CN111716323B - 一种布置在机房天花板的数据机房温度巡检机器人的运行方法 - Google Patents
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Abstract
一种布置在机房天花板的数据机房温度巡检机器人及方法，属于数据机房热环境探测领域。本发明解决了数据机房空间温度难以监测、无法对机柜顶部安全进行监控、机房内安装空间狭窄及天花板积灰难以清理的问题。主要包括：机器人本体(1)、第一机器人毛刷(2)、机器人万向轮(4)、第一机器人动力轮(5)、第一可伸缩弹簧温度传感器(7)、红外温度传感器(9)、摄像头(10)、磁吸导轨(11)、天花板(12)、第一机柜(13)等。本发明在机器人两侧安装可伸缩温度传感器测量机房各处温度分布，结合红外温度传感器测量机柜顶部温度分布，摄像头对机房进行安全监控；机器人通过安装在机柜天花板的磁吸轨道移动，节约了安装空间。
Description
技术领域
本发明涉及一种布置在机房天花板的数据机房温度巡检机器人及运行方法，属于数据机房热环境探测领域。
背景技术
数据中心机房服务器密度极高，高密度设备会产生大量热量，极易发生过热现象。过热的温度不但大大减少设备的使用寿命，当温度达到极限值的90％时，服务器就会自动关闭以防止严重的损失，而这样的自动关闭也会损失重要的信息。这就需要对数据机房温度场进行实时检测分析，特别是机柜服务器温度。在任何情况下，均不允许服务器等设备在超出其工作温度以外的范围运行。对于局部过热区域可以适当增加小型制冷设备，对于没有必要开启的设备要及时关闭，尽量在不增加数据中心运行成本的条件下，保持机房数据中心内部的恒温状态。因此，对数据中心的温度监测，既保障设备的安全运行，又能将能耗控制在较低水平。
近几年对数据机房温度检测技术的研究取得了很大的进展，针对数据机房温度检测的实际应用也有相关的技术涌现，专利CN2019103263317提出的一种数据中心温度检测系统及其检测方法，该专利所述的检测方法综合利用光纤拉曼散射效应和光时域反射测量技术来实时测量光纤沿线空间温度分布情况，可实现对任意指定测量点进行实时精确的温度信息采集，安装了多个检测装置，其安装过程复杂，系统占空间大；专利CN2017216698370提出的一种数据中心温度场精准监控系统，该专利是在每个服务器机柜的空调风入口和空调风出口分别安装有温度传感器，安装的温度传感器数量过多，不易控制，且其检测点仅覆盖服务器机柜空调风出入口，不能覆盖整个机房空间。
相对于现有专利成果，本发明的优点在于在机房天花板搭建磁吸导轨，将机器人布置在天花板移动，合理利用数据机房多余的空间，同时有效节约了安装额外温度测量系统的空间；搭载可伸缩弹簧温度传感器和红外温度传感器，通过机器人在各机柜顶部的停留实现对各高度的机柜两侧温度的全方位监测；机器人自动规划巡检路线，实现了对除机柜外的机房空间温度场的覆盖；机器人搭载的摄像头可以对整个机房进行安全监控；同时利用机器人携带的毛刷清理天花板灰尘。本发明为后续机房空调节能及精确送风系统的设计提供了基础。
发明内容
本发明的目的是提供一种布置在机房天花板的数据机房温度巡检机器人及运行方法。
一种布置在机房天花板的数据机房温度巡检机器人由机器人本体1、第一机器人毛刷2、第二机器人毛刷3、机器人万向轮4、第一机器人动力轮5、第二机器人动力轮6、第一可伸缩弹簧温度传感器7、第二可伸缩弹簧温度传感器8、红外温度传感器9、摄像头10、磁吸导轨11、机房天花板12、第一机柜13、第二机柜14、第三机柜15、第四机柜16、第五机柜17、第六机柜18、第七机柜19、第八机柜20组成；
其中，第一机柜13、第二机柜14、第三机柜15、第四机柜16依次并列组成第一排机柜，第五机柜17、第六机柜18、第七机柜19、第八机柜20依次并列组成第二排机柜；
第一机器人毛刷2、第二机器人毛刷3分别位于机器人本体1底部的前方两侧，机器人万向轮4位于机器人本体1底部的前方，第一机器人毛刷2、第二机器人毛刷3分别位于机器人万向轮4中后方两侧，第一机器人动力轮5、第二机器人动力轮6分别位于机器人本体1底部的后方两侧，分别位于机器人万向轮4后方两侧，第一可伸缩弹簧温度传感器7、第二可伸缩弹簧温度传感器8分别位于机器人本体1左右两侧，第一机器人毛刷2位于第一机器人动力轮5的右前方，第二机器人毛刷3位于第二机器人动力轮6的左前方，第一可伸缩弹簧温度传感器7位于第一机器人毛刷2的正下方，第二可伸缩弹簧温度传感器8位于第二机器人毛刷3的正下方，红外温度传感器9和摄像头10位于机器人本体1顶部的中央，红外温度传感器9位于摄像头10的左侧；
机房天花板12位于第一机柜13、第二机柜14、第三机柜15、第四机柜16、第五机柜17、第六机柜18、第七机柜19、第八机柜20的正上方，磁吸导轨11贴附于机房天花板12下面呈田字形，机器人本体1的第一机器人动力轮5、第二机器人动力轮6被磁力吸附在磁吸导轨11上。
当巡检机器人开始工作时，机器人本体1沿磁吸导轨11绕第一机柜13、第二机柜14、第三机柜15、第四机柜16、第五机柜17、第六机柜18、第七机柜19、第八机柜20顶部移动；
当机器人本体1移动至第一机柜13正上方时，机器人本体1上的第一可伸缩弹簧温度传感器7、第二可伸缩弹簧温度传感器8不断向下伸展，探测第一机柜13各高度的机柜两侧温度，红外温度传感器9测量第一机柜13的顶部空间温度，探测完成后第一可伸缩弹簧温度传感器7、第二可伸缩弹簧温度传感器8回缩至初始状态；
机器人本体1移动到第二机柜14正上方，机器人本体1上的第一可伸缩弹簧温度传感器7、第二可伸缩弹簧温度传感器8不断向下伸展，探测第二机柜14各高度的机柜两侧温度，红外温度传感器9测量第二机柜14的顶部空间温度，探测完成后第一可伸缩弹簧温度传感器7、第二可伸缩弹簧温度传感器8回缩至初始状态；
机器人本体1移动到第三机柜15正上方，机器人本体1上的第一可伸缩弹簧温度传感器7、第二可伸缩弹簧温度传感器8不断向下伸展，探测第三机柜15各高度的机柜两侧温度，红外温度传感器9测量第三机柜15的顶部空间温度，探测完成后第一可伸缩弹簧温度传感器7、第二可伸缩弹簧温度传感器8回缩至初始状态；
机器人本体1移动到第四机柜16正上方，机器人本体1上的第一可伸缩弹簧温度传感器7、第二可伸缩弹簧温度传感器8不断向下伸展，探测第四机柜16各高度的机柜两侧温度，红外温度传感器9测量第四机柜16的顶部空间温度，探测完成后第一可伸缩弹簧温度传感器7、第二可伸缩弹簧温度传感器8回缩至初始状态；
机器人本体1移动到第五机柜17正上方，机器人本体1上的第一可伸缩弹簧温度传感器7、第二可伸缩弹簧温度传感器8不断向下伸展，探测第五机柜17各高度的机柜两侧温度，红外温度传感器9测量第五机柜17的顶部空间温度，探测完成后第一可伸缩弹簧温度传感器7、第二可伸缩弹簧温度传感器8回缩至初始状态；
机器人本体1移动到第六机柜18正上方，机器人本体1上的第一可伸缩弹簧温度传感器7、第二可伸缩弹簧温度传感器8不断向下伸展，探测第六机柜18各高度的机柜两侧温度，红外温度传感器9测量第六机柜18的顶部空间温度，探测完成后第一可伸缩弹簧温度传感器7、第二可伸缩弹簧温度传感器8回缩至初始状态；
机器人本体1移动到第七机柜19正上方，机器人本体1上的第一可伸缩弹簧温度传感器7、第二可伸缩弹簧温度传感器8不断向下伸展，探测第七机柜19各高度的机柜两侧温度，红外温度传感器9测量第七机柜19的顶部空间温度，探测完成后第一可伸缩弹簧温度传感器7、第二可伸缩弹簧温度传感器8回缩至初始状态；
机器人本体1移动到第八机柜20正上方，机器人本体1上的第一可伸缩弹簧温度传感器7、第二可伸缩弹簧温度传感器8不断向下伸展，探测第八机柜20各高度的机柜两侧温度，红外温度传感器9测量第八机柜20的顶部空间温度，探测完成后第一可伸缩弹簧温度传感器7、第二可伸缩弹簧温度传感器8回缩至初始状态；
机器人本体1移动到两列机柜中间的正上方时，机器人本体1上的第一可伸缩弹簧温度传感器7、第二可伸缩弹簧温度传感器8不断向下伸展，探测中间区域的空间温度，红外温度传感器9辅助测量中间区域的顶部空间温度，探测完成后第一可伸缩弹簧温度传感器7、第二可伸缩弹簧温度传感器8回缩至初始状态。
机器人本体1在通过磁吸导轨11移动的同时，第一机器人毛刷2、第二机器人毛刷3对天花板顶部积灰进行清理。第一可伸缩弹簧温度传感器7、第二可伸缩弹簧温度传感器8的高度灵活可调，不同高度下第一可伸缩弹簧温度传感器7、第二可伸缩弹簧温度传感器8均能够维持一段时间。机器人本体1的智能导航系统可实现对机房地形的重构，沿磁吸导轨11自动规划机器人运行轨道。安装在机器人本体1上的摄像头10对整个机房进行安全监控。
附图说明
附图1为本发明的原理图。
附图1中的标号名称：1.机器人本体、11.磁吸导轨、12.机房天花板、13.第一机柜、14.第二机柜、15.第三机柜、16.第四机柜、17.第五机柜、18.第六机柜、19.第七机柜、20.第八机柜。
附图2为本发明中机器人本体1的示意图。
附图2中的标号名称：1.机器人本体、2.第一机器人毛刷、3.第二机器人毛刷、4.机器人万向轮、5.第一机器人动力轮、6.第二机器人动力轮、7.第一可伸缩弹簧温度传感器、8.第二可伸缩弹簧温度传感器、9.红外温度传感器、10.摄像头。
具体实施方式
如图1所示，一种布置在机房天花板的数据机房温度巡检机器人主要包括：1.机器人本体、11.磁吸导轨、12.天花板、13.第一机柜、14.第二机柜、15.第三机柜、16.第四机柜、17.第五机柜、18.第六机柜、19.第七机柜、20.第八机柜。
如图2所示，第一机器人毛刷2、第二机器人毛刷3分别位于机器人本体1底部的前方两侧，机器人万向轮4位于机器人本体1底部的前方，第一机器人毛刷2、第二机器人毛刷3分别位于机器人万向轮4中后方两侧，第一机器人动力轮5、第二机器人动力轮6分别位于机器人本体1底部的后方两侧，分别位于机器人万向轮4后方两侧，第一可伸缩弹簧温度传感器7、第二可伸缩弹簧温度传感器8分别位于机器人本体1左右两侧，第一机器人毛刷2位于第一机器人动力轮5的右前方，第二机器人毛刷3位于第二机器人动力轮6的左前方，第一可伸缩弹簧温度传感器7位于第一机器人毛刷2的正下方，第二可伸缩弹簧温度传感器8位于第二机器人毛刷3的正下方，红外温度传感器9和摄像头10位于机器人本体1顶部的中央，红外温度传感器9位于摄像头10的左侧；
机房天花板12位于第一机柜13、第二机柜14、第三机柜15、第四机柜16、第五机柜17、第六机柜18、第七机柜19、第八机柜20的正上方，磁吸导轨11贴附于机房天花板12下面呈田字形，机器人本体1的第一机器人动力轮5、第二机器人动力轮6卡在磁吸导轨11上。
当巡检机器人开始工作时，机器人本体1沿磁吸导轨11绕第一机柜13、第二机柜14、第三机柜15、第四机柜16、第五机柜17、第六机柜18、第七机柜19、第八机柜20顶部行走：
当机器人本体1移动至第一机柜13正上方时，机器人本体1上的第一可伸缩弹簧温度传感器7、第二可伸缩弹簧温度传感器8不断向下伸展，探测第一机柜13各高度的机柜两侧温度，红外温度传感器9测量第一机柜13的顶部空间温度，探测完成后第一可伸缩弹簧温度传感器7、第二可伸缩弹簧温度传感器8回缩至初始状态；
机器人本体1移动到第二机柜14正上方，机器人本体1上的第一可伸缩弹簧温度传感器7、第二可伸缩弹簧温度传感器8不断向下伸展，探测第二机柜14各高度的机柜两侧温度，红外温度传感器9测量第二机柜14的顶部空间温度，探测完成后第一可伸缩弹簧温度传感器7、第二可伸缩弹簧温度传感器8回缩至初始状态；
机器人本体1移动到第三机柜15正上方，机器人本体1上的第一可伸缩弹簧温度传感器7、第二可伸缩弹簧温度传感器8不断向下伸展，探测第三机柜15各高度的机柜两侧温度，红外温度传感器9测量第三机柜15的顶部空间温度，探测完成后第一可伸缩弹簧温度传感器7、第二可伸缩弹簧温度传感器8回缩至初始状态；
机器人本体1移动到第四机柜16正上方，机器人本体1上的第一可伸缩弹簧温度传感器7、第二可伸缩弹簧温度传感器8不断向下伸展，探测第四机柜16各高度的机柜两侧温度，红外温度传感器9测量第四机柜16的顶部空间温度，探测完成后第一可伸缩弹簧温度传感器7、第二可伸缩弹簧温度传感器8回缩至初始状态；
机器人本体1移动到第五机柜17正上方，机器人本体1上的第一可伸缩弹簧温度传感器7、第二可伸缩弹簧温度传感器8不断向下伸展，探测第五机柜17各高度的机柜两侧温度，红外温度传感器9测量第五机柜17的顶部空间温度，探测完成后第一可伸缩弹簧温度传感器7、第二可伸缩弹簧温度传感器8回缩至初始状态；
机器人本体1移动到第六机柜18正上方，机器人本体1上的第一可伸缩弹簧温度传感器7、第二可伸缩弹簧温度传感器8不断向下伸展，探测第六机柜18各高度的机柜两侧温度，红外温度传感器9测量第六机柜18的顶部空间温度，探测完成后第一可伸缩弹簧温度传感器7、第二可伸缩弹簧温度传感器8回缩至初始状态；
机器人本体1移动到第七机柜19正上方，机器人本体1上的第一可伸缩弹簧温度传感器7、第二可伸缩弹簧温度传感器8不断向下伸展，探测第七机柜19各高度的机柜两侧温度，红外温度传感器9测量第七机柜19的顶部空间温度，探测完成后第一可伸缩弹簧温度传感器7、第二可伸缩弹簧温度传感器8回缩至初始状态；
机器人本体1移动到第八机柜20正上方，机器人本体1上的第一可伸缩弹簧温度传感器7、第二可伸缩弹簧温度传感器8不断向下伸展，探测第八机柜20各高度的机柜两侧温度，红外温度传感器9测量第八机柜20的顶部空间温度，探测完成后第一可伸缩弹簧温度传感器7、第二可伸缩弹簧温度传感器8回缩至初始状态；
机器人本体1移动到两列机柜中间的正上方时，机器人本体1上的第一可伸缩弹簧温度传感器7、第二可伸缩弹簧温度传感器8不断向下伸展，探测中间区域的空间温度，红外温度传感器9辅助测量中间区域的顶部空间温度，探测完成后第一可伸缩弹簧温度传感器7、第二可伸缩弹簧温度传感器8回缩至初始状态。
机器人本体1在通过磁吸导轨11移动的同时，第一机器人毛刷2、第二机器人毛刷3对天花板顶部积灰进行清理。第一可伸缩弹簧温度传感器7、第二可伸缩弹簧温度传感器8的高度灵活可调，不同高度下第一可伸缩弹簧温度传感器7、第二可伸缩弹簧温度传感器8均能够维持一段时间。机器人本体1的智能导航系统可实现对机房地形的重构，沿磁吸导轨11自动规划机器人运行轨道。安装在机器人本体1上的摄像头10对整个机房进行安全监控。
本发明适用于数据机房热环境探测领域，将带有动力轮的机器人布置在机房天花板顶部移动，合理利用数据机房多余的空间，在机房天花板搭建磁吸导轨，将机器人布置在天花板移动，合理利用数据机房多余的空间，同时有效节约了安装额外温度测量系统的空间；搭载可伸缩弹簧温度传感器和红外温度传感器，通过机器人在各机柜顶部的停留实现对各高度的机柜两侧温度的全方位监测；机器人自动规划巡检路线，实现了对除机柜外的机房空间温度场的覆盖监测。此外，机器人搭载的摄像头可以对整个机房进行安全监控，同时机器人携带的毛刷可以清理天花板灰尘。本发明提出的温度巡检机器人为后续数据机房空调节能及精确送风系统的设计提供了基础。
Claims (3)
1.一种布置在机房天花板的数据机房温度巡检机器人的运行方法，其特征在于：
所述的布置在机房天花板的数据机房温度巡检机器人由机器人本体(1)、第一机器人毛刷(2)、第二机器人毛刷(3)、机器人万向轮(4)、第一机器人动力轮(5)、第二机器人动力轮(6)、第一可伸缩弹簧温度传感器(7)、第二可伸缩弹簧温度传感器(8)、红外温度传感器(9)、摄像头(10)、磁吸导轨(11)、机房天花板(12)、第一机柜(13)、第二机柜(14)、第三机柜(15)、第四机柜(16)、第五机柜(17)、第六机柜(18)、第七机柜(19)、第八机柜(20)组成；
其中，第一机柜(13)、第二机柜(14)、第三机柜(15)、第四机柜(16)依次并列组成第一排机柜，第五机柜(17)、第六机柜(18)、第七机柜(19)、第八机柜(20)依次并列组成第二排机柜；
第一机器人毛刷(2)、第二机器人毛刷(3)分别位于机器人本体(1)底部的前方两侧，机器人万向轮(4)位于机器人本体(1)底部的前方，第一机器人毛刷(2)、第二机器人毛刷(3)分别位于机器人万向轮(4)中后方两侧，第一机器人动力轮(5)、第二机器人动力轮(6)分别位于机器人本体(1)底部的后方两侧，分别位于机器人万向轮(4)后方两侧，第一可伸缩弹簧温度传感器(7)、第二可伸缩弹簧温度传感器(8)分别位于机器人本体(1)左右两侧，第一机器人毛刷(2)位于第一机器人动力轮(5)的右前方，第二机器人毛刷(3)位于第二机器人动力轮(6)的左前方，第一可伸缩弹簧温度传感器(7)位于第一机器人毛刷(2)的正下方，第二可伸缩弹簧温度传感器(8)位于第二机器人毛刷(3)的正下方，红外温度传感器(9)和摄像头(10)位于机器人本体(1)顶部的中央，红外温度传感器(9)位于摄像头(10)的左侧；
机房天花板(12)位于第一机柜(13)、第二机柜(14)、第三机柜(15)、第四机柜(16)、第五机柜(17)、第六机柜(18)、第七机柜(19)、第八机柜(20)的正上方，磁吸导轨(11)贴附于机房天花板(12)下面呈田字形，机器人本体(1)的第一机器人动力轮(5)、第二机器人动力轮(6)被磁力吸附在磁吸导轨(11)上；
所述第一可伸缩弹簧温度传感器(7)、第二可伸缩弹簧温度传感器(8)的高度灵活可调，不同高度下第一可伸缩弹簧温度传感器(7)、第二可伸缩弹簧温度传感器(8)均能够维持一段时间；
机器人本体(1)在通过磁吸导轨(11)移动的同时，第一机器人毛刷(2)、第二机器人毛刷(3)对天花板顶部积灰进行清理；
当巡检机器人开始工作时，机器人本体(1)沿磁吸导轨(11)绕第一机柜(13)、第二机柜(14)、第三机柜(15)、第四机柜(16)、第五机柜(17)、第六机柜(18)、第七机柜(19)、第八机柜(20)顶部移动；
当机器人本体(1)移动至第一机柜(13)正上方时，机器人本体(1)上的第一可伸缩弹簧温度传感器(7)、第二可伸缩弹簧温度传感器(8)不断向下伸展，探测第一机柜(13)各高度的机柜两侧温度，红外温度传感器(9)测量第一机柜(13)的顶部空间温度，探测完成后第一可伸缩弹簧温度传感器(7)、第二可伸缩弹簧温度传感器(8)回缩至初始状态；
机器人本体(1)移动到第二机柜(14)正上方，机器人本体(1)上的第一可伸缩弹簧温度传感器(7)、第二可伸缩弹簧温度传感器(8)不断向下伸展，探测第二机柜(14)各高度的机柜两侧温度，红外温度传感器(9)测量第二机柜(14)的顶部空间温度，探测完成后第一可伸缩弹簧温度传感器(7)、第二可伸缩弹簧温度传感器(8)回缩至初始状态；
机器人本体(1)移动到第三机柜(15)正上方，机器人本体(1)上的第一可伸缩弹簧温度传感器(7)、第二可伸缩弹簧温度传感器(8)不断向下伸展，探测第三机柜(15)各高度的机柜两侧温度，红外温度传感器(9)测量第三机柜(15)的顶部空间温度，探测完成后第一可伸缩弹簧温度传感器(7)、第二可伸缩弹簧温度传感器(8)回缩至初始状态；
机器人本体(1)移动到第四机柜(16)正上方，机器人本体(1)上的第一可伸缩弹簧温度传感器(7)、第二可伸缩弹簧温度传感器(8)不断向下伸展，探测第四机柜(16)各高度的机柜两侧温度，红外温度传感器(9)测量第四机柜(16)的顶部空间温度，探测完成后第一可伸缩弹簧温度传感器(7)、第二可伸缩弹簧温度传感器(8)回缩至初始状态；
机器人本体(1)移动到第五机柜(17)正上方，机器人本体(1)上的第一可伸缩弹簧温度传感器(7)、第二可伸缩弹簧温度传感器(8)不断向下伸展，探测第五机柜(17)各高度的机柜两侧温度，红外温度传感器(9)测量第五机柜(17)的顶部空间温度，探测完成后第一可伸缩弹簧温度传感器(7)、第二可伸缩弹簧温度传感器(8)回缩至初始状态；
机器人本体(1)移动到第六机柜(18)正上方，机器人本体(1)上的第一可伸缩弹簧温度传感器(7)、第二可伸缩弹簧温度传感器(8)不断向下伸展，探测第六机柜(18)各高度的机柜两侧温度，红外温度传感器(9)测量第六机柜(18)的顶部空间温度，探测完成后第一可伸缩弹簧温度传感器(7)、第二可伸缩弹簧温度传感器(8)回缩至初始状态；
机器人本体(1)移动到第七机柜(19)正上方，机器人本体(1)上的第一可伸缩弹簧温度传感器(7)、第二可伸缩弹簧温度传感器(8)不断向下伸展，探测第七机柜(19)各高度的机柜两侧温度，红外温度传感器(9)测量第七机柜(19)的顶部空间温度，探测完成后第一可伸缩弹簧温度传感器(7)、第二可伸缩弹簧温度传感器(8)回缩至初始状态；
机器人本体(1)移动到第八机柜(20)正上方，机器人本体(1)上的第一可伸缩弹簧温度传感器(7)、第二可伸缩弹簧温度传感器(8)不断向下伸展，探测第八机柜(20)各高度的机柜两侧温度，红外温度传感器(9)测量第八机柜(20)的顶部空间温度，探测完成后第一可伸缩弹簧温度传感器(7)、第二可伸缩弹簧温度传感器(8)回缩至初始状态；
机器人本体(1)移动到两列机柜中间的正上方时，机器人本体(1)上的第一可伸缩弹簧温度传感器(7)、第二可伸缩弹簧温度传感器(8)不断向下伸展，探测中间区域的空间温度，红外温度传感器(9)辅助测量中间区域的顶部空间温度，探测完成后第一可伸缩弹簧温度传感器(7)、第二可伸缩弹簧温度传感器(8)回缩至初始状态。
2.根据权利要求1所述的一种布置在机房天花板的数据机房温度巡检机器人的运行方法，其特征在于：机器人本体(1)的智能导航系统实现对机房地形的重构，沿磁吸导轨(11)自动规划机器人运行轨道。
3.根据权利要求1所述的一种布置在机房天花板的数据机房温度巡检机器人的运行方法，其特征在于：安装在机器人本体(1)上的摄像头(10)对整个机房进行安全监控。
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