CN104978821B - 一种智能无线机柜火灾监控系统 - Google Patents
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Abstract
一种智能无线机柜火灾监控系统，它包括设置在机柜内部的火灾探测器、火灾控制器和自动灭火装置等机柜监控终端，火灾探测器将探测到机柜内的温度、烟雾和火焰信息发送给火灾控制器，火灾控制器将接收到的数据进行判断是否发生火灾并将灭火指令发送给自动灭火装置进行灭火操作；同时火灾控制器将接收到的数据信息进行存储并发送给设置在机柜所在的监控室内的监控主机，监控主机用以进行参数设定、数据显示、预警分析、灭火控制、历史查询和决策支持。本发明实时监测机柜内运行状态，对机柜内发生火灾情形进行智能判断，并自动进行机柜内环境的灭火处置，并将自系统运行时起所监测的数据信息记录存留，以对机柜运行走势进行智能预判分析。
Description
技术领域
本发明涉及一种监控系统，具体地说是一种智能无线机柜火灾监控系统，属于电力系统设备监控技术领域。
背景技术
传统的机柜火灾控制系统主要由温度传感器、烟雾传感器、火灾控制器和联运主机构成，系统安装在机柜所在的控制室，当机柜内部发生火灾(火灾后期)时，安装在机柜外部的温度传感器和烟雾传感器检测控制室内(非机柜内部)的温度数据和烟雾信号，当温度超过设定的上限或烟雾传感器测量的烟雾数据达到阀值时，火灾控制器或联动主机启动火灾报警功能，并启动手动或自动灭火功能，控制并扑灭由机柜内部引发的火灾。
传统的机柜消防系统是在放置机柜的控制室内对监控室进行火灾监测、报警，并在室内配备灭火装置，并不是设置在机柜内部。因此，传统的机柜火灾控制系统具有以下缺点：
一是针对性差。火情监测在机柜外部，灭火装置也在机柜外部。没有针对机柜内部特点，设置内部的火情监测和灭火系统。
二是时效性差。传统方法不能在第一时间检测到机柜内的火情，不能在第一时间扑灭火灾，只能在火灾发生一段时间后当烟雾冒出机柜或者热量散发到机柜外部时才能检测到火情，启动灭火功能滞后。
三是损失大。电气火灾比普通火灾具有燃烧温度高、燃烧速度快等特点。传统的火灾控制系统只有当柜内的火灾足够大，柜内元件已经燃烧损坏严重，甚至损坏整个控制室时或整个网架后，才能引起设置在控制室内(机柜外)的消防报警系统报警和灭火，导致设备损坏严重，恢复周期长，维修成本高。
四是系统成本高。传统的安全监控系统采用的是有线通讯，没有采用无线通讯技术，所以需要大量阻燃信号线缆，施工难度大，投资成本高。
五是智能化程序低。传统系统没有采用无线通讯技术、低功耗技术、嵌入式技术等，故障点多，智能化程序低。
在国内，随着适用于电气火灾的S型气溶胶技术的发展和控制技术的进步，为开发机柜内部火灾监控和灭火提供了条件。但目前，根据国家公布的文件，经搜索相关专业杂志、报刊、网络，国内还没有成熟的智能化无线火灾监控系统。
发明内容
为克服上述现有技术存在的不足，本发明提供了一种智能无线机柜火灾监控系统,其能够规范、有效地对机柜火灾进行监控，及时发现火情，将火灾控制在初发期，把损失降低到最低，确保机柜的安全经济稳定运行。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种智能无线机柜火灾监控系统，其特征是，包括监控主机和若干与监控主机相连的机柜监控终端，所述机柜监控终端包括火灾探测器、火灾控制器和自动灭火装置，所述的火灾探测器、火灾控制器和自动灭火装置设置在机柜内部，所述监控主机设置在机柜所在的监控室内；
所述火灾探测器包括无线温度传感器、无线烟雾传感器和无线火焰传感器，所述的无线温度传感器、无线烟雾传感器和无线火焰传感器分别通过2.4G无线通讯方式与火灾控制器相连并将探测到机柜内的温度信息、烟雾信息和火焰信息发送给火灾控制器，所述火灾控制器将接收到的数据与设定的参数进行相比进行判断是否发生火灾，如果发生火灾则通过2.4G无线通讯方式将灭火指令发送给自动灭火装置，所述自动灭火装置接收到灭火指令后进行灭火操作；同时火灾控制器将接收到的数据信息进行存储并通过GPRS无线通讯方式发送给监控主机，所述监控主机用以进行参数设定、数据显示、预警分析、灭火控制、历史查询和决策支持。
优选地，所述机柜监控终端还包括与火灾控制器相连的ZigBee模块，所有的机柜监控终端之间通过ZigBee通讯方式相连。
优选地，所述自动灭火装置包括S型气溶胶自动灭火装置。
优选地，所述火灾控制器包括处理器以及分别与处理器相连的电源模块、开关量输入电路、模拟量输入电路、开关量输出电路、2.4G无线通讯模块、GPRS模块、ZigBee模块、显示屏、RS485接口、RS232接口、USB接口、按键电路和Flash存储器；所述处理器包括4个STM32处理器，所述的4个STM32处理器通过总线相连。
优选地，所述2.4G无线通讯模块包括nRF24L01+芯片。
优选地，所述电源模块包括12V转5V降压模块、5V转3.3V降压模块和12V转24V升压模块；
所述12V转5V降压模块包括LM2596-5整流芯片U5、SMD185L保险丝F1、电容C33、电容C34、电感L19、稳压二极管D8和静电二极管E14，所述LM2596-5整流芯片U5的Vin端通过SMD185L保险丝F1与电源输入端子V_IN1相连，LM2596-5整流芯片U5的Vout端串联电感L19后与5V电源端相连，所述稳压二极管D8的负极分别与LM2596-5整流芯片U5的Vout端和电感L19的一端相连，稳压二极管D8的正极接地，所述电容C33的一端与LM2596-5整流芯片U5的Vin端相连，电容C33的另一端接地，所述电容C3444的一端与电感L19的另一端和LM2596-5整流芯片U5的FB端相连，电容C34的另一端接地，所述静电二极管E14的负极与LM2596-5整流芯片U5的Vin端相连，静电二极管E14的正极接地；
所述5V转3.3V降压模块包括LM1117-3.3整流芯片U6、电容C35、电容C36、电容C37和电容C38，所述LM1117-3.3整流芯片U6的IN端与5V电源端相连，LM1117-3.3整流芯片U6的OUT端与3.3V电源端相连，LM1117-3.3整流芯片U6的GND端接地，所述电容C35和电容C37并联设置在LM1117-3.3整流芯片U6的IN端和GND端之间，所述电容C36和电容C38并联设置在LM1117-3.3整流芯片U6的OUT端和GND端之间；
所述12V转24V升压模块包括GS3663升压芯片U2、CT817光电耦合器OP1、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C10、电容C11、电容C12、电容C13、电感L4、稳压二极管D1和场效应管M1，所述CT817光电耦合器OP1的一个输入端与处理器的控制端相连，CT817光电耦合器OP1的另一个输入端串联电阻R4后与3.3V电源端相连，CT817光电耦合器OP1的一个输出端经过电阻R3接地，CT817光电耦合器OP1的另一个输出端与场效应管M1的栅极相连；所述场效应管M1的源极与电源输入端子V_IN1相连，场效应管M1的漏极与GS3663升压芯片U2的VIN端相连，场效应管M1的源极与栅极之间并联有电阻R5；所述GS3663升压芯片U2的SW端串联稳压二极管D1后与24V电源端相连，GS3663升压芯片U2的FB端串联电阻R6后与24V电源端相连，GS3663升压芯片U2的FB端串联电阻R7后接地，GS3663升压芯片U2的GND端接地,GS3663升压芯片U2的EN端串联电阻R8后与电源输入端子V_IN1相连，所述电感L4并联在GS3663升压芯片U2的SW端与VIN端之间，所述电容C12和电容C13并联在GS3663升压芯片U2的VIN端与GND端之间，所述电容C10和电容C11并联在电阻R6和电阻R7的两端；所述场效应管M1采用型号为AO3407A的P沟道MOS管。
优选地，所述STM32处理器均采用型号为STM32F103VCT6的32位处理器芯片。
优选地，所述FLASH存储器采用FM25CL64非易失性存储器。
优选地，所述显示屏采用型号为HLS3506的液晶显示屏。
优选地，所述监控主机包括中央处理单元以及分别与中央处理单元连接的GPRS模块、数据库、显示屏、机柜监控数据记录模块、机柜历史数据查询模块、预防性机柜火灾监视模块、机柜火灾报警及事件管理模块和用户权限管理模块，所述中央处理单元通过GPRS模块接收机柜监控终端发来的数据信息，并将数据信息存储在数据库中，所述机柜监控数据记录模块用以对机柜内部的温度、烟雾、光感度等信号实时记录，并通过显示屏即时显示，便于机柜管理人员能够动态掌握相关安全稳定运行信息；所述机柜历史数据查询模块用以查询每个机柜、每个控制室内部所有机柜、每个企业所有控制室中的机柜的历史数据记录；所述预防性机柜火灾监视模块用以连续监视机柜的温度、泄露电流、光感、烟雾的变化，为机柜的预防性维护、维修提供依据，有效预防机柜内部电气火灾的发生，保障机柜的安全稳定运行；所述机柜火灾报警及事件管理模块用以依据检测数据，在第一时间发出声、光、短信报警并记录报警的次数、时间、机柜名称等信息；所述用户权限管理模块用以通过系统管理员授权操作各功能菜单，防止未经许可的操作，保障系统安全稳定运行。
本发明的有益效果如下：
该智能无线机柜火灾监控系统主要由火灾探测器、火灾控制器、自动灭火装置和监控主机四个部分构成，火灾探测器、火灾控制器和自动灭火装置三个部分全部安装在机柜内部，确保火情探测和灭火的针对性、及时性和智能性。
本发明的火灾探测器由无线温度传感器、无线烟雾传感器和无线火焰传感器构成，将测量的数据全部通过2.4G无线通讯方式与火灾控制器进行信号传输，火灾控制器依据检测数据和设定的参数进行显示、预警、自动灭火、同时具有历史数据查询、预警历史查询、火灾统计分析、图形数据等功能。当火灾发生时，火灾控制器通过无线信号启动专用的S型气溶胶自动灭火装置进行灭火。所有机柜的火灾控制器之间以433MHz的频率采用ZigBee技术实现自组网，并将数据传送给后台监控主机，由监控主机实现系统的设定、显示、预警、灭火、统计分析、历史查询、预知维护、决策支持等功能。与传统技术相比，该智能无线机柜火灾监控系统有效实现了机柜内部环境的安全监测、预警、自动灭火等功能，实现了自动点检、预知性维修的智能化设备管理，大幅度地降低了火灾发生，最大限度地降低了火灾损失。
本发明实现了对机柜在线运行温度、烟雾、火焰等状态的监测和记录，由系统对以上数据进行有效存储、统计和分析，能够实现状态显示、状态预警、控制灭火的功能，便于统计查询机柜的历史运行数据，有针对性地发现设备隐患，及时进行维护和保养，杜绝一切火灾隐患，为机柜的预知性维修提供决策依据。
本发明实时监测机柜内环境状态，通过对机柜内部的温度、烟雾、光感等数据综合分析，掌握机柜的当前运行各状态信息，对各类量化后的数据进行综合考虑，设定机柜运行的正常、预警、灭火、检修的状态参数来反映单个机柜的运行状态；当机柜内环境达到预警模型时及时发出报警信息，以提醒相关人员进行预警处理。
当机柜内发生火灾时，本发明能够第一时间自动进行灭火处理。本系统根据传感器检测到的环境状态值及系统所设定的火灾参数自动比对，当检测到环境参数达到火灾参数范围值，便自动启动气溶胶设备进行灭火处理，无需人工干预，将火灾控制在初发及未发期。
本发明实时监测机柜内运行状态，对机柜内发生火灾情形进行智能判断，并自动进行机柜内环境的灭火处置，并将自系统运行时起所监测的数据信息记录存留，以对机柜运行走势进行智能预判分析。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明：
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明所述机柜监控终端的结构示意图；
图3是本发明所述机柜监控终端的ZigBee自组网示意图；
图4是本发明所述火灾控制器的结构示意图；
图5是本发明所述2.4G无线通讯模块的电路原理图；
图6是本发明所述12V转5V降压模块的电路原理图；
图7是本发明所述5V转3.3V降压模块的电路原理图；
图8是本发明所述12V转24V升压模块的电路原理图；
图9(a)、图9(b)、图9(c)和图9(d)是本发明所述火灾控制器的四个处理器的电路原理图；
图10是本发明所述火灾控制器的四个处理器的外围电路原理图；
图11是本发明所述FLASH存储器的电路原理图；
图12是本发明所述火灾控制器的输出控制电路原理图；
图13是本发明所述火灾控制器的传感器接口电路原理图；
图14是本发明所述火灾控制器的按键电路原理图；
图15是本发明所述火灾控制器的指示灯电路原理图；
图16是本发明所述火灾控制器的显示屏的电路原理图；
图17是本发明所述火灾控制器的串口电路原理图。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
如图1和图2所示，本发明的一种智能无线机柜火灾监控系统，它包括监控主机和若干与监控主机相连的机柜监控终端，所述机柜监控终端包括火灾探测器、火灾控制器和S型气溶胶自动灭火装置，所述的火灾探测器、火灾控制器和S型气溶胶自动灭火装置设置在机柜内部，所述监控主机设置在机柜所在的监控室内。所述的机柜包括3.3kv以下的高压开关柜、低压柜、电源柜、变频柜、PLC柜、通讯柜、仪表柜和保护柜等。
所述火灾探测器包括无线温度传感器、无线烟雾传感器和无线火焰传感器，所述的无线温度传感器、无线烟雾传感器和无线火焰传感器分别通过2.4G无线通讯方式与火灾控制器相连并将探测到机柜内的温度信息、烟雾信息和火焰信息发送给火灾控制器，所述火灾控制器将接收到的数据与设定的参数进行相比进行判断是否发生火灾，如果发生火灾则通过2.4G无线通讯方式将灭火指令发送给自动灭火装置，所述自动灭火装置接收到灭火指令后进行灭火操作；同时火灾控制器将接收到的数据信息进行存储并通过GPRS无线通讯方式发送给监控主机，所述监控主机用以进行参数设定、数据显示、预警分析、灭火控制、历史查询和决策支持。
本发明所述的监控主机包括中央处理单元以及分别与中央处理单元连接的GPRS模块、数据库、显示屏、机柜监控数据记录模块、机柜历史数据查询模块、预防性机柜火灾监视模块、机柜火灾报警及事件管理模块和用户权限管理模块，所述中央处理单元通过GPRS模块接收机柜监控终端发来的数据信息，并将数据信息存储在数据库中，所述机柜监控数据记录模块用以对机柜内部的温度、烟雾、光感度等信号实时记录，并通过显示屏即时显示，便于机柜管理人员能够动态掌握相关安全稳定运行信息；所述机柜历史数据查询模块用以查询每个机柜、每个控制室内部所有机柜、每个企业所有控制室中的机柜的历史数据记录；所述预防性机柜火灾监视模块用以连续监视机柜的温度、泄露电流、光感、烟雾的变化，为机柜的预防性维护、维修提供依据，有效预防机柜内部电气火灾的发生，保障机柜的安全稳定运行；所述机柜火灾报警及事件管理模块用以依据检测数据，在第一时间发出声、光、短信报警并记录报警的次数、时间、机柜名称等信息；所述用户权限管理模块用以通过系统管理员授权操作各功能菜单，防止未经许可的操作，保障系统安全稳定运行。
如图3所示，本发明所述的机柜监控终端还包括与火灾控制器相连的ZigBee模块，所有的机柜监控终端之间通过ZigBee通讯方式相连，利用ZigBee技术，实现各个机柜监控终端的火灾控制器之间的低功耗、高可靠性、强抗干扰性的自组网。
如图4所示，本发明所述的火灾控制器包括处理器以及分别与处理器相连的电源模块、开关量输入电路、模拟量输入电路、开关量输出电路、2.4G无线通讯模块、GPRS模块、ZigBee模块、显示屏、RS485接口、RS232接口、USB接口、按键电路和Flash存储器。
如图5所示，所述2.4G无线通讯模块采用nRF24L01+芯片。nRF24L01+芯片是一款工作在2.4～2.5GHz世界通用ISM频段的单片无线收发器芯片，其输出功率频道选择和协议的设置可以通过SPI接口进行设置。nRF24L01+芯片具有极低的电流消耗，当工作在发射模式下发射功率为0dBm时电流消耗为11.3mA，接收模式时为13.5mA，掉电模式和待机模式下电流消耗更低。
如图6至图8所示，本发明所述的电源模块包括12V转5V降压模块、5V转3.3V降压模块和12V转24V升压模块。
如图6所示，所述12V转5V降压模块包括LM2596-5整流芯片U5、SMD185L保险丝F1、电容C33、电容C34、电感L19、稳压二极管D8和静电二极管E14，所述LM2596-5整流芯片U5的Vin端通过SMD185L保险丝F1与电源输入端子V_IN1相连，LM2596-5整流芯片U5的Vout端串联电感L19后与5V电源端相连，所述稳压二极管D8的负极分别与LM2596-5整流芯片U5的Vout端和电感L19的一端相连，稳压二极管D8的正极接地，所述电容C33的一端与LM2596-5整流芯片U5的Vin端相连，电容C33的另一端接地，所述电容C3444的一端与电感L19的另一端和LM2596-5整流芯片U5的FB端相连，电容C34的另一端接地，所述静电二极管E14的负极与LM2596-5整流芯片U5的Vin端相连，静电二极管E14的正极接地。电源输入端子V_IN1的VIN端接到LM2596-5整流芯片U5的Vin端，经过整流后从LM2596-5整流芯片U5的Vout端输出，输出先通过稳压二极管D8下到大地，再经过电感L9反馈回芯片FB管脚，后经电容C33和电容C34滤除杂波，最后输出干净的5V电源，为系统提供5V工作电压。
如图7所示，所述5V转3.3V降压模块包括LM1117-3.3整流芯片U6、电容C35、电容C36、电容C37和电容C38，所述LM1117-3.3整流芯片U6的IN端与5V电源端相连，LM1117-3.3整流芯片U6的OUT端与3.3V电源端相连，LM1117-3.3整流芯片U6的GND端接地，所述电容C35和电容C37并联设置在LM1117-3.3整流芯片U6的IN端和GND端之间，所述电容C36和电容C38并联设置在LM1117-3.3整流芯片U6的OUT端和GND端之间。电源模块还设置有由发光二极管D9和电阻R41构成的电源指示灯，发光二极管D9和电阻R41串联后一端与3.3V电源端相连，另一端接地。
如图8所示，所述12V转24V升压模块包括GS3663升压芯片U2、CT817光电耦合器OP1、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C10、电容C11、电容C12、电容C13、电感L4、稳压二极管D1和场效应管M1，所述CT817光电耦合器OP1的一个输入端与处理器的控制端相连，CT817光电耦合器OP1的另一个输入端串联电阻R4后与3.3V电源端相连，CT817光电耦合器OP1的一个输出端经过电阻R3接地，CT817光电耦合器OP1的另一个输出端与场效应管M1的栅极相连；所述场效应管M1的源极与电源输入端子V_IN1相连，场效应管M1的漏极与GS3663升压芯片U2的VIN端相连，场效应管M1的源极与栅极之间并联有电阻R5；所述GS3663升压芯片U2的SW端串联稳压二极管D1后与24V电源端相连，GS3663升压芯片U2的FB端串联电阻R6后与24V电源端相连，GS3663升压芯片U2的FB端串联电阻R7后接地，GS3663升压芯片U2的GND端接地,GS3663升压芯片U2的EN端串联电阻R8后与电源输入端子V_IN1相连，所述电感L4并联在GS3663升压芯片U2的SW端与VIN端之间，所述电容C12和电容C13并联在GS3663升压芯片U2的VIN端与GND端之间，所述电容C10和电容C11并联在电阻R6和电阻R7的两端；所述场效应管M1采用型号为AO3407A的P沟道MOS管。
如图9(a)、图9(b)、图9(c)和图9(d)所示，所述处理器采用通过总线相连协同作业的4个STM32处理器(U3A、U3B、U3C和U3D)，所述4个STM32处理器均采用型号为STM32F103VCT6的32位处理器芯片。处理器的外围电路如图10所示。
如图11所示，所述FLASH存储器采用FM25CL64非易失性存储器。
图12至图17分别为本发明所述火灾控制器的输出控制电路、传感器接口电路、按键电路、指示灯电路、显示屏和串口电路的原理图，所述显示屏采用型号为HLS3506的液晶显示屏。
该智能无线机柜火灾监控系统由探测器、火灾控制器、S型气溶胶灭火装置和监控主机四个部分构成。其中：探测器、控制仪和S型气溶胶灭火装置三个部分全部安装在机柜内部，确保探测和灭火的针对性，及时性和智能性。
探测器由无线探测器(温度探测、烟雾探测、光感探测)将测量的数据全部通过无线通讯方式与控制器信号传输(2.4GHz)，控制器依据检测数据和设定的参数进行显示、预警、自动灭火、同时具有历史数据查询、预警历史查询、火灾统计分析、图形数据等功能。当火灾发生时，控制器通过无线信号启动专用的S型气容胶装置进行灭火。所有机柜的控制器之间以433MHz的频率采用ZigBee技术实现自组网，并将数据通过中继器传送给后台监控主机。由监控主机实现系统的设定、显示、预警、灭火、统计分析、历史查询、预知维护、决策支持等功能
与传统技术相比，该智能无线机柜火灾监控系统有效实现了机柜内部环境的安全监测、预警、自动灭火等功能，实现了自动点检、预知性维修的智能化设备管理，大幅度地降低了火灾发生，最大限度地降低了火灾损失。
该智能无线机柜火灾监控系统针对机柜的火灾实现监测、预警、灭火、查询、统计分析、决策支持等功能，具有相应的智能控制功能。具体如下：
(1)智能无线火灾监控系统
智能无线火灾监控系统在硬件方面采用了无线通讯技术、嵌入式技术、温度测量技术、烟雾测量技术、光感技术、ZigBee技术、S型气溶胶技术、GPRS通讯技术等八个方面技术。跨专业，多领域的技术应用大大提高了系统的智能化水平。其中硬件开发主要包括监测、控制、传输、灭火四大类电子设备。其中监测类主要包括无线温度探测器、无线烟雾探测器、无线火焰探测器。控制类指火灾监测控制仪、监控上位机。传输类主要包括GPRS无线模块等，灭火类指S型气溶胶灭火装置。
(2)火灾控制器
控制器采用TI公司的433M无线芯片CC1101及2.4G无线芯片Si24R1和CRC数据校验技术，实现2.4GHz和433MHz双频接收功能，实现数据传输的完整性、安全性和及时性。采用STM32(32位)作为处理器，嵌入UCOS系统，设计了可扩展的1G的FLASH存储，USB输入输出、RS232和RS485通讯接口，4路开关量输入、8路模拟量输入、8路开关量输出。具有友好的人-机交互界面，彩色液晶屏，功耗小于6W。利用ZigBee技术，实现控制器之间、控制器与后台主机的低功耗、高可靠性、强抗干扰性的自组网，
控制器电路主要由电源、主控、无线通讯模块、显示、传感器输入、控制输出等部分组成。其中电源负责供电、无线通讯模块接收温度传感器无线传送的温度信号，并输送给主控电路。主控板将传感器输入信号进行处理，并控制输出电路，
(3)监控主机
为了使多个监控点实现集中控制，便于统计分析和查询历史数据，让设备管理人员有效掌控机柜的安全状态，实现设备管理的预知性维修。在多个检测区域之上，建立以企业为单元的监控平台，实现机柜安全的集中控制。系统软件采用B/S架构，.NET为开发工具，具备输入、维护、修改、变更、查询、统计、安全隐患、维修决策支持、火灾统计等多项功能，进一步提升了机柜的安全管理水平。
监控主机主要具备以下功能：
机柜监控数据记录：对机柜内部的温度、烟雾、光感度等信号实时记录，并通过显示屏即时显示，便于机柜管理人员能够动态掌握相关安全稳定运行信息；
机柜历史数据查询：查询每个机柜、每个控制室内部所有机柜、每个企业所有控制室中的机柜的历史数据记录，查询安全运行记录、报警记录、灭火记录、维护记录等信息，实现了机柜运行数据在企业内部的完全共享；
预防性机柜火灾监视：连续监视机柜的温度、泄露电流、光感、烟雾的变化，为机柜的预防性维护、维修提供依据，有效预防了机柜内部电气火灾的发生，保障了机柜的安全稳定运行；
机柜火灾报警和事件管理：依据检测数据，在第一时间发出声、光、短信报警并记录报警的次数、时间、机柜名称等信息；报警时自动弹出报警画面并进行语音提示，同时将报警信息通过Email、手机短信等方式通知管理人员；
用户权限管理：通过系统管理员授权操作各功能菜单，防止未经许可的操作，保障系统安全稳定运行，用户可以定义不同级别用户的登录名、密码、验证码及操作权限，为系统维护管理提供可靠的安全保障。
(4)S型气溶胶灭火装置
针对机柜的特点，科学合理地选用S型气溶胶自动灭火装置，确保机柜火灾一旦发生，能够在第一时间把火完全扑灭，控制火灾的漫延，确保把损失降低到最低。
以上所述只是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种智能无线机柜火灾监控系统，其特征是，包括监控主机和若干与监控主机相连的机柜监控终端，所述机柜监控终端包括火灾探测器、火灾控制器和自动灭火装置，所述的火灾探测器、火灾控制器和自动灭火装置设置在机柜内部，所述监控主机设置在机柜所在的监控室内；
所述火灾探测器包括无线温度传感器、无线烟雾传感器和无线火焰传感器，所述的无线温度传感器、无线烟雾传感器和无线火焰传感器分别通过2.4G无线通讯方式与火灾控制器相连并将探测到机柜内的温度信息、烟雾信息和火焰信息发送给火灾控制器，所述火灾控制器将接收到的数据与设定的参数进行相比进行判断是否发生火灾，如果发生火灾则通过2.4G无线通讯方式将灭火指令发送给自动灭火装置，所述自动灭火装置接收到灭火指令后进行灭火操作；同时火灾控制器将接收到的数据信息进行存储并通过GPRS无线通讯方式发送给监控主机，所述监控主机用以进行参数设定、数据显示、预警分析、灭火控制、历史查询和决策支持；
所述监控主机包括中央处理单元以及分别与中央处理单元连接的GPRS模块、数据库、显示屏、机柜监控数据记录模块、机柜历史数据查询模块、预防性机柜火灾监视模块、机柜火灾报警及事件管理模块和用户权限管理模块，所述中央处理单元通过GPRS模块接收机柜监控终端发来的数据信息，并将数据信息存储在数据库中，所述机柜监控数据记录模块用以对机柜内部的温度、烟雾、光感度等信号实时记录，并通过显示屏即时显示，便于机柜管理人员能够动态掌握相关安全稳定运行信息；所述机柜历史数据查询模块用以查询每个机柜、每个控制室内部所有机柜、每个企业所有控制室中的机柜的历史数据记录；所述预防性机柜火灾监视模块用以连续监视机柜的温度、泄露电流、光感、烟雾的变化，为机柜的预防性维护、维修提供依据，有效预防机柜内部电气火灾的发生，保障机柜的安全稳定运行；所述机柜火灾报警及事件管理模块用以依据检测数据，在第一时间发出声、光、短信报警并记录报警的次数、时间、机柜名称等信息；所述用户权限管理模块用以通过系统管理员授权操作各功能菜单，防止未经许可的操作，保障系统安全稳定运行；
所述火灾控制器包括处理器以及分别与处理器相连的电源模块、开关量输入电路、模拟量输入电路、开关量输出电路、2.4G无线通讯模块、GPRS模块、ZigBee模块、显示屏、RS485接口、RS232接口、USB接口、按键电路和Flash存储器；所述处理器包括4个STM32处理器，所述的4个STM32处理器通过总线相连；
所述电源模块包括12V转5V降压模块、 5V转3.3V降压模块和12V转24V升压模块；
所述12V转5V降压模块包括LM2596-5整流芯片U5、SMD185L保险丝F1、电容C33、电容C34、电感L19、稳压二极管D8和静电二极管E14，所述LM2596-5整流芯片U5的Vin端通过SMD185L保险丝F1与电源输入端子V_IN1相连，LM2596-5整流芯片U5的Vout端串联电感L19后与5V电源端相连，所述稳压二极管D8的负极分别与LM2596-5整流芯片U5的Vout端和电感L19的一端相连，稳压二极管D8的正极接地，所述电容C33的一端与LM2596-5整流芯片U5的Vin端相连，电容C33的另一端接地，所述电容C3444的一端与电感L19的另一端和LM2596-5整流芯片U5的FB端相连，电容C34的另一端接地，所述静电二极管E14的负极与LM2596-5整流芯片U5的Vin端相连，静电二极管E14的正极接地；
所述5V转3.3V降压模块包括LM1117-3.3整流芯片U6、电容C35、电容C36、电容C37和电容C38，所述LM1117-3.3整流芯片U6的IN端与5V电源端相连，LM1117-3.3整流芯片U6的OUT端与3.3V电源端相连，LM1117-3.3整流芯片U6的GND端接地，所述电容C35和电容C37并联设置在LM1117-3.3整流芯片U6的IN端和GND端之间，所述电容C36和电容C38并联设置在LM1117-3.3整流芯片U6的OUT端和GND端之间；
所述12V转24V升压模块包括GS3663升压芯片U2、CT817光电耦合器OP1、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C10、电容C11、电容C12、电容C13、电感L4、稳压二极管D1和场效应管M1，所述CT817光电耦合器OP1的一个输入端与处理器的控制端相连，CT817光电耦合器OP1的另一个输入端串联电阻R4后与3.3V电源端相连，CT817光电耦合器OP1的一个输出端经过电阻R3接地，CT817光电耦合器OP1的另一个输出端与场效应管M1的栅极相连；所述场效应管M1的源极与电源输入端子V_IN1相连，场效应管M1的漏极与GS3663升压芯片U2的VIN端相连，场效应管M1的源极与栅极之间并联有电阻R5；所述GS3663升压芯片U2的SW端串联稳压二极管D1后与24V电源端相连，GS3663升压芯片U2的FB端串联电阻R6后与24V电源端相连，GS3663升压芯片U2的FB端串联电阻R7后接地，GS3663升压芯片U2的GND端接地, GS3663升压芯片U2的EN端串联电阻R8后与电源输入端子V_IN1相连，所述电感L4并联在GS3663升压芯片U2的SW端与VIN端之间，所述电容C12和电容C13并联在GS3663升压芯片U2的VIN端与GND端之间，所述电容C10和电容C11并联在电阻R6和电阻R7的两端；所述场效应管M1采用型号为AO3407A的P沟道MOS管。
2.根据权利要求1所述的一种智能无线机柜火灾监控系统，其特征是，所述机柜监控终端还包括与火灾控制器相连的ZigBee模块，所有的机柜监控终端之间通过ZigBee通讯方式相连。
3.根据权利要求1所述的一种智能无线机柜火灾监控系统，其特征是，所述自动灭火装置包括S型气溶胶自动灭火装置。
4.根据权利要求1所述的一种智能无线机柜火灾监控系统，其特征是，所述2.4G无线通讯模块包括nRF24L01+芯片。
5.根据权利要求1所述的一种智能无线机柜火灾监控系统，其特征是，所述STM32处理器均采用型号为STM32F103VCT6的32位处理器芯片。
6.根据权利要求1所述的一种智能无线机柜火灾监控系统，其特征是，所述Flash 存储器采用FM25CL64非易失性存储器。
7.根据权利要求1所述的一种智能无线机柜火灾监控系统，其特征是，所述显示屏采用型号为HLS3506的液晶显示屏。
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Inventor after: Li Yue Inventor after: Hu Tianze Inventor after: Lu Fumu Inventor after: Liu Haitao Inventor after: Yu Fang Inventor after: Li Kai Inventor after: Liang Tenglong Inventor after: Wang Zhipeng Inventor after: Zhu Yi Inventor after: Zhao Pengfei Inventor before: Li Yue Inventor before: Yu Fang Inventor before: Li Kai Inventor before: Lu Fumu Inventor before: Liu Haitao Inventor before: Wang Xiuqi Inventor before: Ding Jing Inventor before: Liang Tenglong Inventor before: Zhang Dongfeng Inventor before: Zhang Liang Inventor before: Liu Yong |
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| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
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