CN115002664A

CN115002664A - 一种基于uwb的数据中心机柜管理系统

Info

Publication number: CN115002664A
Application number: CN202210713221.8A
Authority: CN
Inventors: 陈斌斌; 苏天翔; 张倩; 徐聪
Original assignee: CETC 52 Research Institute
Current assignee: CETC 52 Research Institute
Priority date: 2022-06-22
Filing date: 2022-06-22
Publication date: 2022-09-02

Abstract

本发明公开了一种基于UWB的数据中心机柜管理系统，用于根据用户携带的UWB终端设备控制数据中心机柜的柜门状态，包括安装在数据中心机柜中的机柜单元子模块，以及与机柜单元子模块一对多连接的机柜管理控制平台，机柜单元子模块包括门锁模块、从UWB基站和从通信控制单元。本发明利用UWB的技术特点，将UWB接收端部署在机柜上，用户携带授权的UWB终端设备，在靠近授权可以访问的机柜时，系统判断用户的距离与数据中心机柜足够近，则判断用户要开启机柜门。本发明的基于UWB的数据中心机柜管理系统，安全性高，且实现无接触开门。

Description

一种基于UWB的数据中心机柜管理系统

技术领域

本发明属于机柜管理技术领域，具体涉及一种基于UWB的数据中心机柜管理系统。

背景技术

微模块数据中心作为一种集成式数据中心，将传统机房中的机架、空调、消防、布线、配电、监控、照明灯系统集成为一体化产品，充分发挥了模块化设计的优势，可以实现系统的快速灵活部署，具有成本低、建设周期段的特点。

现有数据中心内机柜门锁通常采用物理钥匙、数字密码、RFID射频等方式。随着技术朝便捷自动化方法的不断发展，现有技术中RFID射频的方式使用较多。但是RFID是基于RFID射频作为身份识别的技术载体，需要将RFID设备与接收器靠近，触发RFID识别，再通过识别身份内容判断是否认证通过。因此现有的基于RFID射频控制数据中心机柜门锁的方式存在不足：其一、RFID是可以被复制的，存在一定的安全隐患；其二、RFID设备必须与接收器手动靠近，才能触发RFID识别，类似手持卡片或设备进行刷卡的动作，用户使用不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于UWB的数据中心机柜管理系统，安全性高，且实现无接触开门。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种基于UWB的数据中心机柜管理系统，用于根据用户携带的UWB终端设备控制数据中心机柜的柜门状态，所述基于UWB的数据中心机柜管理系统包括安装在数据中心机柜中的机柜单元子模块，以及与所述机柜单元子模块一对多连接的机柜管理控制平台，所述机柜单元子模块包括门锁模块、从UWB基站和从通信控制单元，其中：

所述从UWB基站，用于接收UWB终端设备发生的UWB波，将接收的UWB波发送至所述从通信控制单元，并用于根据所述从通信控制单元的控制与所述机柜管理控制平台通信；

所述从通信控制单元，用于根据UWB波判断用户与数据中心机柜的距离作为用户距离，若数据中心机柜的柜门为关闭状态且所述用户距离小于或等于距离阈值则通过从UWB基站向机柜管理控制平台发送开门请求，并在收到机柜管理控制平台反馈的开门许可后向门锁模块发送开锁指令，若数据中心机柜的柜门为开启状态且所述用户距离大于距离阈值则向所述门锁模块发送关锁指令；

所述门锁模块，用于根据所述从通信控制单元发送的开锁指令或关锁指令执行开锁动作或关锁动作以切换数据中心机柜的柜门开关状态。

以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。

作为优选，所述从UWB基站包括从UWB天线模块，所述从UWB天线模块包括天线A和天线B，所述从通信控制单元根据UWB波判断用户与数据中心机柜的距离作为用户距离，执行如下操作：

所述从通信控制单元根据天线A和天线B接收UWB终端设备同时发生的UWB波的时间差计算用户与数据中心机柜的距离。

作为优选，所述机柜管理控制平台包括用户管理模块、UWB设备管理模块、主UWB基站和主通信控制单元，其中：

所述用户管理模块，用于对用户的信息进行管理；

所述UWB设备管理模块，用于对所述机柜单元子模块中的从UWB基站以及用户携带的UWB终端设备进行管理；

所述主UWB基站，用于与所述机柜单元子模块中的从UWB基站进行信息交互，并将交互信息转发至所述主通信控制单元；

所述主通信控制单元，用于根据接收的交互信息进行信息认证，并基于信息认证的结果通过主UWB基站向机柜单元子模块反馈开门许可或拒绝开门。

作为优选，所述用户管理模块用于对用户的信息进行管理，包括执行用户新增操作、用户授权操作、以及用户删除操作，所述用户授权操作为设置用户对数据中心机柜的操作权限。

作为优选，所述UWB设备管理模块，对所述机柜单元子模块中的从UWB基站以及用户携带的UWB终端设备进行管理，执行如下操作：

设置从UWB基站的入网；

或者，对从UWB基站以及其所在的机柜单元子模块进行绑定；

或者，对用户以及其所携带的UWB终端设备进行绑定。

作为优选，所述从通信控制单元，在数据中心机柜的柜门为关闭状态且所述用户距离小于或等于距离阈值则通过从UWB基站向所述机柜管理控制平台发送开门请求，在收到机柜管理控制平台反馈的开门许可后向门锁模块发送开锁指令，执行如下操作：

判断数据中心机柜的柜门为关闭状态且所述用户距离小于或等于距离阈值时，通过从UWB基站向机柜管理控制平台的主通信控制单元发送开门请求，所述开门请求包括UWB终端设备的信息和对应的机柜单元子模块的信息；

接收所述主通信控制单元通过主UWB基站返回的请求结果，若请求结果为开门许可，则向所述门锁模块发送开锁指令；若请求结果为拒绝开门，则不向所述门锁模块发送开锁指令，所述开门请求用于主通信控制单元进行信息认证，若信息认证通过则返回开门许可，若信息认证不通过则返回拒绝开门。

作为优选，所述主通信控制单元，根据接收的开门请求进行信息认证，执行如下操作：

根据UWB终端设备的信息从所述UWB设备管理模块查找与该UWB终端设备绑定的用户的信息，若查找失败则返回拒绝开门；

若查找成功则根据查找到的用户的信息从用户管理模块获取该用户被授权的操作权限，根据获取的用户的操作权限以及开门请求中的机柜单元子模块的信息判断用户是否具有操作该机柜单元子模块的权限，若无操作该机柜单元子模块的权限则返回拒绝开门；若具有操作该机柜单元子模块的权限则返回开门许可。

作为优选，所述机柜单元子模块为一个或多个，每个数据中心机柜中安装有一个机柜单元子模块；所述机柜管理控制平台为一个，所述机柜管理控制平台管理控制所有机柜单元子模块。

本发明提供的一种基于UWB的数据中心机柜管理系统，利用UWB的技术特点，将UWB接收端部署在机柜上，用户携带授权的UWB终端设备(该UWB终端设备可以是：支持UWB的手表、手机、卡、其他物件)，在靠近授权可以访问的机柜时，系统判断用户的距离与数据中心机柜足够近(通过UWB的波进行距离定位)，则判断用户要开启机柜门。因此，系统自动解锁机柜锁装置，用户可以直接开启机柜门进行作业。再完成作业后，用户自行离开，当用户的距离超过与机柜一定距离后，系统判定用户离场，进行锁门操作。

附图说明

图1为本发明的基于UWB的数据中心机柜管理系统的结构示意图；

图2为本发明从UWB基站中从UWB天线模块的结构示意图。

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他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是在于限制本发明。

为了克服现有技术中数据中心机柜柜门控制存在安全性低，开关门繁琐的问题，本实施例提供一种基于UWB的数据中心机柜管理系统，采用UWB作为技术载体，利用UWB可以进行高精度距离定位方式来实现数据中心机柜管理系统，具体用于根据用户携带的UWB终端设备控制数据中心机柜的柜门状态，实现安全、简单的开锁关锁流程。

如图1所示，本实施例的基于UWB的数据中心机柜管理系统，包括机柜单元子模块S1和机柜管理控制平台S0。机柜单元子模块S1和机柜管理控制平台S0之间相互配合完成开锁、关锁操作。

其中的机柜单元子模块S1安装在数据中心机柜中，通常机柜管理控制平台S0与机柜单元子模块S1一对多连接，即机柜单元子模块S1为多个，每个数据中心机柜中安装有一个机柜单元子模块S1，机柜管理控制平台S0为一个，机柜管理控制平台S0管理控制所有机柜单元子模块。

机柜管理控制平台S0与机柜单元子模块S1一对多连接的方式可实现对数据中心机柜的批量化管理，节省资源。当然在其他实施例中，可以根据实际布置场景选择机柜管理控制平台与机柜单元子模块一对以连接的方式。

其中机柜单元子模块S1包括门锁模块S1-4、从UWB基站和从通信控制单元S1-1，其中：

从UWB基站，用于接收UWB终端设备发生的UWB波，将接收的UWB波发送至从通信控制单元S1-1，并用于根据从通信控制单元S1-1的控制与机柜管理控制平台S0通信。

从通信控制单元S1-1，用于根据UWB波判断用户与数据中心机柜的距离作为用户距离，若数据中心机柜的柜门为关闭状态且用户距离小于或等于距离阈值则通过从UWB基站向机柜管理控制平台S0发送开门请求，并在收到机柜管理控制平台S0反馈的开门许可后向门锁模块S1-4发送开锁指令，若数据中心机柜的柜门为开启状态且用户距离大于距离阈值则向门锁模块S1-4发送关锁指令。

门锁模块S1-4，用于根据从通信控制单元S1-1发送的开锁指令或关锁指令执行开锁动作或关锁动作以切换数据中心机柜的柜门开关状态。

本实施例通过机柜单元子模块S1直接根据用户距离切换柜门开关状态，其交互判断方式安全性高，并且大大简化用户开关锁操作，显著提升智能性和便利性。并且通过机柜管理控制平台S0统一实现对机柜单元子模块S1的接入管理，以及控制机柜单元子模块S1的开锁操作，安全性高，可拓展性强。

为了实现基于单个机柜单元子模块S1即可实现对UWB终端设备的距离计算，如图2所示，本实施例中的从UWB基站包括从UWB天线模块S1-2，当然也包含了从UWB设备S1-3，从UWB天线模块S1-2包括天线A和天线B，因此从通信控制单元S1-1根据天线A和天线B接收UWB终端设备同时发生的UWB波的时间差计算用户与数据中心机柜的距离。

在一个实施例中，机柜管理控制平台S0包括用户管理模块S0-1、UWB设备管理模块S0-2、主UWB基站和主通信控制单元S0-5，其中：

用户管理模块S0-1，用于对用户的信息进行管理。具体包括执行用户新增操作、用户授权操作、以及用户删除操作，其中用户授权操作为设置用户对数据中心机柜的操作权限。

UWB设备管理模块S0-2，用于对机柜单元子模块S1中的从UWB基站以及用户携带的UWB终端设备进行管理。具体包括设置从UWB基站的入网；对从UWB基站以及其所在的机柜单元子模块进行绑定；以及对用户以及其所携带的UWB终端设备进行绑定。

主UWB基站，用于与机柜单元子模块S1中的从UWB基站进行信息交互，并将交互信息转发至主通信控制单元S0-5。

本实施例中本实施例中的主UWB基站包括主UWB天线模块S0-4和主UWB设备S0-3，并且通常设置主UWB天线模块S0-4中包含一个天线即可。并且主UWB基站可以根据需要与用户携带的UWB终端设备进行交互。

主通信控制单元S0-5，用于根据接收的交互信息进行信息认证，并基于信息认证的结果通过主UWB基站向机柜单元子模块S1反馈开门许可或拒绝开门。容易理解的是，主通信控制单元S0-5为机柜管理控制平台S0中负责处理信息的模块，除了上述信息认证的任务之外，还可以设置其余功能，例如控制主UWB基站与其他UWB设备的连接。

本实施例统一通过机柜管理控制平台S0对机柜单元子模块S1发送的交互信息进行认证，可提高认证可靠性，避免认证过程被篡改影响。

因此机柜单元子模块S1仅需通过与机柜管理控制平台S0的交互控制数据中心机柜是否开门即可，这可显著降低对边缘设备(机柜单元子模块S1)算力的要求，降低部署成本。

具体的，机柜单元子模块S1的从通信控制单元S1-1判断数据中心机柜的柜门为关闭状态且用户距离小于或等于距离阈值时，通过从UWB基站向机柜管理控制平台S0的主通信控制单元S0-5发送开门请求，开门请求包括UWB终端设备的信息和对应的机柜单元子模块的信息。

并且接收主通信控制单元S0-5通过主UWB基站返回的请求结果，若请求结果为开门许可，则向门锁模块S1-4发送开锁指令；若请求结果为拒绝开门，则不向门锁模块S1-4发送开锁指令，开门请求用于主通信控制单元S0-5进行信息认证，若信息认证通过则返回开门许可，若信息认证不通过则返回拒绝开门。

通常设备自身带有UUID，因此在一个实施例中，为了提高设备认证速度，本实施例通过各设备的UUID进行信息认证。因此开门请求中的UWB终端设备的信息可以认为是UWB终端设备的UUID，对应的需要开门操作的机柜单元子模块S1的信息可以是机柜单元子模块S1的UUID，也可以是安装在机柜单元子模块S1中的从UWB基站的UUID，实际应用中常选择从UWB基站的UUID应用，因此本实施例以从UWB基站的UUID为例进行认证说明，在机柜管理控制平台S0中预先存储各设备的UUID。

主通信控制单元根据接收的开门请求进行信息认证，具体执行如下操作：

根据UWB终端设备的UUID从UWB设备管理模块查找与该UWB终端设备绑定的用户的信息，若查找失败则返回拒绝开门；同时根据从UWB基站的UUID查找与该从UWB基站绑定的机柜单元子模块的UUID。

若查找成功则根据查找到的用户的信息从用户管理模块获取该用户被授权的操作权限，根据获取的用户的操作权限以及机柜单元子模块的UUID判断用户是否具有操作该机柜单元子模块的权限，若无操作该机柜单元子模块的权限则返回拒绝开门；若具有操作该机柜单元子模块的权限则返回开门许可。

本实施例从用户授权、设备ID等多个角度对开门请求进行认证，提高开门安全性。

具体的，本实施例的基于UWB的数据中心机柜管理系统的一种工作流程如下所述：

1)用户在用户管理模块S0-1上进行注册以及设置操作权限，并通过UWB设备管理模块S0-2与UWB终端设备进行绑定。

2)用户携带授权的UWB终端设备靠近机柜时，从UWB天线模块S1-2通过天线A与天线B发送UWB波至UWB终端设备，根据UWB终端设备反馈的信息的时间差，来判断用户的距离。

3)当UWB终端设备与机柜单元子模块S1的距离小于距离阈值时，从通信控制单元S1-1判断用户接近至要开机柜门的阈值，向机柜管理控制平台S0发送开门请求，该开门请求包含：UWB终端设备的信息与机柜单元子模块S1的信息。

4)主通信控制单元S0-5通过主UWB基站接收到开门请求后进行判断，如果用户的授权与在S0-1用户信息、S0-2上UWB的信息一致，则反馈机柜单元子模块S1进行开门动作；若信息不一致，则不反馈。

5)当UWB终端设备远离至距离阈值外，机柜单元子模块S1进行关门操作。

相对于现有接技术中采用的物理钥匙、RFID卡的方式，最为接近的属于RFID的方式，RFID卡存在可复制性且RFID属于接触性，本发明无需人、物进行接触，仅靠近到一定距离即可触发开门认证，流程简单智能。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种基于UWB的数据中心机柜管理系统，用于根据用户携带的UWB终端设备控制数据中心机柜的柜门状态，其特征在于，所述基于UWB的数据中心机柜管理系统包括安装在数据中心机柜中的机柜单元子模块，以及与所述机柜单元子模块一对多连接的机柜管理控制平台，所述机柜单元子模块包括门锁模块、从UWB基站和从通信控制单元，其中：

2.如权利要求1所述的基于UWB的数据中心机柜管理系统，其特征在于，所述从UWB基站包括从UWB天线模块，所述从UWB天线模块包括天线A和天线B，所述从通信控制单元根据UWB波判断用户与数据中心机柜的距离作为用户距离，执行如下操作：

3.如权利要求1所述的基于UWB的数据中心机柜管理系统，其特征在于，所述机柜管理控制平台包括用户管理模块、UWB设备管理模块、主UWB基站和主通信控制单元，其中：

所述用户管理模块，用于对用户的信息进行管理；

4.如权利要求3所述的基于UWB的数据中心机柜管理系统，其特征在于，所述用户管理模块用于对用户的信息进行管理，包括执行用户新增操作、用户授权操作、以及用户删除操作，所述用户授权操作为设置用户对数据中心机柜的操作权限。

5.如权利要求3所述的基于UWB的数据中心机柜管理系统，其特征在于，所述UWB设备管理模块，对所述机柜单元子模块中的从UWB基站以及用户携带的UWB终端设备进行管理，执行如下操作：

设置从UWB基站的入网；

或者，对从UWB基站以及其所在的机柜单元子模块进行绑定；

或者，对用户以及其所携带的UWB终端设备进行绑定。

6.如权利要求3所述的基于UWB的数据中心机柜管理系统，其特征在于，所述从通信控制单元，在数据中心机柜的柜门为关闭状态且所述用户距离小于或等于距离阈值则通过从UWB基站向所述机柜管理控制平台发送开门请求，在收到机柜管理控制平台反馈的开门许可后向门锁模块发送开锁指令，执行如下操作：

7.如权利要求6所述的基于UWB的数据中心机柜管理系统，其特征在于，所述主通信控制单元，根据接收的开门请求进行信息认证，执行如下操作：

8.如权利要求1所述的基于UWB的数据中心机柜管理系统，其特征在于，所述机柜单元子模块为一个或多个，每个数据中心机柜中安装有一个机柜单元子模块；所述机柜管理控制平台为一个，所述机柜管理控制平台管理控制所有机柜单元子模块。