CN110312400A - 一种除尘防鼠的设备机柜及网络监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种除尘防鼠的设备机柜及网络监控系统，时控器设定除尘机和每个插座的供电时间，通过除尘机与可拆卸通风散热网，不仅有效的清除网络机柜体中的灰尘，并且可以降低网络机柜体中的设备温度，防鼠挡板有效的避免了老鼠进入到网络机柜体重破坏网络连接线，避免网络瘫痪，减少网络造成的不良影响。将无线网络技术和嵌入式技术结合起来用于组建设备机柜的网络监控系统，对网络设备机柜进行实时监控、及时了解网络设备的运行状态，不仅提高了网络管理和技术人员的工作效率，而且降低了大型网络的管理和成本，对网络设备的维修维护及时准确，延长了网络机柜和设备的使用寿命，节省了昂贵的检修费用。

Description

一种除尘防鼠的设备机柜及网络监控系统

技术领域

本发明涉及一种设备机柜及网络监控系统，特别涉及一种除尘防鼠的设备机柜及网络监控系统，属于机柜设备及其监控系统技术领域。

背景技术

随着互联网技术的不断发展，越来越多的地方正在加速进行网络建设，也别是一些校园、厂房中的大型网络建设需求十分庞大，大型校园网是为学校师生提供科研学习和综合信息服务的宽带多媒体网络，应是一个宽带、针对性强、便于管理和维护、具有交互功能和专业性很强的局域网络。多媒体教学软件开发平台、多媒体演示教室、教师备课系统、电子阅览室以及教学、考试资料库、学生宿舍用网等，都可以在该网络上运行。校园网网络规模大、设备分布地点多且较为零散，管理难度较大。

在校园网络布置过程中，网络机柜主要用于存放路由器、交换机、配线架等网络设备及配件。网络机柜应具有良好的技术性能。机柜的结构应根据设备的电气、机械性能和使用环境的要求，进行必要的物理设计和化学设计，以保证机柜的结构具有良好的刚度和强度以及良好的电磁隔离、接地、噪声隔离、通风散热等性能。此外，网络机柜应具有抗振动、抗冲击、耐腐蚀、防尘、防水、防辐射等性能，以便保证设备稳定可靠地工作。网络机柜应具有良好的使用性和安全防护设施，便于操作、安装和维修，并能保证操作者安全。网络机柜应便于生产、组装、调试和包装运输。网络机柜应合乎标准化、规格化、系列化的要求。现有网络机柜，在搭建校园网络时，用于构建校园网络的路由器以及交换机需要安装在网络机柜中。网络机柜经常安放在学生宿舍楼以及校园办公大楼的储藏间或空的屋子中，一栋宿舍以及办公大楼中通常需要多台交换机或路由器，多台交换机或路由器固定在网络机柜体内部，如果宿舍楼或校园办公大楼网络正常时，一般不需要对交换机或路由器进行每天检查，只需要对交换机或路由器进行远程监控。现有用于校园的网络机柜，背部为了散热处于全开状态，导致网络机柜体内部的交换机或路由器也长期处于裸露状态，由于校园内特别是宿舍区域的机柜清洁间隔时间较长，容易造成网络机柜、路由器以及交换机堆积灰尘，不仅影响路由器与交换机的散热效果，并且容易造成设备损坏。在网络机柜安放的储藏间或屋子中，由于位于宿舍等区域，经常会出现老鼠进入到网络机柜体中，咬断网络连接线，造成校园网络瘫痪，影响校园网络运行。

校园、厂房中的大型网络对于分布在其内的各设备的健康性和安全性等方面有着较高要求。近几十年来，随着网络信息技术的迅速发展，校园、厂房中的大型网络等内部的设备结构日趋复杂，网络复杂程度也越来越高，管理难度越来越大，设备数量多而且精密程度增加，需要监控和管理的成本越来越高，很容易发生设备故障不能够及时发现的情况，校园、厂房中的大型网络设备成本都较高，一旦损坏不仅会引起网络瘫痪而且可能会带来高昂的维修费用。因此，研究适用于设备机柜的监测系统是十分必要的，采用数字化的自动监测技术替代大量繁重的人工监测和操作，不但提高了网络维护工作人员的工作效率，而且降低了监测值班人员的工作难度与强度。

综合来看，现有技术主要存在以下缺陷：一是现有校园网等大型网络在搭建过程中，网络机柜放置在宿舍楼以及办公大楼中，网络机柜长期处于开放无人监管的状态，内部路由器或交换机容易堆积灰尘，影响路由器或交换机设备性能；二是现有网络机柜没有设置防鼠挡板，网络机柜放置在宿舍储藏间或空屋子等，容易发生老鼠进入到网络机柜中，咬断网络设备连接线，导致网络中断，存在较严重的安全隐患；三是校园内特别是宿舍区域的机柜清洁间隔时间较长，现有网络机柜背部为全开状态，没有设置通风散热网，路由器与交换机在长时间运行后容易产生大量的热，需要通风散热进行降温处理并进行防尘工作，网络机柜背部为全开状态，虽然有效的对路由器、交换机等进行通风散热，但容易造成内部堆积灰尘；四是由于校园网络的特殊管理需要，经常需要针对不同的宿舍区域、针对不同的教室，设置不同的联网时间，这就需要针对网络机柜内的设备，提供不同的供电断电方案，现有技术的网络机柜无法自动完成这项工作，使用起来非常麻烦；五是大型网络等内部的设备结构日趋复杂，管理难度越来越大，需要监控和管理的成本越来越高，很容易发生设备故障不能够及时发现的情况，一旦损坏不仅会引起网络瘫痪而且可能会带来高昂的维修费用，设备机柜的监测和维修任务十分繁重，现有技术采用大量繁重的人工监测和操作，网络维护工作人员的工作效率较低，监测值班人员的工作难度与强度很大，网络设备监测维护不及时不合理，网络稳定性和可靠性差。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供的一种除尘防鼠的设备机柜及网络监控系统，在进行大型网络构建时，需要通过路由器或交换机等进行网络的搭建，路由器或交换机固定在网络机柜体中的抽拉隔板上，确定好路由器或交换机的数量后，根据设备位置安装背部嵌入式排插以及可拆卸通风散热网，网络设备电源线与背部嵌入式排插相连接，时控器设定除尘机和每个插座的供电时间，通过除尘机与可拆卸通风散热网，不仅有效的清除网络机柜体中的灰尘，并且可以降低网络机柜体中的设备温度，防鼠挡板有效的避免了老鼠进入到网络机柜体重破坏网络连接线，避免网络瘫痪，减少网络造成的不良影响。将无线网络技术和嵌入式技术结合起来用于组建设备机柜的网络监控系统，机柜监控中心完成对接收到的网络设备信息进行显示、分析以及存储，网络监控系统不需要布线，安装方便，施工量小，成本相对较低且监控组网灵活，无需考虑周围的环境，覆盖范围相对较大，针对校园、厂房等对运行环境及稳定性要求较高的大型网络，对网络设备机柜进行实时监控、及时了解网络设备的运行状态，不仅提高了网络管理和技术人员的工作效率，而且降低了大型网络的管理和成本，对网络设备的维修维护及时准确，延长了网络机柜和设备的使用寿命，节省了昂贵的检修费用。

为达到以上技术效果，本发明所采用的技术方案如下：

一种除尘防鼠的设备机柜及网络监控系统，包括网络机柜体、除尘机、背部嵌入式排插、可拆卸通风散热网、防鼠挡板、时控器、交流接触器，背部嵌入式排插包括排插固定安装孔、插座、连接线，背部嵌入式排插通过固定安装孔固定在网络机柜体背部，插座设置有多个，连接线设置在背部嵌入式排插背部一端，每个插座分别通过连接线与时控器相连接。

一种除尘防鼠的设备机柜及网络监控系统，进一步的，网络机柜体包括抽拉隔板、移动滚轮、隔板支撑横柱、钢网门，移动滚轮设置有四个，移动滚轮通过固定轴固定在网络机柜体底部四角，隔板支撑横柱水平设置有多个，隔板支撑横柱等间隔固定在网络机柜体内部的左右两侧，隔板支撑横柱上设置有固定卡扣，抽拉隔板安装在隔板支撑横柱上，抽拉隔板上设置有若干个散热孔，钢网门通过转轴固定在网络机柜体的前侧。

一种除尘防鼠的设备机柜及网络监控系统，进一步的，除尘机通过导线与时控器相连接，除尘机固定在网络机柜体尾部底端，除尘机包括除尘进风口、可拆卸过滤盒、除尘电机、除尘排风口，除尘进风口前端与网络机柜体相连通，除尘进风口尾端与可拆卸过滤盒前端相连接，可拆卸过滤盒尾部与除尘电机相连接，除尘电机前端设置有过滤片，除尘电机尾端与除尘排风口相连接，除尘排风口上设置有防鼠网，防鼠网的材质为钢丝，防鼠网包括六边形格网和菱形格网，六边形格网和菱形格网交错设置。

一种除尘防鼠的设备机柜及网络监控系统，进一步的，可拆卸通风散热网的四个角上分别设置有散热网固定安装孔，网络机柜体背部四个角的对应位置上分别设置有固定座，可拆卸通风散热网可拆卸安装在的网络机柜体的背面，防鼠挡板为不锈钢光滑挡板，防鼠挡板的上端向外曲展，防鼠挡板通过挡板底座焊接在网络机柜体的底部四周。

一种除尘防鼠的设备机柜及网络监控系统，进一步的，时控器通过导线与交流接触器相连接，时控器包括触摸显示屏、按键组、微控制器、固定座，时控器通过固定座固定在网络机柜体前端左支撑柱外表面；

时控器控制除尘机的供电，触摸显示屏和按键组用于设定除尘机的开关时间；

时控器控制每个插座的供电，触摸显示屏和按键组用于设定每个插座的开关时间。

一种除尘防鼠的设备机柜及网络监控系统，进一步的，网络监控系统包括设备机柜(10)、机柜监测组件、监测传输组件、机柜监控中心，机柜监测组件设置在设备机柜上，设备机柜设置有若干个，监测传输组件包括采集传输端、路由中间端、汇合传输端，设备机柜放置大型网络设备和电子装置，机柜监测组件通过传感器采集设备机柜上的监测数据，监测传输组件传输和汇集各个设备机柜的监测数据信息并上传至机柜监控中心。

一种除尘防鼠的设备机柜及网络监控系统，进一步的，机柜监测组件包括温湿度测量装置、设备运转姿态测量装置、线缆电压电流测量装置、OLED显示屏、SD卡存储器、USB接口、嵌入式控制器；

温湿度测量装置选用盛思瑞公司制造的SHT3x--DIS温湿度传感器，设备运转姿态测量装置包括陀螺仪ENC03MB和加速度传感器MMA7361，OLED显示屏的显示屏电路采用IIC通信方式，USB接口设置有若干个，USB接口采用基于CH340的USB转TTL串口交互系统；

嵌入式控制器选用STM32系列的STM32F103VET6处理芯片，STM32F103VET6处理芯片的最小系统时钟源设计为采用外部高速时钟电路的方式，选用8MHZ有源晶振作为主处理器时钟电路，采用JTAG模式下载程序代码，选用u C/OS-III作为实时操作系统，采用以C#编程语言为工具进行开发。

一种除尘防鼠的设备机柜及网络监控系统，进一步的，监测传输组件选用无线传输网络，无线传输通信采用APC-433M模块，拓扑结构选用星形网络结构；

采集传输端安装在设备机柜上，采用部署多个路由中间端来构建多个小局域网对整个监测区域进行监控，每个小局域网设置唯一网络标识，占用不同的通信信道，路由中间端通过无线网络与汇合传输端相连，汇合传输端将机柜设备的状态信息传输至机柜监控中心，路由中间端与采集传输端之间采用基于TDMA时分调制技术，汇合传输端与路由中间端之间的通信采用基于FDMA频分调制技术。

一种除尘防鼠的设备机柜及网络监控系统，进一步的，监测传输组件的程序设计为：

采集传输端负责执行路由中间端发送的采集命令和将采集到的机柜设备信息发送给路由中间端，所有的采集传输端在网络中的地位完全平等，采集传输端在程序初始化后都先将信道设置为广播信道，并且通过广播信道发送或者接收连接请求，待命连接路由中间端；

路由中间端为无线传输网络的管理端，路由中间端具备端点数量管理、端点地址分配功能，路由中间端启动时判断是否设定了工作信道，若设定了工作信道，则按照设定的工作信道初始化，否则路由中间端主动检测工作环境的干扰情况选择最优工作信道，并最终作为组建无线传输网络时的工作信道，路由中间端通过广播方式将自身信道信息发送给路由中间端所管辖的采集传输端；

汇合传输端为无线传输网络的命令发布端，汇合传输端通过发布命令控制路由中间端的工作方式，通过发布采集任务命令控制采集传输端的监测任务，同时负责接收无线传输网络中所有路由中间端发送的监测数据信息，将监测数据信息按照通信协议打包和封装，发送给机柜监控中心。

一种除尘防鼠的设备机柜及网络监控系统，进一步的，机柜监控中心包括中心电源、监控显示屏、微型计算机，中心电源采用交流220伏的供电方式，机柜监控中心平台软件选用基于C#面向对象的界面进行开发设计，选用Visual Studio作为监测软件开发工具，机柜监控中心平台软件设计选择基于Windows的窗体应用程序项目，设计监测界面包括登录验证界面、控制设置界面、监测显示界面、报警界面和管理帮助界面。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1.本发明提供的一种除尘防鼠的设备机柜，设置有除尘机，构建校园网络过程中，网络机柜体安放在宿舍楼以及办公大楼的空房间中，交换机、路由器等固定在网络机柜体中，网络长期正常时，工作人员不需要每天进行检查，设备长时间裸露在环境中容易造成灰尘堆积，校园内特别是宿舍区域的机柜清洁间隔时间较长，除尘机设置在网络机柜体底部，对网络机柜体内部进行除尘工作，每周或每日固定时间进行除尘工作，不需要人工操作，保证了网络机柜体中的设备清洁，有效的避免了灰尘堆积对设备造成的影响。设备机柜同时设置可拆卸通风散热网，抽拉隔板上设置有若干个散热孔，不仅有效的避免了一部分网络机柜体内部的灰尘堆积，并且利用对流通风散热原理，与钢网门产生对流散热，有效的降低了网络机柜体内部的设备温度，保证网络设备正常运行。

2.本发明提供的一种除尘防鼠的设备机柜，路由器以及交换机的电源线与背部嵌入式排插进行连接，背部嵌入式排插通过安装孔固定在网络机柜体内部，背部嵌入式排插不仅可以减少空气中灰尘的堆积，并且可以有效的将路由器、交换机的电源线进行有序排列，提高工作人员在网络维护过程中对设备的处理效率。并且，每个插座独立由时控器控制供电，每个插座的通电短时时间可以提前设定，因而由插座供电的网络设备的开关时间可以提前设定，特别适合校园网络的特殊管理需要，可以提前设定每个路由器或交换机的工作时间，提供不同的供电断电方案，针对不同的宿舍区域、针对不同的教室，设置不同的联网时间，例如宿舍在上课时间断网等，网络机柜能够自动完成这项工作，特别针对校园网络设计，使用起来非常方便。

3.本发明提供的一种除尘防鼠的设备机柜，网络机柜体的底部四周设置有防鼠挡板，除尘排风口上设置有防鼠网，网络机柜体放置在宿舍等区域时，容易发生老鼠进入到网络机柜体内部，咬断网络连接线，造成网络瘫痪等事故，防鼠挡板为不锈钢光滑挡板，防鼠挡板的上端向外曲展，将老鼠拦截在网络机柜体外部，避免老鼠进入到网络机柜体中，保证了网络的正常运行，减少因老鼠造成的经济损失。

4.本发明提供的一种除尘防鼠的设备机柜，设置时控器和交流接触器，交流接触器能达到控制负载的作用，保证网络设备的运行安全，时控器设置除尘机的工作周期与工作时长，设置定时开启除尘机能有效的提高网络机柜体内部的除尘质量，省去了繁琐的人工操作。

5.本发明提供的一种除尘防鼠的设备机柜及网络监控系统，将无线网络技术和嵌入式技术结合起来用于组建设备机柜的网络监控系统，采用分布在监测设备周边的传感器作为监测端点，将获取的监测数据信息经监测传输组件传输到机柜监控中心，机柜监控中心完成对接收到的网络设备信息进行显示、分析以及存储，网络监控系统不需要布线，安装方便，施工量小，成本相对较低且监控组网灵活，无需考虑周围的环境，覆盖范围相对较大，针对校园、厂房等对运行环境及稳定性要求较高的大型网络，对网络设备机柜进行实时监控、及时了解网络设备的运行状态，不仅提高了网络管理和技术人员的工作效率，而且降低了大型网络的管理和成本，对网络设备的维修维护及时准确，延长了网络机柜和设备的使用寿命，节省了昂贵的检修费用。

附图说明

图1是本发明提供的一种除尘防鼠的设备机柜及网络监控系统的结构示意图。

图2是本发明提供的一种除尘防鼠的设备机柜的内部结构示意图。

图3是本发明提供的除尘机的结构示意图。

图4是本发明提供的背部嵌入式排插与可拆卸通风散热网的结构示意图。

图5是本发明提供的一种时控器与除尘机的连接关系示意图。

图6是本发明提供的监控中心平台数据库整体框架图。

附图标记说明：1-网络机柜体，2-除尘机，3-背部嵌入式排插，4-可拆卸通风散热网，5-防鼠挡板，6-时控器，7-交流接触器，8-机柜监测组件，9-监测传输组件，10-设备机柜，11-抽拉隔板，12-移动滚轮，13-隔板支撑横柱，14-钢网门，15-转轴，21-除尘进风口，22-可拆卸过滤盒，23-除尘电机，24-除尘排风口，31-排插固定安装孔，32-插座，33-连接线，41-散热网固定安装孔，42-机柜监控中心，51-挡板底座，61-触摸显示屏，62-按键组，63-微控制器，64-固定座。

具体实施方式

下面结合具体实施方式及附图，对本发明提供的一种除尘防鼠的设备机柜及网络监控系统的技术方案进行进一步的描述，使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施。

参见图1至图6，本发明提供一种除尘防鼠的设备机柜及网络监控系统，网络监控系统包括设备机柜10、机柜监测组件8、监测传输组件9、机柜监控中心42，机柜监测组件8设置在设备机柜10上，设备机柜10设置有若干个，监测传输组件9包括采集传输端、路由中间端、汇合传输端。

设备机柜10是放置大型网络设备和电子装置的机柜，机柜监测组件8通过传感器采集设备机柜10上的监测数据，对设备机柜10的进行监测，监测传输组件9传输和汇集各个设备机柜10的监测数据信息并上传至机柜监控中心42，机柜监控中心42是监测信息处理分析和操作中心。

机柜无线监测网络由机柜监测组件8、监测传输组件9、机柜监控中心42，机柜监测组件8对机柜设备运行状态信息进行实时监测，然后机柜监控中心42根据监测数据获得机柜设备的运行状态，一旦设备发生故障，技术人员能够及时进行维修和维护，降低维修不及时带来的经济损失；并能够记录机柜设备的运行信息，方便维护人员读取数据，对机柜设备进行改进升级。

本发明的网络监测机柜不仅解决了人工监测效率低、周期长和监测速度慢等问题，而且采用无线通信技术构建机柜监测网络，具有组网简单、低能耗、低成本、易维护的特点。

一、设备机柜

设备机柜10包括网络机柜体1、除尘机2、背部嵌入式排插3、可拆卸通风散热网4、防鼠挡板5、时控器6、交流接触器7，背部嵌入式排插3包括排插固定安装孔31、插座32、连接线33，背部嵌入式排插3通过固定安装孔31固定在网络机柜体1背部，插座32设置有多个，连接线33设置在背部嵌入式排插3背部一端，每个插座32分别通过连接线33与时控器6相连接。网络机柜体中设置背部嵌入式排插，路由器以及交换机的电源线与背部嵌入式排插进行连接，背部嵌入式排插通过安装孔固定在网络机柜体内部，背部嵌入式排插不仅可以减少空气中灰尘的堆积，并且可以有效的将路由器、交换机的电源线进行有序排列，提高工作人员在网络维护过程中对设备的处理效率。

作为一种优选方案，本发明提供一种除尘防鼠的设备机柜及网络监控系统，网络机柜体1包括抽拉隔板11、移动滚轮12、隔板支撑横柱13、钢网门14，移动滚轮12设置有四个，移动滚轮12通过固定轴固定在网络机柜体1底部四角，隔板支撑横柱13水平设置有多个，隔板支撑横柱13等间隔固定在网络机柜体1内部的左右两侧，隔板支撑横柱13上设置有固定卡扣，抽拉隔板11安装在隔板支撑横柱13上，抽拉隔板11上设置有若干个散热孔，钢网门14通过转轴15固定在网络机柜体1的前侧。

进行大型网络建设时，需要将网络机柜体1布置在各宿舍以及办公楼相应的储藏间中，通过移动滚轮12将网络机柜体1移动到相应的位置。工作人员根据网络布置所需的路由器或交换机数量进行抽拉隔板11的安放，隔板支撑横柱13表面设置有固定卡扣，将抽拉隔板11放置在隔板支撑横柱13表面，并通过固定卡扣进行固定，固定完成后需要进行网络设备的安装。工作人员将路由器或交换机等网络设备安装固定在在抽拉隔板11表面，固定完成后需要通过网络设备的安装分布进行背部嵌入式排插3以及可拆卸通风散热网4的安装，将背部嵌入式排插3安装固定在相应位置，网络设备的电源线与背部嵌入式排插3进行连接，背部嵌入式排插3固定安装完成后，网络机柜体1背部剩余部分安装固定可拆卸通风散热网4。

作为一种优选方案，本发明提供一种除尘防鼠的设备机柜及网络监控系统，除尘机2通过导线与时控器6相连接，除尘机2固定在网络机柜体1尾部底端，除尘机2包括除尘进风口21、可拆卸过滤盒22、除尘电机23、除尘排风口24，除尘进风口21前端与网络机柜体1相连通，除尘进风口21尾端与可拆卸过滤盒22前端相连接，可拆卸过滤盒22尾部与除尘电机23相连接，除尘电机23前端设置有过滤片，除尘电机23尾端与除尘排风口24相连接。

除尘机2通过时控器6进行设定控制，除尘机2在进行工作时，交流接触器7对其起到保护作用，网络机柜体1放置在储藏间等屋子中，长时间容易堆积灰尘，除尘机2固定在网络机柜体1底部外表面，工作人员通过时控器6设置除尘机2的工作周期，除尘机2在固定时间进行循环除尘工作，不需要人工操作，除尘机2的可拆卸过滤盒22可以对灰尘进行过滤吸纳，工作人员只需要定期进行更换清除可拆卸过滤盒22，使得除尘机2进行正常工作。

作为一种优选方案，本发明提供一种除尘防鼠的设备机柜及网络监控系统，除尘排风口24上设置有防鼠网，防鼠网的材质为钢丝，防鼠网包括六边形格网和菱形格网，六边形格网和菱形格网交错设置，起到防止老鼠进入除尘机2的作用。

作为一种优选方案，本发明提供一种除尘防鼠的设备机柜及网络监控系统，可拆卸通风散热网4的四个角上分别设置有散热网固定安装孔41，网络机柜体1背部四个角的对应位置上分别设置有固定座，可拆卸通风散热网4可拆卸安装在的网络机柜体1的背面。设置可拆卸通风散热网，抽拉隔板上设置有若干个散热孔，不仅有效的避免了一部分网络机柜体内部的灰尘堆积，并且利用对流通风散热原理，与钢网门产生对流散热，有效的降低了网络机柜体内部的设备温度，保证网络设备正常运行。

作为一种优选方案，本发明提供一种除尘防鼠的设备机柜及网络监控系统，防鼠挡板5为不锈钢光滑挡板，防鼠挡板5的上端向外曲展，防鼠挡板5通过挡板底座51焊接在网络机柜体1的底部四周。

网络机柜体的底部四周设置有防鼠挡板，除尘排风口上设置有防鼠网，网络机柜体放置在宿舍等区域时，容易发生老鼠进入到网络机柜体内部，咬断网络连接线，造成网络瘫痪等事故，通过防鼠挡板5和防鼠网避免老鼠进入到网络机柜体1内部破坏网络连接线，有效的保证了网络通畅性，提高网络安全防护。

作为一种优选方案，本发明提供一种除尘防鼠的设备机柜及网络监控系统，时控器6通过导线与交流接触器7相连接，时控器6包括触摸显示屏61、按键组62、微控制器63、固定座64，时控器6通过固定座64固定在网络机柜体1前端左支撑柱外表面。

微控制器63选用基于ARM架构的Cortex-M3内核STM32系列微处理器，处理芯片选用8MHZ有源晶振作为主处理器时钟电路，采用JTAG模式下载程序代码，采用以C#编程语言为工具进行开发。

作为一种优选方案，本发明提供一种除尘防鼠的设备机柜及网络监控系统，时控器6控制除尘机2的供电，触摸显示屏61和按键组62用于设定除尘机2的开关时间。

时控器6通过触摸显示屏61和按键组62设置除尘机2的工作时间，可以设置除尘机2的工作周期(一周工作几天)、开启时间(除尘机2开启的时间)、工作时间(除尘机2进行清尘工作的时间)，使得除尘机2按照规定的时间进行循环除尘工作，时控器6设置完毕后，在规定时间自动开启除尘机2进行除尘工作，除尘机2工作时间完成后，自动关闭除尘机2，工作人员可以通过触摸显示屏61观察除尘机2的工作周期以及工作运行时间。

作为一种优选方案，本发明提供一种除尘防鼠的设备机柜及网络监控系统，时控器6控制每个插座32的供电，触摸显示屏61和按键组62用于设定每个插座32的开关时间。

每个插座独立由时控器控制供电，每个插座的通电短时时间可以提前设定，因而由插座供电的网络设备的开关时间可以提前设定，特别适合校园网络的特殊管理需要，可以提前设定每个路由器或交换机的工作时间，提供不同的供电断电方案，针对不同的宿舍区域、针对不同的教室，设置不同的联网时间，例如宿舍在上课时间断网等，网络机柜能够自动完成这项工作，特别针对校园网络设计，使用起来非常方便。

二、机柜监测组件

机柜监测组件包括温湿度测量装置、设备运转姿态测量装置、线缆电压电流测量装置、OLED显示屏、SD卡存储器、USB接口、嵌入式控制器。

机柜监测组件根据需求设计了各种传感器，对设备机柜设备的各种物理信息进行采集，传感器将所采集到的各设备信息传送给嵌入式控制器的，由嵌入式控制器对其进行处理。

温湿度测量装置选用盛思瑞公司制造的SHT3x--DIS温湿度传感器，SHT3x--DIS温湿度传感器建立在Sensirion湿度和温度测量平台，SHT3x--DIS温湿度传感器可靠性和稳定性好，测量精度高，信号处理能力强，与主控模块通信速率最高达1Mbps，HT3x--DIS温湿度传感器适用于2.4伏至5.5伏的电源电压范围，同时兼容不同装配情况。校园或者厂房网络机柜的一些设备对环境的温湿度要求严格，选用SHT3x--DIS温湿度传感器对仪器周围的环境温湿度监测非常合适。

设备运转姿态测量装置包括陀螺仪ENC03MB和加速度传感器MMA7361，通过加速度传感器MMA7361测定设备运行的角速度，通过陀螺仪ENC03MB可以测定设备的角度，将测量的角速度值积分，能够计算出角度，将计算出的角度值和陀螺仪测量的角度值进行互补滤波就能计算出更加准确的姿态角。为节约空间，本发明将这两种传感器设计为一个整体。设备运转姿态测量装置主要安装在工厂中姿态频繁变化的特殊机柜中。

线缆电压电流测量装置包括电压传感器和电流传感器，分别实时获取线缆电压和电流测量值。SD卡存储器采用3.3V的供电方式，采用并口的方式完成SD卡的读写操作，读写速度快，准确度高，对数据口采用10K的上拉电阻，增大STM32F103VET6引脚的驱动能力，保证SD存储器读取的可靠性。

OLED显示屏的显示屏电路采用IIC通信方式，程序编写简单，并能节约紧张的嵌入式控制器的IO引脚，为平台二次开发节约硬件处理资源，增大硬件功能修改和升级的可操作性。

USB接口设置有若干个，USB接口采用基于CH340的USB转TTL串口交互系统，CH340外围电路简单，使用方便。

嵌入式控制器选用基于ARM架构的Cortex-M3内核STM32系列微处理器，该处理器性能优越，集成度高，功耗低，拥有丰富的外设，并提供简单易懂的库函数，本发明选用的具体型号是STM32系列的STM32F103VET6处理芯片。

本发明STM32F103VET6处理芯片的最小系统时钟源，设计为采用外部高速时钟电路的方式，晶振电路采用有源晶振的方式，有源晶振价格虽较无源晶振贵，但时钟精度高，抗环境干扰能力强，更适合在复杂劣的环境下，因此本发明STM32F103VET6处理芯片选用8MHZ有源晶振作为主处理器时钟电路。

STM32F103VET6处理芯片的调试方法分为两种，一种是SWD模式，另外一种是JTAG模式，SWD模式连线简单，但下载速率慢，本发明采用JTAG模式下载程序代码，JTAG模式是嵌入式开发最为常用的调试技术。

机柜无线监测网络数据处理量大，要求实时性好，在嵌入式实时操作系统环境下开发实时应用程序设计和扩展相对容易，无需大的改动就可增加新功能，能使对实时性要求苛刻的事件得到快速可靠的处理，嵌入式控制器的开发设计需要嵌入式操作系统作为软件平台，虑到机柜无线监测网络的监测环境以及对设备实时监测的目的，嵌入式控制器的操作系统必须具有实时性、数据处理能力、高速计算能力，嵌入式控制器选用u C/OS-III作为实时操作系统，既能实现网络机柜监测需求，又能满足二次升级和开发的需求。采用以C#编程语言为工具进行开发。

三、监测传输组件

由于大型网络机柜机组较多，分布分散，选用无线传输网络更合适，无线传输网络的选择不仅要在传输距离、速率以及功耗上满足需求，还需具有低成本高稳定性、安全性好的特质。但无线传输网络存在同频干扰强等问题，尤其是在大型厂房、校园的监测区域中，不仅监测环境恶劣，监测空间狭小，而且监测设备数量众多，监测面积大，传输距离长，所以无线传输模块性能优越与否关系到无线监测系统的整体性能。

无线传输通信采用APC-433M模块，具有正常模式、省电模式、唤醒模块以及休眠模式四种工作模式，四种模式是任意切换，最远传输距离为3千米，包括一点对一点的通信和一点对多点的通信，采用循环交织纠检错编码进行编码，具有良好的抗同频干扰和抗噪声的能力，误码率低，通信距离长、躲避障碍物能力强等特点均满足要求。因此实施例中经过多次测试最终采用APC-433M组建无线传输网络。

无线传输网络的拓扑结构选用星形网络结构，星形网络结构由一个路由中间端和多个采集传输端组成，星形网络结构组网简单，同时支持一对多和多对一通信方式，具有复杂度低、可靠性好、易于控制和能量损耗低的特点，分析网络机柜设备的运行环境，采用星形网络结构能更有效的保证监测网络无线传输的可靠性和稳定性。

监测传输组件包括采集传输端、路由中间端、汇合传输端，采集传输端安装在设备机柜上，对设备机柜设备的状态信息进行采集，通过组建的机柜无线监测网络将信息发送至机柜监控中心。因为厂房、校园的面积比较大、无线网络传输距离较远、监测环境恶劣，为了增加监测区域面积，组建连通性好的无线监测网络，采用部署多个路由中间端来构建多个小局域网对整个监测区域进行监控。同时，每个小局域网设置唯一网络标识，占用不同的通信信道。然后路由中间端通过无线网络与汇合传输端相连，最后汇合传输端将机柜设备的状态信息传输至机柜监控中心42，实现对网络中各机柜设备状态的实时监测。

路由中间端与采集传输端之间采用基于TDMA时分调制技术，汇合传输端与路由中间端之间的通信采用基于FDMA频分调制技术。

本发明采用TDMA时分多址和FDMA频分多址两种调制方式组建无线监测网络，在无线监测网络中，TDMA为路由中间端将一个时间域平均分割成m个k的时间域给每个采集传输端，每个采集传输端只能在自己的时间域内将采集到的监测数据发送给路由中间端，其他时间采集传输端采集监测数据但停止向路由中间端发送数据，在一个k时域内路由中间端只接收来自一个采集传输端的一帧监测数据，为一对一的通信，避免了数据碰撞，实现多个采集传输端共用信道，提高了监测组网的可靠性和稳定性。同理，FDMA频分多址为汇合传输端按照一定的轮训周期调制自身接收频率，接收路由中间端发送的监测数据，实现一对一通信。

监测传输组件程序设计为：

(一)采集传输端程序设计：采集传输端负责执行路由中间端发送的采集命令和将采集到的机柜设备信息发送给路由中间端，所有的采集传输端在网络中的地位完全平等，采集传输端在程序初始化后都先将信道设置为广播信道，并且通过广播信道发送或者接收连接请求，待命连接路由中间端。

(二)路由中间端程序设计：路由中间端为无线传输网络的管理端，路由中间端具备端点数量管理、端点地址分配功能，路由中间端启动时判断是否设定了工作信道，若设定了工作信道，则按照设定的工作信道初始化，否则路由中间端主动检测工作环境的干扰情况选择最优工作信道，并最终作为组建无线传输网络时的工作信道，路由中间端通过广播方式将自身信道信息发送给路由中间端所管辖的采集传输端。

(三)汇合传输端程序设计：汇合传输端为无线传输网络的命令发布端，汇合传输端通过发布命令控制路由中间端的工作方式，通过发布采集任务命令控制采集传输端的监测任务，同时负责接收无线传输网络中所有路由中间端发送的监测数据信息，将监测数据信息按照通信协议打包和封装，发送给机柜监控中心。

本发明的监测传输组件的工作过程如下：

第一，由采集传输端获取机柜监测组件实时采集的机柜设备运行状态数据，并将采集到的运行状态数据编码封包发送给路由中间端；

第二，由路由中间端来完成状态信息的处理、汇集和路由传送，通过APC-433M无线模块转发给汇合传输端；

第三，由汇合传输端将各个机柜的各类设备的状态信息汇合发送给机柜监控中心。

四、机柜监控中心

机柜监控中心42包括中心电源、监控显示屏、微型计算机，中心电源采用交流220伏的供电方式，可直接从市电接入供电，具有供电稳定，无需充电，机柜监控中心为设置在远程监控端的可扩展计算机，接收通过监测传输组件传送的机柜监测数据信息。

(一)机柜监控中心平台功能设计：

(1)实时、准确无误的显示汇合传输端采集到的各机柜监测数据；

(2)存储记录各机柜监测数据，并定期输出采集数据报表；

(3)与外部信息进行交互方便，包含串口通信，支持USB热插拔等功能；

(4)当实时监测数据超过设定的上下限时，机柜监控中心平台通过不同方式报警。

(二)机柜监控中心平台软件选用基于C#面向对象的界面进行开发设计，选用Visual Studio作为监测软件开发工具。

(三)机柜监控中心平台软件设计选择基于Windows的窗体应用程序项目，设计监测界面主要包括登录验证界面、控制设置界面、监测显示界面、报警界面和管理帮助界面。

(1)登录验证界面，由于监测界面显示着整个网络的监测机柜运行状态信息，为提高系统安全性，设置登录验证界面，只有输入在数据库中已经存在的名字和正确的密码后，才能进入内部界面及查看监测机柜运行状态信息；

(2)控制设置界面，控制软件与机柜监测组件的传感器通过无线网络通信，并且控制监测网络各个传感器节点的状态，机柜监控中心平台通过控制软件修改机柜监测组件采集的监测数据种类信息，并根据现场实际需要对各个种类的监测端点进行设置，设置端点的网络MAC地址，路由ID号，对端点信道进行控制；

(3)监测显示界面，监测显示界面包括对各监测数据进行下限和上限的设置以及各监测数据实时显示，监测显示界面按照机柜顺序统一标准显示实时监测数据，同时将监测数据保存到数据库中，并可进行历史监测数据查询；

(4)报警界面，当实时监测数据的值超过设置的上下限时，机柜监控中心平台产生报警，包括声音报警和显示器显示报警两种。

(四)机柜监控中心平台数据库

机柜监控中心平台不仅能够实时显示各机柜监测数据，也能够将各机柜监测存入到监控中心平台数据库中，机柜监控中心平台数据库采用基于SQL Sever 2015的数据库，监控中心平台数据库整体框架如图6所示，包括。

(1)数据保存模块，数据库基本功能之一为保存数据，机柜监测组件发送监测数据之后，机柜监控中心平台调用相应的保存函数Store Into Data Base()，将收到的监测数据存储；

(2)数据查询模块，查询数据是查看数据库中的历史监测数据，数据查询模块依据查询习惯，只要操作人员输入查询类型、监测数据范围、查找开始时间、查找结束时间就可调出数据库中相应的历史监测数据；

(3)数据删除模块，由于数据库空间有限，需要选择性的删除不重要的历史数据，历史监测数据的删除选择循环覆盖方式，用新的监测数据覆盖历史监测数据；

(4)数据维护模块，数据维护模块对数据库中的监测数据统计整理和备份，数据整理方便对监测数据进行分析应用，数据备份主要为防止机柜监控中心平台出现故障，出现死机、系统崩溃以及操作不当导致数据库中数据丢失的情况，监测数据备份采用日志备份方式，准确记录校园、厂房机柜设备各部分的运行状态。

本发明提供的一种除尘防鼠的设备机柜及网络监控系统，硬件上包括设备机柜10、机柜监测组件8、监测传输组件9、机柜监控中心42，不同硬件对应进行了软件设计，硬件模块和软件模块设计和实现完成以后，硬件模块和软件模块可能会的存在一些问题或者待改进的地方，需要对整个系统进行调试与分析，以保证成功运行，首先对硬件部分进行了调试分析，然后对软件部分进行测试分析，在软硬件测试均正常的基础上，进行整个无线传输网络的测试，最后对网络监测机柜的整体性能进行测试，以达到预期的目标，满足校园、厂房等大型网络机柜设备的运行要求。

Claims (10)

1.一种除尘防鼠的设备机柜及网络监控系统，其特征在于：设备机柜(10)包括网络机柜体(1)、除尘机(2)、背部嵌入式排插(3)、可拆卸通风散热网(4)、防鼠挡板(5)、时控器(6)、交流接触器(7)，所述背部嵌入式排插(3)包括排插固定安装孔(31)、插座(32)、连接线(33)，所述背部嵌入式排插(3)通过固定安装孔(31)固定在所述网络机柜体(1)背部，所述插座(32)设置有多个，所述连接线(33)设置在所述背部嵌入式排插(3)背部一端，每个插座(32)分别通过连接线(33)与时控器(6)相连接。

2.根据权利要求1所述的一种除尘防鼠的设备机柜及网络监控系统，其特征在于：所述网络机柜体(1)包括抽拉隔板(11)、移动滚轮(12)、隔板支撑横柱(13)、钢网门(14)，所述移动滚轮(12)设置有四个，所述移动滚轮(12)通过固定轴固定在所述网络机柜体(1)底部四角，所述隔板支撑横柱(13)水平设置有多个，所述隔板支撑横柱(13)等间隔固定在所述网络机柜体(1)内部的左右两侧，所述隔板支撑横柱(13)上设置有固定卡扣，所述抽拉隔板(11)安装在所述隔板支撑横柱(13)上，所述抽拉隔板(11)上设置有若干个散热孔，所述钢网门(14)通过转轴(15)固定在所述网络机柜体(1)的前侧。

3.根据权利要求1所述的一种除尘防鼠的设备机柜及网络监控系统，其特征在于：所述除尘机(2)通过导线与所述时控器(6)相连接，所述除尘机(2)固定在所述网络机柜体(1)尾部底端，所述除尘机(2)包括除尘进风口(21)、可拆卸过滤盒(22)、除尘电机(23)、除尘排风口(24)，所述除尘进风口(21)前端与所述网络机柜体(1)相连通，所述除尘进风口(21)尾端与所述可拆卸过滤盒(22)前端相连接，所述可拆卸过滤盒(22)尾部与所述除尘电机(23)相连接，所述除尘电机(23)前端设置有过滤片，所述除尘电机(23)尾端与所述除尘排风口(24)相连接，所述除尘排风口(24)上设置有防鼠网，所述防鼠网的材质为钢丝，所述防鼠网包括六边形格网和菱形格网，所述六边形格网和菱形格网交错设置。

4.根据权利要求1所述的一种除尘防鼠的设备机柜及网络监控系统，其特征在于：所述可拆卸通风散热网(4)的四个角上分别设置有散热网固定安装孔(41)，所述网络机柜体(1)背部四个角的对应位置上分别设置有固定座，所述可拆卸通风散热网(4)可拆卸安装在的网络机柜体(1)的背面，所述防鼠挡板(5)为不锈钢光滑挡板，所述防鼠挡板(5)的上端向外曲展，所述防鼠挡板(5)通过挡板底座(51)焊接在所述网络机柜体(1)的底部四周。

5.根据权利要求1所述的一种除尘防鼠的设备机柜及网络监控系统，其特征在于：所述时控器(6)通过导线与所述交流接触器(7)相连接，所述时控器(6)包括触摸显示屏(61)、按键组(62)、微控制器(63)、固定座(64)，所述时控器(6)通过所述固定座(64)固定在所述网络机柜体(1)前端左支撑柱外表面；

所述时控器(6)控制所述除尘机(2)的供电，所述触摸显示屏(61)和按键组(62)用于设定所述除尘机(2)的开关时间；

所述时控器(6)控制每个插座(32)的供电，所述触摸显示屏(61)和按键组(62)用于设定每个插座(32)的开关时间。

6.根据权利要求1所述的一种除尘防鼠的设备机柜及网络监控系统，其特征在于：网络监控系统包括设备机柜(10)、机柜监测组件(8)、监测传输组件(9)、机柜监控中心(42)，机柜监测组件(8)设置在设备机柜(10)上，设备机柜(10)设置有若干个，监测传输组件(9)包括采集传输端、路由中间端、汇合传输端，设备机柜(10)放置大型网络设备和电子装置，机柜监测组件(8)通过传感器采集设备机柜(10)上的监测数据，监测传输组件(9)传输和汇集各个设备机柜(10)的监测数据信息并上传至机柜监控中心(42)。

7.根据权利要求6所述的一种除尘防鼠的设备机柜及网络监控系统，其特征在于：机柜监测组件(8)包括温湿度测量装置、设备运转姿态测量装置、线缆电压电流测量装置、OLED显示屏、SD卡存储器、USB接口、嵌入式控制器；

温湿度测量装置选用盛思瑞公司制造的SHT3x--DIS温湿度传感器，设备运转姿态测量装置包括陀螺仪ENC03MB和加速度传感器MMA7361，OLED显示屏的显示屏电路采用IIC通信方式，USB接口设置有若干个，USB接口采用基于CH340的USB转TTL串口交互系统；

嵌入式控制器选用STM32系列的STM32F103VET6处理芯片，STM32F103VET6处理芯片的最小系统时钟源设计为采用外部高速时钟电路的方式，选用8MHZ有源晶振作为主处理器时钟电路，采用JTAG模式下载程序代码，选用u C/OS-III作为实时操作系统，采用以C#编程语言为工具进行开发。

8.根据权利要求6所述的一种除尘防鼠的设备机柜及网络监控系统，其特征在于：监测传输组件(9)选用无线传输网络，无线传输通信采用APC-433M模块，拓扑结构选用星形网络结构；

采集传输端安装在设备机柜(10)上，采用部署多个路由中间端来构建多个小局域网对整个监测区域进行监控，每个小局域网设置唯一网络标识，占用不同的通信信道，路由中间端通过无线网络与汇合传输端相连，汇合传输端将机柜设备的状态信息传输至机柜监控中心(42)，路由中间端与采集传输端之间采用基于TDMA时分调制技术，汇合传输端与路由中间端之间的通信采用基于FDMA频分调制技术。

9.根据权利要求6所述的一种除尘防鼠的设备机柜及网络监控系统，其特征在于：监测传输组件(9)的程序设计为：

采集传输端负责执行路由中间端发送的采集命令和将采集到的机柜设备信息发送给路由中间端，所有的采集传输端在网络中的地位完全平等，采集传输端在程序初始化后都先将信道设置为广播信道，并且通过广播信道发送或者接收连接请求，待命连接路由中间端；

路由中间端为无线传输网络的管理端，路由中间端具备端点数量管理、端点地址分配功能，路由中间端启动时判断是否设定了工作信道，若设定了工作信道，则按照设定的工作信道初始化，否则路由中间端主动检测工作环境的干扰情况选择最优工作信道，并最终作为组建无线传输网络时的工作信道，路由中间端通过广播方式将自身信道信息发送给路由中间端所管辖的采集传输端；

汇合传输端为无线传输网络的命令发布端，汇合传输端通过发布命令控制路由中间端的工作方式，通过发布采集任务命令控制采集传输端的监测任务，同时负责接收无线传输网络中所有路由中间端发送的监测数据信息，将监测数据信息按照通信协议打包和封装，发送给机柜监控中心(42)。

10.根据权利要求6所述的一种除尘防鼠的设备机柜及网络监控系统，其特征在于：机柜监控中心(42)包括中心电源、监控显示屏、微型计算机，中心电源采用交流220伏的供电方式，机柜监控中心平台软件选用基于C#面向对象的界面进行开发设计，选用VisualStudio作为监测软件开发工具，机柜监控中心平台软件设计选择基于Windows的窗体应用程序项目，设计监测界面包括登录验证界面、控制设置界面、监测显示界面、报警界面和管理帮助界面。