CN116880305B - 一种机房环境预测式监测控制系统 - Google Patents

一种机房环境预测式监测控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及空气调节技术领域，公开了一种机房环境预测式监测控制系统，将机房环境划分为多个区域，通过多个粉尘浓度采集传感器，对机房环境的各个区域进行监测，另外，本实施例不仅对当前各个监测区域的粉尘浓度实时数据进行分析，当粉尘浓度实时数据超过预设浓度大小时，进行一级预警，而且，还对各个区域是否具有预警警示进行预测，通过预测预警指标预测第i处监测区域的粉尘浓度是否存在超过预设浓度大小的可能性，若存在超过的可能性，则发出预警，提前开启工作模块进行除尘，然后，根据第i处监测区域的实时粉尘浓度，制定控制模块的控制策略。

Description

一种机房环境预测式监测控制系统
技术领域
本发明涉及空气调节技术领域，具体涉及一种机房环境预测式监测控制系统。
背景技术
机房旧时手工、丝棉织业的工作场所和生产单位的通称；现在指电脑学习室；在IT业，机房普遍指的是电信、网通、移动、双线、电力以及政府或者企业等，存放服务器的，为用户以及员工提供IT服务的地方。
机房内部空间紧凑，而且空间相对较为封闭，如果空气中粉尘较多，长时间堆积容易造成机器散热不畅，从而引发故障；所以为了保证机器的正常运行，需要采取措施保证机房环境的除尘。
现有的机房除尘系统是通过对机房粉尘浓度实时数据进行判断，若实时浓度超过一临界值时，则通过除尘设备对机房进行除尘，但是由于空气中灰尘是处于流动的状态，缺少对机房环境整体粉尘浓度状态的预测和反馈，监测系统可能会出现误判，进而不能更好的协助管理人员对机房环境进行管理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种机房环境预测式监测控制系统，解决以上技术问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种机房环境预测式监测控制系统，包括：监测模块、分析模块、调节模块和工作模块；
所述监测模块包括多个粉尘浓度采集传感器，用于监测机房环境的粉尘浓度数据；
所述分析模块用于对机房环境的粉尘浓度数据进行分析，并根据分析的结果生成控制策略；
所述控制模块用于根据控制策略发出控制指令；
所述工作模块用于根据控制指令对除尘设备进行控制调节。
作为本发明方案的进一步描述，所述监测模块的工作过程包括：
将机房环境的划分为若干个监测区域，每个监测区域内都设有粉尘浓度采集传感器，用于监测机房环境各个监测区域的粉尘浓度；
对每个监测区域内的粉尘传感器依次标号，所述标号依次为：1、2…、n；
通过粉尘传感器获取各个监测区域的粉尘浓度随时间的变化数值，并存储到系统数据库当中。
通过上述技术方案，考虑到机房空气中的粉尘是一直移动的，为避免误判，本实施例将机房环境划分为多个区域，通过多个粉尘浓度采集传感器，对机房环境的各个区域进行监测，另外，本实施例不仅对当前各个监测区域的粉尘浓度实时数据进行分析，当粉尘浓度实时数据超过预设浓度大小时，进行一级预警，而且，还对各个区域是否具有预警警示进行预测，通过预测预警指标预测第i处监测区域的粉尘浓度是否存在超过预设浓度大小的可能性，若存在超过的可能性，则发出预警，提前开启工作模块进行除尘，然后，根据第i处监测区域的实时粉尘浓度，制定控制模块的控制策略，控制模块用于根据控制策略发出控制指令，工作模块用于根据控制指令对除尘设备进行控制调节。
作为本发明方案的进一步描述，所述分析模块的工作过程包括：
对当前各个监测区域的粉尘浓度实时数据进行分析，当粉尘浓度实时数据超过预设浓度大小时，进行一级预警；
当粉尘浓度实时数据不超过预设浓度大小时，则对这些监测区域进行预测式分析，判断这些监测区域粉尘浓度是否存在预警警示。
作为本发明方案的进一步描述，所述预测式分析的过程包括：
当第i处区域的粉尘浓度实时数据不超过预设浓度大小，首先，计算在历史预设时间段内，第i处单片监测区域与机房环境所有监测区域整体粉尘浓度的差别，记为第一差值：
；
然后，计算在当前时刻，第i处单片监测区域与机房环境所有监测区域整体粉尘浓度的差别，记为第二差值：
；
然后，根据第一差值和第二差值/>计算第i处监测区域的预测预警指标/>：
；
最后，将预测预警指标与预设阈值/>、/>比较，若预测预警指标/>，则预测第i处监测区域的粉尘浓度存在超过预设浓度大小的可能性，立即进行二级预警；
式中，,/>为起始时间点，/>为当前时间点，/>、/>为权重系数，为根据第i处监测区域历史数据拟合的粉尘浓度随时间变化曲线。
通过上述技术方案，本实施例通过计算出历史时间段内第i处单片监测区域与机房环境所有监测区域整体粉尘浓度的差别，记为第一差值/>，通过/>计算出在当前时刻，第i处单片监测区域与机房环境所有监测区域整体粉尘浓度的差别，记为第二差值/>通过公式计算出预测预警指标/>，然后通过预测预警指标/>对第i处区域的粉尘浓度是否存在超过预设浓度大小的可能性进行预测，若存在超过的可能性，则发出预警，提前开启工作模块进行除尘，进而更好的协助工作人员对机房环境进行维护，由于机房是一个整体环境，因此当出现/>时，说明该监测区域存在粉尘超标的隐患，因此，通过预警来及时排除隐患。
作为本发明方案的进一步描述，所述控制模块生成控制策略的过程包括：
当粉尘浓度实时数据不超过预设浓度大小时，若预测预警指标时，获取当前时刻第i处监测区域粉尘浓度数据/>，控制模块控制工作模块最低工作时长为/>：
；
式中，为工作模块除尘效率，/>为工作模块除尘量对应函数；
若预测预警指标不在区间/>时，则需要对工作模块最低工作时长为/>进行调整。
作为本发明方案的进一步描述，所述对工作模块最低工作时长为进行调整的过程还包括：
当小于/>时，则不需要开启工作模块对机房环境进行除尘；
当大于/>时，首先，计算出最低工作时长的增加值/>:
；
根据工作时长的增加值计算出调整后的工作模块最低工作时长为/>：
；
式中，为转换系数，/>为第i个测试区域距离除尘设备本体的距离，/>为第i个测试区域的体积，/>为所有测试区域距离除尘设备本体的平均距离，/>为所有测试区域的平均体积，/>以及/>为权重系数。
作为本发明方案的进一步描述，所述所有测试区域距离除尘设备本体的平均距离通过公式/>计算得到；
所述所有测试区域的平均体积通过公式/>计算得到。
作为本发明方案的进一步描述，所述控制模块生成控制策略的过程还包括：
当粉尘浓度实时数据超过预设浓度大小时，控制模块控制工作模块工作直至粉尘浓度达到预设浓度，然控制工作模块继续工作最低工作时长。
作为本发明方案的进一步描述，所述系统还包括预警模块，所述预警模块用于根据分析模块的分析结果发出对应预警指令，所述预警指令分为一级预警和二级预警。
通过上述技术方案，本实施例根据计算出当第i处区域的粉尘浓度存在超过预设浓度大小的可能性时，工作模块对机房环境进行除尘的最低工作时长，且根据/>计算出当预测预警指标/>大于/>时，计算出调整的最低工作时长，可以看出，/>与/>和/>成正比。
本发明的有益效果：
为避免误判从更好的协助管理人员对机房环境进行管理，本发明将机房环境划分为多个区域，通过多个粉尘浓度采集传感器，对机房环境的各个区域进行监测，另外，本实施例不仅对当前各个监测区域的粉尘浓度实时数据进行分析，当粉尘浓度实时数据超过预设浓度大小时，进行一级预警，而且，还对各个区域是否具有预警警示进行预测，通过预测预警指标预测第i处监测区域的粉尘浓度是否存在超过预设浓度大小的可能性，若存在超过的可能性，则发出预警，提前开启工作模块进行除尘，然后，根据第i处监测区域的实时粉尘浓度，制定控制模块的控制策略，控制模块用于根据控制策略发出控制指令，工作模块用于根据控制指令对除尘设备进行控制调节。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明提供的机房环境预测式监测控制系统的模块框图。
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作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。
请参阅图1所示，本发明为一种机房环境预测式监测控制系统，包括：监测模块、分析模块、调节模块和工作模块；
所述监测模块包括多个粉尘浓度采集传感器，用于监测机房环境的粉尘浓度数据；
所述分析模块用于对机房环境的粉尘浓度数据进行分析，并根据分析的结果生成控制策略；
所述控制模块用于根据控制策略发出控制指令；
所述工作模块用于根据控制指令对除尘设备进行控制调节。
通过上述技术方案，考虑到机房空气中的粉尘是一直移动的，为避免误判，本实施例将机房环境划分为多个区域，通过多个粉尘浓度采集传感器，对机房环境的各个区域进行监测，另外，本实施例不仅对当前各个监测区域的粉尘浓度实时数据进行分析，当粉尘浓度实时数据超过预设浓度大小时，进行一级预警，而且，还对各个区域是否具有预警警示进行预测，通过预测预警指标预测第i处监测区域的粉尘浓度是否存在超过预设浓度大小的可能性，若存在超过的可能性，则发出预警，提前开启工作模块进行除尘，然后，根据第i处监测区域的实时粉尘浓度，制定控制模块的控制策略，控制模块用于根据控制策略发出控制指令，工作模块用于根据控制指令对除尘设备进行控制调节。
所述监测模块的工作过程包括：
将机房环境的划分为若干个监测区域，每个监测区域内都设有粉尘浓度采集传感器，用于监测机房环境各个监测区域的粉尘浓度；
对每个监测区域内的粉尘传感器依次标号，所述标号依次为：1、2…、n；
通过粉尘传感器获取各个监测区域的粉尘浓度随时间的变化数值，并存储到系统数据库当中。
所述分析模块的工作过程包括：
对当前各个监测区域的粉尘浓度实时数据进行分析，当粉尘浓度实时数据超过预设浓度大小时，进行一级预警；
当粉尘浓度实时数据不超过预设浓度大小时，则对这些监测区域进行预测式分析，判断这些监测区域粉尘浓度是否存在预警警示。
所述预测式分析的过程包括：
当第i处区域的粉尘浓度实时数据不超过预设浓度大小，首先，计算在历史预设时间段内，第i处单片监测区域与机房环境所有监测区域整体粉尘浓度的差别，记为第一差值：
；
然后，计算在当前时刻，第i处单片监测区域与机房环境所有监测区域整体粉尘浓度的差别，记为第二差值：
；
然后，根据第一差值和第二差值/>计算第i处监测区域的预测预警指标/>：
；
最后，将预测预警指标与预设阈值/>、/>比较，若预测预警指标/>，则预测第i处监测区域的粉尘浓度存在超过预设浓度大小的可能性，立即进行二级预警；
式中，,/>为起始时间点，/>为当前时间点，/>、/>为权重系数，为根据第i处监测区域历史数据拟合的粉尘浓度随时间变化曲线。
通过上述技术方案，本实施例通过计算出历史时间段内第i处单片监测区域与机房环境所有监测区域整体粉尘浓度的差别，记为第一差值/>，通过/>计算出在当前时刻，第i处单片监测区域与机房环境所有监测区域整体粉尘浓度的差别，记为第二差值/>通过公式计算出预测预警指标/>，然后通过预测预警指标/>对第i处区域的粉尘浓度是否存在超过预设浓度大小的可能性进行预测，若存在超过的可能性，则发出预警，提前开启工作模块进行除尘，进而更好的协助工作人员对机房环境进行维护，由于机房是一个整体环境，因此当出现/>时，说明该监测区域存在粉尘超标的隐患，因此，通过预警来及时排除隐患。
需要说明的是，权重系数、/>为经验值，历史时间段根据系统具体应用环境选择性设定，不做详细描述。
所述控制模块生成控制策略的过程包括：
当粉尘浓度实时数据不超过预设浓度大小时，若预测预警指标时，获取当前时刻第i处监测区域粉尘浓度数据/>，控制模块控制工作模块最低工作时长为/>：
；
式中，为工作模块除尘效率，/>为工作模块除尘量对应函数；
若预测预警指标不在区间/>时，则需要对工作模块最低工作时长为/>进行调整。
所述对工作模块最低工作时长为进行调整的过程还包括：当/>小于/>时，则不需要开启工作模块对机房环境进行除尘；
当大于/>时，首先，计算出最低工作时长的增加值/>:
；
根据工作时长的增加值计算出调整后的工作模块最低工作时长为/>：
；
式中，为转换系数，/>为第i个测试区域距离除尘设备本体的距离，/>为第i个测试区域的体积，/>为所有测试区域距离除尘设备本体的平均距离，/>为所有测试区域的平均体积，/>以及/>为权重系数。
所述所有测试区域距离除尘设备本体的平均距离通过公式/>计算得到；
所述所有测试区域的平均体积通过公式/>计算得到。
所述控制模块生成控制策略的过程还包括：
当粉尘浓度实时数据超过预设浓度大小时，控制模块控制工作模块工作直至粉尘浓度达到预设浓度，然控制工作模块继续工作最低工作时长。
通过上述技术方案，本实施例根据计算出当第i处区域的粉尘浓度存在超过预设浓度大小的可能性时，工作模块对机房环境进行除尘的最低工作时长，且根据/>计算出当预测预警指标/>大于/>时，计算出调整的最低工作时长，可以看出，/>与/>和/>成正比。
需要说明的是，权重系数、/>为经验值，转换系数/>用于消参，不做详细描述。
所述系统还包括预警模块，所述预警模块用于根据分析模块的分析结果发出对应预警指令，所述预警指令分为一级预警和二级预警。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (3)

1.一种机房环境预测式监测控制系统，其特征在于，包括：监测模块、分析模块、控制模块和工作模块；
所述监测模块包括多个粉尘浓度采集传感器，用于监测机房环境的粉尘浓度数据；
所述分析模块用于对机房环境的粉尘浓度数据进行分析，并根据分析的结果生成控制策略；
所述控制模块用于根据控制策略发出控制指令；
所述工作模块用于根据控制指令对除尘设备进行控制调节；
所述监测模块的工作过程包括：
将机房环境的划分为若干个监测区域，每个监测区域内都设有粉尘浓度采集传感器，用于监测机房环境各个监测区域的粉尘浓度；
对每个监测区域内的粉尘传感器依次标号，所述标号依次为：1、2…、n；
通过粉尘传感器获取各个监测区域的粉尘浓度随时间的变化数值，并存储到系统数据库当中；
所述分析模块的工作过程包括：
对当前各个监测区域的粉尘浓度实时数据进行分析，当粉尘浓度实时数据超过预设浓度大小时，进行一级预警；
当粉尘浓度实时数据不超过预设浓度大小时，则对这些监测区域进行预测式分析，判断这些监测区域粉尘浓度是否存在预警警示；
所述预测式分析的过程包括：
当第i处区域的粉尘浓度实时数据不超过预设浓度大小，首先，计算在历史预设时间段内，第i处单片监测区域与机房环境所有监测区域整体粉尘浓度的差别，记为第一差值Ci1：
然后，计算在当前时刻，第i处单片监测区域与机房环境所有监测区域整体粉尘浓度的差别，记为第二差值Ci2：
然后，根据第一差值Ci1和第二差值Ci2计算第i处监测区域的预测预警指标σi：
最后，将预测预警指标σi与预设阈值σ1、σ2比较，若预测预警指标σi∈[σ1,σ2]，则预测第i处监测区域的粉尘浓度存在超过预设浓度大小的可能性，立即进行二级预警；
式中，i∈[1,n],ta为起始时间点，tb为当前时间点，α、β为权重系数，Di(t)为根据第i处监测区域历史数据拟合的粉尘浓度随时间变化曲线；
所述控制模块生成控制策略的过程包括：
当粉尘浓度实时数据不超过预设浓度大小时，若预测预警指标σi∈[σ1,σ2]时，获取当前时刻第i处监测区域粉尘浓度数据Di(tb)，控制模块控制工作模块最低工作时长为T0i：
式中，θ为工作模块除尘效率，F为工作模块除尘量对应函数；
若预测预警指标σi不在区间[σ1,σ2]时，则需要对工作模块最低工作时长为T0i进行调整；
所述对工作模块最低工作时长为T0i进行调整的过程还包括：
当σi小于σ1时，则不需要开启工作模块对机房环境进行除尘；
当σi大于σ2时，首先，计算出最低工作时长的增加值Tupi:
根据工作时长的增加值Tupi计算出调整后的工作模块最低工作时长为T0i：
T0i＝T0i+Tupi；
式中，为转换系数，Li为第i个测试区域距离除尘设备本体的距离，Vi为第i个测试区域的体积，/>为所有测试区域距离除尘设备本体的平均距离，/>为所有测试区域的平均体积，x1以及x2为权重系数；
所述所有测试区域距离除尘设备本体的平均距离通过公式/>计算得到；
所述所有测试区域的平均体积通过公式/>计算得到。
2.根据权利要求1所述的一种机房环境预测式监测控制系统,其特征在于，所述控制模块生成控制策略的过程还包括：
当粉尘浓度实时数据超过预设浓度大小时，控制模块控制工作模块工作直至粉尘浓度达到预设浓度，然后控制工作模块继续工作最低工作时长T0i。
3.根据权利要求1所述的一种机房环境预测式监测控制系统,其特征在于，所述系统还包括预警模块，所述预警模块用于根据分析模块的分析结果发出对应预警指令，所述预警指令分为一级预警和二级预警。
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