CN108399444A - 一种机柜设备定位系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机柜设备定位系统及方法,其中定位系统包括设置于室内天花板上的第一前端组件、设置在机柜设备上的第二前端组件和后端组件,所述第一前端组件包括多个RFID标签,所述第二前端组件包括用于读取RFID标签信息的RFID读卡器、GNSS定位器、气压传感器、前端通信器和电源装置,所述RFID读卡器、GNSS定位器和气压传感器均与前端通信器连接,所述电源装置分别与RFID读卡器、GNSS定位器、气压传感器和前端通信器电性连接,所述后端组件包括定位服务器、存储服务器和后端通信器,所述定位服务器分别与存储服务器和后端通信器连接,所述前端通信器通过无线网络与后端通信器进行通讯。本发明实现了机柜设备在室外和室内的精准定位。
Description
技术领域
本发明涉及机柜设备管理技术领域,特别是涉及一种机柜设备定位系统及方法。
背景技术
机柜一般是冷轧钢板或合金制作的用来存放计算机和相关控制设备的物件,可以提供对存放设备的保护,屏蔽电磁干扰,有序、整齐地排列设备,方便以后维护设备。机柜一般分为服务器机柜、网络机柜、控制台机柜等。随着社会信息化的推进,大量的机柜被应用到实际运营中,机柜的管理也逐渐受到重视,要进行机柜的管理,首先要对机柜进行准确定位。
现有的机柜定位系统通常只采用GPS定位器进行定位,由于GPS定位器接收卫星信号计算出来的高度数据误差一般有十几米甚至几十米,而机柜在室外安装时,通常上下两层的高度差为有几米到几十米,若直接采用GPS定位器来进行室外机柜的定位,存在垂直方向上的定位判断错误的问题,无法为室外机柜的精细管理提供准确的定位数据。此外,对于安装在室内的机柜,GPS定位器的定位误差则更大,因此需要一种新的机柜精准定位定位系统。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种机柜设备定位系统及方法,实现机柜设备在室外和室内的精准定位。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:一种机柜设备定位系统,包括设置于室内天花板上的第一前端组件、设置在机柜设备上的第二前端组件和后端组件,所述第一前端组件包括多个RFID标签,所述第二前端组件包括用于读取RFID标签信息的RFID读卡器、GNSS定位器、气压传感器、前端通信器和电源装置,所述RFID读卡器、GNSS定位器和气压传感器均与前端通信器连接,所述电源装置分别与RFID读卡器、GNSS定位器、气压传感器和前端通信器电性连接,所述后端组件包括定位服务器、存储服务器和后端通信器,所述定位服务器分别与存储服务器和后端通信器连接,所述前端通信器通过无线网络与后端通信器进行通讯。
优选的,所述第二前端组件还包括温湿度传感器,所述温湿度传感器与前端通信器连接。
优选的,所述第二前端组件还包括加速度传感器和方向传感器,所述加速度传感器和方向传感器均与前端通信器连接。
优选的,所述前端组件还包括挡风盒,所述挡风盒通过连接柱设置在机柜设备的顶部,所述挡风盒的顶盖上开设有通气孔和安装孔,所述挡风盒的底板上设置有排水孔,所述RFID读卡器安装在所述安装孔内,所述GNSS定位器、气压传感器、温湿度传感器、前端通信器和电源装置设置在挡风盒内。
优选的,所述挡风盒内设置有承载台,所述承载台顶部设置有减震层,所述GNSS定位器、气压传感器、温湿度传感器、前端通信器和电源装置设置在减震层上。
优选的,所述RFID标签包括标签壳体,所述标签壳体背面上嵌装有磁铁,所述标签壳体内设置有RFID芯片和RFID天线,所述RFID芯片与RFID天线连接。
优选的,所述后端组件还包括Web服务器、比对服务器和报警器,所述Web服务器与定位服务器连接,所述比对服务器分别与定位服务器和报警器连接。
一种机柜设备定位方法,包括室外定位步骤和室内定位步骤中的一种或两种;
所述室外定位步骤包括:
设置于机柜设备上的GNSS定位器获取机柜设备的GNSS定位数据;
设置于机柜设备上的气压传感器获取机柜设备处的气压数据;
定位服务器根据GNSS定位数据确定机柜设备的水平位置,根据气压数据确定机柜设备的竖直位置;
所述室内定位步骤包括:
预设RFID标签的电子编码对应的位置信息;
设置于机柜设备上的RFID读卡器读取RFID标签存储的电子编码;
定位服务器根据RFID读卡器读取的电子编码查找相应的位置信息,该位置信息即为该RFID读卡器对应的机柜设备的位置。
优选的,所述室外定位步骤还包括:设置于机柜设备上的温湿度传感器获取机柜设备处的温湿度数据,定位服务器根据气压数据和温湿度数据确定机柜设备的竖直位置。
优选的,所述室内定位步骤还包括:设置于机柜设备上的加速度传感器和方向传感器检测机柜设备的加速度和运动方向,定位服务器根据机柜设备的位置、加速度和运动方向获取机柜设备的实时运动位置信息。
本发明的有益效果是:
(1)本发明中,机柜设备位于室外时,采用GNSS定位器来进行机柜设备在水平方向的定位,采用气压传感器来进行机柜设备在竖直方向的定位,提高了机柜设备在室外的定位精度;机柜设备位于室内时,RFID读卡器读取RFID标签信息,并将该RFID标签信息通过数据转发器发送给定位服务器,定位服务器根据该RFID标签信息获得该RFID读卡器对应机柜设备的位置信息,从而实现了机柜设备在室内的精准定位;
(2)温湿度传感器用于检测机柜设备处的温湿度数据,定位服务器根据温湿度数据和气压数据来进行机柜设备在竖直方向的定位,进一步提高了机柜设备的定位精度;
(3)加速度传感器和方向传感器用于检测机柜设备的运动信息,并将运动信息发送给定位服务器,定位服务器根据机柜设备的定位信息和运动信息获得机柜设备的实时位置,从而实现对机柜设备的实时精准定位,能在机柜设备被移动至未设置RFID标签的室内区域时对机柜设备进行精准定位;
(4)本发明中气压传感器设置在挡风盒内,消除了风力对气压传感器检测结果的影响,使得气压传感器的检测结果更加符合实际高度,从而提高了机柜设备的定位精度;
(5)承载台顶部设置有减震层,能够减小机柜设备移动时产生的震动对加速度传感器的检测结果的影响,加速度传感器检测的准确性,进而提高了对机柜设备的定位精度;
(6)RFID标签背面的内壁上设置有磁铁,使得RFID标签能够方便地吸附在金属天花板上,提高了RFID标签拆装的便捷性;
(7)Web服务器提供了基于web的访问方式,用户可以远程获取相应的结果;
(8)比对服务器将定位结果与相应的预设值进行比较,在定位结果与预设值不符时向报警器发送信号进行报警,无需用户实时观察相应的结果,提高了自动化水平,减小了用户的工作量。
附图说明
图1为本发明中定位系统的一种组成框图;
图2为本发明中定位系统的又一种组成框图;
图3为本发明中挡风盒的一种示意图;
图4为本发明中挡风盒的又一种示意图;
图5为本发明中RFID标签的一种示意图;
图6为本发明中定位系统的又一种组成框图;
图7为本发明中外定位步骤的流程图;
图8为本发明中室内定位步骤的流程图;
图中,1—挡风盒,2—通气孔,3—安装孔,4—排水孔,5—卡扣,6—环形凹槽,7—环形凸起,8—卡块,9—标签壳体,10—磁铁,11—缓冲层,12—RFID芯片,13—RFID天线。
具体实施方式
下面将结合实施例,对本发明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,本领域技术人员在没有付出创造性劳动的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。
参阅图1-8,本实施例提供了一种机柜设备定位系统及方法:
实施例一
如图1所示,一种机柜设备定位系统,包括设置于室内天花板上的第一前端组件、设置在机柜设备上的第二前端组件和后端组件,所述第一前端组件包括多个RFID标签,所述RFID标签存储有唯一的电子编码,所述第二前端组件包括用于读取RFID标签信息的RFID读卡器、GNSS定位器、气压传感器、前端通信器和电源装置,所述RFID标签信息为该RFID标签的电子编码;优选的,所述GNSS定位器为GPS定位器或北斗定位器,也可以是其他种类的卫星定位器。所述RFID读卡器、GNSS定位器和气压传感器均与前端通信器连接,所述电源装置分别与RFID读卡器、GNSS定位器、气压传感器和前端通信器电性连接,所述后端组件包括定位服务器、存储服务器和后端通信器,所述存储服务器中存储有与各RFID标签的电子编码对应的位置信息,所述定位服务器分别与存储服务器和后端通信器连接,所述前端通信器通过无线网络与后端通信器进行通讯。
机柜设备在室外时,所述GNSS定位器获取机柜设备在水平方向上的位置信息,气压传感器检测气压信息,然后将检测结果发送到定位服务器,定位服务器根据气压信息得到机柜设备在竖直方向上的位置信息,然后根据机柜设备在水平方向和竖直方向上的位置信息实现对机柜设备在室外的精准定位。机柜设备在室内时,RFID读卡器读取RFID标签的电子编码,并将该电子编码发送给定位服务器,定位服务器根据该电子编码从存储服务器中查找相应的位置信息,即为该RFID读卡器对应的机柜设备的位置信息,从而实现了机柜设备在室内的精准定位。
优选的,所述电源装置包括电源模块和电量检测器,其中,所述电源模块可以为充电电池;所述电量检测器与电源模块电性连接,所述电量检测器与前端通信器信号连接。电量检测器用于检测电源模块的剩余电量,并将检测结果通过前端通信器发送到后端组件,便于用户实时了解电源模块的剩余电量情况,以便及时为电源模块充电或更换电源模块等。
优选的,所述无线网络为WiFi网络或3G/4G网络,相应的,所述前端通信器和后端通信器为相同的WiFi模块或3G/4G模块。所述前端通信器中设有用于对要传输的数据进行加密的加密器,所述后端通信器中设有相应的解密器,保证了检测数据传输的安全性;加密器可以采用MD5加密器,相应的解密器采用MD5解密器。
实施例二
本实施例的技术方案在实施例一的技术方案的基础上还包括:如图2所示,所述第二前端组件还包括温湿度传感器、加速度传感器和方向传感器,所述温湿度传感器、加速度传感器和方向传感器均与前端通信器连接。温湿度传感器用于检测机柜设备处的温湿度数据,定位服务器根据温湿度数据和气压数据来进行机柜设备在竖直方向的定位,进一步提高了机柜设备在室外的定位精度;加速度传感器和方向传感器用于检测机柜设备的运动信息,并将运动信息发送给定位服务器,定位服务器根据机柜设备的定位信息和运动信息获得机柜设备的实时位置,从而实现对机柜设备的实时精准定位,能在机柜设备被移动至未设置RFID标签的室内区域时对机柜设备进行精准定位。
实施例三
本实施例的技术方案在实施例一的技术方案的基础上还包括:所述前端组件还包括挡风盒1,如图3所示。所述挡风盒1的顶盖上开设有通气孔2,通气孔2可以保证挡风盒1内部和外部的气压相同。所述挡风盒1的底板上设置有排水孔4,排水孔4用于排出进入挡风盒1内的雨水,防止雨水积累影响挡风盒1内部各器件的正常工作。
所述挡风盒1通过连接柱设置在机柜设备的顶部,使得挡风盒1的底板和机柜设备的顶部之间存有间隙,便于挡风盒1的排水。优选的,所述连接柱的两端设置有吸盘或螺杆:设置吸盘时,可以通过吸盘实现挡风盒1和机柜设备之间的连接,具有拆装方便、快捷的特点,而且不需要破坏挡风盒1和机柜设备的结构;设置螺杆时,所述挡风盒1的底板和机柜设备的顶部均设有与所述螺杆匹配的螺孔,通过螺杆和螺孔之间的配合实现螺纹连接,具有拆装方便、固定牢固的特点。
所述挡风盒1的顶盖上开设有安装孔3,所述RFID读卡器安装在所述安装孔3内。所述RFID读卡器和安装孔3之间设有密封圈,防止外界的水滴等经安装孔3进入挡风盒1内部。所述RFID读卡器的读写侧(用于读取RFID标签信息的一侧)朝上,将RFID读卡器设置在机柜设备的顶部,使得RFID读卡器读取RFID标签信息时不容易被遮挡,提高了RFID读卡器读取RFID标签信息的成功率。
所述GNSS定位器、气压传感器、温湿度传感器、前端通信器和电源装置设置在挡风盒1内,挡风盒1可以起到保护上述器件的作用,延长其使用寿命,降低了定位系统的使用成本。
所述挡风盒1内设置有承载台,所述承载台优选圆台结构;所述承载台顶部设置有减震层,减震层为橡胶层等,减震层与通气孔2错开(即通气孔2不在减震层的正上方),避免外部的雨水经通气孔2掉落在减震层上,保护减震层上的器件的安全;所述GNSS定位器、气压传感器、温湿度传感器、前端通信器和电源装置设置在减震层上,减少机柜设备移动时对上述器件的检测结果的影响,从而提高了定位系统的精度。
如图4所示,所述挡风盒1的侧板顶部的后端和顶盖底部的后端相互铰接,所述侧板顶部的前端和顶盖底部的前端设置有相互匹配的卡合固定结构,所述卡合固定结构包括相互匹配的卡扣5和卡块8,从而能够方便地打开和关闭挡风盒1的顶盖。
所述挡风盒1的侧板顶部设有向内伸展的延伸板,所述延伸板上设置有环形凹槽6,所述挡风盒1的顶盖底部设置有与所述环形凹槽匹配6的环形凸起7,所述环形凸起7位于所述环形凹槽6内,通过环形凹槽6和环形凸起7的配合,使得顶盖和侧板之间的固定更加牢固,不容易发生相对移动。为了进一步增加环形凹槽6和环形凸起7之间固定的牢固性,所示环形凹槽6内设置有柔性密封层,柔性密封层可以采用发泡层,能够避免柔性密封层的老化。
所述挡风盒1的顶盖顶部设置有向下凹陷的收纳槽,所述收纳槽内转动设有拉环;需要打开顶盖时,转动拉环使其突出收纳槽,便于用户使用,用户通过拉环可以更容易地打开顶盖;不需要打开顶盖时,转动拉环使其收纳在收纳槽中,减少其占用空间。
实施例四
本实施例的技术方案在实施例一的技术方案的基础上还包括:如图5所示,所述RFID标签包括标签壳体9,所述标签壳体9的背面上嵌装有磁铁10,通过磁铁10可以将RFID标签吸附在金属天花板上,提高了RFID标签安装和拆卸的便捷性,所述标签壳体9内设置有RFID芯片12和RFID天线13,所述RFID芯片12与RFID天线13连接。
所述RFID天线13包括第一天线、第二天线、第三天线、第四天线和第五天线,所述第一天线设置在RFID芯片4的正面,所述第二天线、第三天线、第四天线和第五天线分别设置在RFID芯片12的四个侧面,使得RFID读卡器可以从而多个方向读取RFID标签中的信息,提高了RFID标签的识别率。此外,所述标签壳体9的内壁上设置有缓冲层11(如EVA树脂层等),在RFID标签掉落时,缓冲层11可以起到缓冲作用,保护RFID芯片12和RFID天线13的免遭摔坏,提高了RFID标签的防摔性能。此外,所述第一磁铁2和RFID芯片12之间设置有隔离层,用于消除第一磁铁2对RFID传输信号的影响,隔离层可以采用吸波层等。
实施例五
本实施例的技术方案在实施例一的技术方案的基础上还包括:如图6所示,所述后端组件还包括比对服务器、Web服务器和报警器,所述报警器可以为声光报警器、语音报警器、文字报警器、短信报警器等中的一种或多种,所述比对服务器分别与定位服务器和报警器连接,所述Web服务器与定位服务器连接。
比对服务器从定位服务器获取机柜设备的定位结果,并将定位结果与预设位置进行比较,若定位结果与预设位置不符,则向报警器发送信号进行报警,提醒用户机柜设备的位置发生变动,提高了机柜设备的安全性;此外,比对服务器从定位服务器获取电源装置的剩余电量信息,并将其与预设的阈值进行比较,若剩余电量低于阈值,则比对服务器向报警器发送信号进行报警,提醒用户电源装置的电量不足,需要为电源装置充电;比对服务器和报警器的设置提高了定位系统的自动化水平,使得用户无需一直观察各检测结果,大大降低了用户的工作量。Web服务器提供了基于web的访问方式,用户可以远程获取相应的结果。
所述后端组件还包括GIS子系统和显示器,所述GIS子系统和显示器均与定位服务器连接,所述GIS服务器存储有电子地图(包括机房所属建筑的室内地图和室外地图),GIS服务器根据机柜设备的定位结果,在电子地图中将机柜设备显示出来,便于用户直观地了解机柜设备的当前位置;显示器能够将定位结果、电量检测结果等直观地显示给用户,便于用户了解相关信息。
实施例六
一种机柜设备定位方法,包括室外定位步骤和室内定位步骤中的一种或两种。
如图7所示,所述室外定位步骤包括:
设置于机柜设备上的GNSS定位器获取机柜设备的GNSS定位数据;
设置于机柜设备上的气压传感器获取机柜设备处的气压数据;
定位服务器根据GNSS定位数据确定机柜设备的水平位置,根据气压数据确定机柜设备的竖直位置。
优选的,所述室外定位步骤还包括:设置于机柜设备上的温湿度传感器获取机柜设备处的温湿度数据,定位服务器根据气压数据和温湿度数据确定机柜设备的竖直位置;通过温湿度数据来对根据气压数据计算的竖直位置进行修正,进一步提高了在竖直方向的定位精度。
如图8所示,所述室内定位步骤包括:
预设RFID标签的电子编码对应的位置信息;
设置于机柜设备上的RFID读卡器读取RFID标签存储的电子编码;
定位服务器根据RFID读卡器读取的电子编码查找相应的位置信息,该位置信息即为该RFID读卡器对应的机柜设备的位置。
优选的,所述室内定位步骤还包括:设置于机柜设备上的加速度传感器和方向传感器检测机柜设备的加速度和运动方向,定位服务器根据机柜设备的位置、加速度和运动方向获取机柜设备的实时运动位置信息;在知晓机柜设备初始位置的情况下,可以根据机柜设备的加速度和运动方向实现对机柜设备的实时定位跟踪。
此外,RFID读卡器在读取RFID标签的存储的电子编码的同时获取相应的信号强度,定位服务器根据电子编码获得RFID标签的位置信息,并根据信号强度计算出RFID读卡器和RFID标签之间的距离,然后根据RFID标签的位置信息和该距离得到相应机柜设备的位置,从而进一步提高了对机柜设备的定位精度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施例的排除,而可用于各种其他组合、修改和环境,并能够在本文所述构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围,则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种机柜设备定位系统,其特征在于,包括设置于室内天花板上的第一前端组件、设置在机柜设备上的第二前端组件和后端组件,所述第一前端组件包括多个RFID标签,所述第二前端组件包括用于读取RFID标签信息的RFID读卡器、GNSS定位器、气压传感器、前端通信器和电源装置,所述RFID读卡器、GNSS定位器和气压传感器均与前端通信器连接,所述电源装置分别与RFID读卡器、GNSS定位器、气压传感器和前端通信器电性连接,所述后端组件包括定位服务器、存储服务器和后端通信器,所述定位服务器分别与存储服务器和后端通信器连接,所述前端通信器通过无线网络与后端通信器进行通讯。
2.根据权利要求1所述的一种机柜设备定位系统,其特征在于,所述第二前端组件还包括温湿度传感器,所述温湿度传感器与前端通信器连接。
3.根据权利要求1所述的一种机柜设备定位系统,其特征在于,所述第二前端组件还包括加速度传感器和方向传感器,所述加速度传感器和方向传感器均与前端通信器连接。
4.根据权利要求1所述的一种机柜设备定位系统,其特征在于,所述前端组件还包括挡风盒(1),所述挡风盒(1)通过连接柱设置在机柜设备的顶部,所述挡风盒(1)的顶盖上开设有通气孔(2)和安装孔(3),所述挡风盒(1)的底板上设置有排水孔(4),所述RFID读卡器安装在所述安装孔(3)内,所述GNSS定位器、气压传感器、温湿度传感器、前端通信器和电源装置设置在挡风盒(1)内。
5.根据权利要求4所述的一种机柜设备定位系统,其特征在于,所述挡风盒(1)内设置有承载台,所述承载台顶部设置有减震层,所述GNSS定位器、气压传感器、温湿度传感器、前端通信器和电源装置设置在减震层上。
6.根据权利要求1所述的一种机柜设备定位系统,其特征在于,所述RFID标签包括标签壳体(9),所述标签壳体(9)背面上嵌装有磁铁(10),所述标签壳体(9)内设置有RFID芯片(12)和RFID天线(13),所述RFID芯片(12)与RFID天线(13)连接。
7.根据权利要求1所述的一种机柜设备定位系统,其特征在于,所述后端组件还包括Web服务器、比对服务器和报警器,所述Web服务器与定位服务器连接,所述比对服务器分别与定位服务器和报警器连接。
8.一种机柜设备定位方法,其特征在于,包括室外定位步骤和室内定位步骤中的一种或两种;
所述室外定位步骤包括:
设置于机柜设备上的GNSS定位器获取机柜设备的GNSS定位数据;
设置于机柜设备上的气压传感器获取机柜设备处的气压数据;
定位服务器根据GNSS定位数据确定机柜设备的水平位置,根据气压数据确定机柜设备的竖直位置;
所述室内定位步骤包括:
预设RFID标签的电子编码对应的位置信息;
设置于机柜设备上的RFID读卡器读取RFID标签存储的电子编码;
定位服务器根据RFID读卡器读取的电子编码查找相应的位置信息,该位置信息即为该RFID读卡器对应的机柜设备的位置。
9.根据权利要求8所述的一种机柜设备定位方法,其特征在于,所述室外定位步骤还包括:设置于机柜设备上的温湿度传感器获取机柜设备处的温湿度数据,定位服务器根据气压数据和温湿度数据确定机柜设备的竖直位置。
10.根据权利要求8所述的一种机柜设备定位方法,其特征在于,所述室内定位步骤还包括:设置于机柜设备上的加速度传感器和方向传感器检测机柜设备的加速度和运动方向,定位服务器根据机柜设备的位置、加速度和运动方向获取机柜设备的实时运动位置信息。
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