CN108445887A - 分布式动力环境监测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种分布式动力环境监测系统包括：主控机柜，用于设置于主控室；若干分布式扩展坞，用于设置于不同的机房或同一机房的不同位置；巡检机器人，用于移动地巡查和检测机房中的动力环境情况；其中，主控机柜通过电网供电；分布式扩展坞也通过电网供电；巡检机器人由分布式扩展坞供电；主控机柜与若干分布式扩展坞通过电网的电力缆线构成通讯连接。本发明的有益之处在于提供了一种配置灵活、监控可靠的分布式动力环境监测系统。

Description

分布式动力环境监测系统
技术领域
本发明涉及一种监测系统，具体涉及一种分布式动力环境监测系统。
背景技术
动力环境监控系统系统针对各种通信局站(包括通信机房、基站、支局、模块局等)的设备特点和工作环境，对局站内的通讯电源、蓄电池组、UPS、发电机、空调等智能、非智能设备以及温湿度、烟雾、地水、门禁等环境量实现“遥测、遥信、遥控、遥调”等功能。
现有的动力环境监控系统存在一经布设则难以改变的缺陷。
发明内容
一种分布式动力环境监测系统包括：主控机柜，用于设置于主控室；若干分布式扩展坞，用于设置于不同的机房或同一机房的不同位置；巡检机器人，用于移动地巡查和检测机房中的动力环境情况；其中，主控机柜通过电网供电；分布式扩展坞也通过电网供电；巡检机器人由分布式扩展坞供电；主控机柜与若干分布式扩展坞通过电网的电力缆线构成通讯连接。
进一步地，主控机柜包括：主机交流电接口，用于连接至电网；主机电源装置，用于利用电网的电能为主控机柜中的各个装置供电；主机检测模块，用于检测主控机柜所在的主控室的动力环境；主机通讯模块，用于使主控机柜至少通过主机交流电接口与外部构成通讯连接；主机处理器，用于至少与主机检测模块和主机通讯模块构成数据交互。
进一步地，主机电源装置包括：主机变压器，用于将接入的交流电的电压降为主控机柜能够使用的电压；超级电容，用于在主机交流电接口带电时存储电能而在主机交流电接口所接入的电网不带电时输出电能；主机直流电源，用于利用主机交流电接口所接入的电能经过转换后输出直流电。
进一步地，主机通讯模块与主机交流电结构构成电性连接。
进一步地，分布式扩展坞包括：扩展交流电接口，用于电性连接至电网；扩展变压器，用于降低扩展交流电接口所接入的电能的电压；逆变电路，用于将交流电变为直流电；扩展蓄电池，用于存储电能；扩展充电接口，用于向巡检机器人输出直流电。
进一步地，分布式扩展坞包括：扩展通讯模块，用于连接至扩展交流电接口以通过电网的电力线与主机通讯模块构成通讯连接；扩展数据接口，用于与巡检机器人连接以传输数据；扩展处理器，用于与扩展通讯模块与扩展数据接口构成数据连接。
进一步地，巡检机器人包括：巡检充电接口，用于与扩展充电接口对接以将电能引入巡检机器人；巡检蓄电池，用于为巡检机器人存储电能；巡检检测装置，包括若干用于检测巡检机器人周边的动力环境的情况的传感器。
进一步地，巡检机器人还包括：巡检数据接口，用于扩展数据接口对接以传输数据；巡检通讯模块，用于使巡检机器人与外部构成无线通讯连接；巡检控制器，用于控制巡检机器人并与巡检数据接口以及巡检通讯模块构成数据交互。
进一步地，巡检机器人还包括：第一巡检电机，用于驱使巡检机器人的移动；第二巡检电机，用于控制巡检机器人的移动的方向；其中，第一巡检电机和第二巡检电机均电性连接至巡检蓄电池从而使巡检蓄电池为它们供电；巡检控制器分别电性连接至第一巡检电机和第二巡检电机以控制它们的转动。
进一步地，巡检机器人包括：外壳，底盘，驱动轮，转向轮，第一巡检电机，第二巡检电机，转向柱，第一伞齿轮，第二伞齿轮，巡检蓄电池，电路板，巡检控制器，巡检通讯模块，巡检检测模块，充电端子，数据端子；其中，底盘设置在外壳内部，驱动轮与底盘构成绕第一转轴的转动连接，转向轮与转向柱构成绕第二转轴的转动连接；转向柱与底盘构成绕第三转轴的转动连接；第一巡检电机设置在底盘的上方并连接至驱动轮以驱动器转动，第二巡检电机也设置在底盘的上方并与第一伞齿轮连接以驱动第一伞齿轮转动；第一伞齿轮与第二伞齿轮啮合；第二伞齿轮与转向柱构成固定连接，第一转轴和第二转轴平行于同一水平面；第一转轴与第三转轴垂直相交；巡检蓄电池设置在底盘的上方并设置于第一巡检电机和第二巡检电机之间并与电路板构成电性连接；电路板设置在巡检蓄电池的上方并至少与第一巡检电机和第二巡检电机构成电性连接；巡检控制器、巡检通讯模块和巡检检测模块安装至电路板的顶面并通过电路板彼此构成电性连接；充电端子和数据端子至少部分露出于外壳的外表面并且均与电路板构成电性连接以分别构成巡检充电接口和巡检数据接口。
本发明的有益之处在于：
提供了一种配置灵活、监控可靠的分布式动力环境监测系统。
附图说明
图1是本发明的分布式动力环境监测系统的一个优选实施例的结构示意框图；
图2是本发明的分布式动力环境监测系统的一个优选实施例的实体结构图；
图3是图1所示的分布式动力环境监测系统中一个巡检机器人的内部结构示意图；
图4是图1所示的分布式动力环境监测系统中另一个巡检机器人的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，分布式动力环境监测系统包括：主控机柜，用于设置于主控室；若干分布式扩展坞，用于设置于不同的机房或同一机房的不同位置；巡检机器人，用于移动地巡查和检测机房中的动力环境情况；其中，主控机柜通过电网供电；分布式扩展坞也通过电网供电；巡检机器人由分布式扩展坞供电；主控机柜与若干分布式扩展坞通过电网的电力缆线构成通讯连接。
主控机柜可以接入整个监控网络，并且主控机柜可以监测自己所处的主控室的动力环境。
分布式扩展坞可以设置在不同的机房和位置以限定监控的范围。
如图2所示，主控机柜201与分布式扩展坞202，203可以是一对多使用的，即多个分布式扩展坞202，203通过电力线通讯与一个主控机柜201构成数据交互。同时，分布式扩展坞202，203与巡检机器204，205可以是一一对应的，当然，为了节约成本，也已可以让一个巡检机器人204使用多个分布式扩展坞202，203；或者，可以是多个巡检机器人204，205使用同一个分布式扩展坞202。
具体而言，主控机柜包括：主机交流电接口，用于连接至电网；主机电源装置，用于利用电网的电能为主控机柜中的各个装置供电；主机检测模块，用于检测主控机柜所在的主控室的动力环境；主机通讯模块，用于使主控机柜至少通过主机交流电接口与外部构成通讯连接；主机处理器，用于至少与主机检测模块和主机通讯模块构成数据交互。
具体而言，主机电源装置包括：主机变压器，用于将接入的交流电的电压降为主控机柜能够使用的电压；超级电容，用于在主机交流电接口带电时存储电能而在主机交流电接口所接入的电网不带电时输出电能；主机直流电源，用于利用主机交流电接口所接入的电能经过转换后输出直流电。
主控机柜可以接入交流电作为自己的常用电源，当发生电网停电时，超级电容以及直流电源可以作为备用电源。作为具体方案，直流电源中可以包括若干锂电池组。
作为具体方案，主机检测模块包括分别用于检测烟雾、温度、湿度、水浸以及检测门禁的烟雾检测单元、温度检测单元、湿度检测单元、水浸检测单元和门磁感应单元。
具体而言，主机通讯模块与主机交流电结构构成电性连接。主机通讯模块可以实现电力线通讯功能。
具体而言，分布式扩展坞包括：扩展交流电接口，用于电性连接至电网；扩展变压器，用于降低扩展交流电接口所接入的电能的电压；逆变电路，用于将交流电变为直流电；扩展蓄电池，用于存储电能；扩展充电接口，用于向巡检机器人输出直流电。
分布式扩展坞能向巡检机器人充电，并能与巡检机器人构成有线的数据交互从而将巡检机器人检测的数据通过分布式扩展坞传输给主控机柜。
具体而言，分布式扩展坞包括：扩展通讯模块，用于连接至扩展交流电接口以通过电网的电力线与主机通讯模块构成通讯连接；扩展数据接口，用于与巡检机器人连接以传输数据；扩展处理器，用于与扩展通讯模块与扩展数据接口构成数据连接。作为扩展方案，扩展通讯模块具有无限通讯功能，并且可以是采用UWB技术的无线通讯。这样能使分布式扩展坞与具有无线通讯功能的设备构成数据交互，比如外部的手机、平板电脑等设备，当然也可以是与主控机柜或\和巡检机器人构成无线的数据交互。
另外，作为可选方案，分布式扩展坞之间的也是可以通讯的，这种通讯可以是通过电力线的也可以无线通讯的。
巡检机器人可以按照指令去巡检不同的区域。
具体而言，巡检机器人包括：巡检充电接口，用于与扩展充电接口对接以将电能引入巡检机器人；巡检蓄电池，用于为巡检机器人存储电能；巡检检测装置，包括若干用于检测巡检机器人周边的动力环境的情况的传感器，比如用于检测烟雾、温度、湿度、水浸的传感器。
作为一种扩展方案，巡检机器人还设有光学摄像头和红外摄像头以采集一般图像和红外图像。光学摄像头可以代替人眼使巡检机器人具有实况检查的功能，这样可以减少人工巡检，红外摄像头可以巡查出现高温隐患的地点，从而防患于未然。
具体而言，巡检机器人还包括：巡检数据接口，用于扩展数据接口对接以传输数据；巡检通讯模块，用于使巡检机器人与外部构成无线通讯连接；巡检控制器，用于控制巡检机器人并与巡检数据接口以及巡检通讯模块构成数据交互。
巡检通讯模块具有无线通讯功能，可以实现远距离或者近距离的无线通讯，作为其中一种可选方案，巡检通讯模块包括一个UWB通讯单元，其内置有用于识别的数据标签。
以以上为基础，扩展通讯模块通过收发UWB信号，构成一个基于UWB通讯的电子定位网络，巡检通讯模块通过收发UWB信号确定自己的位置，这样一来，巡检机器人可以通过巡检通讯模块接收的信号和信息确定自己的位置并实现导航。
具体而言，巡检机器人还包括：第一巡检电机，用于驱使巡检机器人的移动；第二巡检电机，用于控制巡检机器人的移动的方向；其中，第一巡检电机和第二巡检电机均电性连接至巡检蓄电池从而使巡检蓄电池为它们供电；巡检控制器分别电性连接至第一巡检电机和第二巡检电机以控制它们的转动。
第一巡检电机可以是无刷电机，第二巡检电机为步进电机。巡检控制器可以通过驱动第一巡检电机和第二巡检电机来控制巡检机器人的移动。
作为扩展方案，巡检控制器可以通过控制一个六臂全桥的驱动电路从而控制第一巡检电机。
如图3所示，巡检机器人300包括：外壳301，底盘302，驱动轮303，转向轮304，第一巡检电机305，第二巡检电机306，转向柱307，第一伞齿轮308，第二伞齿轮309，巡检蓄电池310，电路板311，巡检控制器312，巡检通讯模块313，巡检检测模块314，充电端子315，数据端子316；其中，底盘302设置在外壳301内部，驱动轮303与底盘302构成绕第一转轴的转动连接，转向轮304与转向柱307构成绕第二转轴的转动连接；转向柱307与底盘302构成绕第三转轴的转动连接；第一巡检电机305设置在底盘302的上方并连接至驱动轮303以驱动器转动，第二巡检电机306也设置在底盘302的上方并与第一伞齿轮308连接以驱动第一伞齿轮308转动；第一伞齿轮308与第二伞齿轮309啮合；第二伞齿轮309与转向柱307构成固定连接，第一转轴和第二转轴平行于同一水平面；第一转轴与第三转轴垂直相交；巡检蓄电池310设置在底盘302的上方并设置于第一巡检电机305和第二巡检电机306之间并与电路板311构成电性连接；电路板311设置在巡检蓄电池310的上方并至少与第一巡检电机305和第二巡检电机306构成电性连接；巡检控制器312、巡检通讯模块313和巡检检测模块314安装至电路板311的顶面并通过电路板311彼此构成电性连接；充电端子315和数据端子316至少部分露出于外壳301的外表面并且均与电路板311构成电性连接以分别构成巡检充电接口和巡检数据接口。
作为另一种方案，如图4所示，可以采用无人机400作为巡检机器人，区别在于，无人机400下方设有充电桩401，为无人机400充电的是设有充电槽的分布式扩展坞402。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种分布式动力环境监测系统，其特征在于：
所述分布式动力环境监测系统包括：
主控机柜，用于设置于主控室；
若干分布式扩展坞，用于设置于不同的机房或同一机房的不同位置；
巡检机器人，用于移动地巡查和检测机房中的动力环境情况；
其中，所述主控机柜通过电网供电；所述分布式扩展坞也通过电网供电；所述巡检机器人由所述分布式扩展坞供电；所述主控机柜与若干所述分布式扩展坞通过所述电网的电力缆线构成通讯连接。
2.根据权利要求1所述的分布式动力环境监测系统，其特征在于：
所述主控机柜包括：
主机交流电接口，用于连接至所述电网；
主机电源装置，用于利用所述电网的电能为主控机柜中的各个装置供电；
主机检测模块，用于检测所述主控机柜所在的主控室的动力环境；
主机通讯模块，用于使所述主控机柜至少通过所述主机交流电接口与外部构成通讯连接；
主机处理器，用于至少与所述主机检测模块和所述主机通讯模块构成数据交互。
3.根据权利要求2所述的分布式动力环境监测系统，其特征在于：
所述主机电源装置包括：
主机变压器，用于将接入的交流电的电压降为所述主控机柜能够使用的电压；
超级电容，用于在所述主机交流电接口带电时存储电能而在所述主机交流电接口所接入的电网不带电时输出电能；
主机直流电源，用于利用所述主机交流电接口所接入的电能经过转换后输出直流电。
4.根据权利要求3所述的分布式动力环境监测系统，其特征在于：
所述主机通讯模块与所述主机交流电结构构成电性连接。
5.根据权利要求4所述的分布式动力环境监测系统，其特征在于：
所述分布式扩展坞包括：
扩展交流电接口，用于电性连接至所述电网；
扩展变压器，用于降低所述扩展交流电接口所接入的电能的电压；
逆变电路，用于将交流电变为直流电；
扩展蓄电池，用于存储电能；
扩展充电接口，用于向所述巡检机器人输出直流电。
6.根据权利要求5所述的分布式动力环境监测系统，其特征在于：
所述分布式扩展坞包括：
扩展通讯模块，用于连接至所述扩展交流电接口以通过所述电网的电力线与所述主机通讯模块构成通讯连接；
扩展数据接口，用于与所述巡检机器人连接以传输数据；
扩展处理器，用于与所述扩展通讯模块与所述扩展数据接口构成数据连接。
7.根据权利要求6所述的分布式动力环境监测系统，其特征在于：
所述巡检机器人包括：
巡检充电接口，用于与所述扩展充电接口对接以将电能引入所述巡检机器人；
巡检蓄电池，用于为所述巡检机器人存储电能；
巡检检测装置，包括若干用于检测所述巡检机器人周边的动力环境的情况的传感器。
8.根据权利要求7所述的分布式动力环境监测系统，其特征在于：
所述巡检机器人还包括：
巡检数据接口，用于所述扩展数据接口对接以传输数据；
巡检通讯模块，用于使所述巡检机器人与外部构成无线通讯连接；
巡检控制器，用于控制所述巡检机器人并与所述巡检数据接口以及巡检通讯模块构成数据交互。
9.根据权利要求8所述的分布式动力环境监测系统，其特征在于：
所述巡检机器人还包括：
第一巡检电机，用于驱使所述巡检机器人的移动；
第二巡检电机，用于控制所述巡检机器人的移动的方向；
其中，所述第一巡检电机和所述第二巡检电机均电性连接至所述巡检蓄电池从而使巡检蓄电池为它们供电；所述巡检控制器分别电性连接至所述第一巡检电机和所述第二巡检电机以控制它们的转动。
10.根据权利要求9所述的分布式动力环境监测系统，其特征在于：
所述巡检机器人包括：外壳，底盘，驱动轮，转向轮，第一巡检电机，第二巡检电机，转向柱，第一伞齿轮，第二伞齿轮，巡检蓄电池，电路板，巡检控制器，巡检通讯模块，巡检检测模块，充电端子，数据端子；
其中，所述底盘设置在所述外壳内部，所述驱动轮与所述底盘构成绕第一转轴的转动连接，所述转向轮与所述转向柱构成绕第二转轴的转动连接；所述转向柱与所述底盘构成绕第三转轴的转动连接；所述第一巡检电机设置在所述底盘的上方并连接至所述驱动轮以驱动器转动，所述第二巡检电机也设置在所述底盘的上方并与所述第一伞齿轮连接以驱动所述第一伞齿轮转动；所述第一伞齿轮与所述第二伞齿轮啮合；所述第二伞齿轮与所述转向柱构成固定连接，所述第一转轴和所述第二转轴平行于同一水平面；所述第一转轴与所述第三转轴垂直相交；所述巡检蓄电池设置在所述底盘的上方并设置于所述第一巡检电机和所述第二巡检电机之间并与所述电路板构成电性连接；所述电路板设置在所述巡检蓄电池的上方并至少与所述第一巡检电机和所述第二巡检电机构成电性连接；所述巡检控制器、巡检通讯模块和巡检检测模块安装至所述电路板的顶面并通过电路板彼此构成电性连接；所述充电端子和所述数据端子至少部分露出于所述外壳的外表面并且均与所述电路板构成电性连接以分别构成所述巡检充电接口和所述巡检数据接口。
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