CN201138445Y - 多功能安全监控设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能安全监控设备，具有对通信机房等被保护场所出现的多种安全隐患和故障进行多方位的检测告警功能，从而达到快速反应防范于未然的要求。包括监控中心平台、监控终端主机和前端检测仪器，在监控终端主机中包含有PC机主板以及与所述PC机主板相连接的信号采集卡和数据通信接口模块；在前端检测仪器中包含有多类环境探测器、配线架报警器、电缆断线报警器和门禁控制器；其中，多类环境探测器和配线架报警器通过信号采集卡将检测信号传输至PC机主板；电缆断线报警器和门禁控制器通过数据通信接口模块与PC机主板进行数据传输；所述PC机主板根据接收到的检测信号生成的相应控制命令通过信号采集卡传输至执行设备。

Description

多功能安全监控设备

技术领域

本实用新型属于监控设备技术领域，具体地说，是涉及一种用于通信机房等被保护场所的多功能安全监控设备。

背景技术

随着通信事业的飞速发展，无人或少人维护的通信机房等被保护场所日益增多。通信机房等被保护场所是众多电子通信设备聚集的场所，在无人或者极少人巡视的情况下，如何加强通信设备的安全防范，以确保通信网络的安全运行，是目前通信机房等被保护场所建设需要考虑的主要问题之一。

对于目前的通信机房等被保护场所来说，常见的危险和故障主要包括火灾、可燃气体浓度超标、水灾、电缆断线或电源过流过压、非法人员入侵等等。面对众多的危险源，如何能够实现对通信机房等被保护场所的全方位安全监控告警，以在最短的时间内采取相应的措施避免事故的发生，是机房安全建设首要解决的问题。

在目前市场上，对于火灾告警、防盗告警、可燃气体告警、电缆断线告警等功能都是由单一的产品来完成的，各产品之间独立设计，独立运行，无法实现协同工作。将多个这样功能单一的监控产品应用于通信机房等被保护场所中，不仅安装配线繁琐、购置成本高，而且不利于维护人员的远程监控，因此，达不到理想的监测管理效果。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有通信机房等被保护场所采用多个功能单一的告警产品对整个机房进行监控管理效果不理想的问题，提供了一种多功能安全监控设备，具有对通信机房等被保护场所出现的多种安全隐患和故障进行多方位的检测告警功能，从而达到快速反应防范于未然的要求。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种多功能安全监控设备，包括监控中心平台、监控终端主机和前端检测仪器，在所述监控终端主机中包含有PC机主板以及与所述PC机主板相连接的信号采集卡和数据通信接口模块；在所述前端检测仪器中包含有多类环境探测器、配线架报警器、电缆断线报警器和门禁控制器；其中，多类环境探测器和配线架报警器通过所述信号采集卡将检测信号传输至PC机主板；电缆断线报警器和门禁控制器通过所述数据通信接口模块与PC机主板进行数据传输；所述PC机主板根据接收到的检测信号生成的相应控制命令通过所述信号采集卡传输至执行设备。

其中，所述数据通信接口模块采用RS485或RS232串行通信接口实现。

进一步的，在所述信号采集卡上设置有多路开关量输入接口、模拟量输入接口和开关量输出接口，其中，在所述的每一路开关量输入接口和模拟量输入接口上分别连接有一路光耦隔离电路，对接收到的检测信号进行光电隔离处理后输出至PC机主板；在所述的每一路开关量输出接口上分别连接有一路继电器隔离电路，对PC机主板输出的控制命令信号进行隔离处理后输出至执行设备。

与此同时，在所述信号采集卡上还设置有模数转换电路，通过所述光耦隔离电路连接模拟量输入接口，将接收到的模拟检测信号转换为数字信号传输至PC机主板。

另外，为了实现对输入输出信号的缓存，在所述信号采集卡上还设置有数据输入缓冲器和数据输出锁存器。其中，数据输入缓冲器的输入端一方面通过所述光耦电路连接开关量输入接口，另一方面连接所述模数转换电路的输出端，其输出端连接所述的PC机主板；所述数据输出锁存器连接在PC机主板与所述继电器隔离电路之间，对PC机主板输出的控制命令信号进行锁存。

又进一步的，在所述的环境探测器中包括烟雾探测器、可燃气体浓度探测器、防水探测器和温度、湿度探测器；其中，烟雾探测器、可燃气体浓度探测器和防水探测器分别与所述的开关量输入接口相连接；温度、湿度探测器与所述的模拟量输入接口相连接；所述执行设备包括灭火装置开启设备、风机启动设备、外部电源切断设备和后备电源启动设备，分别与所述的开关量输出接口相连接。

与此同时，在所述前端检测仪器中还包含有交流电幅值传感器和直流备电幅值传感器，分别与所述的模拟量输入接口相连接，对外部电源的有无、过流过压情况以及直流备电的电量情况进行检测及告警。

再进一步的，在所述PC机主板上连接有网卡，通过所述网卡连接外部局域网，进而与所述监控中心平台连接通信，以实现监控中心平台对通信机房情况的实时监控。

更进一步的，在所述PC机主板上还连接有调制解调器，并通过所述调制解调器连接电话网络，进而通过电话网络连接所述的监控中心平台，通过电话网络实现监控中心平台与监控终端主机之间的实时通信。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型的多功能安全监控设备对于通信机房等被保护场所的电缆、配线架及其环境进行实时监控、统一管理，具有高度集成化、高度智能化的特点，可极大降低通信系统的运营成本，提高通信设备的安全性和可靠性，为实现通信机房等被保护场所的无人值守提供了有效的手段和工具，是保障通信设备网络运行安全的理想产品。

结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本实用新型所提出的多功能安全监控设备的系统构成图；

图2是图1中监控终端主机的结构框图；

图3是图2中信号采集卡的结构框图；

图4是图3中光耦隔离电路的其中一种实施例的电路原理图；

图5是图3中光耦隔离电路的另一种实施例的电路原理图；

图6是图3中继电器隔离电路的其中一种实施例的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细地说明。

本实用新型的多功能安全监控设备集目前的单一监控产品的功能于一身，具有强大的检测告警功能，是高度集成化和高度智能化的高科技产品，能够达到快速反应防范于未然的要求，可极大提高通信机房等被保护场所中通信设备的安全性和可靠性。其主要完成的功能包括：火灾告警、可燃气体告警、联动控制、防盗告警、防水告警、市电停电告警、配线架告警、电缆断线告警、机房温度与湿度实时检测告警、语音告警、门禁功能、雷电入侵告警、对各类告警信息及原因的查询、局域网络传输、远程控制及操作功能等等。基本上覆盖了目前通信机房等被保护场所中出现的各类常见问题，因此，是保障通信设备网络运行安全的理想产品。

本实用新型的多功能安全监控系统采用三级结构，分别为监控中心平台、监控终端主机和前端检测仪器。其中，监控中心平台采用工控机，其作用是对信息进行采集、处理、存储、打印、语音报警、以及远程控制；监控终端主机为前端处理系统的核心，是以工控机为核心的设备管理模块，它与监控中心平台之间的通讯可以采用多种方式，支持PSTN、TCP/IP、RS232、RS485接口等多种传输方式，主要完成对配线架告警、烟雾、机房环境温度等信号的数据采集及与前端处理系统的数据交换；前端检测仪器主要由各类传感器构成，包括配线架报警器、电缆断线报警器、门禁控制器、交流电幅值传感器、直流备电幅值传感器以及多类环境探测器，比如烟雾探测器、可燃气体浓度探测器、防水探测器和温度、湿度探测器等等，用于向监控终端主机提供各类检测信息，以配合监控终端主机和监控中心平台完成对检测信息的检测处理。所述前端检测仪器可以采用目前成熟的单功能检测产品实现，将其安装在相应的检测位置，在整个系统运行时只需为其提供工作电源，进而对其输出的检测信号进行采集处理即可。

图1示出了本实用新型所提出的多功能安全监控系统的整体构成框图，其中包括多个监控终端主机(1、2......N)，一方面可以通过电话网与监控中心平台进行数据通信，与此同时，监控中心的值班人员也可以通过电话远程控制监控终端主机，执行相应操作；另一方面，监控终端主机也可以通过局域网连线监控中心平台，利用目前成熟的有线或者无线网络实现与监控中心平台的数据交换。当监控中心平台接收到来自远程监控终端主机发送的告警信号时，控制监控中心内部设置的报警音箱输出报警提示，以警告维护人员注意，并尽快作出相应处理。

图2为监控终端主机的结构框图，包括PC机主板以及与所述PC机主板相连接的信号采集卡、数据通信接口模块、网卡、调制解调器和电源模块。其中，前端检测仪器中的多类环境探测器和配线架报警器通过信号采集卡将检测信号传输至PC机主板；电缆断线报警器(1、2......N)和门禁控制器(1、2......N)通过数据通信接口模块与PC机主板进行数据传输；所述PC机主板通过调制解调器连接电话网，或者通过网卡连接局域网，以实现与监控中心平台的远程通信，实时传输告警信息，并接收来自监控中心平台的控制命令。

在本实施例中，所述数据通信接口模块可以采用RS485或RS232串行通信接口实现。门禁控制器是以单片机为核心的检测系统，主要完成对门禁的控制。电缆断线报警器是以单片机为核心的检测系统，主要完成电缆断线及断线定位的检测。电源模块将外部交流市电或者后备电源输出的高压电转换为多种电位的低压直流电，为监控终端主机内部的各功能模块电路提供所需的工作电源。

由于本实用新型的多功能安全监测设备采用多种前端检测仪器对多种故障进行实时检测告警处理，因此，需要在信号采集卡上设置多路开关量输入接口、模拟量输入接口和开关量输出接口，以连接多种检测仪器和执行设备。所述信号采集卡的具体组成结构参见图3所示。在本实施例中，考虑到实际需要，将所述信号采集卡上的输入输出接口扩充成16路开关量输入接口、4路模拟量输入接口和4路开关量输出接口。

其中，16路开关量输入接口用于检测安防传感器的报警输入，可以灵活接入烟雾探测器、可燃气体浓度探测器和防水探测器等等，在其各路接口上分别连接一路光耦隔离电路，对接收到的检测信号进行光电隔离处理后输出至PC机主板。所述光耦隔离电路可以采用4N25作为光电隔离器件，其具体电路结构参见图4所示，当外围探测器出现短路故障时，可以保证不影响其他通道传感器的检测，并实现对核心CPU等电路的完好保护作用。

4路模拟量输入接口用于检测安防传感器的阈值输入，可以灵活接入温度、湿度探测器、交流电幅值传感器和直流备电幅值传感器等，接收其输入的模拟量信号。同理，在所述各路模拟量输入接口上也分别连接有一路光耦隔离电路，对接收到的检测信号进行光电隔离处理后输出至模数转换器进行AD转换，以生成数字信号传输至PC机主板。所述光耦隔离电路可以具体采用HCNR200作为光电隔离器件，其具体电路结构参见图5所示，不仅可以保证传感器模拟量的线性输入，而且在外围传感器短路时，可以保证不影响其他通道的传感器检测，以及实现对核心CPU等电路的完好保护。

4路开关量输出接口用于控制相应执行设备的联动，可以灵活接入灭火装置开启设备、风机启动设备、外部电源切断设备和后备电源启动设备，接收PC机主板输出的控制命令信号，以执行相应操作，避免故障的进一步恶化。在所述各路开关量输出接口上分别连接有一路继电器隔离电路，对接收到的来自PC机主板的开关量信号进行隔离处理后输出至相应的执行设备，其具体电路结构参见图6所示，可以保证外围设备供电及运行不影响核心CPU等电路。

应当指出的是：图4、图5、图6仅列举了一路隔离电路的具体结构，对于连接在其他各路接口上的隔离电路只需照此结构进行多路扩展即可。

另外，为了进一步实现对输入输出信号的缓存，保证数据传输的稳定性，在所述信号采集卡上还设置有数据输入缓冲器和数据输出锁存器。其中，数据输入缓冲器的输入端一方面通过光耦电路连接开关量输入接口，另一方面连接所述模数转换器的输出端，其输出端连接所述的PC机主板；所述数据输出锁存器连接在PC机主板与所述继电器隔离电路之间，对PC机主板输出的控制命令信号进行锁存。

下面具体介绍本实用新型所提出的多功能安全监控设备的各项功能：

1、火灾告警功能

平时系统处于监控状态，当机房出现火灾、烟雾时，烟雾探测器将检测到的数据传输给监控终端主机，由监控终端主机对此数据进行处理、判断。当确认有火情发生时，则立即发出声光告警信号，切断用电设备的外部电源，同时自动通过电话线或者局域网将告警信息上传至监控中心平台，并发出语音告警。

2、可燃气体告警功能

机房内存有可燃气体时，与用电设备接触可能会发生火灾、爆炸等危险。当可燃气体浓度探测器检测到机房内可燃气体浓度达到所设定的报警浓度(爆炸下限的25％)时，监控终端主机自动通过电话线或局域网将告警信息上传至监控中心平台，并发出语音告警。

3、联动功能

在发生火灾或其他警情时，监控终端主机可自动地根据编程内容发出控制命令，实现联动控制，如联动灭火装置开启设备运行进行灭火，或者联动风机启动设备运行将可燃气体排出室外等等。

4、防盗告警功能

平时防盗系统处于监控状态，当工作人员进入机房时，用合法卡开门，使用门禁控制器对开门卡的合法性进行检测，监控终端主机自动关闭防盗系统；而当有非法人员进入时，即出现不是通过合法卡开门进入的情况，监控终端主机会自动通过电话线或局域网将告警信息上传至监控中心平台，并发出语音告警。

5、防水告警功能

平时防水系统处于监控状态，当防水探测器探测到机房地面有水时，通知监控终端主机，进而通过电话线或局域网将告警信息上传至监控中心平台，并发出语音告警。

6、市电停电告警功能

机房内通信设备采用主、备电两路供电方式，当市电停电后，由于后备电池供电工作时间短，所以需要尽快恢复市电以保证通信的畅通。为此，监控终端主机在检测到交流电幅值传感器输出的市电断电报警信号时，一方面控制后备电源启动设备工作，开启后备电池为通信设备提供持续供电，并通过直流备电幅值传感器实时检测后备电池的剩余电量；另一方面自动通过电话线或局域网将告警信息上传至监控中心平台，并发出语音告警，提醒工作人员尽快给予处理。

7、配线架告警功能

当配线架报警器检测到电话线出现过流过压故障时，一方面发出声光告警，另一方面传输报警信号至监控终端主机，从而通过电话线或局域网将告警信息上传至监控中心平台，并发出语音告警，确保通信线路的安全。

8、电缆断线告警功能

当电缆被盗割时，电缆断线报警器立即发出声光告警，自动测出并显示断线处的距离、方位及告警时间，同时将告警信息上传至监控中心平台，并发出语音告警，使相关工作人员可及时地发现、制止盗割犯罪，有效减少经济损失。

9、语音告警功能

当机房内发生火灾、非法人员进入、可燃气体蔓延、进水、市电停电等告警情况时，监控中心平台上的报警音箱会发出语音告警，同时拨打相关人员的告警电话，提醒工作人员赶到现场查看情况，并对系统进行消音、复位操作。

10、门禁功能

通过采用门禁控制器对入门卡的合法性进行检测的方式来实现。平时可有效监控进出机房人员的次数、时间、姓名及所属部分，此部分信息均存储在入门卡中。当抢修人员时间紧急忘记带卡时，则通过监控中心平台远程控制执行设备开门。如有非法人员强行开门时，则监控终端主机在第一时间将告警信息上传至监控中心平台，并语音提示有人非法进入机房。

11、机房内温度及湿度监测功能

通过温度、湿度探测器实时监测通信机房内的环境温度和环境湿度数据，并传输至监控终端主机进行显示，为通信设备的运行提供可靠的安全保障。

12、雷电入侵告警功能

通信设备在运行过程中，如果外部电源出现过流、过压现象时，会造成通信设备的损坏。利用交流电幅值传感器检测外部电源的电流、电压情况，在雷电入侵时，启动外部电源切断设备运行，紧急切断外部电源，以确保机房内部通信设备的安全。

13、查询各类告警信息及原因功能

本安全监控系统具有信息查询功能，可有效查询监控中心平台的各项操作、各告警点监控系统的通讯状态、各类警情发生的地点、时间及进入机房人员的次数、时间、姓名和部门等信息，便于管理人员事后查询备案。

14、支持多种传输方式功能

本系统支持PSTN、局域网TCP/IP、RS232/RS485接口等多种传输方式，通过菜单设置来实现，用户可根据实际情况灵活方便选择设置。

15、远程控制及操作功能

(1)可实现远程操作开门；

(2)远程自动或手动启动灭火装置，或启动及停止风机运行；

(3)远程自动巡检：在无人值守的通信场所，若人工定期进行巡视检查，则极大耗费人力物力，而本系统只需通过监控中心平台设定好巡检时间，则工作人员便可通过查看监控中心平台对机房内的情况一目了然。

16、各种告警信息及原因打印功能

本监控系统具有打印功能，可根据打印要求、时间及种类将某一天、某一月、某一年的报警信息或门禁信息打印出来，以便存档查询。

基于上述结构和功能特征，使本实用新型的多功能安全监控设备具有了以下特点：

(一)集中监控，分散管理；

(二)软件、硬件模块化结构，维护方便，扩展能力强，升级简单；

(三)强大的系统自诊断功能和自适应能力；

(四)可运用多媒体技术进行人机界面设计，人机交互性能好；

(五)多点事件告警处理，用户可以设定告警等级及告警条件；

(六)三级操作权限，有完善的安全保护机制；

(七)系统抗干扰能力强，可靠性高。

当然，以上所述仅是本实用新型的一种优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1、一种多功能安全监控设备，包括监控中心平台、监控终端主机和前端检测仪器，其特征在于：在所述监控终端主机中包含有PC机主板以及与所述PC机主板相连接的信号采集卡和数据通信接口模块；在所述前端检测仪器中包含有多类环境探测器、配线架报警器、电缆断线报警器和门禁控制器；其中，多类环境探测器和配线架报警器通过所述信号采集卡将检测信号传输至PC机主板；电缆断线报警器和门禁控制器通过所述数据通信接口模块与PC机主板进行数据传输；所述PC机主板根据接收到的检测信号生成的相应控制命令通过所述信号采集卡传输至执行设备。

2、根据权利要求1所述的多功能安全监控设备，其特征在于：在所述信号采集卡上设置有多路开关量输入接口、模拟量输入接口和开关量输出接口，其中，在所述的每一路开关量输入接口和模拟量输入接口上分别连接有一路光耦隔离电路，对接收到的检测信号进行光电隔离处理后输出至PC机主板；在所述的每一路开关量输出接口上分别连接有一路继电器隔离电路，对PC机主板输出的控制命令信号进行隔离处理后输出至执行设备。

3、根据权利要求2所述的多功能安全监控设备，其特征在于：在所述信号采集卡上设置有模数转换电路，通过所述光耦隔离电路连接模拟量输入接口，将接收到的模拟检测信号转换为数字信号传输至PC机主板。

4、根据权利要求3所述的多功能安全监控设备，其特征在于：在所述信号采集卡上设置有数据输入缓冲器，其输入端一方面通过所述光耦电路连接开关量输入接口，另一方面连接所述模数转换电路的输出端，其输出端连接所述的PC机主板。

5、根据权利要求4所述的多功能安全监控设备，其特征在于：在所述信号采集卡上还设置有数据输出锁存器，连接在PC机主板与所述继电器隔离电路之间，对PC机主板输出的控制命令信号进行锁存。

6、根据权利要求1所述的多功能安全监控设备，其特征在于：所述数据通信接口模块为RS485或RS232串行通信接口。

7、根据权利要求2至5中任一项所述的多功能安全监控设备，其特征在于：所述环境探测器包括烟雾探测器、可燃气体浓度探测器、防水探测器和温度、湿度探测器；其中，烟雾探测器、可燃气体浓度探测器和防水探测器分别与所述的开关量输入接口相连接；温度、湿度探测器与所述的模拟量输入接口相连接；所述执行设备包括灭火装置开启设备、风机启动设备、外部电源切断设备和后备电源启动设备，分别与所述的开关量输出接口相连接。

8、根据权利要求7所述的多功能安全监控设备，其特征在于：在所述前端检测仪器中还包含有交流电幅值传感器和直流备电幅值传感器，分别与所述的模拟量输入接口相连接。

9、根据权利要求1至6中任一项所述的多功能安全监控设备，其特征在于：在所述PC机主板上连接有网卡，通过所述网卡连接外部局域网，进而与所述监控中心平台连接通信。

10、根据权利要求1至6中任一项所述的多功能安全监控设备，其特征在于：所述PC机主板与调制解调器相连接，并通过所述调制解调器连接电话网络，进而通过电话网络连接所述的监控中心平台。

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