CN103885422A - 氢燃料备用电源监控系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种氢燃料备用电源监控系统，在机柜中设置氢燃料备用电源、门禁传感器、水浸传感器、氢气浓度传感器，分别采集氢燃料备用电源的故障信息、机柜门的开关信息、机柜内的水浸信息、机柜内氢气的泄露信息并通过干接点将信息通过输入模块传递至微处理器的I/O口；在机柜中设置智能电表监测氢燃料备用电源的输出电流、输出电压及输出功率信息，通过输入模块及转换器将信息传递至微处理器的I/O口；设置温度传感器、湿度传感器，通过输入模块及转换器将信息传递至微处理器的I/O口；微处理器根据其I/O口电平状态进行数据整合、故障判断，并将结果上传至动环系统上位机，若出现故障，则发送短信报警。同时，该系统还具有存储模块，存储历史数据。
Description
技术领域
本发明涉及氢燃料能源设备领域，具体而言，涉及一种氢燃料备用电源监控系统及方法。
背景技术
近年来，氢燃料备用电源技术发展极为迅速，取得多项突破，并越来越多地应用到各种要求电源高稳定性、高可靠性、智能监控、节能和环保的各种军事尖端和普通民用工业中，涵盖航天、潜艇、通信、无人操纵设备、分布式电源、智能电网、交通车辆等行业。氢燃料备用电源作为通信设备的备用电源已是一项完全成熟的应用技术。目前，氢燃料电池被广泛应用于后备电源领域，尤其在通信基站备用电源领域，用以替代传统的铅酸蓄电池组备电方式。通信基站，即公用移动通信基站是无线电台站的一种形式，是指在有限的无线电覆盖区中，通过移动通信交换中心，与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。基站是移动通信中组成蜂窝小区的基本单元，完成移动通信网和移动通信用户之间的通信和管理功能。从2009年MOTOROLA通信公司在丹麦国家公共应急通信网络的基站中采用氢燃料备用电源至今，全球各地已至少启用了近千套氢燃料备用电源系统，且这些系统连续运行以来，没有失败案例，应用极为成功。
动环系统是动力设备及环境集中监控系统的简称。各大运营商都拥有一套成熟稳定的动环系统实现基站内各种动力设备的管理、资源系统的管理、图像监控等。通信用氢燃料备用电源系统作为基站的备用电源保障设备，安装应用在无人值守的通信基站，通信运营商为确保其基站的可控运行，要求接入基站的所有电源系统（包含备用电源系统）必须具备一定的远程监控功能。换而言之，即氢燃料备用电源系统，若想作为成熟的产业化产品应用于通信行业，应该具备能够接入基站动环系统的能力，从而纳入运营商的统一网管监控。
并且，通信运营商的全部基站都是无人值守的，因此接入基站的所有设备必须能够通过利用运营商的内网资源，实现远程统一网管监控。这就要求所有电源系统（包含备用电源系统）必须接入基站现有的动力环境监测系统（简称动环系统），通过动环系统实现对备用电源运行状态的监测与控制。而目前国内能够进入试用或商业示范的氢燃料备用电源系统，均不具备接入通信运营商基站动力环境监测系统的能力。
国内现有氢燃料备用电源监控系统，可以为用户提供如干接点接口、RS232接口、RS485接口、以太网接口或CAN-BUS接口等多种通信接口，以便用户监控设备的运行状况。但是这些接口只能用于现场调试或检测使用，没办法将所有运行数据和运行状态通过一个接口发送出去。
即便是能够具有远程数据传输的接口功能的氢燃料备用电源监控系统，也只是提供了远程通讯的接口，如果将氢燃料备用电源系统安装于通信基站，并由运营商实现对系统的实时检测，还需要具备两个条件：1、数据传输资源，可通过占用基站无线带宽资源或占用基站有线传输带宽资源的方式，实现系统检测数据的远程传输。2、在用户侧需要有相应的客户端或网管系统实现对远程数据的接收、处理及显示。运营商基站的传输资源是非常宝贵的，因此，若基站的备用电源系统不能够接入现有的动环系统，而需要通过占用一条新的基站传输专线资源实现数据上传，将会造成资源配置浪费。
且若要实现对氢燃料备用电源的远端监测，还需要开发相应的客户端或网管系统，而现有的很多氢燃料电源监测系统，只能够通过系统控制器近端的人机交互界面或操作按键，实现简单的近端设备监测，尚未配备相应的系统远程监控客户端。
虽然氢燃料备用电源技术在中国通信行业也已有少量应用案例，但是这些为数极少的应用案例中，绝大数氢燃料备用电源系统只能实现燃料电源系统自身的监测功能，无法通过接入运营商的动环系统实现远程统一网络管理的监测。
发明内容
本发明提供一种氢燃料备用电源监控系统及方法，用以监控通信基站氢燃料备用电源的运行，进行故障报警，并将监控信息接入运营商的动环系统。
为达到上述目的，本发明提供了一种氢燃料备用电源监控系统，包括机柜、氢燃料备用电源、门禁传感器、水浸传感器、氢气浓度传感器、智能电表、输入模块、温度传感器、湿度传感器、微处理器、远程通信模块、存储模块、输出模块和动环系统上位机，其中：
所述机柜中设置有所述氢燃料备用电源、所述门禁传感器、所述水浸传感器、所述氢气浓度传感器和所述智能电表，其中，当所述氢燃料备用电源出现故障时，所述氢燃料备用电源的告警干接点接通，当所述机柜门打开时，所述门禁传感器的干接点接通，当水没过所述水浸传感器的探头时，所述水浸传感器的干接点接通，当所述机柜内的氢气浓度达到或超过预设值时，所述氢气浓度传感器的干接点接通，由此采集所述氢燃料备用电源的故障信息、所述机柜门的开关信息、所述机柜内的水浸信息、所述机柜内氢气的泄露信息；所述智能电表连接在所述氢燃料备用电源的电路中，用于采集所述氢燃料备用电源的输出电流、输出电压及输出功率信息；
所述输入模块包括干接点输入单元、第一串行通信接口单元、第二串行通信接口单元和第三串行通信接口单元，其中：
所述干接点输入单元与所述门禁传感器的干接点、所述水浸传感器的干接点、所述氢气浓度传感器的干接点及所述氢燃料备用电源的告警干接点连接，并连接所述微处理器的I/O口，其中：通过门禁传感器获取机柜门状态数据，当所述机柜门打开时，所述门禁传感器的干接点接通，所述门禁传感器的干接点连接的微处理器的第一I/O口的电平状态改变，所述微处理器根据其I/O口电平状态改变判断所述机柜门的状态是否为开；通过水浸传感器获取机柜内的积水状态，当水没过所述水浸传感器的探头时，所述水浸传感器的干接点接通，所述水浸传感器的干接点连接的微处理器的第二I/O口的电平状态改变，所述微处理器根据其I/O口电平状态改变判断所述机柜的水浸状态是否为被水浸没；通过氢气浓度传感器获取机柜内的氢气浓度，当所述机柜内的氢气浓度达到或超过预设值时，所述氢气浓度传感器的干接点接通，所述氢气浓度传感器的干接点连接的微处理器的第三I/O口的电平状态改变，所述微处理器根据其I/O口电平状态改变判断所述机柜内是否发生氢气泄漏；当所述氢燃料备用电源出现故障时，所述氢燃料备用电源的告警干接点接通，所述氢燃料备用电源的告警干接点连接的微处理器的第四I/O口的电平状态改变，所述微处理器根据其I/O口电平状态改变判断所述氢燃料备用电源是否发生故障；
所述第一串行通信接口单元与所述氢燃料备用电源的输出串口连接，所述第一串行通信接口通过第一转换芯片连接所述微处理器的I/O口，用于将所述氢燃料备用电源的运行信息传递至所述微处理器；所述第二串行通信接口单元与所述智能电表的输出串口连接，所述第二串行通信接口通过第二转换芯片连接所述微处理器的I/O口，用于将所述氢燃料备用电源的输出电流、输出电压及输出功率信息传递至所述微处理器；所述第三串行通信接口单元与所述温度传感器和所述湿度传感器的单总线接口连接，所述第三串行通信接口通过第三转换芯片连接所述微处理器的I/O口，用于将所述机柜环境的温度、湿度数据实时传递至所述微处理器；
所述微处理器的I/O口与所述远程通信模块连接，用于当微处理器判断所述机柜门的状态为开、所述机柜的水浸状态为被水浸没、所述机柜内发生氢气泄漏或所述氢燃料备用电源发生故障时，根据预设的程序主动向用户发送所述氢燃料备用电源的故障报警信息，或者接受用户对所述氢燃料备用电源的监测数据的指令查询，并向用户发送相应查询指令的所述氢燃料备用电源的监测数据；
所述微处理器的I/O口与所述存储模块连接，用于将所述氢燃料备用电源的监测数据存储于所述存储模块；
所述微处理器的I/O口与所述输出模块连接，所述输出模块连接所述动环系统上位机，用于将对所述氢燃料备用电源的运行信息、所述机柜门的状态、所述机柜内是否发生氢气泄漏、所述机柜是否被水浸没、所述氢燃料备用电源出现故障、所述氢燃料备用电源的输出电流、输出电压及输出功率信息及所述机柜环境的温度、湿度数据上传至运营商的动环系统。
其中，所述远程通信模块为GSM模块，通过短信或无线通信网络发送数据。
其中，所述存储模块为TF卡。
其中，所述氢燃料备用电源的告警干接点包括至少一个氢气瓶内氢气压力检测干接点、所述氢燃料备用电源过载检测干接点及系统重大错误检测干接点，所述微处理器的第四I/O口至少包括三个I/O口，其中：
至少一个氢气瓶内氢气压力检测干接点，当一个所述氢气瓶内氢气压力低于预设值时，该氢气瓶内氢气浓度检测干接点闭合，该氢气瓶内氢气浓度检测干接点连接的所述微处理器的I/O口电平状态改变，所述微处理器根据其I/O口电平状态改变判断该氢气瓶内的氢气是否已用完；
所述氢燃料备用电源过载检测干接点，当所述氢燃料备用电源过载时，所述氢燃料备用电源过载检测干接点闭合，所述氢燃料备用电源过载检测干接点连接的所述微处理器的I/O口电平状态改变，所述微处理器根据其I/O口电平状态改变判断所述氢燃料备用电源是否过载；
所述系统重大错误检测干接点，当所述氢燃料备用电源系统发生预设的错误时，所述系统重大错误检测干接点闭合，所述系统重大错误检测干接点连接的所述微处理器的I/O口电平状态改变，所述微处理器根据其I/O口电平状态改变判断所述氢燃料备用电源发生重大错误。
另外，本发明还提供一种氢燃料备用电源监控方法，包括以下步骤：
通过门禁传感器获取机柜门状态数据，当所述机柜门打开时，所述门禁传感器的干接点接通，所述门禁传感器的干接点连接的微处理器的第一I/O口的电平状态改变，所述微处理器根据其I/O口电平状态改变判断所述机柜门的状态是否为开；
通过水浸传感器获取机柜内的积水状态，当水没过所述水浸传感器的探头时，所述水浸传感器的干接点接通，所述水浸传感器的干接点连接的微处理器的第二I/O口的电平状态改变，所述微处理器根据其I/O口电平状态改变判断所述机柜的水浸状态是否为被水浸没；
通过氢气浓度传感器获取机柜内的氢气浓度，当所述机柜内的氢气浓度达到或超过预设值时，所述氢气浓度传感器的干接点连接的微处理器的第三I/O口的电平状态改变，所述微处理器根据其I/O口电平状态改变判断所述机柜内是否发生氢气泄漏；
通过氢燃料备用电源的告警干接点获取所述氢燃料备用电源的故障信息，当所述氢燃料备用电源出现故障时，所述氢燃料备用电源的告警干接点接通，所述氢燃料备用电源的告警干接点连接的微处理器的第四I/O口的电平状态改变，所述微处理器根据其I/O口电平状态改变判断所述氢燃料备用电源是否发生故障；
通过所述氢燃料备用电源的串行通信接口获取所述氢燃料备用电源的运行状态；
通过接入所述氢燃料备用电源输出电路的智能电表获取所述氢燃料备用电源的输出电流、输出电压及输出功率信息，并将其通过所述智能电表的串行通信接口输入所述微处理器，所述微处理器根据预设的程序判断所述氢燃料备用电源的输出电流、输出电压及输出功率信息；
所述微处理器将检测的氢燃料备用电源数据实时上传至动环系统上位机。
其中，所述微处理器连接GSM模块，所述GSM模块内置SIM芯片，当所述微处理器判断所述机柜门的状态为开、所述机柜的水浸状态为被水浸没、或所述机柜内发生氢气泄漏其中至少一项发生时，根据所述微处理器预设的程序通过所述GSM模块发送相应的报警短信给预设的手机号码。
其中，所述微处理器连接GSM模块，所述GSM模块内置SIM芯片，所述SIM芯片通过无线通信网络将所述微处理器的监控数据传送至预设的地址。
其中，所述微处理器连接存储模块，用于存储所述微处理器的监控数据。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
本发明的氢燃料备用电源监控系统及方法，将所有采集数据（如环境参数：温度、湿度；安全参数：门禁传感器信息、水浸传感器信息、氢气泄露传感器信息等），按照运营商动环系统数据传输协议的要求，定义数据包格式，通过基站现有动环资源，实现对系统监测数据的传输及远程监测，无需占用新的基站传输资源，也无需新开发适用于氢燃料备用电源系统的远程监控客户端或网管系统；利用GSM模块，可以通过无线通信方式将设备运行过程中出现的任何问题在第一时间发送到制定人员，及时通知其检修查看，将因为故障导致的供电问题及时排除；适用于任何氢燃料备用电源系统与运营商动力环境监测系统对接，具有通用性。本发明充分、合理的应用运营商现有资源，减少设备供应商的重复开发投入。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一个实施例的氢燃料备用电源监控系统的逻辑架构图；
图2为本发明一个实施例的氢燃料备用电源监控系统的GSM模块发送短信告警的执行逻辑流程图；
图3为本发明一个实施例的氢燃料备用电源监控系统的将监控数据上传至运营商的动环系统上位机的流程图。
附图标记说明：1-门禁传感器；2-水浸传感器；3-氢气浓度传感器；4-氢燃料备用电源；5-智能电表；6-温度传感器；7-湿度传感器；8-干接点输入单元；9-第一串行通信接口单元；10-第二串行通信接口单元；11-第三串行通信接口单元；12-第一转换芯片；13-第二转换芯片；14-第三转换芯片；15-微处理器；16-远程通信模块；17-第四转换芯片；18-第四串行通信接口单元；19-存储模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1为本发明一个实施例的氢燃料备用电源监控系统的逻辑架构图。本发明提供了一种氢燃料备用电源监控系统，包括机柜、氢燃料备用电源4、门禁传感器1、水浸传感器2、氢气浓度传感器3、智能电表5、输入模块、温度传感器6、湿度传感器7、微处理器15、远程通信模块16、存储模块19、输出模块和动环系统上位机，具体实施时，所述输入模块包括干接点输入单元8、第一串行通信接口单元9、第二串行通信接口单元10及第三串行通信接口单元11，所述输出模块包括第四转换芯片17和第四串行通信接口单元18。其中：
所述机柜中设置有氢燃料备用电源4、门禁传感器1、水浸传感器2、氢气浓度传感器3和智能电表5，其中，当氢燃料备用电源4出现故障时，氢燃料备用电源4的告警干接点接通，当所述机柜门打开时，门禁传感器1的干接点接通，当水没过水浸传感器2的探头时，水浸传感器2的干接点接通，当所述机柜内的氢气浓度达到或超过预设值时，氢气浓度传感器3的干接点接通，由此采集氢燃料备用电源4的故障信息、所述机柜门的开关信息、所述机柜内的水浸信息、所述机柜内氢气的泄露信息；智能电表5连接在氢燃料备用电源4的电路中，用于采集氢燃料备用电源4的输出电流、输出电压及输出功率信息；
所述输入模块包括干接点输入单元8、第一串行通信接口单元9、第二串行通信接口单元10和第三串行通信接口单元11，其中：
干接点输入单元8与门禁传感器1的干接点、水浸传感器2的干接点、氢气浓度传感器3的干接点及氢燃料备用电源4的告警干接点连接，并连接微处理器15的I/O口，其中：通过门禁传感器1获取机柜门状态数据，当所述机柜门打开时，门禁传感器1的干接点接通，门禁传感器1的干接点连接的微处理器15的第一I/O口的电平状态改变，微处理器15根据其I/O口电平状态改变判断所述机柜门的状态是否为开；通过水浸传感器2获取机柜内的积水状态，当水没过水浸传感器2的探头时，水浸传感器2的干接点接通，水浸传感器2的干接点连接的微处理器15的第二I/O口的电平状态改变，微处理器15根据其I/O口电平状态改变判断所述机柜的水浸状态是否为被水浸没；通过氢气浓度传感器3获取机柜内的氢气浓度，当所述机柜内的氢气浓度达到或超过预设值时，氢气浓度传感器3的干接点接通，氢气浓度传感器3的干接点连接的微处理器15的第三I/O口的电平状态改变，微处理器15根据其I/O口电平状态改变判断所述机柜内是否发生氢气泄漏；当氢燃料备用电源4出现故障时，氢燃料备用电源4的告警干接点接通，氢燃料备用电源4的告警干接点连接的微处理器15的第四I/O口的电平状态改变，微处理器15根据其I/O口电平状态改变判断氢燃料备用电源4是否发生故障；
第一串行通信接口单元9与氢燃料备用电源4的输出串口连接，第一串行通信接口9通过第一转换芯片12连接微处理器15的I/O口，用于将氢燃料备用电源4的运行信息传递至所述微处理器。本实施例中，氢燃料备用电源4的输出串口为CAN-BUS总线接口，因此第一串行通信接口单元9为CAN-BUS总线接口，第一转换芯片12将CAN总线协议信号转换成TTL格式数据信号，将TTL格式数据信号传递至微处理器15的I/O口；
第二串行通信接口单元10与智能电表5的输出串口连接，第二串行通信接口10通过第二转换芯片13连接微处理器15的I/O口，用于将氢燃料备用电源4的输出电流、输出电压及输出功率信息传递至微处理器15。本实施例中，智能电表5的输出串口为RS485接口，因此第二串行通信接口单元10为RS485接口，第二转换芯片13将RS485通信协议信号转换成TTL格式数据信号，将TTL格式数据信号传递至微处理器15的I/O口；
第三串行通信接口单元11与温度传感器6和湿度传感器7的单总线接口连接，第三串行通信接口11通过第三转换芯片14连接微处理器15的I/O口，用于将所述机柜环境的温度、湿度数据实时传递至微处理器15。本实施例中，第三串行通信接口单元11为单总线接口，第三转换芯片14将单总线通信协议信号转换成TTL格式数据信号，将TTL格式数据信号传递至微处理器15的I/O口。
微处理器15的I/O口与远程通信模块16连接，用于当微处理器15判断所述机柜门的状态为开、所述机柜的水浸状态为被水浸没、所述机柜内发生氢气泄漏或氢燃料备用电源4发生故障时，根据预设的程序主动向用户发送氢燃料备用电源4的故障报警信息，或者接受用户对氢燃料备用电源4的监测数据的指令查询，并向用户发送相应查询指令的氢燃料备用电源4的监测数据。本实施例中，远程通信模块16为GSM模块，包含一张SIM卡（手机卡），并通过SIM900A芯片与该SIM卡交换数据，通过短信或无线通信网络发送数据。具体实施时，如图2所示，图2为本发明一个实施例的氢燃料备用电源监控系统的GSM模块发送短信告警的执行逻辑流程图：微处理器15扫描其I/O口电平，并按照高电平为1、低电平为0的逻辑存储数据，当某个I/O口电平改变，微处理器15根据预设的程序判断是否氢燃料备用电源4出现故障，若是，则微处理器15通过预设的AT指令驱动SIM900A芯片启动短信发送功能，等待SIM900A芯片正确回复后，微处理器15将预设的号码及预设的短信内容发送至SIM900A芯片，SIM900A芯片驱动SIM卡将该短信内容发送给该预设的维护人员号码并等待维护人员收到的确认信息，SIM900A芯片判断短信是否发送成功及是否收到维护人员的确认信息，若否，则返回结果至微处理器15，微处理器重新驱动SIM900A芯片启动短信发送功能发送短信。维护人员也可以向该SIM卡发送短信，根据预设的短信指令查询监测信息。此外，该SIM卡还可以具有无线上网功能，通过运营商的无线网络向预设的地址发送监测信息。
微处理器15的I/O口与存储模块19连接，用于将氢燃料备用电源4的监测数据存储于存储模块19。具体实施时，存储模块19可以只存储氢燃料备用电源4的故障信息，也可以存储氢燃料备用电源4的全部监测数据，还可以按一定的时间段定期存储数据。本实施例中，存储模块19为TF卡。
微处理器15的I/O口与所述输出模块连接，本实施例中，所述输出模块包括第四转换芯片17和第四串行通信接口单元18，微处理器15的I/O口第四转换芯片17，第四转换芯片17将微处理器15的I/O口输出的TTL数据格式的信息转换成RS232或RS485通信协议信号传送至第四串行通信接口单元18，第四串行通信接口单元18连接所述动环系统上位机，用于将对氢燃料备用电源4的运行信息、所述机柜门的状态、所述机柜内是否发生氢气泄漏、所述机柜是否被水浸没、氢燃料备用电源4出现故障、氢燃料备用电源4的输出电流、输出电压及输出功率信息及所述机柜环境的温度、湿度数据上传至运营商的动环系统。如图3所示，图3为本发明一个实施例的氢燃料备用电源监控系统的将监控数据上传至运营商的动环系统上位机的流程图。微处理器判断其I/O口是否有中断信号，若有，则根据中断信号采集氢燃料备用电源4的以上信息，将这些信息进行数据整合后，通过其I/O口输出到第四转换芯片17，将数据转换成与运营商的动环系统上位机通信接口相对应格式的数据，将数据发送给运营商的动环系统上位机。经过延时后，微处理器重复以上过程。
具体实施时，氢燃料备用电源4的告警干接点包括至少一个氢气瓶内氢气压力检测干接点（如本实施例中有三个氢气瓶，则对应具有三个氢气瓶内氢气压力检测干接点）、氢燃料备用电源过载检测干接点及系统重大错误检测干接点，相应地，微处理器15的第四I/O口至少包括三个I/O口，其中：
本实施例中，三个氢气瓶内氢气压力检测干接点，每个氢气瓶内氢气压力检测干接点连接一个微处理器15的I/O口。当一个氢气瓶内氢气压力低于预设值时，该氢气瓶内氢气浓度检测干接点闭合，该氢气瓶内氢气浓度检测干接点连接的微处理器15的I/O口电平状态改变，微处理器15根据其I/O口电平状态改变判断该氢气瓶内的氢气是否已用完；
氢燃料备用电源过载检测干接点用于，当氢燃料备用电源4过载时，所述氢燃料备用电源过载检测干接点闭合，所述氢燃料备用电源过载检测干接点连接的微处理器15的I/O口电平状态改变，微处理器15根据其I/O口电平状态改变判断所述氢燃料备用电源是否过载；
所述系统重大错误检测干接点，当氢燃料备用电源4的系统发生预设的错误时，所述系统重大错误检测干接点闭合，所述系统重大错误检测干接点连接的微处理器15的I/O口电平状态改变，所述微处理器根据其I/O口电平状态改变判断氢燃料备用电源4是否发生重大错误。
本发明还提供一种氢燃料备用电源监控方法，包括以下步骤：
S1：数据采集和判断
通过门禁传感器获取机柜门状态数据，当所述机柜门打开时，所述门禁传感器的干接点接通，所述门禁传感器的干接点连接的微处理器的第一I/O口的电平状态改变，所述微处理器根据其I/O口电平状态改变判断所述机柜门的状态是否为开；
通过水浸传感器获取机柜内的积水状态，当水没过所述水浸传感器的探头时，所述水浸传感器的干接点接通，所述水浸传感器的干接点连接的微处理器的第二I/O口的电平状态改变，所述微处理器根据其I/O口电平状态改变判断所述机柜的水浸状态是否为被水浸没；
通过氢气浓度传感器获取机柜内的氢气浓度，当所述机柜内的氢气浓度达到或超过预设值时，所述氢气浓度传感器的干接点连接的微处理器的第三I/O口的电平状态改变，所述微处理器根据其I/O口电平状态改变判断所述机柜内是否发生氢气泄漏；
通过氢燃料备用电源的告警干接点获取所述氢燃料备用电源的故障信息，当所述氢燃料备用电源出现故障时，所述氢燃料备用电源的告警干接点接通，所述氢燃料备用电源的告警干接点连接的微处理器的第四I/O口的电平状态改变，所述微处理器根据其I/O口电平状态改变判断所述氢燃料备用电源是否发生故障；
通过所述氢燃料备用电源的串行通信接口获取所述氢燃料备用电源的运行状态；
通过接入所述氢燃料备用电源输出电路的智能电表获取所述氢燃料备用电源的输出电流、输出电压及输出功率信息，并将其通过所述智能电表的串行通信接口输入所述微处理器，所述微处理器根据预设的程序判断所述氢燃料备用电源的输出电流、输出电压及输出功率信息；
S2：数据传输
所述微处理器将检测的氢燃料备用电源数据实时上传至动环系统上位机。
具体实施时，所述微处理器连接GSM模块，所述GSM模块内置SIM芯片，当所述微处理器判断所述机柜门的状态为开、所述机柜的水浸状态为被水浸没、或所述机柜内发生氢气泄漏其中至少一项发生时，根据所述微处理器预设的程序通过所述GSM模块发送相应的报警短信给预设的手机号码。
具体实施时，所述微处理器连接GSM模块，所述GSM模块内置SIM芯片，所述SIM芯片通过无线通信网络将所述微处理器的监控数据传送至预设的地址。
具体实施时，所述微处理器连接存储模块，用于存储所述微处理器的监控数据。
本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种氢燃料备用电源监控系统，其特征在于，包括机柜、氢燃料备用电源、门禁传感器、水浸传感器、氢气浓度传感器、智能电表、输入模块、温度传感器、湿度传感器、微处理器、远程通信模块、存储模块、输出模块和动环系统上位机，其中：
所述机柜中设置有所述氢燃料备用电源、所述门禁传感器、所述水浸传感器、所述氢气浓度传感器和所述智能电表，其中，当所述氢燃料备用电源出现故障时，所述氢燃料备用电源的告警干接点接通，当所述机柜门打开时，所述门禁传感器的干接点接通，当水没过所述水浸传感器的探头时，所述水浸传感器的干接点接通，当所述机柜内的氢气浓度达到或超过预设值时，所述氢气浓度传感器的干接点接通，由此采集所述氢燃料备用电源的故障信息、所述机柜门的开关信息、所述机柜内的水浸信息、所述机柜内氢气的泄露信息；所述智能电表连接在所述氢燃料备用电源的电路中，用于采集所述氢燃料备用电源的输出电流、输出电压及输出功率信息；
所述输入模块包括干接点输入单元、第一串行通信接口单元、第二串行通信接口单元和第三串行通信接口单元，其中：
所述干接点输入单元与所述门禁传感器的干接点、所述水浸传感器的干接点、所述氢气浓度传感器的干接点及所述氢燃料备用电源的告警干接点连接，并连接所述微处理器的I/O口，其中：通过所述门禁传感器获取机柜门状态数据，当所述机柜门打开时，所述门禁传感器的干接点接通，所述门禁传感器的干接点连接的所述微处理器的第一I/O口的电平状态改变，所述微处理器根据其I/O口电平状态改变判断所述机柜门的状态是否为开；通过所述水浸传感器获取机柜内的积水状态，当水没过所述水浸传感器的探头时，所述水浸传感器的干接点接通，所述水浸传感器的干接点连接的所述微处理器的第二I/O口的电平状态改变，所述微处理器根据其I/O口电平状态改变判断所述机柜的水浸状态是否为被水浸没；通过所述氢气浓度传感器获取机柜内的氢气浓度，当所述机柜内的氢气浓度达到或超过预设值时，所述氢气浓度传感器的干接点接通，所述氢气浓度传感器的干接点连接的所述微处理器的第三I/O口的电平状态改变，所述微处理器根据其I/O口电平状态改变判断所述机柜内是否发生氢气泄漏；当所述氢燃料备用电源出现故障时，所述氢燃料备用电源的告警干接点接通，所述氢燃料备用电源的告警干接点连接的所述微处理器的第四I/O口的电平状态改变，所述微处理器根据其I/O口电平状态改变判断所述氢燃料备用电源是否发生故障；
所述第一串行通信接口单元与所述氢燃料备用电源的输出串口连接，所述第一串行通信接口通过第一转换芯片连接所述微处理器的I/O口，用于将所述氢燃料备用电源的运行信息传递至所述微处理器；所述第二串行通信接口单元与所述智能电表的输出串口连接，所述第二串行通信接口通过第二转换芯片连接所述微处理器的I/O口，用于将所述氢燃料备用电源的输出电流、输出电压及输出功率信息传递至所述微处理器；所述第三串行通信接口单元与所述温度传感器和所述湿度传感器的单总线接口连接，所述第三串行通信接口通过第三转换芯片连接所述微处理器的I/O口，用于将所述机柜环境的温度、湿度数据实时传递至所述微处理器；
所述微处理器的I/O口与所述远程通信模块连接，用于当微处理器判断所述机柜门的状态为开、所述机柜的水浸状态为被水浸没、所述机柜内发生氢气泄漏或所述氢燃料备用电源发生故障时，根据预设的程序主动向用户发送所述氢燃料备用电源的故障报警信息，或者接受用户对所述氢燃料备用电源的监测数据的指令查询，并向用户发送相应查询指令的所述氢燃料备用电源的监测数据；
所述微处理器的I/O口与所述存储模块连接，用于将所述氢燃料备用电源的监测数据存储于所述存储模块；
所述微处理器的I/O口与所述输出模块连接，所述输出模块连接所述动环系统上位机，用于将对所述氢燃料备用电源的运行信息、所述机柜门的状态、所述机柜内是否发生氢气泄漏、所述机柜是否被水浸没、所述氢燃料备用电源出现故障、所述氢燃料备用电源的输出电流、输出电压及输出功率信息及所述机柜环境的温度、湿度数据上传至运营商的动环系统。
2.根据权利要求1所述的氢燃料备用电源监控系统，其特征在于，所述远程通信模块为GSM模块，通过短信或无线通信网络发送数据。
3.根据权利要求1所述的氢燃料备用电源监控系统，其特征在于，所述存储模块为TF卡。
4.根据权利要求1所述的氢燃料备用电源监控系统，其特征在于，所述氢燃料备用电源的告警干接点包括至少一个氢气瓶内氢气压力检测干接点、所述氢燃料备用电源过载检测干接点及系统重大错误检测干接点，所述微处理器的第四I/O口至少包括三个I/O口，其中：
至少一个氢气瓶内氢气压力检测干接点，当一个所述氢气瓶内氢气压力低于预设值时，该氢气瓶内氢气浓度检测干接点闭合，该氢气瓶内氢气浓度检测干接点连接的所述微处理器的I/O口电平状态改变，所述微处理器根据其I/O口电平状态改变判断该氢气瓶内的氢气是否已用完；
所述氢燃料备用电源过载检测干接点，当所述氢燃料备用电源过载时，所述氢燃料备用电源过载检测干接点闭合，所述氢燃料备用电源过载检测干接点连接的所述微处理器的I/O口电平状态改变，所述微处理器根据其I/O口电平状态改变判断所述氢燃料备用电源是否过载；
所述系统重大错误检测干接点，当所述氢燃料备用电源系统发生预设的错误时，所述系统重大错误检测干接点闭合，所述系统重大错误检测干接点连接的所述微处理器的I/O口电平状态改变，所述微处理器根据其I/O口电平状态改变判断所述氢燃料备用电源是否发生重大错误。
5.一种氢燃料备用电源监控方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过门禁传感器获取机柜门状态数据，当所述机柜门打开时，所述门禁传感器的干接点接通，所述门禁传感器的干接点连接的微处理器的第一I/O口的电平状态改变，所述微处理器根据其I/O口电平状态改变判断所述机柜门的状态是否为开；
通过水浸传感器获取机柜内的积水状态，当水没过所述水浸传感器的探头时，所述水浸传感器的干接点接通，所述水浸传感器的干接点连接的微处理器的第二I/O口的电平状态改变，所述微处理器根据其I/O口电平状态改变判断所述机柜的水浸状态是否为被水浸没；
通过氢气浓度传感器获取机柜内的氢气浓度，当所述机柜内的氢气浓度达到或超过预设值时，所述氢气浓度传感器的干接点连接的微处理器的第三I/O口的电平状态改变，所述微处理器根据其I/O口电平状态改变判断所述机柜内是否发生氢气泄漏；
通过氢燃料备用电源的告警干接点获取所述氢燃料备用电源的故障信息，当所述氢燃料备用电源出现故障时，所述氢燃料备用电源的告警干接点接通，所述氢燃料备用电源的告警干接点连接的微处理器的第四I/O口的电平状态改变，所述微处理器根据其I/O口电平状态改变判断所述氢燃料备用电源是否发生故障；
通过所述氢燃料备用电源的串行通信接口获取所述氢燃料备用电源的运行状态；
通过接入所述氢燃料备用电源输出电路的智能电表获取所述氢燃料备用电源的输出电流、输出电压及输出功率信息，并将其通过所述智能电表的串行通信接口输入所述微处理器，所述微处理器根据预设的程序判断所述氢燃料备用电源的输出电流、输出电压及输出功率信息；
所述微处理器将检测的氢燃料备用电源数据实时上传至动环系统上位机。
6.根据权利要求5所述的氢燃料备用电源监控方法，其特征在于，所述微处理器连接GSM模块，所述GSM模块内置SIM芯片，当所述微处理器判断所述机柜门的状态为开、所述机柜的水浸状态为被水浸没、或所述机柜内发生氢气泄漏其中至少一项发生时，根据所述微处理器预设的程序通过所述GSM模块发送相应的报警短信给预设的手机号码。
7.根据权利要求5所述的氢燃料备用电源监控方法，其特征在于，所述微处理器连接GSM模块，所述GSM模块内置SIM芯片，所述SIM芯片通过无线通信网络将所述微处理器的监控数据传送至预设的地址。
8.根据权利要求5所述的氢燃料备用电源监控方法，其特征在于，所述微处理器连接存储模块，用于存储所述微处理器的监控数据。
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