CN109799770A - 动力环境监控装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种动力环境监控装置，包括：通讯单元，将监控装置与外部网络以及外部设备进行数据通讯；数字输入输出单元，包括数字输入部分和数字输出部分；所述数字输入部分用于捕获环境设备的开关量输出，数字输出部分通过继电器为环境设备提供开关量信号；存储单元，包括IIC接口的存储芯片和SPI接口的存储芯片；所述存储单元用于实现数据存储；实时时钟单元，包括实时时钟电路和备用电池，用于获取当前时间；无线通讯单元，用于与远程服务器进行数据通讯。本发明所达到的有益效果：实现了机房动力设备、环境设备的集中监控，多接口提高了对机房设备监控的兼容性，实时数据传输效率高，节约成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种动力环境监控装置。
背景技术
机房动力环境监控是机房管理智能化的核心，对机房动力设备、环境设备实时监控，确保其通讯控制的时效性和可靠性是机房动力环境监控的关键。目前，机房动力设备、环境设备通讯接口、信号输出接口种类多样，传统动力环境监控系统依靠工控机成本高、布线复杂、依赖工控机性能。
发明内容
为解决前述问题，本发明提供了一种动力环境监控装置，包括：
供电单元，接入交流电，输出为直流电，为监控装置提供电源；
数字输入输出单元，包括数字输入部分和数字输出部分；所述数字输入部分用于捕获环境设备的开关量输出，数字输出部分通过继电器为环境设备提供开关量信号；
存储单元，包括IIC总线接口的存储芯片和SPI总线接口的存储芯片；存储单元用于实现数据存储；
实时时钟单元，包括实时时钟AT8339电路和备用电池，通过IIC总线接口连接到控制单元，用于获取当前时间；
通讯单元，通过有线和或无线方式与外接进行数据通讯；
控制单元，分别与监控装置上的以太网通讯单元、通讯单元、数字输入输出单元、存储单元、实时时钟单元、无线通讯单元进行交互。
进一步地，通讯单元包括：
有线通讯单元，用于将监控模块与动力设备和环境设备通过RS485总线、RS232总线进行数据交互，同时将监控模块与路由器或交换机通过网线连接与远程服务器进行数据交互；
无线通讯单元，采用GPRS无线通讯模块，用于与远程服务器进行数据通讯。
进一步地，有线通讯单元包括：
以太网通讯单元，包括以太网芯片、网络变压器以及以太网接口，通过以太网芯片将监控模块接入到外部网络，根据网络通信协议实现通信；
RS485通讯单元，包括485总线电路、RS485接口，针对RS485接口设备，通过RS485总线实现与动力设备、环境设备的数据通讯；
RS232通讯单元，包括232总线电路、RS232接口，针对RS232接口设备，通过RS232总线实现与动力设备、环境设备的数据通讯。
进一步地，以太网通讯单元采用以太网模块W5500，用与将监控模块与路由器或交换机通过网线连接。
进一步地，无线通讯单元包括GSM/GPRS模块和RF射频天线电路；
GSM/GPRS模块由监控装置的5V供电，RF射频天线通过天线接口连接到GSM/GPRS模块，实现与远程服务器数据通讯。
进一步地，供电单元包括AC-DC模块、LDO模块、DC-DC模块；
AC-DC模块为交流-直流模块，将交流100V～240V电压转化为直流12V电压和直流24V电压；
DC-DC模块为直流-直流模块，将直流12V电压转化为直流5V电压；
LDO模块为低压差线性稳压模块，将直流5V降压稳压到直流3.3V。
进一步地，AC-DC模块包括明纬电源IRM-45-12模块和明纬电源IRM-20-24模块；
DC-DC模块采用TPS54331电路；
LDO模块采用AMS1117M-3.3电路。
进一步地，IIC总线接口的存储芯片型号为AT24C64。
进一步地，SPI总线接口的存储芯片型号为FM25Q64。
进一步地，控制单元采用MCU单元；MCU单元采用ARM Cortex-M3内核。
本发明所达到的有益效果：实现了机房动力设备、环境设备的集中监控，多接口提高了对机房设备监控的兼容性，实现底端采集、底端协议解释、统一编码、主动上报，减少布线，实时数据传输效率高，节约成本。
附图说明
图1是本监控装置的整体工作流程结构图；
图2是本监控装置的系统结构图；
图3是本监控装置的供电单元。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，本动力环境监控装置通过接收动力设备和环境设备的工作状态和运行状态数据，分析并统计各设备的工作和运行数据，实时将数据通过网络接口发送到远程服务器和通过USART串口发送到人机界面；并且，远程服务器和人机界面能够根据监控装置上次的实际工作情况数据，下发控制指令到监控装置，监控装置根据下发的控制指令数据，对相应的动力设备和环境设备进行控制。
本监控装置具体工作如图2所示，包括供电单元、MCU单元、以太网通讯单元、RS485通讯单元、RS232通讯单元、数字输入输出单元、存储单元、实时时钟单元、无线通讯单元。其中供电单元为监控模块、人机界面、外部低功耗环境设备供电；MCU单元通过其硬件外设资源与以太网通讯单元、RS485通讯单元、RS232通讯单元、数字输入输出单元、存储单元、实时时钟单元、无线通讯单元实现交互；RS485通讯单元、RS232通讯单元、数字输入输出单元的输入部分实现对动力设备、环境设备的监测；数字输入输出单元的输出部分实现对环境设备的控制；以太网通讯单元实现与外部网络通讯，RS485通讯单元实现与人机界面通讯，无线通讯单元实现与远程服务器通讯；结合实时时钟单元和存储单元，组成一个完整的基于ARM Cortex-M3内核MCU的动力环境监控模块。
具体地，本方案中的供电单元，包括AC-DC模块、LDO模块、DC-DC模块，为整个监控模块提供电源，为外部低功耗环境设备、人机交互界面提供电源。如图3所示，供电单元需要实现100V～240V的交流电输入，24V、12V、5V、3.3V等多种直流电的输出。
作为一个具体的实施例，AC-DC模块为交流-直流模块，将交流100V～240V电压转化为直流12V电压和直流24V电压；
DC-DC模块为直流-直流模块，将直流12V电压转化为直流5V电压；
LDO模块为低压差线性稳压模块，将直流5V降压稳压到直流3.3V。
进一步地，AC-DC模块包括明纬电源IRM-45-12模块和明纬电源IRM-20-24模块；
DC-DC模块采用TPS54331电路；
LDO模块采用AMS1117M-3.3电路。
MCU单元，采用ARM Cortex-M3内核，通过其硬件外设资源与监控模块上的以太网通讯单元、RS485通讯单元、RS232通讯单元、数字输入输出单元、存储单元、实时时钟单元、无线通讯单元进行交互。其硬件外设资源需要包括以下接口：IO接口、USART\UART接口、SPI接口、IIC接口。
以太网通讯单元，包括以太网芯片、网络变压器以及以太网接口，其中网络变压器部分可内置于以太网接口，也可以网络变压器和以太网接口分别独立，通过以太网芯片将监控模块接入到外部网络，根据网络通信协议实现数据通信。网络变压器实现网络信号的增强。
RS485通讯单元，包括485总线电路、RS485接口。通过RS485总线实现与动力设备、环境设备的数据通讯，其接口采用多种类型，有RJ45、5.08mm拔插式接线端子等。
RS232通讯单元，包括232总线电路、RS232接口。通过RS232总线实现与动力设备、环境设备的数据通讯，其接口采用DB9接口，有RJ45、5.08mm拔插式接线端子等。
数字输入输出单元，包括数字输入部分、数字输出部分。数字输入部分捕获环境设备的开关量输出；数字输出部分通过继电器为环境设备开关量信号，实现环境设备的逻辑控制。
存储单元，包括IIC接口的存储芯片AT24C64、SPI接口的存储芯片FM25Q64。存储单元用于存放监控模块的出厂参数、远程升级采用的升级程序，实现数据存储。
实时时钟单元，包括实时时钟电路、备用电池。实时时钟单元用于获取当前时间。
无线通讯单元，包括GSM/GPRS模块、模块供电电路(采用供电单元中的5V电压即可)、RF射频天线电路。无线通讯单元通过RF射频天线电路，实现与远程服务器数据通讯。
本技术方案可以提供丰富的通讯接口，信号输入输出接口，在“嵌入式协议解释、主动上报”的基础上，进一步完善底端离线存储、底端告警脱机上报机制，实现在线监控主动上报，网络异常时底端存储，并通过底端设备将告警通知，全面加强监控内容，减少布线，节约成本。
本方案实现了机房动力设备、环境设备的集中监控，多接口提高了对机房设备监控的兼容性，实现底端采集、底端协议解释、统一编码、主动上报，减少布线，实时数据传输效率高，节约成本。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种动力环境监控装置，其特征在于：
所述动力环境监控装置包括：
供电单元，接入交流电，输出为直流电，为监控装置提供电源；
数字输入输出单元，包括数字输入部分和数字输出部分；所述数字输入部分用于捕获环境设备的开关量输出，数字输出部分通过继电器为环境设备提供开关量信号；
存储单元，包括IIC总线接口的存储芯片和SPI总线接口的存储芯片；所述存储单元用于实现数据存储；
实时时钟单元，包括实时时钟AT8339电路和备用电池，通过IIC总线接口连接到控制单元，用于获取当前时间；
通讯单元，通过有线和或无线方式与外接进行数据通讯；
控制单元，分别与监控装置上的以太网通讯单元、通讯单元、数字输入输出单元、存储单元、实时时钟单元、无线通讯单元进行交互。
2.根据权利要求1所述的动力环境监控装置，其特征在于：
所述通讯单元包括：
有线通讯单元，用于将监控模块与动力设备和环境设备通进行数据交互，并将监控模块与路由器或交换机通过网线连接与远程服务器进行数据交互；
无线通讯单元，采用GPRS无线通讯模块，用于与远程服务器进行数据通讯。
3.根据权利要求2所述的动力环境监控装置，其特征在于：
所述有线通讯单元包括：
以太网通讯单元，包括以太网芯片、网络变压器以及以太网接口，通过以太网芯片将监控模块接入到外部网络，根据网络通信协议实现通信；
RS485通讯单元，包括485总线电路、RS485接口，针对RS485接口设备，通过RS485总线实现与动力设备、环境设备的数据通讯；
RS232通讯单元，包括232总线电路、RS232接口，针对RS232接口设备，通过RS232总线实现与动力设备、环境设备的数据通讯。
4.根据权利要求3所述的动力环境监控装置，其特征在于：
所述以太网通讯单元采用以太网模块W5500，用与将监控模块与路由器或交换机通过网线连接。
5.根据权利要求2所述的动力环境监控装置，其特征在于：
所述无线通讯单元包括GSM/GPRS模块和RF射频天线电路；
所述GSM/GPRS模块由监控装置的5V供电，RF射频天线通过天线接口连接到GSM/GPRS模块，实现与远程服务器数据通讯。
6.根据权利要求1所述的动力环境监控装置，其特征在于：
所述供电单元包括AC-DC模块、LDO模块、DC-DC模块；
所述AC-DC模块为交流-直流模块，将交流100V～240V电压转化为直流12V电压和直流24V电压；
所述DC-DC模块为直流-直流模块，将直流12V电压转化为直流5V电压；
所述LDO模块为低压差线性稳压模块，将直流5V降压稳压到直流3.3V。
7.根据权利要求6所述的动力环境监控装置，其特征在于：
所述AC-DC模块包括明纬电源IRM-45-12模块和明纬电源IRM-20-24模块；
所述DC-DC模块采用TPS54331电路；
所述LDO模块采用AMS1117M-3.3电路。
8.根据权利要求1所述的动力环境监控装置，其特征在于：
所述IIC总线接口的存储芯片型号为AT24C64。
9.根据权利要求1所述的动力环境监控装置，其特征在于：
所述SPI总线接口的存储芯片型号为FM25Q64。
10.根据权利要求1所述的动力环境监控装置，其特征在于：
所述控制单元采用MCU单元；所述MCU单元采用ARM Cortex-M3内核。
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