CN113960950A - 一种动力环境监测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种动力环境监测系统，包括主控制器、电流数据采集电路、开关通断信号采集电路、烟雾传感器、温湿度传感器、导线温度采集电路和数据接口；本发明以主控制器为控制核心，配备温湿度传感器和烟雾传感器采集机房环境中的温湿度和烟雾粉尘，确保机房环境发生变化时能第一时间进行感知；同时配备电流数据采集电路、开关通断信号采集电路和导线温度采集电路采集机房线路中的电流数据、开关量数据和导线温度数据；本发明可以采集机房内部的大部分环境数据和电气使用情况数据，采集的数据能够确保机房的安全性。

Description

一种动力环境监测系统
技术领域
本发明涉及机房监控技术领域，具体是一种动力环境监测系统。
背景技术
随着信息技术的发展和科学技术的进步，对机房动力设备和环境的管理要求更加科学化、规范化，从减员增效的角度出发，要求机房实现少人、无人值守。为满足动力维护集中监控、集中维护、集中管理，减轻维护强度以及提高维护质量的要求，必须以机房中高压配电设备、低压配电设备、开关电源、UPS等众多通信电源设备以及机房空调、环境的实时信息为基础进行监控。因此对机房动力环境信息的采集尤为重要。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种动力环境监测系统，能够采集。
本发明的一种动力环境监测系统，包括主控制器、电流数据采集电路、开关通断信号采集电路、烟雾传感器、温湿度传感器、导线温度采集电路和数据接口；
电流数据采集电路包括互感器和整流器，互感器设置在目标电缆上，互感器的输出端与整流器的输入端连接，整流器的输出端与主控制器连接；
开关通断信号采集电路包括三路光耦合器，三根火线分别与三路光耦合器的输入阴极端连接，零线与三路光耦合器的输入阳极端连接；三路光耦合器的输出端与主控制器连接；
导线温度采集电路包括温度开关，温度开关设置在目标线缆上且与主控制器连接；
烟雾传感器、温度传感器和数据接口与主控制器连接。
进一步地，所述主控器采用STM32F103C8T6单片机，所述主控制器的IO口上设有多路指示灯，所述主控制器通过三极管放大信号控制指示灯。
进一步地，所述温湿度传感器通过总线收发器与所述STM32单片机连接。
进一步地，所述数据接口为RS485接口，RS485接口包括485收发器，485收发器与所述STM32单片机通过UART串行接口连接。
进一步地，所述温度开关的两个引脚一端接入低电平，另一端与所述STM32单片机的IO口连接。
本发明的有益效果是：本发明的一种动力环境监测系统，以主控制器为控制核心，配备温湿度传感器和烟雾传感器采集机房环境中的温湿度和烟雾粉尘，确保机房环境发生变化时能第一时间进行感知；同时配备电流数据采集电路、开关通断信号采集电路和导线温度采集电路采集机房线路中的电流数据、开关量数据和导线温度数据；本发明可以采集机房内部的大部分环境数据和电气使用情况数据，采集的数据能够确保机房的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的主控制器的电路图；
图3为本发明的电流数据采集电路的电路图；
图4为本发明的开关通断信号采集电路的电路图；
图5为本发明的温湿度传感器连接所需的数据总线的电路图；
图6为本发明的数据接口的电路图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。如图1-图6所示：本实施例的一种动力环境监测系统，包括主控制器、电流数据采集电路、开关通断信号采集电路、烟雾传感器、温湿度传感器、导线温度采集电路和数据接口；
其中，主控制器采用ARMCortex-M3架构的32位处理器STM32F103C8T6，最大主频是72MHz，具有采集速度快，抗干扰能力强、接口丰富、信息采集方式智能化、信息内容全面化、采集结果实时性好、可靠度高的优点。解决了现有技术成本高、反应速度慢、精度低、内容不全面等问题。
主控制器的IO口上设有多路指示灯，主控制器通过三极管放大信号控制指示灯。具体地，三极管的基极串接电阻后连接至主控制器的IO口，三极管的发射极接地，集电极串接电阻后与指示灯(LED)的阴极连接，指示灯的阳极外接电源，利用主控制器的IO口的高电平或者低电平控制三极管的通断，从而控制指示灯的亮灭。
温湿度传感器采用STH11来采集环境的温度和湿度，通过IIC总线接口将温湿度数据传输到主控制芯片中的变量中，IIC总线通过总线收发器TJA1040实现。
烟雾信号通过传感器QM-2来实现。QM-2采用5V电源供电，可将烟雾浓度转成为对应的模拟电压信号，主控制芯片的A/D采集引脚将QM-2的模拟电压信号转换成数字信号存储在主控制芯片的变量中。
电流数据采集电路包括互感器和整流器，互感器设置在目标电缆上，互感器的输出端与整流器的输入端连接，整流器的输出端与主控制器连接；电流数据的采集采用精密电流互感器将大电流信号转换为小电流信号，并通过整流电路(MB6S)转换为直流电压信号。通过主控制器的带有A/D采集功能的引脚将模拟电压信号转换成数字信号保存在主控制器的变量中。本实施例中，系统可提供4路电流信号采集接口。
开关通断信号采集电路包括三路光耦合器，三根火线分别与三路光耦合器的输入阴极端连接，零线与三路光耦合器的输入阳极端连接；三路光耦合器的输出端与主控制器连接；
开关通断信号采集电路采用双向光电耦合器P620来实现隔离信号的采集。通过将开关下端的电压信号通过限流电阻和滤波电路接到光电耦合器P620的输入引脚上，光电耦合器的另一个输入引脚接到零线N上。如果开关下端带电，P620输入端会有电流通过，同时D620输出端输出信号，主控制芯片采集P620输出的信号，并将信号保存在内部变量中。
导线温度采集电路包括温度开关，温度开关设置在目标线缆上且与主控制器连接；导线的温度采集功能通过采用80℃温度开关来完成。温度开关的两个引脚一端接到低电平，另一端与主控制芯片的引脚连接，如果温度高于80℃，温度开关导通从而把主控芯片引脚电平拉低，主控芯片通过判断引脚电平的高低来感知温度的高低。
数据接口为RS485接口，RS485接口包括485收发器，485收发器与STM32单片机通过UART串行接口连接。主控芯片采用集成的串行接口UART来完成通讯的功能。主控芯片的UART串行接口通过RS485收发器SN75BL184将TTC电平信号转换成RS485信号，并采用MODBUSRTU协议完成与其它设备的数据交换。
综上所述，本发明的一种动力环境监测系统，以主控制器为控制核心，配备温湿度传感器和烟雾传感器采集机房环境中的温湿度和烟雾粉尘，确保机房环境发生变化时能第一时间进行感知；同时配备电流数据采集电路、开关通断信号采集电路和导线温度采集电路采集机房线路中的电流数据、开关量数据和导线温度数据；本发明可以采集机房内部的环境系统(泄漏、温度、湿度、气体、尘埃等)以及消防系统(烟感探测器、温感探测器等)在内的所有信息。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种动力环境监测系统，其特征在于：包括主控制器、电流数据采集电路、开关通断信号采集电路、烟雾传感器、温湿度传感器、导线温度采集电路和数据接口；
电流数据采集电路包括互感器和整流器，互感器设置在目标电缆上，互感器的输出端与整流器的输入端连接，整流器的输出端与主控制器连接；
开关通断信号采集电路包括三路光耦合器，三根火线分别与三路光耦合器的输入阴极端连接，零线与三路光耦合器的输入阳极端连接；三路光耦合器的输出端与主控制器连接；
导线温度采集电路包括温度开关，温度开关设置在目标线缆上且与主控制器连接；
烟雾传感器、温度传感器和数据接口与主控制器连接。
2.根据权利要求1所述的一种动力环境监测系统，其特征在于：所述主控器采用STM32F103C8T6单片机，所述主控制器的IO口上设有多路指示灯，所述主控制器通过三极管放大信号控制指示灯。
3.根据权利要求2所述的一种动力环境监测系统，其特征在于：所述温湿度传感器通过总线收发器与所述STM32单片机连接。
4.根据权利要求2所述的一种动力环境监测系统，其特征在于：所述数据接口为RS485接口，RS485接口包括485收发器，485收发器与所述STM32单片机通过UART串行接口连接。
5.根据权利要求2所述的一种动力环境监测系统，其特征在于：所述温度开关的两个引脚一端接入低电平，另一端与所述STM32单片机的IO口连接。
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