功耗。/n

【技术特征摘要】
20200929 CN 20201105223041.一种基于区块链的智能化基站功耗控制系统，其特征在于，包括：
分别检测基站水冷系统水温数据和水压数据的水温监测器和水压监测器；
与水温监测器、水压监测器和水冷系统连接的微控制器；
与微控制器无线连接的服务器；
在水压达到一定值时，所述微控制器开启温度控制，所述温度控制包括：
获取水温和目标温度的误差e和误差变化率ec，并对误差e和误差变化率ec进行模糊化处理得到对应的隶属度；
根据去模糊规则找到隶属度对应的隶属度值；
计算隶属度与相应的隶属度值的乘积，并将乘积求和得到输出值U；
通过以下公式计算得到△Kp、△Ki、△Kd；
△Kp＝U*3；
△Ki＝U*0.1；
△Kd＝U*0.5；
再由Kp＝Kp+△Kp、Ki＝Ki+△Ki和Kd＝Kd+△Kd得出参数Kp、Ki、Kd值，并带入PID控制器中运算得到输出结果Output；Output＝Kp*e+Ki*∑e+Kd*ec；
根据输出结果Output调节所述水冷系统的水泵转速以智能控制基站功耗。


2.如权利要求1所述的基于区块链的智能化基站功耗控制系统，其特征在于，所述模糊化处理包括：
将温度误差e和温度误差变化率ec的区间分成8个部分，分别为-80～-60，-60～-40，-40～-20，-20～0，0～20，20～40，40～60，60～80；
把-60，-40，-20，0，20，40，60设定为隶属度值，分别用NB，NM，NS，ZO，PS，PM，PB来表示，其中N为negative，P为positive，B为big，M为middle，S为small，ZO为zero；
隶属度是指所测数据隶属于某一个设定值的程度，即所测数据在所给范围内靠近该范围内最大值和最小值的程度或概率；具体地，找到e或ec所在的隶属度值区间，则e或ec属于最小隶属度值的隶属度＝所测值与最小隶属度值的差值除以最大隶属度值与最小隶属度值的差值；e或ec属于最大隶属度值的隶属度＝最大隶属度值与所测值的差值除以最大隶属度值与最小隶属度值的差值。


3.如权利要求2所述的基于区块链的智能化基站功耗控制系统，其特征在于，所述水冷系统中导热储水容器、水冷系统散热单元和水泵通过水管连接构成回路，导热储水容器设置所述水温监测器和水压监测器；
针对室外基站，所述室外基站的上方设置有接收太阳能的光伏太阳能板，所述光伏太阳能板与基站的蓄电池连接；水冷系统使用冰点为-60℃的冷冻液；所述导热储水容器与室外基站的发热处通过导热硅胶粘合；且当所述室外基站为区域主基站时，在区域主基站附近的市政供水水管表面安装所述水冷系统散热单元，所述水冷系统散热单元与市政供水水管贴合，以利用市政供水水管进行降温；当所述室外基站为小区基站时，在小区的供水水管表面安装所述水冷系统散热单元，以利用小区的供水水管进行散热；
针对室内基站，水冷系统使用冰点为-10℃的冷冻液。


4.如权利要求3所述的基于区块链的智能化基站功耗控制系统，其特征在于，还包括5G通信模块和兼具定位和通信功能的北斗通信模块；
所述微控制器分别与5G通信模块和北斗通信模块连接，所述微控制器使用5G通信模块作为主通信网络进行通信，在主通信网络故障时，自动选择北斗通信模块作为备用网络通信。


5.如权利要求4所述的基于区块链的智能化基站功耗控制系统，其特征在于，所述服务器接收水温监测器和水压监测器以对基站进行实时监控；
当温度超过设定时间一定时间时，服务器发出相应警报信号以通知相关人员检修；
当水压超过设定压力一定时间时，服务器发出相应警报信号以通知相关人员检修。


6.如权利要求4所述的基于区块链的...

【专利技术属性】
技术研发人员：覃团发，钟盛德，胡永乐，郭文豪，沈湘平，闫明，罗剑涛，陈俊江，唐煜星，官倩宁，
申请(专利权)人：广西大学，润建股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45