CN113310169A - 一种通信机房空调漏水分布式监测及联动报警装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种通信机房空调漏水分布式监测及联动报警装置及方法，本发明通过数字电路与模拟电路相结合的方式，形成对通信机房空调冷凝水漏水液位数据的准确采集，以8路模数转换的方式精确计算液面位置数据，并在发生异常时，能够将异常空调的编码信息以Z igBee通信方式自动发送，在远端展示异常空调信息，实现快速、准确定位异常空调所在位置。本发明中液位采集模块的可变电阻可进行阻值大小调整，实现不同采集精度的调整，解决不同环境、不同位置的监测要求；可进行多个ZigBee信号接入，实现多设备、多机房的联动数据通信，提高机房的整体运维效率，降低因为异常处理不及时而引起的通信机房设备及数据安全风险。
Description
技术领域
本发明涉及通信机房漏水监测技术领域，特别是一种通信机房空调漏水分布式监测及联动报警装置及方法。
背景技术
随着当前信息技术的迅猛发展，各行各业对于通信机房的建设越来越多，也越来越复杂，通信机房承载着各企业、事业单位等重要的核心数据，因此对于通信机房的安全运行保障提出了更高的要求。传统的通信机房依靠人员巡视进行不同设备的运行状态的查看，往往耗费人力较大，而且对于一些隐蔽点的安全隐患不易发现和排除，因而造成机房的一些设备的损坏、数据丢失、业务中断，甚至威胁到整个机房的安全运行。当前，在一些大型机房中，空调设备担负着整体机房设备的温度调整，空调的运行状态及排水系统若出现故障，则会直接影响机房通信设备的正常运行。特别对于一些使用年限较长的空调，易发生排水管堵塞，冷凝水无法正常排出的现象，造成冷凝水流入机房的线槽，导致机房电力系统短路，机房断电、设备损坏以及数据丢失的重大损失。
发明内容
本发明的目的是提供一种通信机房空调漏水分布式监测及联动报警装置及方法，旨在解决现有技术中通信机房空调冷凝水漏水导致的机房设备损坏的问题，实现自动化监测冷凝水漏水空调，方便运维人员快速准确找到漏水空调，降低机房安全风险。
为达到上述技术目的，本发明提供了一种通信机房空调漏水分布式监测及联动报警装置，所述装置包括：
前端采集单元和管理单元；
所述前端采集单元安装于通信机房空调排水线槽，包括采集控制MCU模块、时钟振荡模块、液位采集模块、ZigBee通信模块以及声光报警模块；
所述管理单元包括远端控制MCU模块、时钟振荡模块、显示模块、ZigBee通信模块及远端报警模块；
所述液位采集模块采集线槽冷凝水液位数据，通过采集控制MCU模块将当前液位数据与液位阈值进行比对，当超出阈值范围时触发声光报警模块连接引脚的低电平置位，并驱动ZigBee通信模块发送异常空调编码至管理单元；
所述管理单元接收异常空调编码数据后，解码后通过远端控制MCU模块对远端报警模块连接引脚置位低电平，并驱动显示模块显示异常空调编号。
优选地，所述前端采集单元的电路结构如下：
采集控制MCU模块的STC89C52芯片的XTAL1、XTAL2引脚连接时钟振荡模块，所述时钟振荡模块由2个30uF的电容以及12MHz的晶振构成，为STC89C52芯片提供振荡信号；STC89C52芯片的RST引脚连接复位模块，所述复位模块由1个30uF的电容、10K的电阻以及5V电源构成；STC89C52芯片的EA引脚连接5V电源，为装置提供工作电源；STC89C52芯片的P0.0-P0.7接口连接液位检测模块，所述液位检测模块由一组0-1KΩ的可变电阻、比较电路以及ADC0809模数转换器构成；STC89C52芯片的P2.2-P2.4接口连接ZigBee通信模块；STC89C52芯片的P1.0接口连接声光报警模块，所述声光报警模块由蜂鸣器、发光二极管以及2个50Ω的电阻构成。
优选地，所述管理单元的电路结构具体如下：
远端控制MCU模块的STC89C52芯片的XTAL1、XTAL2引脚连接时钟振荡模块，所述时钟振荡模块由2个30uF的电容以及12MHz的晶振构成，为STC89C52芯片提供振荡信号；STC89C52芯片的RST引脚连接复位模块，所述复位模块由1个30uF的电容、10K的电阻以及5V电源构成；STC89C52芯片的EA引脚连接5V电源，为装置提供工作电源；STC89C52芯片的P1.0-P1.3接口连接ZigBee通信模块；STC89C52芯片的P2.0接口连接远端报警模块，所述远端报警模块由蜂鸣器、发光二极管以及2个50Ω的电阻构成；STC89C52芯片的P2.1-P2.7接口连接显示模块。
优选地，所述采集控制MCU模块在初始化时，将声光报警模块连接引脚置位高电平，同时远端控制MCU模块的远端报警模块连接引脚置位高电平。
优选地，所述液位检测模块的可变电阻根据液面变化而发生对应变化，ADC0809模数转换器采集对应电阻的电压值，采集液面位置数据。
优选地，所述采集控制MCU模块在将当前液位数据与液位阈值进行比对前，需8位数字信号转换为十进制数字。
本发明还提供了一种利用所述装置实现的通信机房空调漏水分布式监测及联动报警方法，所述方法包括以下操作：
装置初始化，前端采集单元进行空调设备编码；
启动液位采集模块，进行机房线槽空调冷凝水液位数据采集，将采集控制MCU模块的声光报警模块连接引脚置位高电平，同时远端控制MCU模块的远端报警模块连接引脚置位高电平；
采集控制MCU模块将采集的液位数据与液位阈值进行比对；
当超出阈值范围时，触发采集控制MCU模块的声光报警模块连接引脚的低电平置位，触发声光报警，并驱动ZigBee通信模块发送异常空调编码；
管理单元接收异常空调编码数据后，解码后通过远端控制MCU模块对远端报警模块连接引脚置位低电平，触发声光报警，并驱动显示模块显示异常空调编号。
发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
与现有技术相比，本发明通过数字电路与模拟电路相结合的方式，形成对通信机房空调冷凝水漏水液位数据的准确采集，以8路模数转换的方式精确计算液面位置数据，并在发生异常时，能够将异常空调的编码信息以ZigBee通信方式自动发送，在远端展示异常空调信息，实现快速、准确定位异常空调所在位置。
本发明中的液位采集模块的可变电阻可进行阻值大小调整，实现不同采集精度的调整，解决不同环境、不同位置的监测要求；
本发明可进行多个ZigBee信号接入，实现多设备、多机房的联动数据通信，提高机房的整体运维效率，降低因为异常处理不及时而引起的通信机房设备及数据安全风险；
本发明具有前端采集单元和管理单元两个报警模块，当发生异常时同时进行报警，在提醒运维人员快速到位进行处理，同时减少运维人员的资源消耗，提高机房运维效率；
本发明通过MCU分级控制，将采集与数据处理通过两级处理器分别控制，降低了装置的数据通道占有率，避免了数据量过大而引起的装置故障率及错误率，降低了装置误报或者故障引起的机房安全风险概率。
附图说明
图1为本发明实施例中所提供的一种通信机房空调漏水分布式监测及联动报警装置原理图
图2为本发明实施例中所提供的一种通信机房空调漏水分布式监测及联动报警装置电路结构图；
图3为本发明实施例中所提供的一种通信机房空调漏水分布式监测及联动报警方法流程图。
具体实施方式
为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
下面结合附图对本发明实施例所提供的一种通信机房空调漏水分布式监测及联动报警装置及方法进行详细说明。
如图1、2所示，本发明实施例公开了一种通信机房空调漏水分布式监测及联动报警装置，所述装置包括：
前端采集单元和管理单元；
所述前端采集单元安装于通信机房空调排水线槽，包括采集控制MCU模块、时钟振荡模块、液位采集模块、ZigBee通信模块以及声光报警模块；
所述管理单元包括远端控制MCU模块、时钟振荡模块、显示模块、ZigBee通信模块及远端报警模块；
所述液位采集模块采集线槽冷凝水液位数据，通过采集控制MCU模块将当前液位数据与液位阈值进行比对，当超出阈值范围时触发声光报警模块连接引脚的低电平置位，并驱动ZigBee通信模块发送异常空调编码至管理单元；
所述管理单元接收异常空调编码数据后，解码后通过远端控制MCU模块对远端报警模块连接引脚置位低电平，并驱动显示模块显示异常空调编号。
本发明实施例采用分布式监测方式，设置前端采集单元和管理单元，前端采集单元安装于通信机房空调排水线槽，对空调冷凝水漏水情况进行监测，采集冷凝水液位数据，当液面超过阈值设定时，通过ZigBee通信方式将异常空调编号发送至远程的管理单元，管理单元接收到异常空调编号后，进行解码，且对异常空调信息进行展示，前端采集单元和管理单元分别设置报警器，运维人员可根据显示的异常空调信息，直接定位到异常空调位置，从而实现快速知悉异常信息并准确判定异常空调位置。
所述前端采集单元包括采集控制MCU模块、时钟振荡模块、液位采集模块、ZigBee通信模块以及声光报警模块。所述管理单元包括远端控制MCU模块、时钟振荡模块、ZigBee通信模块及远端报警模块。
所述采集控制MCU模块采用STC89C52芯片，用于前端采集单元的整体数据处理及指令控制，前端采集单元的时钟振荡模块由12MHz的HC-49S石英晶振构成，为前端采集单元的STC89C52芯片提供振荡频率信号。所述远端控制MCU模块采用STC89C52芯片，用于管理单元的整体数据处理及指令控制，管理单元的时钟振荡模块由12MHz的HC-49S石英晶振构成，为管理单元的STC89C52芯片提供振荡频率信号。
所述ZigBee通信模块用于前端采集单元和管理单元之间的数据通信，由前端采集单元的ZigBee通信模块将处理后的数据发送至管理单元的ZigBee通信模块，将数据发送至远端控制MCU模块。
液位采集模块由可变电阻器、比较电路以及AD模数转换器构成，用于对点滴管液面位置进行检测。
所述声光报警模块以及远端报警模块均由LED、蜂鸣器以及分压电阻构成，用于对点滴管液面异常情况进行报警。
所述前端采集单元的电路结构具体如下：
采集控制MCU模块的STC89C52芯片的XTAL1、XTAL2引脚连接时钟振荡模块，所述时钟振荡模块由2个30uF的电容以及12MHz的晶振构成，为STC89C52芯片提供振荡信号；STC89C52芯片的RST引脚连接复位模块，所述复位模块由1个30uF的电容、10K的电阻以及5V电源构成；STC89C52芯片的EA引脚连接5V电源，为装置提供工作电源；STC89C52芯片的P0.0-P0.7接口连接液位检测模块，所述液位检测模块由一组0-1KΩ的可变电阻、比较电路以及ADC0809模数转换器构成；STC89C52芯片的P2.2-P2.4接口连接ZigBee通信模块；STC89C52芯片的P1.0接口连接声光报警模块，所述声光报警模块由蜂鸣器、发光二极管以及2个50Ω的电阻构成。
前端采集单元由STC89C52芯片作为处理器，通过液位检测模块进行液位数据采集，将液位数据送入P0.0-P0.7接口，由STC89C52芯片进行计算，判断液位数据是否超过阈值，根据计算结果判定采集数据是否异常，若异常则对P1.0进行低电平置位，并驱动声光报警模块工作，若正常，则为高电平。在进行液位采集时，液位检测模块的模数转换器ADC0809进行可变电阻电位数据的模数转换，可变电阻以及比较电路用于点滴管内液面位置数据采集，当液面发生变化时，可变电阻值发生对应变化，ADC0809采集对应电阻的电压值，进行数字信号转换，并发送至STC89C52芯片进行计算。
所述管理单元的电路结构具体如下：
远端控制MCU模块的STC89C52芯片的XTAL1、XTAL2引脚连接时钟振荡模块，所述时钟振荡模块由2个30uF的电容以及12MHz的晶振构成，为STC89C52芯片提供振荡信号；STC89C52芯片的RST引脚连接复位模块，所述复位模块由1个30uF的电容、10K的电阻以及5V电源构成；STC89C52芯片的EA引脚连接5V电源，为装置提供工作电源；STC89C52芯片的P1.0-P1.3接口连接ZigBee通信模块；STC89C52芯片的P2.0接口连接远端报警模块，所述远端报警模块由蜂鸣器、发光二极管以及2个50Ω的电阻构成；STC89C52芯片的P2.1-P2.7接口连接显示模块。
管理单元由STC89C52芯片作为处理器，接收前端采集单元发送的数据，并对接收数据进行逻辑计算，对P2.0进行电平置位。当接收异常数据后，驱动P2.0接口工作状态，同时将数据发送至P2.1-P2.7接口，由显示模块接收数据并进行数据显示。
本装置在加电后开始初始化，同时前端采集单元对空调设备进行编码。初始化完成后由前端采集单元的采集控制MCU模块向液位采集模块发送启动指令，进行机房线槽空调冷凝水液位数据采集，同时将采集控制MCU模块的P1.0接口置位为高电平1，同时管理单元的远端控制MCU模块将P2.0接口置位为高电平1。液位采集模块完成液位数据采集后，进行模数转换，推送采集控制MCU模块进行逻辑运算，将8位数字信号转换为十进制数字，通过与设置的十进制阈值进行数据比较，判定实际液面是否超出阈值范围。若没有超过阈值，则循环采集，若超过阈值，则由采集控制MCU模块控制P2.2-P2.4接口启动ZigBee通信模块，将对应异常空调编码进行发送，同时启动前端采集单元的报警模块进行声光报警。管理单元的ZigBee通信模块接收前端采集单元的ZigBee数据，并发送至远端控制MCU模块进行解码，将解码后的异常空调编号通过LED显示屏进行展示，同时对远端控制MCU模块的P2.0接口进行置位为低电平0，并启动远端报警模块，控制P2.1-P2.7接口电平状态，驱动显示模块显示异常空调设备编号信息。
如图3所示，本发明实施例还公开了一种利用所述装置实现的通信机房空调漏水分布式监测及联动报警方法，所述方法包括以下操作：
装置初始化，前端采集单元进行空调设备编码；
启动液位采集模块，进行机房线槽空调冷凝水液位数据采集，将采集控制MCU模块的声光报警模块连接引脚置位高电平，同时远端控制MCU模块的远端报警模块连接引脚置位高电平；
采集控制MCU模块将采集的液位数据与液位阈值进行比对；
当超出阈值范围时，触发采集控制MCU模块的声光报警模块连接引脚的低电平置位，触发声光报警，并驱动ZigBee通信模块发送异常空调编码；
管理单元接收异常空调编码数据后，解码后通过远端控制MCU模块对远端报警模块连接引脚置位低电平，触发声光报警，并驱动显示模块显示异常空调编号。
在加电后开始初始化，同时前端采集单元对空调设备进行编码。初始化完成后由前端采集单元的采集控制MCU模块向液位采集模块发送启动指令，进行机房线槽空调冷凝水液位数据采集，同时将采集控制MCU模块的P1.0接口置位为高电平1，同时管理单元的远端控制MCU模块将P2.0接口置位为高电平1。液位采集模块完成液位数据采集后，进行模数转换，推送采集控制MCU模块进行逻辑运算，将8位数字信号转换为十进制数字，通过与设置的十进制阈值进行数据比较，判定实际液面是否超出阈值范围。若没有超过阈值，则循环采集，若超过阈值，则由采集控制MCU模块控制P2.2-P2.4接口启动ZigBee通信模块，将对应异常空调编码进行发送，同时启动前端采集单元的报警模块进行声光报警。管理单元的ZigBee通信模块接收前端采集单元的ZigBee数据，并发送至远端控制MCU模块进行解码，将解码后的异常空调编号通过LED显示屏进行展示，同时对远端控制MCU模块的P2.0接口进行置位为低电平0，并启动远端报警模块，控制P2.1-P2.7接口电平状态，驱动显示模块显示异常空调设备编号信息。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种通信机房空调漏水分布式监测及联动报警装置，其特征在于，所述装置包括：
前端采集单元和管理单元；
所述前端采集单元安装于通信机房空调排水线槽，包括采集控制MCU模块、时钟振荡模块、液位采集模块、ZigBee通信模块以及声光报警模块；
所述管理单元包括远端控制MCU模块、时钟振荡模块、显示模块、ZigBee通信模块及远端报警模块；
所述液位采集模块采集线槽冷凝水液位数据，通过采集控制MCU模块将当前液位数据与液位阈值进行比对，当超出阈值范围时触发声光报警模块连接引脚的低电平置位，并驱动ZigBee通信模块发送异常空调编码至管理单元；
所述管理单元接收异常空调编码数据后，解码后通过远端控制MCU模块对远端报警模块连接引脚置位低电平，并驱动显示模块显示异常空调编号。
2.根据权利要求1所述的一种通信机房空调漏水分布式监测及联动报警装置，其特征在于，所述前端采集单元的电路结构如下：
采集控制MCU模块的STC89C52芯片的XTAL1、XTAL2引脚连接时钟振荡模块，所述时钟振荡模块由2个30uF的电容以及12MHz的晶振构成，为STC89C52芯片提供振荡信号；STC89C52芯片的RST引脚连接复位模块，所述复位模块由1个30uF的电容、10K的电阻以及5V电源构成；STC89C52芯片的EA引脚连接5V电源，为装置提供工作电源；STC89C52芯片的P0.0-P0.7接口连接液位检测模块，所述液位检测模块由一组0-1KΩ的可变电阻、比较电路以及ADC0809模数转换器构成；STC89C52芯片的P2.2-P2.4接口连接ZigBee通信模块；STC89C52芯片的P1.0接口连接声光报警模块，所述声光报警模块由蜂鸣器、发光二极管以及2个50Ω的电阻构成。
3.根据权利要求1所述的一种通信机房空调漏水分布式监测及联动报警装置，其特征在于，所述管理单元的电路结构具体如下：
远端控制MCU模块的STC89C52芯片的XTAL1、XTAL2引脚连接时钟振荡模块，所述时钟振荡模块由2个30uF的电容以及12MHz的晶振构成，为STC89C52芯片提供振荡信号；STC89C52芯片的RST引脚连接复位模块，所述复位模块由1个30uF的电容、10K的电阻以及5V电源构成；STC89C52芯片的EA引脚连接5V电源，为装置提供工作电源；STC89C52芯片的P1.0-P1.3接口连接ZigBee通信模块；STC89C52芯片的P2.0接口连接远端报警模块，所述远端报警模块由蜂鸣器、发光二极管以及2个50Ω的电阻构成；STC89C52芯片的P2.1-P2.7接口连接显示模块。
4.根据权利要求1所述的一种通信机房空调漏水分布式监测及联动报警装置，其特征在于，所述采集控制MCU模块在初始化时，将声光报警模块连接引脚置位高电平，同时远端控制MCU模块的远端报警模块连接引脚置位高电平。
5.根据权利要求2所述的一种通信机房空调漏水分布式监测及联动报警装置，其特征在于，所述液位检测模块的可变电阻根据液面变化而发生对应变化，ADC0809模数转换器采集对应电阻的电压值，采集液面位置数据。
6.根据权利要求1所述的一种通信机房空调漏水分布式监测及联动报警装置，其特征在于，所述采集控制MCU模块在将当前液位数据与液位阈值进行比对前，需8位数字信号转换为十进制数字。
7.一种利用权利要求1-6任意一项所述装置实现的通信机房空调漏水分布式监测及联动报警方法，其特征在于，所述方法包括以下操作：
装置初始化，前端采集单元进行空调设备编码；
启动液位采集模块，进行机房线槽空调冷凝水液位数据采集，将采集控制MCU模块的声光报警模块连接引脚置位高电平，同时远端控制MCU模块的远端报警模块连接引脚置位高电平；
采集控制MCU模块将采集的液位数据与液位阈值进行比对；
当超出阈值范围时，触发采集控制MCU模块的声光报警模块连接引脚的低电平置位，触发声光报警，并驱动ZigBee通信模块发送异常空调编码；
管理单元接收异常空调编码数据后，解码后通过远端控制MCU模块对远端报警模块连接引脚置位低电平，触发声光报警，并驱动显示模块显示异常空调编号。
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