CN102156466A

CN102156466A - 分布式温控机柜系统

Info

Publication number: CN102156466A
Application number: CN2011100790482A
Authority: CN
Inventors: 彭宏斌; 毛健强; 李俊凯
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2011-03-31
Publication date: 2011-08-17

Abstract

本发明涉及无人值守通讯基站远程控制领域，尤其为了对野外无人值守的通讯基站的重要设备，提供了一种可对其运行环境进行远程制冷，制热，除湿，报警的系统。具体为一种基于以太网和热交换技术的分布式温控机柜系统，包括热交换式温控机柜，WEB控制平台，开门报警系统，GIS标绘系统。它集成远程控制管理、以太网报警、GPRS数据通讯、电源分配、安全滤波、漏电保护、温湿度环境监测、电源防浪涌电路保护等功能于一身，管理控制方式采用TCP/IP和GPRS方式，从根本上解决了远程基站的核心设备在高温或低温环境下，难以维护的运维难题。

Description

分布式温控机柜系统

技术领域

本发明涉及无人值守通讯基站远程控制领域，尤其为了应对野外无人值守的通讯基站的突发事件，提供了一种可对基站内部设备的运行环境进行远程调温，调湿，报警的设备。

背景技术

本发明是基于制冷技术的一种产品。目前，调节特定环境内的温度、湿度所采用的方法大多采用制冷技术，以热交换的方式进行温度，湿度的调节。

当前的制冷技术已经几乎渗透到各个生产技术、科学研究领域，并在改善人类的生活质量方面发挥着巨大作用。可以说，现代技术进步离开了制冷技术发展是不可想象的。生活中，制冷广泛用于食品冷加工、冷贮藏、冷藏运输，适性空气调节，体育运动中制造人工冰场等；制冷技术还在尖端科学领域如微电子技术、新型材料、宇宙开发、生物技术的研究和开发中起着举足轻重的作用。可以说，现代技术进步是伴随着制冷技术发展起来的。

本发明是基于IP技术的一种产品。目前，对于实现某种设备的联网控制所采用的方式大多采用以太网技术和通用无线分组业务(gprs)移动通讯技术，以数字化命令的方式进行远程设备的控制和监控。

通用无线分组业务(gprs)，是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP连接。由于使用了″分组″的技术，上网可以免受断线的痛苦。它具备永远在线、按量计费、快速登录、自如切换、高速传输等五大特点，以太网(Ethernet)是一种计算机局域网组网技术。IEEE制定的IEEE 802.3标准给出了以太网的技术标准。它规定了包括物理层的连线、电信号和介质访问层协议的内容。以太网是当前应用最普遍的局域网技术。

目前，基于这些技术的制冷产品和以太网产品都比较成熟，以太网通讯技术无论在传输的数据量、编程的灵活性还是安全性方面都有很大的优势。其次，现今的制冷系统结构大多比较成熟。但是对于分布距离远，而且还存在着不同地域，即在同一地域，不同应用环境，不同压力环境下，制冷制热，除湿要求也不尽相同。这就要求在不同地域，不同应用场合的设备进行不同的温湿度调节，对特殊的设备进行特殊的控制，在集成以太网络中的实现相互之间的通信，而这些问题采用传统方法是难以解决的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实现无人值守的基站设备维护系统。它集成远程控制管理、异常报警、温湿度环境监测、电源防浪涌电路保护、开门报警、制冷、制热、除湿等功能，它能在突发事件发生的第一时间向管理员报警，并且管理员可以通过WEB服务控制处理突发事件。

为了实现以上所述目的，本发明的技术方案为：一种基于以太网、制冷技术的分布式温控机柜系统，包括GIS标绘系统、WEB控制平台、远程温控柜体、报警接收主机、WEB平台与分布式温控机柜系统主机建立连接，并通过WEB控制平台对分布式温控机柜系统进行配置管理，设置相关警报阀值，进行实时监控，接收运行报警。(主要由系统主机、热交换装置、压缩机、电磁四通阀、加热装置、继电器控制、多个电源输出口、温湿度采集器、蜂鸣器、报警闪灯、以太网卡等，通过网卡接入局域网与WEB控制平台和报警主机、智能设备连接，并通过WEB控制平台对机柜体内的温湿度实施监视、控制与接收异常报警。)

通过WEB控制台进行控制，WEB控制台对分布式温控机柜系统主机设备进行全方面配置，包括WEB控制平台与分布式温控机柜系统主机配对，分布式温控机柜系统的内部温度湿度设定，自动开始制冷进行热交换，分布式温控机柜系统的机柜内部温度、湿度等超过阀值报警并自动开始制冷进行热交换，分布式温控机柜系统开关门报警、控制相关的报警设备打开与关闭、WEB控制平台记录机柜内的设备信息等。

所述分布式温控机柜系统包括系统主机、热交换装置、压缩机、电磁四通阀、加热装置、继电器控制、多路电压电流采集器、多个电源输出口、温湿度采集器、蜂鸣器、报警闪灯、以太网卡、GPRS模块、气液分离器等，通过网卡或GPRS模块接入局域网与WEB控制平台和报警主机、智能设备连接，并通过WEB控制平台对机柜体内的温湿度实施监视、控制与接收异常报警。

分布式温控机柜系统，其中的WEB控制平台，主要功能是配置分布式温控机柜系统，显示分布式温控机柜系统收集的报警。

WEB控制平台的配置内容包括：分布式温控机柜系统机柜信息、被控设备信息、机柜内温度湿度的配置、分布式温控机柜系统与WEB关联配置、分布式温控机柜系统多路输出的电压、电流报警阀值、柜体内温湿度报警阀值、分布式温控机柜系统制冷主机维修报警、检查网络是否连通等等

WEB控制平台执行程序的步骤为：

选择执行的任务进行任务执行；

执行命令在后台进行处理，转换为通讯协议命令文件；

发送通讯协议命令文件到分布式温控机柜系统；

如发送成功，在页面提示发送成功并把相关操作写入SQLSERVER或Oracle数据库，如不成功，页面提示发送失败。

分布式温控机柜系统，其中的分布式温控机柜系统主机，它的主要功能是实时监视机柜内温度湿度环境、输出的电流电压状态、制冷工作运行状态、开关机柜门状态、远程WEB服务器的连接状态、收集所有异常信息报警。

远程调温调湿机柜主机执行程序的步骤为：

打开压缩机开始制冷；

根据温度湿度配置开始制冷循环，进行机柜内部与外界的热交换；

实时监视机柜的开关门状态；

接收WEB控制平台发送的通讯协议命令文件；

解析通讯协议命令文件为相关任务命令；

通过任务命令配置分布式温控机柜系统内部各个模块。

分布式温控机柜系统机柜中包括热交换控制板、核心板、GPRS模块，功能分别为：

热交换控制板：

构建完整的制冷电气控制系统；

构建完整的制热电气控制系统；

构建完整的制冷、制热监测管路控制系统；

GPRS模块：

构建完整的数据传输平台；

构建完整的短信平台；

发送和接收控制短信；

发送异常报警短信到指定管理员；

核心控制板：

发送异常报警到指定WEB控制平台；

通过WEB控制平台可以对机柜内部温湿度进行采集和控制；

构建完整的开门报警警报系统；

本发明提供的一种基于分布式温控机柜系统的控制方案有以下两种：

第一种控制方案是通过WEB控制台进行控制，WEB控制台对分布式温控机柜系统主机设备进行全方面配置，包括WEB控制平台与分布式温控机柜系统主机配对，分布式温控机柜系统的输出电压电流超过阀值报警，机柜内部温度、湿度等超过阀值报警并自动开始制冷进行热交换，分布式温控机柜系统开关门报警、控制相关的报警设备打开与关闭等。

第二种控制方案是通过GPRS模块进行控制，用户可以通过允许的手机号，发送相关代码到分布式温控机柜系统主机设备进行全方面配置，包括WEB控制平台与分布式温控机柜系统主机配对，机柜内部温度、湿度等超过阀值报警并自动开始制冷进行热交换，分布式温控机柜系统开关门报警、控制相关的报警设备打开与关闭等

下面通过附图，对本项目的技术方案做进一步详细描述。

附图说明

图1本发明的原理图

图2本发明的系统组成图

图3本发明的实际应用图

具体实施方式

为使本发明的目的，技术方案和有益效果更加清楚明白，下面结合实例和附图，对本发明做进一步地详细说明。

图1本发明的原理图

分布式温控机柜系统主机采用嵌入式设计理念，高性能CPU，外扩丰富外设接口，极大满足客户的实际应用需求。内置温湿度采集、调温调湿模块。232直接控制GPRS模块。232控制调温调湿模块的热交换，GPIO控制报警系统报警.调温调湿模块直接控制制冷系统的运转、换向、启停。调温调湿，LAN，GPRS三种控制直接接入核心控制板。

在分布式温控机柜系统主机中系统软件工作在嵌入式Linux平台上，嵌入式Linux是标准Linux经裁减得到的，同Linux一样，具有稳定，安全，高效率，实时性好等优点。

同时他又集成了多方面的通信控制手段，其中包括：

1.GPRS：通用无线分组业务，是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP连接。通俗地讲，GSM是一项高速数据处理的技术，方法是以″分组″的形式传送资料到用户手上。虽然GSM是作为现有GSM网络向第三代移动通信演变的过渡技术，但是它在许多方面都具有显著的优势。

2.以太网：以太网(IEEE 802.3标准)是最常用的局域网组网方式。以太网使用双绞线作为传输媒介。在没有中继的情况下，最远可以覆盖200米的范围。最普及的以太网类型数据传输速率为100Mb/s，更新的标准则支持1000Mb/s和10000Mb/s的速率。

图2本发明的系统组成图

传输及交换部分(IP网络)：完成信息的传送及交换功能。由于方案基于IP构建，IP网络可同时具备传输和交换的功能。传输及交换部分包括路由器、接入交换机、核心交换机、传输设备、信息安全产品等。为了构建高品质的监控专用IP网络，针对网络监控特性对安全接入、QoS保障和组播支持进行了充分的优化，可实现无阻塞交换，并具备高度的安全性、天然的可扩展能力和灵活性。

由于IP技术的标准化程度高，应用广泛，部署简单。同时，IP领域的新技术层出不穷，所有这些技术，都可能推动监控技术的发展。

存储部分(DM SERVER)：完成数据的存储功能。随着监控应用的不断深化，大量监测数据信息经常需要进行一定时期的存储。如何进行海量存储？如何实现这些海量信息的共享？采用服务器建立数据库进行存储无疑是最好的选择。信息的存储部分，主要功能是接收客户端发送过来的基于TCP/IP存储参数运行情况数据流，并存储起来；向WEB客户端(IE)提供实际的数据展示；接受数据管理服务器DM的管理等。所有的存储设备和WEB服务可以根据需求灵活的部署在不同的监控中心，但都可以通过数据管理服务器实现统一的管理。

显示部分(WEB用户)：数据显示部分完成信息的整合及输出报表，图表，这部分主要包括图形化java控件和报表控件，还包括其他厂商的电视墙、多媒体大屏幕、等硬件设备。

控制及管理部分(WEB SERVER)：这部分完成对所有监控设备、业务的管理及控制，包括WEB管理服务器、数据管理服务器DM SERVER、GIS标绘系统等组件。其中WEB server是方案的管理中心和控制中心，授权用户可以在任意一台PC管理终端上完成全网的设备管理、资源调度、终端控制，所有的控制指令由WEB SERVER集中处理和发送。通过它，可以很容易的实现集中管理。

DM SERVER是作为这些存储设备的管理者，从复杂的存储设备管理信息中抽象出与监控业务相关的信息，实现了对系统内大量存储设备的集中管理以及存储资源的动态分配。DMSERVER的功能包括协助被控客户端服务程序系列监控媒体终端建立与存储资源的连接、制定每个设备的存储计划、检索回放挖掘数据、备份数据、存储等功能.

由上可见，分布式温控机柜系统，包括WEB控制平台，分布式温控机柜系统主机，GIS标绘系统。采用GPRS模块、以太网作为传输手段以及分级的部署形式，可以做到地区联网、省局联网乃至全国联网。

图3本发明的实际应用图

如图所示，在实际应用中，一套分布式温控机柜系统可以对多台基站设备的运行环境进行监控与管理，监控范围温度、湿度、开门报警等，同时还能实现大范围的部署和实施。

除此以外，还提供了两种控制手段，分别是有线以太网络、GPRS无线网络。

总之，以上所述仅为本发明的简明实施方式，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何细微修改、等同替换、显而易见的改进等，均应在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种基于以太网、制冷技术的分布式温控机柜系统，包括WEB控制平台、远程温控机柜、报警接收主机、GIS标绘系统、WEB平台与分布式温控机柜系统主机建立连接，并通过WEB控制平台对分布式温控机柜系统进行配置管理，设置相关警报阀值，进行实时监控，接收运行报警，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的分布式温控机柜系统，其中的WEB控制平台，主要功能是配置分布式温控机柜系统，显示分布式温控机柜系统收集的报警。

3.根据权利要求2所述的分布式温控机柜系统，其中的WEB控制平台的配置内容包括：分布式温控机柜系统机柜信息、被控设备信息、机柜内温度湿度的配置、分布式温控机柜系统与WEB关联配置、柜体内温湿度报警阀值、分布式温控机柜系统制冷主机维修报警、检查网络是否连通、柜体内设备信息等等。

4.根据权利要求1或2所述的分布式温控机柜系统，其中的WEB控制平台执行程序的步骤为：

选择执行的任务进行任务执行；

执行命令在后台进行处理，转换为通讯协议命令文件；

发送通讯协议命令文件到分布式温控机柜系统；

5.根据权利要求1所述的分布式温控机柜系统，其中的分布式温控机柜系统主机，它的主要功能是实时监视机柜内温度湿度环境、制冷工作运行状态、开关机柜门状态、远程WEB服务器的连接状态、收集所有异常信息报警。

6.根据权利要求1或5所述的分布式温控机柜系统，其中的远程温控机柜主机执行程序的步骤为：

打开压缩机开始制冷；

实时监视机柜的开关门状态；

接收WEB控制平台发送的通讯协议命令文件；

解析通讯协议命令文件为相关任务命令；

通过任务命令配置分布式温控机柜系统内部各个模块。

7.根据权利要求1或5所述的分布式温控机柜系统，其中的分布式温控机柜系统机柜中包括热交换控制板、GPRS模块、核心控制板功能分别为：

热交换控制板：

构建完整的制冷电气控制系统；

构建完整的制热电气控制系统；

构建完整的制冷、制热监测管路控制系统；

GPRS模块：

构建完整的数据传输平台；

构建完整的短信平台；

发送和接收控制短信；

发送异常报警短信到指定管理员；

核心控制板：

发送异常报警到指定WEB控制平台；

通过WEB控制平台可以对机柜内部温湿度进行采集和控制；

构建完整的开门报警警报系统。

8.一种如权利要求1所述的基于分布式温控机柜系统的控制方法，其特征在于：

通过GIS平台进行机柜所在位置的标绘，WEB控制台进行控制，WEB控制台对分布式温控机柜系统主机设备进行全方面配置，包括WEB控制平台与分布式温控机柜系统主机配对，分布式温控机柜系统的机柜内部温度、湿度等超过设定值后，自动开始制冷进行热交换，分布式温控机柜系统的机柜内部温度、湿度等超过阀值报警并自动开始制冷进行热交换，分布式温控机柜系统开关门报警、控制相关的报警设备打开与关闭等。

9.一种如权利要求1所述的分布式温控机柜系统组成原理，其特征在于：

通过在普通机械机柜上加入热交换器，毛细管，压缩机，电磁四通阀，过滤器，气液分离器构成柜体内部与外部的热交换系统，用户可以通过热交换系统控制柜体内部的温度湿度。

通过在热交换系统的电气控制部分加入以太网络功能或GPRS通讯功能，用户可以通过允许的WEB系统，通过以太网络或GPRS模块发送相关通讯协议命令到分布式温控机柜系统主机，对分布式温控机柜系统主机进行配置、监控等操作，可以实时接收到分布式温控机柜系统主机收集到的室内温湿度异常等。

通过在温控机柜的核心控制单元挂接开关门报警探测器、实现机柜开关门异常的接收，和报警灯的打开与关闭，并主动向WEB控制台发送报警。

10.一种如权利要求1所述的基于分布式温控机柜系统的体系结构，其特征在于：

分布式温控机柜系统机柜部分由热交换器，毛细管，压缩机，电磁四通阀，过滤器，气液分离器，导向阀，工艺口，风扇，温湿度感应探头，控制电路，水槽，毛细管，热交换控制板板，报警闪灯，GPRS模块，核心控制板等组成。

柜体内部安装热交换器，风扇，水槽，导向阀，热交换控制板，核心控制板，实现网络功能和冷热交换。柜体内部安装用电插排，实现供电能力，插排具备级联能力可以扩充电源口供用户使用。柜体内部安装开关门探头，自动实现开门报警。

机柜外部安装工艺口，热交换器，气液分离器，电磁四通阀，毛细管，导向阀，压缩机实现冷热交换，报警闪灯实现开门报警。

分布式温控机柜系统WEB控制中心实现了对分布式温控机柜系统机柜部分的控制和设置，以及报警的接收，GIS标绘系统标绘出远程的各个应用场所。WEB控制中心可以级联部署，实现了多区域，多中心管理的地方到区域，区域到中心的多级部署模式。