CN110549312B - 环境监测装置、方法和巡检系统 - Google Patents

环境监测装置、方法和巡检系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种环境监测装置、方法和巡检系统，涉及数据监测技术领域。环境监测装置包括：传感模块，被配置为采集环境监测数据；控制器，被配置为获取环境监测装置在一个或多个位置时对应的环境监测数据；可移动部件，用于带动传感模块移动。环境监测装置可以在移动的过程中采集多个位置的环境监测数据，提高了监测的灵活性和覆盖度。并且，无需在机房中的多个位置中部署固定的传感器，因此也降低了部署成本和部署的复杂度。

Description

环境监测装置、方法和巡检系统
技术领域
本发明涉及数据监测技术领域，特别涉及一种环境监测装置、方法和巡检系统。
背景技术
IDC(Internet Data Center，互联网数据中心)拥有大量的计算机工作站。保证计算机工作站的环境处于理想状态是机房建设的重要部分之一，环境的状态包括制冷状态、散热状态、防火状态等等。以制冷和散热为例，目前，机房通常采用壁挂式测温计和定点式风速测量机房内空调的温度和风速。
发明内容
发明人经过分析后发现，机房的面积通常较大。在机房长时间运行的情况下，可能存在某些区域的环境状态不佳，从而影响计算机工作站的运行效率。固定式的监测方式只能测量固定位置的环境状态，测量结果不能覆盖机房的多个位置。
本发明实施例所要解决的一个技术问题是：如何对机房的环境进行更全面的监测。
根据本发明一些实施例的第一个方面，提供一种环境监测装置，包括：传感模块，被配置为采集环境监测数据；控制器，被配置为获取环境监测装置在一个或多个位置时对应的环境监测数据；可移动部件，用于带动传感模块移动。
在一些实施例中，环境监测数据包括风速和温度中的至少一种。
在一些实施例中，环境监测装置还包括：底盘，底盘包括设置有开口的底板；其中，传感模块设置在底盘中，并且位于开口对应的位置处。
在一些实施例中，传感模块包括：传感器，被配置为将感测的环境监测数据转换为电信号；计算部件，被配置为根据预设的电信号与环境监测数据之间的对应关系，确定环境监测数据。
在一些实施例中，传感器为风速传感器，被配置为根据预设的线性转换关系，将感测的风速值转换为第一模拟电压；传感模块还包括：电压跟随器，与风速传感器连接，被配置为获取第一模拟电压；第一模数转换器，与电压跟随器连接，被配置为将第一模拟电压转换为第一数字信号；计算部件与第一模数转换器连接，被配置为将第一数字信号转换为风速值。
在一些实施例中，传感器为温度传感器，被配置为根据当前温度值调整温度传感器中电阻的阻值变化、并输出第二模拟电压；传感模块还包括：线性放大器，与温度传感器连接，被配置为对第二模拟电压进行放大处理，输出第三模拟电压；第二模数转换器，与线性放大器连接，被配置为将第三模拟电压转换为第二数字信号；计算部件与第二模数转换器连接，被配置为将第二数字信号转换为温度值。
在一些实施例中，环境监测装置还包括：导航定位系统，被配置为向控制器发送环境监测装置的导航信息和位置信息。
在一些实施例中，控制器进一步被配置为根据导航信息和位置信息控制可移动部件移动。
在一些实施例中，控制器进一步被配置为响应于环境监测装置到达预设位置，获取传感模块采集的环境监测数据。
在一些实施例中，预设位置为机房中的通风板所在的位置，空调位于通风板下方、并且向通风板所在方向送风。
在一些实施例中，控制器进一步被配置为响应于环境监测数据超出预设范围，产生告警信息。
在一些实施例中，环境监测装置是巡检机器人。
根据本发明一些实施例的第二个方面，提供一种巡检系统，包括：前述任意一种环境监测装置；以及显示终端，被配置为获取并显示环境监测装置所在位置与在该位置获取的环境监测数据之间的对应关系。
根据本发明一些实施例的第三个方面，提供一种环境监测方法，包括：获取环境监测装置在一个或多个位置时，环境监测装置的传感模块采集的环境监测数据，其中，环境监测装置具有用于带动传感模块移动的可移动部件。
根据本发明一些实施例的第四个方面，提供一种环境监测装置，包括：存储器；以及耦接至存储器的处理器，处理器被配置为基于存储在存储器中的指令，执行前述任意一种环境监测方法。
根据本发明一些实施例的第五个方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，该程序被处理器执行时实现前述任意一种环境监测方法。
上述发明中的一些实施例具有如下优点或有益效果：环境监测装置可以在移动的过程中采集多个位置的环境监测数据，提高了监测的灵活性和覆盖度。并且，无需在机房中的多个位置中部署固定的传感器，因此也降低了部署成本和部署的复杂度。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据本发明一些实施例的环境监测装置的结构示意图。
图2示例性地示出部分机房中制冷设备部署的示意图。
图3A为根据本发明另一些实施例的环境监测装置的结构示意图。
图3B示例性地示出了环境监测装置的底盘的底视图。
图4为根据本发明一些实施例的传感模块的结构示意图。
图5为根据本发明另一些实施例的传感模块的结构示意图。
图6为根据本发明又一些实施例的环境监测装置的结构示意图。
图7为根据本发明一些实施例的巡检机器人的控制系统的结构示意图。
图8为根据本发明一些实施例的巡检系统的结构示意图。
图9为根据本发明一些实施例的环境监测方法的流程示意图。
图10为根据本发明另一些实施例的环境监测装置的结构示意图。
图11为根据本发明又一些实施例的环境监测装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
图1为根据本发明一些实施例的环境监测装置的结构示意图。如图1所示，该实施例的环境监测装置100包括传感模块1100、控制器1200和可移动部件1300。传感模块1100和控制器1200之间电连接或通信连接。可移动部件1300直接或间接地带动传感模块1100和控制器1200移动。可移动部件1300例如可以包括车轮、履带、机翼等等。
传感模块1100被配置为采集环境监测数据。在一些实施例中，环境监测数据包括风速和温度中的至少一种。此外，还可以包括湿度、烟雾指数、颗粒物密度等等。
控制器1200被配置为获取环境监测装置在一个或多个位置的环境监测数据。在一些实施例中，控制器1200还可以进一步被配置为指示环境监测装置100移动，并获取环境监测装置100的所在位置；记录环境监测装置100所在位置与在该位置获取的环境监测数据之间的对应关系。
在一些实施例中，环境监测装置100中可以设置具有定位功能的定位部件。环境监测装置100通过获取环境监测装置100的位置信息，可以记录环境监测装置100所在位置与在该位置获取的环境监测数据之间的对应关系。
在一些实施例中，环境监测装置100中可以设置用于获取间接表示位置信息的机构。例如通过采用条码或二维码扫描装置、感应器等机构扫描地面、设备上的预设对象，以获得该对象所在位置的标识、或者对扫描的对象的数量进行统计。获得的标识或数量可以对应位置信息。
在一些实施例中，环境监测装置100还可以通过时钟模块记录采集各个环境监测数据的时间。控制器1200虽然不知道各个采集处的具体位置信息，但是可以将在一个或多个位置采集的环境监测数据和相应的时间发送给服务器等外部设备。外部设备可以结合预先获取的环境监测装置100在各个时间点的所在位置，确定每个位置对应的环境监测数据。
在一些实施例中，控制器1200进一步被配置为响应于环境监测装置100到达预设位置，获取传感模块1100采集的环境监测数据。预设位置例如可以为机房中的通风板所在的位置，空调位于通风板下方、并且向通风板所在方向送风。从而，环境监测装置可以在预设的采集点采集数据。
在一些实施例中，控制器1200可以进一步被配置为响应于环境监测数据超出预设范围，产生告警信息。从而，在当前环境不利于设备运行时，可以及时产生提醒。
环境监测装置100是机器人、小车等可移动的设备。从而，环境监测装置可以在移动的过程中采集多个位置的环境监测数据，提高了监测的灵活性和覆盖度。并且，无需在机房中的多个位置中部署固定的传感器，因此也降低了部署成本和部署的复杂度。
图2示例性地示出部分机房中制冷设备部署的示意图。为了更好地制冷和散热，制冷空调21可以位于机房的防火板22的下方、地面23的上方，防火板22上设置有孔洞、以便冷风吹过，例如可以为通风板。制冷空调21产生的冷风通过防火板22吹向上方，使计算机工作站不至于过热。本发明的实施例提供的环境监测装置100、或者环境监测装置100所在的设备可以运行在防火板22上方。此时，环境监测装置100中的传感模块1100可以部署在环境监测装置100的下方，以便能够感测到制冷空调21送出的冷风。下面参考图3描述本发明传感模块1100的位置。
图3A为根据本发明另一些实施例的环境监测装置的结构示意图。如图3A所示，该实施例的监测装置300包括传感模块3100、控制器3200、可移动部件3300、底盘3400。底盘3400包括开口3401，传感模块3100设置在底盘3400中、并且位于开口3401对应的位置处。
例如，底盘3400可以是一个腔体、包括顶板和底板。开口3401可以设置在底板上，传感模块3100可以固定在顶板上、并且正对开口3401。
图3B示例性地示出了环境监测装置的底盘及其附近部件的底视图。底盘3400的外侧底部还设置有动力轮3301和万向轮3302。传感模块3100设置在底盘3400中、并且位于开口3401对应的位置处。
从而，当监测装置300在移动过程中，传感模块3100可以感测到从下方吹来的冷风，以便进行更准确的测量，并且能够受到底盘的保护。当然，根据需要，也可以直接将感模块3100设置在底盘3400外侧底部。
下面参考图4描述本发明传感模块的实施例。
图4为根据本发明一些实施例的传感模块的结构示意图。如图4所示，该实施例的传感模块4000包括传感器4100和计算部件4200。传感器4101被配置为将感测的环境监测数据转换为电信号；计算部件4102被配置为根据预设的电信号与环境监测数据之间的对应关系，确定环境监测数据。传感器4100可以根据需要设置一个或多个。
传感器可以为风速传感器、温度传感器等等。图5为根据本发明另一些实施例的传感模块的结构示意图。如图5所示，该实施例的传感模块5000包括计算部件5200，计算部件5200例如可以为单片机。
传感模块5000还可以包括风速传感器5101、电压跟随器5301、第一模数转换器5401，其中，风速传感器5101、电压跟随器5301、第一模数转换器5401、计算部件5200依次连接。风速传感器5101被配置为根据预设的线性转换关系，将感测的风速值转换为第一模拟电压；电压跟随器5301与风速传感器5101连接，被配置为获取第一模拟电压；第一模数转换器5401与电压跟随器5301连接，被配置为将第一模拟电压转换为第一数字信号；计算部件5200与第一模数转换器5401连接，被配置为将第一数字信号转换为风速值。
传感模块5000还可以包括温度传感器5102、线性放大器5302、第二模数转换器5402，其中，温度传感器5102、线性放大器5302、第二模数转换器5402、计算部件5200依次连接。温度传感器5102被配置为根据当前温度值调整温度传感器中电阻的阻值变化、并输出第二模拟电压，例如可以为PT100温度传感器；线性放大器5302与温度传感器5102连接，被配置为对第二模拟电压进行放大处理，输出第三模拟电压；第二模数转换器5402与线性放大器5302连接，被配置为将第三模拟电压转换为第二数字信号；计算部件5200与第二模数转换器5402连接，被配置为将第二数字信号转换为温度值。
通过上述实施例，可以将通过传感器获得的感测结果通过电信号传送给计算部件，并由计算部件解算出相应的环境监测数据。
本发明实施例提供的环境监测装置还可以具备导航功能。下面参考图6描述本发明环境监测装置的实施例。
图6为根据本发明又一些实施例的环境监测装置的结构示意图。如图6所示，该实施例的环境监测装置600包括传感模块6100、控制器6200、可移动部件6300和导航定位系统6400。导航定位系统6400被配置为向控制器6200发送环境监测装置的导航信息和位置信息，以便控制器6200根据导航信息和位置信息指示环境监测装置600的可移动部件6300移动。在一些实施例中，控制器6200还可以根据位置信息确定位置和环境监测数据之间的对应关系。
本发明的实施例的环境监测装置可以是一种巡检机器人。下面参考图7描述本发明巡检机器人的控制系统的实施例。
图7为根据本发明一些实施例的巡检机器人的控制系统的结构示意图。如图7所示，该实施例的控制系统70可以包括传感组件和主控组件。
传感组件包括风速传感器7101、电压跟随器7301、模数转换器7401、PT100温度传感器7102、线性放大器7302、模数转换器7402和单片机7200。风速传感器7101、电压跟随器7301、模数转换器7401依次电路连接，PT100温度传感器7102、线性放大器7302、模数转换器7402依次电路连接，模数转换器7401和模数转换器7402分别通过SPI接口与单片机7200连接。单片机7200通过CAN收发电路750连接到机器人CAN总线760，机器人CAN总线760与机器人主控制器770连接。
主控组件包括机器人主控制器770、导航系统780、电机7901和电机驱动器7902。机器人主控制器770通过电机驱动器7902驱动电机7901，导航系统780与机器人主控制器770连接。机器人主控制器770可以与外部设备进行通信以交换数据。
当包括控制系统70的机器人开始巡检时，机器人主控制器770从导航系统780实时获取机器人在地图上的位置，并根据自身位置向电机驱动器7902发送指令以驱动电机7901转动，使得机器人按照规划的路径移动。
当机器人到达通风板上方时，机器人主控制器770通过CAN总线760下发风速和温度读取指令。CAN收发电路750进行电平转换，并将转换后的指令发送给单片机7200。单片机7200获取风速和温度读取指令
风速传感器7101将风速值按照线性转换关系，转换为模拟电压。风速传感器7101将输出的模拟电压输入到电压跟随器7301，电压跟随器7301将模拟电压输入到模数转换器7401。模数转换器7401将模拟电压转换为数字信号，并通过SPI接口将数字信号输出到单片机7200。单片机7200解算出当前的风速值。例如，风速传感器7101的输入电压可以是24V，输出模拟电压可以是0～10V，对应风速值0～10m/s。
PT100温度传感器7102随着温度变化会产生电阻的变化，变化的电阻会反应出分压值的变化。PT100温度传感器7102两端的模拟电压的变化经过线性放大器7302放大处理后输入到模数转换器7402，模数转换器7402将模拟电压值转换为数字信号，并通过SPI接口将数字信号发送给单片机7200。单片机7200解算出当前的温度值。例如，PT100的阻值与温度有对应的曲线关系，通过查表或者曲线公式，可以转换出温度值。
单片机7200将解算出的温度值和风速值通过CAN总线760发送给机器人主控制器770，机器人主控制器770将风速和温度值与地图上的相应坐标绑定。
当某些位置点风速过低或者温度过高时，机器人可以产生报警。
下面参考图8描述本发明巡检系统的实施例。
图8为根据本发明一些实施例的巡检系统的结构示意图。如图8所示，该实施例的巡检系统80包括环境监测装置810以及显示终端820。显示终端820被配置为获取并显示环境监测装置810所在位置与在该位置获取的环境监测数据之间的对应关系。
例如，环境监测装置810可以测量出整个机房内多个位置的温度和风速值，并通过终端设备820显示出机房内风速和温度点云图。
显示终端820例如可以为移动终端、服务器、监控平台等等。
下面参考图9描述本发明环境监测方法的实施例。
图9为根据本发明一些实施例的环境监测方法的流程示意图。如图9所示，该实施例的环境监测方法包括步骤S902。
在步骤S902中，获取环境监测装置在一个或多个位置时，环境监测装置的传感模块采集的环境监测数据，其中，环境监测装置具有用于带动所述传感模块移动的可移动部件。
在一些实施例中，环境监测数据包括风速和温度中的至少一种。
在一些实施例中，响应于环境监测装置到达预设位置，获取环境监测装置采集的环境监测数据。
根据需要，该实施例的方法还可以包括步骤S904。
在步骤S904中，记录环境监测装置所在位置与在该位置获取的环境监测数据之间的对应关系。
在一些实施例中，响应于环境监测数据超出预设范围，产生告警信息。
图10为根据本发明另一些实施例的环境监测装置的结构示意图。如图10所示，该实施例的环境监测装置100包括：存储器1010以及耦接至该存储器1010的处理器1020，处理器1020被配置为基于存储在存储器1010中的指令，执行前述任意一个实施例中的环境监测方法。
其中，存储器1010例如可以包括系统存储器、固定非易失性存储介质等。系统存储器例如存储有操作系统、应用程序、引导装载程序(Boot Loader)以及其他程序等。
图11为根据本发明又一些实施例的环境监测装置的结构示意图。如图11所示，该实施例的环境监测装置110包括：存储器1110以及处理器1120，还可以包括输入输出接口1130、网络接口1140、存储接口1150等。这些接口1130，1140，1150以及存储器1110和处理器1120之间例如可以通过总线1160连接。其中，输入输出接口1130为显示器、鼠标、键盘、触摸屏等输入输出设备提供连接接口。网络接口1140为各种联网设备提供连接接口。存储接口1150为SD卡、U盘等外置存储设备提供连接接口。
本发明的实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现前述任意一种环境监测方法。
本领域内的技术人员应当明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解为可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种环境监测装置，包括：
传感模块，被配置为采集环境监测数据；
控制器，被配置为获取环境监测装置在一个或多个位置时对应的环境监测数据，包括：响应于所述环境监测装置到达预设位置，获取所述传感模块采集的环境监测数据，其中，所述预设位置为机房中的通风板所在的位置，空调位于所述通风板下方、并且向所述通风板所在方向送风；
可移动部件，用于带动所述传感模块移动；以及
底盘，所述底盘包括设置有开口的底板，其中，所述传感模块设置在底盘中，并且位于所述开口对应的位置处；以及
导航定位系统，被配置为向所述控制器发送所述环境监测装置的导航信息和位置信息。
2.根据权利要求1所述的环境监测装置，其中，所述环境监测数据包括风速和温度中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的环境监测装置，其中，所述传感模块包括：
传感器，被配置为将感测的环境监测数据转换为电信号；
计算部件，被配置为根据预设的电信号与环境监测数据之间的对应关系，确定环境监测数据。
4.根据权利要求3所述的环境监测装置，其中，
所述传感器为风速传感器，被配置为根据预设的线性转换关系，将感测的风速值转换为第一模拟电压；
所述传感模块还包括：
电压跟随器，与所述风速传感器连接，被配置为获取所述第一模拟电压；
第一模数转换器，与所述电压跟随器连接，被配置为将所述第一模拟电压转换为第一数字信号；
所述计算部件与所述第一模数转换器连接，被配置为将所述第一数字信号转换为风速值。
5.根据权利要求3所述的环境监测装置，其中，
所述传感器为温度传感器，被配置为根据当前温度值调整所述温度传感器中电阻的阻值变化、并输出第二模拟电压；
所述传感模块还包括：
线性放大器，与所述温度传感器连接，被配置为对所述第二模拟电压进行放大处理，输出第三模拟电压；
第二模数转换器，与所述线性放大器连接，被配置为将所述第三模拟电压转换为第二数字信号；
所述计算部件与所述第二模数转换器连接，被配置为将所述第二数字信号转换为温度值。
6.根据权利要求1所述的环境监测装置，其中，所述控制器进一步被配置为根据所述导航信息和位置信息控制所述可移动部件移动。
7.根据权利要求1或2所述的环境监测装置，其中，所述控制器进一步被配置为响应于环境监测数据超出预设范围，产生告警信息。
8.根据权利要求1或2所述的环境监测装置，其中，所述环境监测装置是巡检机器人。
9.一种巡检系统，包括：
权利要求1～8中任一项所述的环境监测装置；以及
显示终端，被配置为获取并显示环境监测装置所在位置与在该位置获取的环境监测数据之间的对应关系。
10.一种环境监测方法，包括：
获取导航定位系统发送的环境监测装置的导航信息和位置信息；
获取环境监测装置在一个或多个位置时，环境监测装置的传感模块采集的环境监测数据，包括：响应于所述环境监测装置到达预设位置，获取所述传感模块采集的环境监测数据，其中，所述预设位置为机房中的通风板所在的位置，空调位于所述通风板下方、并且向所述通风板所在方向送风；
所述环境监测装置具有用于带动所述传感模块移动的可移动部件以及底盘，所述底盘包括设置有开口的底板，其中，所述传感模块设置在底盘中，并且位于所述开口对应的位置处。
11.一种环境监测装置，包括：
存储器；以及
耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行如权利要求10所述的环境监测方法。
12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现权利要求10所述的环境监测方法。
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