CN112207846A - 一种可升降式机房智能巡检机器人系统及巡检方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可升降式机房智能巡检机器人系统及巡检方法，所述系统包括智能巡检机器人和监控后台；所述智能巡检机器人包括机体、控制处理单元和服务器；所述机体承载所述控制处理单元和服务器；所述控制处理单元用于从所述服务器获取巡检任务，并在目标机房中执行与所述巡检任务对应的巡检操作，以及将采集的数据信息发送至所述服务器；所述服务器用于接收所述监控后台发送的巡检任务，以及将接收的数据信息，发送至所述监控后台；所述监控后台用于对所述控制处理单元采集的数据信息进行显示，以及下发巡检任务至所述服务器。本发明可以解决现有巡检机器人巡检高度受限，巡检精度不高的问题。

Description

一种可升降式机房智能巡检机器人系统及巡检方法

技术领域

本发明涉及智能巡检技术领域，尤其涉及一种可升降式机房智能巡检机器人系统及巡检方法。

背景技术

伴随着移动互联网的发展，对安全运行环境的要求也越来越严格，机房作为企业的核心枢纽，即使是一次小小的安全事故也会造成不可弥补的损失。要保证机房设备的正常运行，就需要对其进行定期巡检工作，如何提高巡检工作的效率就是非常具有研究意义的课题。

现有机房设备的巡检工作常采用人工方式，而由于机房内运行设备种类较多，且数量巨大，日常巡检任务繁重，传统的人工巡检方式巡检错漏的情况时有出现。近年来，我国在机器人巡检领域取得了长足的进展，采用机器人巡检代替人工巡检成为机房智能化运维发展的必然趋势。

然而现有发展起来的机房智能巡检机器人在巡检设备时仍然采取最基础的固定位置高度模式，巡检机器人运动到固定点停止，使云台负载的相机转至不同角度，之后进行相机拍摄采集。但将相机固定在摄像云台之上进行拍照的结构，在实际操作时，摄像机从上向下俯拍或摄像机从下向上仰拍，其倾斜角很大，造成拍出的照片效果不好，从而导致对拍到的设备指示灯照片出现识别效率不佳的问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提一种可升降式机房智能巡检机器人系统及巡检方法，旨在解决现有巡检机器人巡检高度受限，巡检精度不高的问题。

第一方面，本发明提供一种可升降式机房智能巡检机器人系统，所述系统包括智能巡检机器人和监控后台；

所述智能巡检机器人包括机体、控制处理单元和服务器；

所述机体承载所述控制处理单元和服务器；

所述控制处理单元用于从所述服务器获取巡检任务，并在目标机房中执行与所述巡检任务对应的巡检操作，以及将采集的数据信息发送至所述服务器；

所述服务器用于接收所述监控后台发送的巡检任务，以及将接收的数据信息，发送至所述监控后台；

所述监控后台用于对所述控制处理单元采集的数据信息进行显示，以及下发巡检任务至所述服务器；

其中，所述机体包括：

底盘；

固定于所述底盘上的驱动模块，其用于驱动所述智能巡检机器人移动，以执行所述巡检任务；

升降模块，其包括竖直固定于所述底盘上的升降杆、滑动设于所述升降杆上的滑杆和用于驱动所述滑杆升降的驱动机构，所述滑杆上下两端均设有摄像头，所述驱动机构与所述控制处理单元连接，并用于接收所述控制处理单元的指令，以驱动所述滑杆上升或下降至指定位置。

其中，所述智能巡检机器人包括与所述控制处理单元连接的环境传感器，所述环境传感器为一体式气体传感器，其用于获取目标机房的环境信息，包括温度湿度检测、CO检测、CO₂检测、甲醛检测、总挥发性有机化合物检测、PM2.5检测、PM10检测、硫化氢气体检测。

其中，所述控制处理单元包括：

主控中心，其用于控制所述驱动模块进行移动、定位，以及控制所述智能巡检机器人进行巡检操作；

云台，其上布置有可见光高清摄像机和红外热像仪，其中

-所述可见光高清摄像机用于获取目标机房的高清信息，结合人脸识别技术，侦测是否有关注的物体或非工作人员入侵；

-所述红外热像仪用于红外测温，并利用热成像检测算法生成热力分布图，同时计算出热力分布图上的最高温度点、最低温度点、平均温度点，以监测和识别出机柜内设备的散热情况；

无线通信模块，其用于所述主控中心与服务器通信连接。

其中，所述服务器实时接收所述控制处理单元采集到的巡检信息并存储至数据库中，对所述接巡检信息进行分析得到巡检结果并生成巡检报告。

其中，所述系统包括用于为所述智能巡检机器人充电的自动充电装置，所述自动充电装置包括：

充电桩，其具有与所述智能巡检机器人对接并为其充电的充电点；

可充电电池组，所述可充电电池组与所述充电桩连接，并为所述充电桩供电；所述可充电电池组通过RS-485与控制处理单元进行通信。

其中，当所述智能巡检机器人的电池处于低电量模式时，所述控制处理单元控制所述驱动模块以使得所述智能巡检机器人向所述充电桩处移动，当智能巡检机器人移动至充电预备点后，开始降低速度向充电桩上的充电点移动，当智能巡检机器人到达充电点后，智能巡检机器人的充电铜片和充电桩进行对接，两者贴合后进行充电。

其中，所述监控后台还用于实时显示所述智能巡检机器人的工作状态，显示智能巡检机器人在机房的行动路线，跟踪智能巡检机器人的实时位置，智能巡检机器人的摄像头的展示信息，指示灯检测，或与机房检测相关的巡检信息。

其中，所述驱动模块包括电机、蓄电池和电机驱动器，其中蓄电池为电机和电机驱动器提供电能，电机驱动器用于接收来自所述控制处理单元的指令，以驱动所述电机控制所述智能巡检机器人的移动速度和方向。

其中，所述机体还包括固定于所述底盘上的超声传感器，其用于实时监测移动方向的障碍物；当监测到障碍物时，所述智能巡检机器人停止移动并通知机房管理人员进行消除障碍物，若障碍物在一定时间内消除，所述智能巡检机器人恢复巡检操作，否则所述智能巡检机器人返回至初始点。

第二方面，本发明还提供一种采用上述系统的巡检方法，其特征在于，包括：

根据机房环境，规划智能巡检机器人的行动路线，并设置巡检的巡检点；

当智能巡检机器人到达第一个巡检点时，控制处理单元向升降模块发出指令，使得滑杆进行相应高度的升降，待升降成功后反馈给控制处理单元；

控制处理单元收到升降成功的反馈结果后，开启滑杆上的摄像头对机房的设备进行多次拍照；

控制处理单元逐步获取滑杆应到达的其他位置并发送给升降模块，升降模块调节滑杆依次达到与位置对应的高度，通过摄像头完成不同位置对应高度的设备拍照，以完成该巡检点处所有设备的拍照；

控制处理单元控制驱动模块驱动智能巡检机器人移动至下一个巡检点，并重复上述调节和移动步骤，以完成对所有巡检点的拍照。

与现有技术相比，本发明的一种可升降式机房智能巡检机器人系统的智能巡检机器人巡检高度可调整，可以完成7*24小时的机房无人巡检，智能机器人按时定期根据规划的路线进行设备故障检测，准确率达99%以上，可以解放机房人员的运维重复操作，避免人工巡检出现漏检、错检的情况；因此，本发明在实现对机房的智能巡检操作的同时，降低了人员投入，提高了工作效率。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

图1 为本发明的实施例一种可升降式机房智能巡检机器人系统的示意图；

图2 为本发明的实施例一种可升降式机房智能巡检机器人系统的结构示意图；

图3 为本发明的某一实施例的滑杆未上升的结构示意图；

图4 为本发明的某一实施例的滑杆上升时的结构示意图；

图5 为本发明的某一实施例的云台的立体结构示意图；

图6 为本发明的某一实施例的云台的结构示意图；

图7 为本发明的实施例的一种采用可升降式机房智能巡检机器人系统的巡检方法的流程示意图；以及

图8 为本发明的某一实施例的巡检方法的流程示意图。

附图标记说明：

1-智能巡检机器人；11-机体；111-底盘；112-驱动模块；113-升降模块；1131-升降杆；1132-滑杆；1133-滑块；1134-驱动机构；1135-摄像；1136-第一电机驱动器；1137-皮带轴承；1138-传动皮带；1139-NPN限位开关；114-超声传感器；12-控制处理单元；121-主控中心；122-云台；1221-可见光高清摄像机；1222-红外热像仪；1223-第一底座；1224-第二底座；1225-第一电机；1226-第二电机；123-无线通信模块；13-服务器；2-监控后台；21-电脑终端；22-移动设备；23-大屏；3-自动充电装置；31-充电桩；32-可充电电池组。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。

应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述……，但这些……不应限于这些术语。这些术语仅用来将……区分开。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一……也可以被称为第二……，类似地，第二……也可以被称为第一……。

下面结合附图详细说明本发明的可选实施例。

实施例一

参见图1所示，本发明实施例提供一种可升降式机房智能巡检机器人系统，所述系统包括智能巡检机器人1和监控后台2；

所述智能巡检机器人1包括机体11、控制处理单元12和服务器13；

所述机体11承载所述控制处理单元12和服务器13；

所述控制处理单元12用于从所述服务器13获取巡检任务，并在目标机房中执行与所述巡检任务对应的巡检操作，以及将采集的数据信息发送至所述服务器13；

所述服务器13用于接收所述监控后台2发送的巡检任务，以及将接收的数据信息，发送至所述监控后台2；另外，所述服务器13实时接收所述控制处理单元12采集到的巡检信息，并将接收到的巡检信息进行存储至数据库中，以及对接收到的巡检信息进行分析，得到巡检结果，生成巡检报告，并对巡检结果和巡检报告进行存储，以便工作人员查看；

该监控后台2可以包括电脑终端21、移动设备22和大屏23；所述监控后台2用于对所述控制处理单元12采集的数据信息进行显示，以及下发巡检任务至所述服务器13（通过电脑终端21、移动设备22和大屏23进行显示或下发巡检任务）；所述监控后台2还用于实时显示所述智能巡检机器人1的工作状态，显示智能巡检机器人1在机房的行动路线，跟踪智能巡检机器人1的实时位置，智能巡检机器人1的摄像头的展示信息，指示灯检测，或其他与机房检测相关的专业检测巡检信息；

其中，参见图2至图4所示，所述机体11包括：

底盘111，其起到承重作用，用于承载控制处理单元12、升降模块113、驱动模块112和超声传感器等几部分；

固定于所述底盘111上的驱动模块112，其用于驱动所述智能巡检机器人1移动，以执行所述巡检任务；

升降模块113，其包括竖直固定于所述底盘111上的升降杆1131、滑动设于所述升降杆1131上的滑杆1132和用于驱动所述滑杆1132升降的驱动机构1134，所述滑杆1132上下两端均设有朝向机房设备的摄像头1135，以便完成机房设备的拍照，所述驱动机构1134与所述控制处理单元12连接，并用于接收所述控制处理单元12的指令，以驱动所述滑杆1132上升或下降至指定位置。

其中，由于机房机柜的高度一般可以到2米，本发明实施例采用上下设置的摄像头1135，可以使用位于滑杆1132下方的摄像头1135拍摄机柜内在0-1米的设备指示灯等状态，可以使用位于滑杆1132上方的摄像头1135拍摄机柜内1-2米的设备指示灯等状态。

实施例二

在上述实施例的基础上，本实施例包括以下内容：

为了便于本领域技术人员更好的理解本发明实施例的升降模块113，对其进行进一步的详细描述。在一个应用场景中，如图2所示，固定于底盘111上的升降杆1131两端均设有皮带轴承1137，升降杆1131上设有绕过两皮带轴承1137的传动皮带1138，驱动机构1134与至少一个皮带轴承1137连接，以驱动皮带轴承1137转动；另外，滑杆1132底部固定有一滑块1133，该滑块1133滑动设于升降杆1131上，并且该滑块1133与传动皮带1138固定。在控制处理单元12控制驱动机构1134驱动滑杆1132升降时，该驱动机构1134驱动皮带轴承1137转动，以使得绕过皮带轴承1137的传动皮带1138带动与其通过滑块1133固定的滑杆1132上升或下降；采用上述皮带传动的结构具有方便以及节约成本的特点。

在另一个应用场景中，升降杆1131转动固定于底盘111上，并且其上设有外螺纹，驱动机构1134与升降杆1131连接，以驱动升降杆1131转动，滑杆1132底部固定有与升降杆1131上外螺纹匹配的螺母，并且该螺母上具有一通孔，该通孔内穿设有一限位杆，该限位杆与升降杆1131平行固定，并且该限位杆的长度不小于滑杆1132上升的最大高度。在控制处理单元12控制驱动机构1134驱动滑杆1132升降时，该驱动机构1134驱动升降杆1131转动，此时由于升降杆1131的外螺纹与螺母的配合作用，导致螺母以及与该螺母固定的滑杆1132进行升降操作。另外，设置的限位杆的作用主要在于：防止升降杆1131转动时带动螺母一起转动，从而使得无法达到升降滑杆1132的目的。

其中，驱动机构1134为第一驱动电机，该第一驱动电机连接一第一电机驱动器1136，该第一电机驱动器1136可以控制第一驱动电机的运行和停止。进一步地，该升降模块113还包括设置于升降杆1131上下两端的NPN限位开关1139，该NPN限位开关1139的作用是为了防止升降杆1131上的滑块1133在升降时超出行程范围，即当升降杆1131上的滑块1133运行到NPN限位开关1139所在的限位处时，触碰该NPN限位开关1139，NPN限位开关1139会发送给第一电机驱动器1136止动信号，使得驱动机构1134停止，从而可以对该升降模块113起到一定的保护作用。

实施例三

在上述实施例的基础上，本实施例包括以下内容：

本发明的实施例中智能巡检机器人1的巡检任务，是按照巡检路线对目标机房内的目标电子设备（如交换机、塔式服务器、刀片式服务器、路由器、存储设备、工作站、放置在机柜中的其他设备等）进行巡检，在进行巡检时，本发明实施例智能巡检机器人1采用与所述控制处理单元12连接的环境传感器获取巡检项，所述环境传感器为一体式气体传感器，其用于获取目标机房的环境信息，包括温度湿度检测、CO检测、CO₂检测、SO₂检测、甲醛检测、总挥发性有机化合物检测、PM2.5检测、PM10检测、硫化氢气体检测等。具体的，可以根据实际需要，支持选配特定的气体探头，用来检测电缆老化、设备超温等释放出的异常气体含量和浓度，搭载更加高端的检测设备（如高分辨率的光学和红外摄像机）对 PM2.5、 PM10 进行实时监测，搭载温湿度传感器，实时检测每个监测点的温、湿度数据，获取动态的变化，进行全面的温度和湿度指标的感知，精准决策，及时启动相应预案，减小事故影响。

实施例四

在上述实施例的基础上，本实施例可以包括以下内容：

参见图5和图6所示，所述控制处理单元12包括：

主控中心121，其用于控制所述驱动模块112进行移动、定位，以及控制所述智能巡检机器人1进行巡检操作；

一体化的云台122，所述云台122上布置有可见光高清摄像机1221和红外热像仪1222，所述可见光高清摄像机1221和红外热成像仪分别可转动的设置在所述云台122的上端部的两侧，其中

-所述可见光高清摄像机1221用于获取目标机房的高清信息，结合人脸识别技术，侦测是否有关注的物体或非工作人员入侵，为机房安全管理提供有效证据；

-所述红外热像仪1222用于红外测温，并利用热成像检测算法生成热力分布图，同时计算出热力分布图上的最高温度点、最低温度点、平均温度点，以监测和识别出机柜内设备的散热情况；

无线通信模块123，所述无线通信模块123用于所述主控中心121与服务器13通信连接，用来将巡检数据和图像实时传回，方便工作人员进行分析，了解现场情况。

进一步地，主控中心121是巡检机器人的重要组成部分，是巡检机器人的大脑，能控制巡检机器人进行自主移动、定位和巡检等操作，是巡检机器人各部件协调动作、共同完成作业任务的关键。

另外，一体化的云台122机身采用高强度的全金属结构外壳制成，使其具有防腐蚀、防尘、防撞击、耐高温和抗老化等功能，该云台122采用全天候环境设计，带遮阳罩，可适应多种残酷环境。同时具有水平360°的连续旋转以及垂直+90°到-90°度的180度旋转的能力，保证视野的无死角，做到无盲区监控。进一步，所述红外热像仪1222，搭载有热成像相机，其利用搭载的热成像相机在各巡检点对监测的设备进行拍照，并利用热成像检测算法生成热力分布图，可以同时计算出热力分布图上的最高温度点、最低温度点、平均温度点。并且利用热成像仪可以监测和识别出机柜内设备可能存在的散热不良的问题，同时进行发展趋势的跟踪监测，如果发现监测结果超出预设的报警值，则及时给出预警，提醒维护人员尽早进行检查或加强监控。

为了便于本领域技术人员理解该云台122的结构及其所达到的功能，对其进行进一步描述。在一个实际应用场景中，云台122可以包括第一底座1223和第二底座1224，其中，第一底座1223固定于机体11上，第二底座1224通过第一电机1225与第一底座1223转动连接，具体地，第一电机1225固定于第二底座1224上，并且第一电机1225的输出端（转动端）固定于第一底座1223上，当第一电机1225转动时会带动第二底座1224转动。第二底座1224上设有两个第二电机1226，两个第二电机1226将第二底座1224分别与可见光高清摄像机1221和红外热成像仪转动连接，具体地，第二电机1226固定于第二底座1224上，两个第二电机1226的输出端分别固定于光高清摄像机和红外热成像仪，当两个第二电机1226转动时会分别带动光高清摄像机和红外热成像仪转动。进一步地，光高清摄像机和红外热成像仪的朝向与第二电机1226的转动轴垂直。更进一步地，第二电机1226的转动轴与第一电机1225的转动轴垂直。通过上述结构设置，可以完成云台122的水平360°的连续旋转以及垂直+90°到-90°度的180度旋转。

实施例五

在上述实施例的基础上，本实施例可以包括以下内容：

所述驱动模块112包括电机、蓄电池和电机驱动器，其中蓄电池为电机和电机驱动器提供电能，电机驱动器用于接收来自所述控制处理单元12的指令，以驱动所述电机控制所述智能巡检机器人1的移动速度和方向。该电机设有两个，并且所述电机固定于底盘111上。

为了对驱动模块112进行供电，本发明实施例的所述系统可以包括用于为所述智能巡检机器人1充电的自动充电装置3，所述自动充电装置3包括：

充电桩31，其具有与所述智能巡检机器人1对接并为其充电的充电点；

可充电电池组32，所述可充电电池组32与所述充电桩31连接，并用于通过所述充电桩31为所述智能巡检机器人1充电；另外，所述可充电电池组32通过RS-485与控制处理单元12进行通信。

其中，可充电电池组32采用三元里18650-7S8P电芯，标称电压25.2V，最大可持续20A放电，采用进口软件管理芯片，具备RS485通讯功能，可以精准的传输电池内部的温度、电压、电量等信息，其带有稳压模块，可以稳定的输出24v直流电，可充电电池组32具有短路保护、过冲保护、过放电保护、以及过流保护。采用的该可充电电池组32循环寿命高，符合低碳、节能、环保价值理念。

进一步，所述自动充电装置3的充电桩31和机体11相连，用来给驱动模块112的蓄电池充电。当所述智能巡检机器人1到达所述充电点后，所述充电桩31中的充电设备会对所述蓄电池自动充电，若所述智能巡检机器人1在巡检工作中出现低电量模式时，巡检机器人则自动返回充电桩31进行充电。其中，智能巡检机器人1处于低电量模式，是表示智能巡检机器人1的电量低于预定值（即蓄电池的电量低于预定值）。

在一个应用场景中，当所述智能巡检机器人1的电池处于低电量模式时，智能巡检机器人1向主控中心121反馈电池处于低电量模式，并由所述控制处理单元12控制所述驱动模块112以使得所述智能巡检机器人1向所述充电桩31处移动，当智能巡检机器人1移动至充电预备点后，开始降低速度向充电桩31上的充电点移动，当智能巡检机器人1到达充电点后，智能巡检机器人1的充电铜片和充电桩31进行对接，两者贴合后进行充电。

另外，当智能巡检机器人1移动至充电预备点后，此时对机器人进行缓慢移动操作，使其向充电桩31上的充电点靠近并贴合。

实施例六

在上述实施例的基础上，本实施例可以包括以下内容：

为了保证智能巡检机器人在巡检过程不会出现碰撞的障碍物的情况，本发明实施例的所述机体11还可以包括固定于所述底盘111上的超声传感器114，其用于实时监测移动方向的障碍物；进一步地，所述超声传感器114设置于底盘111的正前方和正后方，可以实时监测机器人运行前方是否有障碍物并实时识别障碍物的距离。当监测到障碍物时，所述智能巡检机器人停止移动并通知机房管理人员进行消除障碍物，若障碍物在一定时间内消除，所述智能巡检机器人恢复巡检操作，否则所述智能巡检机器人返回至初始点（原点）。

本发明实施例通过云台122上的可见光高清摄像机1221、红外热成像仪以及升降模块113上搭载的摄像机，对机房内的设备进行智能巡检(包括机房的环境、设备的表面温度和设备的外观以及设备的指示灯状态显示)，实现全方位的检测。巡检机器人在巡视时，可通过主控中心和超声波传感器进行轨迹导航和运动控制，自主完成巡检任务，并通过无线通信模块123将采集到的巡检信息数据和图像实时传回后台，以便工作人员进行分析，了解现场情况。

另外，本发明的智能巡检机器人系统结合了多种先进传感器、多种智能识别算法，可以在无人值守的情况下，在白天、黑夜以及各种恶劣环境下清晰成像，实现了24小时不间断无人值守巡检，可以对机房各电子设备的运行状态、机房动力环境、安全环境进行全方位精细化感知、巡检，在减少人工的同时，大大提升运维的内容和频率，提高了设备巡视效率，提高机房设备故障排除的响应时间，改变了传统运维方式，实现了运维智能化。

本发明的一种可升降式机房智能巡检机器人系统，可升降的智能巡检机器人作为主要载体，其性能参数参考表1和表2。

表1智能巡检机器人物理参数

表2智能巡检机器人技术参数

在本发明的实施例中，可升降式机房智能巡检机器人的巡检方式为：

智能巡检机器人可以实现二十四小时不间断工作，代替人工在复杂、危险环境下执行巡逻检查、环境监控、故障诊断、图像智能分析等任务。

智能巡检机器人还可以进行单次巡检、周期巡检、定点巡检、遥控巡检多种巡检方式。巡检任务包括全面巡检、红外测温、指示灯拍照等巡检作业任务。

单次巡检，选择多个巡检点后，设置每个巡检点的巡检项，还需设置该巡检任务的巡检时间，当该巡检任务被触发后，巡检任务将会被立即作废。

定点巡检可以根据指定的路径和指定的巡检目标点进行自动均速巡检，只需要设定巡检路径并启动自动巡检即可使机器人自动完成一次巡检。巡检过程中机器人每到一个巡检工作位置，能自动准确停下进行检测操作，做完规定的动作后再按照路径自动往下一个巡检目标点前进，并不需要人为操作控制，完成巡检作业，并自动记录并保存所采集到的数据。

周期巡检：设置巡检任务和巡检周期及巡检时间，当到达所设定时间后，巡检机器人可以沿预定好的轨迹进行自动巡视，根据原先设定的地点精确停靠后，自动对待检设备进行检测，所有检测完成后自动回到充电桩待命，当设置的巡检周期达到时，自动触发开始进行下一轮的巡检。

遥控巡检：操作人员可以在客户端和平板端通过鼠标、键盘远程遥控巡检机器人，脱离预先设定的路线，满足到达巡检机器人工作环境的指定位置，完成巡检工作。

在本发明的实施例中，可升降式机房智能巡检机器人的巡检信息为：

设备日常巡检是通过确保巡检工作的质量以及提高巡检工作的效率来提高设备维护的水平，其目的是掌握设备运行状况及周围环境的变化，发现设施缺陷和危及安全的隐患，及时采取有效措施，保证设备的安全和系统稳定。

另外，本发明的实施例中智能巡检机器人巡检点为目标机房内某一预置监测点，可以为空，每个机房可设置上百个巡检点，但是并非预置的巡检点上都有需要巡视的巡检项。

在本发明的实施例中，可升降式机房智能巡检机器人的工作原理如下：

工作人员指定巡检计划，编辑巡检任务，配置好巡检点和巡检项后，并按照巡检点和巡检项建立数据库，上传至服务器。智能巡检机器人通过主控中心读取巡检信息，智能巡检机器人按照巡检任务，逐步到相应的巡检点采集对应的巡检项数据信息上传到服务器，再基于服务器传输到监控后台。传输的数据包括：采集的设备信息、环境信息、采集的地点和时间等信息，且工作人员可通过监控后台实时查看巡检机器人当前的位置、巡检点和巡检过程中拍照的照片，以及对应的设备和环境信息。

在本发明的实施例中，本发明的可升降式机房智能巡检机器人具有灵活的升降结构，且升降平稳，通过升降结构使得巡检机器人能够对一定高度的设备进行巡检操作，提高工作效率。其中升降结构为直线直行的模组，包括升降杆和滑杆等几部分，通过RS485协议与智能巡检机器人的主控中心进行通信，控制升降杆的升降行为时，升降杆的行程为850mm，运行速度为20-30cm/s，可识别高度0.1米-2米之间的设备状态灯。

实施例七

在上述实施例的基础上，本实施例可以包括以下内容：

参见图7所示，本发明实施例还提供一种采用可升降式机房智能巡检机器人系统的巡检方法，包括：

根据机房环境，规划智能巡检机器人的行动路线，并设置巡检的巡检点；

当智能巡检机器人到达第一个巡检点时，控制处理单元向升降模块发出指令，使得滑杆进行相应高度的升降，待升降成功后反馈给控制处理单元；

控制处理单元收到升降成功的反馈结果后，开启滑杆上的摄像头对机房的设备进行多次拍照并存储；

控制处理单元逐步获取滑杆应到达的其他位置并发送给升降模块，升降模块调节滑杆依次达到与位置对应的高度，通过摄像头完成不同位置对应高度的设备拍照，以完成该巡检点处所有设备的拍照；

控制处理单元控制驱动模块驱动智能巡检机器人移动至下一个巡检点，并重复上述移动和调节步骤，以完成对所有巡检点的拍照。

在一个应用场景中，智能巡检机器人到达巡检点并拍照具体可以包括：

当智能巡检机器人到达巡检点时，巡检机器人向升降模块发出指令，使得滑杆进行相应高度的升降操作，待滑杆升降成功后（升降到指定位置或高度）反馈给控制处理单元，否则返回错误码；

当控制处理单元收到升降成功的反馈结果时，开启滑杆底部（下部）的摄像头对机房的设备进行多次拍照并存储；

控制处理单元逐步获取滑杆应到达的其他位置并发送给升降模块，升降模块调节滑杆依次达到与位置对应的高度，通过摄像头完成不同位置对应高度的设备拍照，以完成该巡检点处机柜底部（例如0-1m高度内）所有设备的拍照；

控制处理单元对升降模块的位置进行初始化，并获取滑杆采用上部摄像头拍照时应到达的第一高度位置并发送给升降模块，使得滑杆进行相应高度的升降操作，待滑杆升降成功后反馈给巡检机器人，否则返回错误码；

当控制处理单元收到升降成功的反馈结果时，开启滑杆上部的摄像头对机房的设备进行多次拍照并存储；

控制处理单元逐步获取滑杆应到达的其他位置并发送给升降模块，升降模块调节滑杆依次达到与位置对应的高度，通过摄像头完成不同位置对应高度的设备拍照，以完成该巡检点处机柜上部（例如1-2m高度内）所有设备的拍照。

其中，当智能巡检机器人第一次处于当前机房环境下时，对智能巡检机器人的巡检点和巡检项进行配置，并手动控制智能巡检机器人到达巡检点。然后针对设备的位置，升降滑杆到不同的高度，以调整滑杆上下摄像头的拍摄角度，可以通过监控后台或者其他显示设备实时观察所拍摄的设备情况，从而调整好智能巡检机器人在巡检点的位置、角度和滑杆高度，使得智能巡检机器人拍摄时的具有较好位置和拍摄角度。最后将位置、角度和高度信息都传送到数据库中，以便于后续进行巡检点的设备拍摄时，提供对应的控制数据（巡检任务包含该控制数据，由控制处理单元读取以完成对应的巡检操作）。另外，在智能巡检机器人进行自主巡检的时候，通过读取数据库中的位置信息、角度和滑杆高度信息，即可保证滑杆上的摄像头拍摄到对应设备的指示灯。

实施例八

在上述实施例的基础上，本实施例可以包括以下内容：

本发明实施例中智能巡检机器人到达巡检点后，利用升降模块进行设备的图像拍照采集时，滑杆位置高度确定的流程可以为:

(1) 控制处理单元向升降模块发出指令，确定控制处理单元和升降模块的连接状态；

(2) 控制处理单元和升降模块确定处于连接状态后，控制处理单元对升降模块的位置进行初始化（即对滑杆位置的初始化），获取滑杆当前的位置，如果为初始状态，执行下一步，如果不是，继续对其进行初始化设置，直至升降模块向控制处理单元发回滑杆初始化完成的指令；

(3) 若通过滑杆底部的摄像头对机房的设备进行拍照采集，手动控制升降模块的滑杆分别上升到要求巡检的第一位置高度，第二位置高度…第N位置高度，当升降模块不可在继续上升时（即升降模块的行程已经走完）停止上升，并将不同高度的位置信息上传到数据库；

(4) 对升降模块的滑杆位置进行初始化；

(5) 若通过滑杆上部的摄像头对机房的设备进行拍照采集，手动控制升降模块的滑杆分别上升到要求巡检的第N位置高度，第N+1位置高度…第N+N位置高度，当升降模块不可在继续上升时（即升降模块的行程已经走完）停止上升，并将不同高度的位置信息上传到数据库；

(6) 对升降模块的滑杆位置进行初始化；

在对升降模块的滑杆位置高度配置完成后，通过自动巡检或者指定智能巡检机器人的升降模块到达某一位置高度，观察摄像头的拍摄位置和角度，若根据拍摄后的结果认为需要调整的升降模块的位置信息时，可以通过登录数据库对高度的位置参数进行调整修改。

实施例九

在上述实施例的基础上，本实施例可以包括以下内容：

本发明实施例中的控制处理单元利用升降模块来对不同高度的机房设备进行图像采集的步骤可以包括：

(1) 智能巡检机器人到达巡检点；

(2) 控制处理单元向升降模块发出指令，确定控制处理单元和升降模块的连接状态；

(3) 控制处理单元和升降模块确定处于连接状态后，控制处理单元对升降模块的位置进行初始化，获取升降模块当前的位置，如果为初始状态，执行下一步，如果不是，继续对其进行初始化设置，直至升降模块向控制处理单元发回初始化完成的指令；

(4) 控制处理单元从数据库获取升降模块应到达的第一高度位置并发送给升降模块；

(5) 控制处理单元控制升降模块进行相应位置的升降操作，升降模块进行升降成功后反馈给控制处理单元完成信号，否则返回错误码；

(6) 控制处理单元收到完成信号后，开启滑杆底部的摄像头对机房内的机柜设备进行多次拍照，并存储到数据库；

(7) 控制处理单元从数据库获取升降模块应到达的下一位置并发送给升降模块；

(8) 重复(5)(6)(7)步骤，直至升降模块的行程结束（即通过滑杆底部的摄像头完成不同位置高度的拍照采集操作）；

(9) 控制处理单元对升降模块的位置进行初始化，获取升降模块当前的位置，如果为初始状态，执行下一步，如果不是，继续对其进行初始化设置，直至升降模块向控制处理单元发回初始化完成的指令；

(10) 控制处理单元从数据库获取升降模块应到达的第一高度位置并发送给升降模块；

(11) 控制处理单元控制升降模块进行相应位置的升降操作，升降模块进行升降成功后反馈给控制处理单元完成信号，否则返回错误码；

(12) 控制处理单元收到完成信号后，开启滑杆上部的摄像头对机房内的机柜设备进行多次拍照，并存储到数据库；

(13) 控制处理单元从数据库获取升降模块应到达的下一位置并发送给升降模块。

(14) 重复(11)(12)(13)步骤，直至升降模块的行程结束；

(15) 控制处理单元对升降模块的位置进行初始化。

实施例十

在上述实施例的基础上，本实施例可以包括以下内容：

参见图8所示，本发明实施例提供一种采用可升降式机房智能巡检机器人系统的巡检方法，可以包括以下步骤：

根据机房环境，规划智能巡检机器人的行动路线；

设置巡检的巡检点(停靠点)；

在巡检点上设置巡检项，生成智能巡检机器人巡检点表；

智能巡检机器人根据巡检点表进行巡检，对巡检的机柜设备进行拍照；

对拍到的照片进行分析并生成巡检报表。

智能巡检机器人在一个陌生环境下的首要任务是构建地图，有了地图机器人才知道它所面临的环境以及它可以到达的安全区域。本发明实施例要求构建的地图其余必须是封闭区域。根据机房环境，规划智能巡检机器人行动路线，可以包括以下步骤：

(1) 将智能巡检机器人放置于构建的地图的空间中，然后将智能巡检机器人放置在充电桩位置，机器人与墙面保持平行，需要注意的是最好能确保智能巡检机器人上搭载的激光雷达所在的地方与后方墙面平行；

(2) 手动控制智能巡检器人在待建地图场所中运动，机器人使用激光雷达扫描周边场景，手动控制其尽可能走动到每个角落，从而建立一个比较完整的地图；

(3) 保存地图文件。

当前地图构建完成后，智能巡检机器人可以开始设置巡检点，本发明实施例主要巡检的对象为机房的机柜设备，将筛选后的待巡检的目标点标记出来，将其设置为巡检点，即为机器人的停靠点。停靠点必须在机房的安全区域内，停靠点设置完成后，机器人将这些停靠点连接成路径，即组成机器人的巡检路线。

在一个应用场景中，巡检点的配置方法可以包括以下步骤：

根据分配的地址，登录智能巡检机器人的配置网站(web端)；

根据机房实际场景，制定智能巡检机器人的行动路线（需要注意的是，在转弯处和转圈的位置必须留出充足的位置，以保证智能巡检机器人可以通过），减小智能巡检机器人的运行速度，并控制智能巡检器人到达想要其到达的位置；

在智能巡检机器人到达位置后，将该位置标记出来，这个位置就是根据实际需要或具体情况筛选出来的巡检时的停靠点，停靠点必须在机房安全区域内；在web端，对该位置点进行智能巡检机器人的巡检点配置；除了充电点和充电预备点外，将其余的检测点全部配置为数据采集点，充电预备点为倒数第二个位置点，且在充电桩正前方最好0.5m左右，充电点为最后一个位置点，贴紧充电桩；智能巡检机器人将这些巡检停靠点连接成路径，且智能巡检机器人的行动路线为封闭的；

在配置完成后，将配置的位置参数保存至数据库中；另外，通过自动巡检或者指定智能巡检机器人到达某一位置，观察智能巡检机器人位置是否为预先配置的巡检点，若存在需要调整的，可以通过登录数据库对位置参数进行调整修改；

设置智能巡检机器人的巡检周期（单位为s），可通过设置智能巡检机器人的巡检时间点，配合巡检开始时间一起计算来控制智能巡检机器人的巡检周期；例如将巡检开始时间设置为00:00，巡检周期设置为3600，则机器人会在每个整点进行巡检。

在巡检停靠点确定后，将这些巡检停靠点连接成智能巡检机器人的行动路径。对巡检停靠点中的数据采集点进行统计，生成点表。对已经设置好的智能巡检机器人的数据采集点上进行巡检项的配置，包括温湿度、粉尘(PM2.5、PM10)、噪声测试、有害气体(CO₂、CO、TVOC、甲醛)检测、设备表面温度检测(热成像)、关键设备故障指示灯识别等，其中，TVOC为总挥发性有机化合物。智能巡检机器人得到巡检项的信息后，将这些巡检信息组成一个表的形式，就是巡检点表。

在巡检点和巡检项设置好后，就可以进行智能巡检机器人的巡检操作，本发明实施例中智能巡检机器人主要是巡检机房机柜中的设备指示灯的状态，所以智能巡检机器人需要对巡检的机柜进行拍照。为了提高拍摄的图像质量，对智能巡检机器人上摄像机的参数进行设置。摄像机的参数配置，是因自动曝光自动聚焦会造成拍摄到的照片，状态灯效果不明显，所以配置的时候需要通过Web端来对相机参数进行设置，将曝光模式切为手动，设置快门参数值，参数值越大曝光时间越长，拍摄的画面也就越亮，最大值为1/25，如果亮度还是不够，可以通过增大快门下方增益值来配置。配置聚焦，将聚焦模式切为手动，最小聚焦距离配置为6m即可。另外，为了防止拍照效果不佳，设置智能巡检机器人对机柜进行多次拍照操作。

因为机房的设备在非正常工作状态时，设备上的指示灯会发生变化。利用深度学习技术对智能巡检机器人在巡检过程中采集到的照片进行分析，判断设备的工作状态，生成巡检报表，以便机房工作人员进行分析和处理。

以上介绍了本发明的较佳实施方式，旨在使得本发明的精神更加清楚和便于理解，并不是为了限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的修改、替换、改进，均应包含在本发明所附的权利要求概括的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可升降式机房智能巡检机器人系统，其特征在于，所述系统包括智能巡检机器人和监控后台；

所述智能巡检机器人包括机体、控制处理单元和服务器；

所述机体承载所述控制处理单元和服务器；

所述控制处理单元用于从所述服务器获取巡检任务，并在目标机房中执行与所述巡检任务对应的巡检操作，以及将采集的数据信息发送至所述服务器；

所述服务器用于接收所述监控后台发送的巡检任务，以及将接收的数据信息，发送至所述监控后台；

所述监控后台用于对所述控制处理单元采集的数据信息进行显示，以及下发巡检任务至所述服务器；

其中，所述机体包括：

底盘；

固定于所述底盘上的驱动模块，其用于驱动所述智能巡检机器人移动，以执行所述巡检任务；

升降模块，其包括竖直固定于所述底盘上的升降杆、滑动设于所述升降杆上的滑杆和用于驱动所述滑杆升降的驱动机构，所述滑杆上下两端均设有摄像头，所述驱动机构与所述控制处理单元连接，并用于接收所述控制处理单元的指令，以驱动所述滑杆上升或下降至指定位置。

2.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述智能巡检机器人包括与所述控制处理单元连接的环境传感器，所述环境传感器为一体式气体传感器，其用于获取目标机房的环境信息，包括温度湿度检测、CO检测、CO₂检测、甲醛检测、总挥发性有机化合物检测、PM2.5检测、PM10检测、硫化氢气体检测。

3.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述控制处理单元包括：

主控中心，其用于控制所述驱动机构进行移动、定位，以及控制所述智能巡检机器人进行巡检操作；

云台，其上布置有可见光高清摄像机和红外热像仪，其中

-所述可见光高清摄像机用于获取目标机房的高清信息，结合人脸识别技术，侦测是否有关注的物体或非工作人员入侵；

-所述红外热像仪用于红外测温，并利用热成像检测算法生成热力分布图，同时计算出热力分布图上的最高温度点、最低温度点、平均温度点，以监测和识别出机柜内设备的散热情况；

无线通信模块，其用于所述主控中心与服务器通信连接。

4.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述服务器实时接收所述控制处理单元采集到的巡检信息并存储至数据库，对所述巡检信息进行分析得到巡检结果并生成巡检报告。

5.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述系统包括用于为所述智能巡检机器人充电的自动充电装置，所述自动充电装置包括：

充电桩，其具有与所述智能巡检机器人对接并为其充电的充电点；

可充电电池组，所述可充电电池组与所述充电桩连接，所述可充电电池组通过RS-485与控制处理单元进行通信。

6.根据权利要求5所述系统，其特征在于，当所述智能巡检机器人的电池处于低电量模式时，所述控制处理单元控制所述驱动模块以使得所述智能巡检机器人向所述充电桩处移动，当智能巡检机器人移动至充电预备点后，开始降低速度向充电桩上的充电点移动，当智能巡检机器人到达充电点后，智能巡检机器人的充电铜片和充电桩进行对接，两者贴合后进行充电。

7.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述监控后台还用于实时显示所述智能巡检机器人的工作状态，显示智能巡检机器人在机房的行动路线，跟踪智能巡检机器人的实时位置，智能巡检机器人的摄像头的展示信息，指示灯检测，或与机房检测相关的巡检信息。

8.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述驱动模块包括电机、蓄电池和电机驱动器，其中蓄电池为电机和电机驱动器提供电能，电机驱动器用于接收来自所述控制处理单元的指令，以驱动所述电机控制所述智能巡检机器人的移动速度和方向。

9.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述机体还包括固定于所述底盘上的超声传感器，其用于实时监测移动方向的障碍物；当监测到障碍物时，所述智能巡检机器人停止移动并通知机房管理人员进行消除障碍物，若障碍物在一定时间内消除，所述智能巡检机器人恢复巡检操作，否则所述智能巡检机器人返回至初始点。

10.一种采用如权利要求1至9任意一项所述系统的巡检方法，其特征在于，包括：

根据机房环境，规划智能巡检机器人的行动路线，并设置巡检的巡检点；

当智能巡检机器人到达第一个巡检点时，控制处理单元向升降模块发出指令，使得滑杆进行相应高度的升降，待升降成功后反馈给控制处理单元；

控制处理单元收到升降成功的反馈结果后，开启滑杆上的摄像头对机房的设备进行多次拍照；

控制处理单元逐步获取滑杆应到达的其他位置并发送给升降模块，升降模块调节滑杆依次达到与位置对应的高度，通过摄像头完成不同位置对应高度的设备拍照，以完成该巡检点处所有设备的拍照；

控制处理单元控制驱动模块驱动智能巡检机器人移动至下一个巡检点，并重复上述调节和移动步骤，以完成对所有巡检点的拍照。

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