CN110381707B - 一种基于物联网的电子通信机柜 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机柜散热技术领域，公开了一种基于物联网的电子通信机柜，包括：第一柜体和位于第一柜体前侧的柜门，第一柜体内设有开口朝向柜门的第二柜体，第一柜体与第二柜体的后侧、左右两侧和顶部之间均留有第一间隙，第一柜体内的左侧板和右侧板上对称设有多个散热风扇，散热风扇对应处设有风口，风口上设有过滤网，第一柜体与第二柜体之间设有用于对第二柜体的后侧板、左侧板和右侧板的外表面除尘的除尘装置，第二柜体内设有温度传感器和湿度传感器，还包括控制系统和电源模块，散热风扇、温度传感器和湿度传感器分别与控制系统连接，这种电子通信机柜，提高了散热效率和效果，节约能源，降低了维护成本。
Description
技术领域
本发明涉及机柜散热技术领域，特别涉及一种基于物联网的电子通信机柜。
背景技术
随着科学技术的发展，电子通信基站体积越来越小，通信电路板的集成度越来越高，功能越来越强，因此，对于散热的要求越来越高，现有的物联网电子通信机柜使用散热风扇进行散热，由于一些通信机柜被安装在室外，如公路边、公园、楼顶和山区等，安装于户外的通信机柜，由于户外的环境比较恶劣，不能够有效进行散热，因此经常出现故障，需要维修。
如何改善现有电子通信机柜的散热性能，降低维护成本，是亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供一种基于物联网的电子通信机柜，可以解决现有技术中的上述问题。
本发明提供了一种基于物联网的电子通信机柜，包括：第一柜体和位于第一柜体前侧的柜门，第一柜体内设有开口朝向柜门的第二柜体，第一柜体与第二柜体的后侧、左右两侧和顶部之间均留有第一间隙，第一柜体内的左侧板和右侧板上对称设有多个散热风扇，散热风扇对应处设有风口，风口上设有过滤网，第一柜体与第二柜体之间设有用于对第二柜体的后侧板、左侧板和右侧板的外表面进行除尘的除尘装置，第二柜体内设有温度传感器和湿度传感器，还包括控制系统和电源模块，散热风扇、温度传感器、湿度传感器和控制系统分别连接电源模块，散热风扇、温度传感器和湿度传感器分别与控制系统连接。
除尘装置包括：驱动电机、螺纹杆、螺母、U型毛刷板和轴承，驱动电机固定在第一柜体与第二柜体之间后侧第一间隙的底部，驱动电机的输出轴通过联轴器与螺纹杆的下端固定连接，螺纹杆的上端通过轴承固定在第一柜体内的顶部，螺母螺接在螺纹杆上，且能沿螺纹杆上下移动，U型毛刷板的横向段固定在螺母的前侧，U型毛刷板的两个纵向段对应位于第一柜体与第二柜体左右两侧之间的第一间隙内，且U型毛刷板的刷毛与第二柜体的后侧板、左侧板和右侧板的外表面相接触，驱动电机分别与电源模块和控制系统连接。
所述第二柜体内还设有冷却装置，所述冷却装置包括迂回冷却管、冷却箱和循环泵，冷却管通过循环泵与冷却箱组成回路，冷却管设置在第二柜体的内侧面上，冷却管上还设有冷却支管，冷却支管的两端分别穿过第二柜体和第一柜体位于第一柜体的顶部，循环泵与冷却箱分别与电源模块连接，循环泵与冷却箱分别与控制系统连接。
所述冷却管的截面为矩形，冷却管上固定有多个TEC制冷片，TEC制冷片与冷却管的表面相接触，多个TEC制冷片分别连接电源模块和控制系统。
所述第一柜体的顶部设有发电装置，第一柜体内设有蓄电池，所述发电装置为截面为人字形的太阳能电池板和风力发电装置，风力发电装置位于太阳能电池板的上方，太阳能电池板和风力发电装置分别通过支撑杆固定在第一柜体的顶部，太阳能电池板位于冷却支管的正上方，太阳能电池板和风力发电装置分别通过导线与蓄电池连接，蓄电池与电源模块连接。
所述第二柜体内设有多个水平隔板，多个水平隔板将第二柜体内分隔为多个放置空间，第二柜体内的左侧面和右侧面上沿前后方向对称设有多个滑槽，水平隔板的左右两端设置在滑槽内，并能沿滑槽前后滑动，所述水平隔板的后端与第二柜体的后侧面之间设有第二间隙。
所述第一柜体外的左侧板和右侧板上设有多个防护盖，防护盖位于风口的外侧，第二柜体的后侧板、左侧板和右侧板上均设有多个散热孔，所述防护盖与驱动装置连接；
所述驱动装置包括：舵机和转轴，舵机的输出轴通过联轴器与转轴固定连接，转轴穿过第一柜体的左侧板或右侧板与防护盖固定连接，所述舵机分别连接电源模块和控制系统。
所述控制系统包括控制器和无线通通信模块，散热风扇、温度传感器、湿度传感器和无线通通信模块分别与控制器连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明通过第一柜体与第二柜体之间的第一间隙与多个风口之间形成风道，在自然风的作用下能够对第二柜体进行风冷散热，通过散热风扇加强散热效果，控制系统定期通过除尘装置对第二柜体的后侧板、左侧板和右侧板的外表面进行除尘，避免灰尘堆积影响第二柜体的散热速度和效率，大大提高了电子通信机柜的散热效率和效果，节约能源，降低了维护成本。
附图说明
图1为本发明提供的一种基于物联网的电子通信机柜横向截面的结构示意图。
图2为本发明提供的一种基于物联网的电子通信机柜中除尘装置的结构示意图。
图3为本发明提供的一种基于物联网的电子通信机柜纵向截面的结构示意图。
附图标记说明：
1-第一柜体，2-第二柜体，3-滑槽，4-水平隔板，5-散热孔，6-散热风扇，7-风口，8-防护盖，9-冷却管，10-冷却箱，11-驱动电机，12-螺纹杆，13-螺母，14-U型毛刷板，15-轴承，16-TEC制冷片，17-舵机，18-支撑杆，19-太阳能电池板，20-风力发电装置，21-循环泵，22-冷却支管，23-控制系统。
具体实施方式
下面结合附图1-3，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
如图1所示，本发明实施例提供的一种基于物联网的电子通信机柜，包括：第一柜体1和位于第一柜体1前侧的柜门，第一柜体1内设有开口朝向柜门的第二柜体2，第一柜体1和第二柜体2均由铝合金制成，第一柜体1与第二柜体2的后侧、左右两侧和顶部之间均留有第一间隙，第一柜体1内的左侧板和右侧板上对称设有多个散热风扇6，散热风扇6对应处设有风口7，第一间隙与风口结合形成风道，在自然风的作用下可以进行散热，风口7上设有过滤网，过滤网对空气中的树叶、纸片等进行过滤，第一柜体1与第二柜体2之间设有用于对第二柜体2的后侧板、左侧板和右侧板的外表面进行除尘的除尘装置，第二柜体2内设有温度传感器和湿度传感器，还包括控制系统23和电源模块，散热风扇6、温度传感器、湿度传感器和控制系统分别连接电源模块，散热风扇6、温度传感器和湿度传感器分别与控制系统连接。
本发明通过温度传感器和湿度传感器检测第二柜体2内的温度和湿度，当温度较高或湿度较高时，控制系统控制一个或多个散热风扇6开启，通过散热风扇6、风口7和第一间隙形成散热风道对第二柜体2进行降温和除湿，空气交换带来灰尘附着在第二柜体2的表面，特别是左侧板、右侧板和后侧板上，灰尘堆积影响第二柜体2的散热速度和散热效率，本发明通过除尘装置对第二柜体2的后侧板、左侧板和右侧板的外表面进行除尘，大大提高了电子通信机柜的散热效率和效果，节约能源。
具体地，除尘装置包括：驱动电机11、螺纹杆12、螺母13、U型毛刷板14和轴承15，驱动电机11固定在第一柜体1与第二柜体2之间后侧第一间隙的底部，驱动电机11的输出轴通过联轴器与螺纹杆12的下端固定连接，螺纹杆12的上端通过轴承15固定在第一柜体1内的顶部，螺母13螺接在螺纹杆12上，且能沿螺纹杆12上下移动，U型毛刷板14的横向段固定在螺母13的前侧，U型毛刷板14的两个纵向段对应位于第一柜体1与第二柜体2左右两侧之间的第一间隙内，且U型毛刷板14的刷毛与第二柜体2的后侧板、左侧板和右侧板的外表面相接触，驱动电机11分别与电源模块和控制系统连接。
工作过程及原理：控制系统根据设定的除尘时间控制驱动电机11转动，驱动电机11转动带动螺纹杆12转动，螺纹杆12转动带动螺母13上下移动，螺母13上下移动带动U型毛刷板14上下移动，U型毛刷板14上下移动通过U型毛刷板14上的刷毛对第二柜体2的后侧板、左侧板和右侧板的外表面进行除尘，避免灰尘堆积影响第二柜体2散热，保障了电子通信机柜的散热效率和效果。
为了提高散热效率和效果，所述第二柜体2内还设有冷却装置，所述冷却装置包括迂回冷却管9、冷却箱10和循环泵21，冷却管9通过循环泵21与冷却箱10组成回路，冷却管9设置在第二柜体2的内侧面上，为了提高冷却效果同时节约能源，冷却管9上还设有冷却支管22，冷却支管22的两端分别穿过第二柜体2和第一柜体1位于第一柜体1的顶部，循环泵21与冷却箱10分别与电源模块连接，循环泵21与冷却箱10分别与控制系统连接。
冷却箱10和冷却管9中的冷却介质为水，通过水对第二柜体2内进行降温，冷却支管22的两端分别穿过第二柜体2和第一柜体1位于第一柜体1的顶部，冷却支管22分别与第一柜体1和第二柜体2密封连接，冷却支管22能够在第二柜体2顶部自然风的作用下进行热量交换，节约能源，冷却支管22上还设置有电磁阀，在夏季炎热时，控制系统控制电磁阀关闭冷却支管22，避免冷却支管22吸热。
为了进一步提高散热效率，所述冷却管9的截面为矩形，冷却管9上固定有多个TEC制冷片16，TEC制冷片16与冷却管9的表面相接触，多个TEC制冷片16分别连接电源模块和控制系统。
截面为矩形的冷却管9不仅节省空间，而且便于安装半导体TEC制冷片16，TEC制冷片16冷却的一面超向第二柜体内，TEC制冷片传热的一面紧贴冷却管9，可以通过导热硅脂将TEC制冷片固定在冷却管9上，通过多个TEC制冷片16吸附第二柜体内的热量，然后通过冷却管9将热量带走，冷却效果好。
在提高冷却效果的同时，能源消耗不容忽视，尤其野外，为了节约能源，所述第一柜体1的顶部设有发电装置，第一柜体1内设有蓄电池，所述发电装置为人字形截面的太阳能电池板19和风力发电装置20，风力发电装置位于太阳能电池板19的上方，太阳能电池板19和风力发电装置20分别通过支撑杆18固定在第一柜体1的顶部，太阳能电池板19位于冷却支管22的正上方，太阳能电池板19和风力发电装置20分别通过导线与蓄电池连接，蓄电池与电源模块连接。
通过太阳能电池板19将太阳能转换为电能，通过风力发电装置20将风能转换为电能，风力发电装置20为小型风力发电机，使用清洁能源，符合国家环保的要求，同时人字形截面的太阳能电池板19不仅能够提高太阳光的照射时间，充分利用太阳能，而且能够为冷却支管22遮阴避雨，提升冷却支管22使用寿命，同时提升冷却支管22的冷却使用时间。
所述第二柜体2内设有多个水平隔板4，水平隔板4为铝合金制成，多个水平隔板4将第二柜体2内分隔为多个放置空间，第二柜体2内的左侧面和右侧面上沿前后方向对称设有多个滑槽3，水平隔板4的左右两端设置在滑槽3内，并能沿滑槽3前后滑动，所述水平隔板4的后端与第二柜体2的后侧面之间设有第二间隙。
第二间隙便于迂回冷却管9的布设，多个滑槽3便于对多个放置空间的大小进行调整，对于散热较高的电子通信设备放置在空间比较大的区域，能够避免热量快速聚集在小区域引起的过热故障问题。
为了对电子通信机柜进行保护，所述第一柜体1外的左侧板和右侧板上设有多个防护盖8，防护盖8位于风口7的外侧，第二柜体2的后侧板、左侧板和右侧板上均设有多个散热孔5，所述防护盖8与驱动装置连接，所述驱动装置包括：舵机17和转轴，舵机17的输出轴通过联轴器与转轴固定连接，转轴穿过第一柜体1的左侧板或右侧板与防护盖8固定连接，所述舵机17分别连接电源模块和控制系统。
在控制系统控制散热风扇6转动前，控制系统控制舵机17转动一定角度，舵机17通过转轴带动防护盖8转动一定角度，露出风口7，在温度和湿度在控制范围内时，控制系统控制舵机17反时针转回一定角度，使得防护盖8将风口7挡住，避免灰尘和雨水进入第一柜体1内，散热孔5、风口7和第一间隙形成风道，提高了散热效果。
所述控制系统包括控制器和无线通通信模块，散热风扇6、温度传感器、湿度传感器和无线通通信模块分别与控制器连接，无线通信模块便于控制器与远程上位机无线通信，便于人员了解各个电子通信机柜的运行情况，使用方便。
本发明通过第一柜体与第二柜体之间的间隙与风口之间形成风道，在自然风的作用下能够对第二柜体进行风冷散热，通过散热风扇加强散热效果，控制系统定期通过除尘装置对第二柜体的后侧板、左侧板和右侧板的外表面进行除尘，避免灰尘堆积影响第二柜体的散热速度和效率，大大提高了电子通信机柜的散热效率和效果，节约能源，降低了维护成本。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种基于物联网的电子通信机柜，包括：第一柜体(1)和位于第一柜体(1)前侧的柜门，其特征在于，第一柜体(1)内设有开口朝向柜门的第二柜体(2)，第一柜体(1)与第二柜体(2)的后侧、左右两侧和顶部之间均留有第一间隙，第一柜体(1)内的左侧板和右侧板上对称设有多个散热风扇(6)，散热风扇(6)对应处设有风口(7)，风口(7)上设有过滤网，第一柜体(1)与第二柜体(2)之间设有用于对第二柜体(2)的后侧板、左侧板和右侧板的外表面进行除尘的除尘装置，第二柜体(2)内设有温度传感器和湿度传感器，还包括控制系统(23)和电源模块，散热风扇(6)、温度传感器、湿度传感器和控制系统分别连接电源模块，散热风扇(6)、温度传感器和湿度传感器分别与控制系统(23)连接；
所述除尘装置包括：驱动电机(11)、螺纹杆(12)、螺母(13)、U型毛刷板(14)和轴承(15)，驱动电机(11)固定在第一柜体(1)与第二柜体(2)之间后侧第一间隙的底部，驱动电机(11)的输出轴通过联轴器与螺纹杆(12)的下端固定连接，螺纹杆(12)的上端通过轴承(15)固定在第一柜体(1)内的顶部，螺母(13)螺接在螺纹杆(12)上，且能沿螺纹杆(12)上下移动，U型毛刷板(14)的横向段固定在螺母(13)的前侧，U型毛刷板(14)的两个纵向段对应位于第一柜体(1)与第二柜体(2)左右两侧之间的第一间隙内，且U型毛刷板(14)的刷毛与第二柜体(2)的后侧板、左侧板和右侧板的外表面相接触，驱动电机(11)分别与电源模块和控制系统连接；
所述第二柜体(2)内还设有冷却装置，所述冷却装置包括迂回冷却管(9)、冷却箱(10)和循环泵(21)，冷却管(9)通过循环泵(21)与冷却箱(10)组成回路，冷却管(9)设置在第二柜体(2)的内侧面上，冷却管(9)上还设有冷却支管(22)，冷却支管(22)的两端分别穿过第二柜体(2)和第一柜体(1)位于第一柜体(1)的顶部，循环泵(21)与冷却箱(10)分别与电源模块连接，循环泵(21)与冷却箱(10)分别与控制系统连接；
冷却支管(22)上还设置有电磁阀，在夏季炎热时，控制系统控制电磁阀关闭冷却支管(22)，避免冷却支管(22)吸热；
所述冷却管(9)的截面为矩形，冷却管(9)上固定有多个TEC制冷片(16)，TEC制冷片(16)与冷却管(9)的表面相接触，多个TEC制冷片(16)分别连接电源模块和控制系统；
所述第一柜体(1)的顶部设有发电装置，第一柜体(1)内设有蓄电池，所述发电装置为截面为人字形的太阳能电池板(19)和风力发电装置(20)，风力发电装置位于太阳能电池板(19)的上方，太阳能电池板(19)和风力发电装置(20)分别通过支撑杆(18)固定在第一柜体(1)的顶部，太阳能电池板(19)位于冷却支管(22)的正上方，太阳能电池板(19)和风力发电装置(20)分别通过导线与蓄电池连接，蓄电池与电源模块连接；
通过第一柜体(1)与第二柜体(2)之间的间隙与风口(7)之间形成风道，在自然风的作用下能够对第二柜体(2)进行风冷散热。
2.如权利要求1所述的基于物联网的电子通信机柜，其特征在于，所述第二柜体(2)内设有多个水平隔板(4)，多个水平隔板(4)将第二柜体(2)内分隔为多个放置空间，第二柜体(2)内的左侧面和右侧面上沿前后方向对称设有多个滑槽(3)，水平隔板(4)的左右两端设置在滑槽(3)内，并能沿滑槽(3)前后滑动，所述水平隔板(4)的后端与第二柜体(2)的后侧面之间设有第二间隙。
3.如权利要求1所述的基于物联网的电子通信机柜，其特征在于，所述第一柜体(1)外的左侧板和右侧板上设有多个防护盖(8)，防护盖(8)位于风口(7)的外侧，第二柜体(2)的后侧板、左侧板和右侧板上均设有多个散热孔(5)，所述防护盖(8)与驱动装置连接；
所述驱动装置包括：舵机(17)和转轴，舵机(17)的输出轴通过联轴器与转轴固定连接，转轴穿过第一柜体(1)的左侧板或右侧板与防护盖(8)固定连接，所述舵机(17)分别连接电源模块和控制系统。
4.如权利要求1所述的基于物联网的电子通信机柜，其特征在于，所述控制系统包括控制器和无线通信模块，多个散热风扇(6)、温度传感器、湿度传感器和无线通信模块分别与控制器连接。
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