CN211826933U

CN211826933U - 一种机房应急通知系统

Info

Publication number: CN211826933U
Application number: CN201921686877.5U
Authority: CN
Inventors: 吴文志; 李全城; 沙锋
Original assignee: Xiamen University of Technology
Current assignee: Xiamen University of Technology
Priority date: 2019-10-10
Filing date: 2019-10-10
Publication date: 2020-10-30
Anticipated expiration: 2029-10-10

Abstract

本实用新型公开了一种机房应急通知系统，可包括主机、采集节点、定位节点、传感器和上位机，主机、采集节点和定位节点均设有ZigBee模块，以组成ZigBee无线局域网，其中，主机的ZigBee模块作为协调器，采集节点和定位节点的ZigBee模块作为路由器，传感器与采集节点电连接，上位机与主机通讯连接，采集节点用于通过传感器对环境数据进行采集，然后定时广播发送采集数据；定位节点用于接收采集节点发送的数据，同时检测采集节点的位置信息并进行处理，定点发送处理后的数据至主机，上位机用于显示主机发送的数据。

Description

一种机房应急通知系统

技术领域

本实用新型属于机房监控设备领域，具体地涉及一种机房应急通知系统。

背景技术

近年来，机房发生应急预案的数量在不断增加，如何加强安全生产，提高预警和事后补救的工作效率的问题，摆到了各级主管部门和领导的面前。在经济高速发展、能源供应紧张的形势下，需要深入研究如何处理好保证安全和提高系统可用性的关系。经济发展不能以牺牲环境和生命为代价，所以提升安全生产信息化管理水平，加强以灾害预防、补救为主要目标的安全生产长效机制，是我国安全生产工作的必由之路。

而处于极端环境下，如台风，地震等环境下，网络不通的情况下，急需一种不依赖于传统网络的监控系统对机房环境进行监控。

发明内容

本实用新型旨在提供一种机房应急通知系统，以解决上述技术问题。为此，本实用新型采用的具体技术方案如下：

一种机房应急通知系统，可包括主机、采集节点、定位节点、传感器和上位机，主机、采集节点和定位节点均设有ZigBee模块，以组成ZigBee无线局域网，其中，主机的ZigBee模块作为协调器，采集节点和定位节点的ZigBee模块作为路由器，传感器与采集节点电连接，上位机与主机通讯连接，采集节点用于通过传感器对环境数据进行采集，然后定时广播发送采集数据；定位节点用于接收采集节点发送的数据，同时检测采集节点的位置信息并进行处理，定点发送处理后的数据至主机，上位机用于显示主机发送的数据。

进一步地，采集节点发送的数据格式如下：

其中，0-5位为采集节点名称，IEEE为物理地址，NID为网络地址，标志位Mark＝0表示采集节点，Temp为温度值，其值为摄氏度值，CO为一氧化碳浓度，H2S为硫化氢的浓度，REF.x和REF.y为参考节点的地理位置坐标。

进一步地，定位节点检测采集节点的位置信息具体为：根据检测到的采集节点的链路质量信息LQI值，利用插表法，得到定位节点与采集节点的距离值，并将LQI值、地理位置坐标、距离值存入结构体中，该结构体的格式如下：

其中x、y为采集节点的地理位置坐标，LQI为链路质量信息LQI值，Distance为定位节点与采集节点的距离值。

进一步地，主机与上位机之间通过串口通讯连接。

进一步地，所述主机、定位节点和采集节点均包括CC2430主处理器。

进一步地，所述采集节点包括移动穿戴设备，所述移动穿戴设备具有脉搏检测模块。

进一步地，ZigBee无线局域网为网状网络。

本实用新型采用上述技术方案，具有的有益效果是：本实用新型的机房应急通知系统不依赖于机房的网络系统，相比于现有的机房监控系统更加安全可靠。

附图说明

为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

图1是根据本实用新型实施例的机房应急通知系统的示意框图；

图2是图1所示的机房应急通知系统的电路原理图；

图3是图1所示的机房应急通知系统的主机的工作流程图；

图4是图1所示的机房应急通知系统的采集节点的工作流程图；

图5是图1所示的机房应急通知系统的定位节点的工作流程图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

图1示出了根据本实用新型实施例的机房应急通知系统。该机房应急通知系统的整个硬件以TI公司的CC2430为主处理器，配合外围串口及各项传感器，组成了一个最小测控系统，其原理图如图2所示。该机房应急通知系统可包括主机1、采集节点2、定位节点3、传感器4和上位机5。主机1、采集节点2和定位节点3均设有ZigBee模块，以组成ZigBee无线局域网。其中，主机1的ZigBee模块作为协调器，采集节点2和定位节点3的ZigBee模块作为路由器。需要说明的是：该网络为网状网，采集节点及定位节点都属于路由器。由于路由器的程序都是相同的，故我们使用的是通过读取外部输入引脚P1_0的电平来区分两种设备。具体组网过程为：

首先，通过协调器组建无线局域网，协调器组网的方式为上电立即组网。

其次，路由器加入网络。路由器上电后，立即搜索是否拥有适合的zigbee网络，倘若有，发送加入请求。

下面分别描述主机1、采集节点2和定位节点3的具体结构和工作流程。

一、主机

主机的主要功能有：

(1)系统开始时，协调器进行组网；

(2)当接收到路由器加入请求时，为其分配网络ID号；

(3)将定位节点发送的数据整合后通过串口传输上位机进行显示。

其工作流程图如图3所示，具体如下：

首先，主机通过其ZigBee模块(即，协调器)进行组网。主机上电后，自动发送网络组建请求，并等待组网反馈信息，倘若组网不成功，延时一段时间后，重新发送组网请求，直到组网成功为止。

其次，判断是否有路由器(采集节点或定位节点)加入。倘若有，为其分配网络ID号，并将其物理地址、网络地址通过链表进行存储，并通过串口发送成功加入网络的消息。

最后就是接收定位节点发送的数据，由于采集节点发送数据的方式为广播发送，故主机将可以接收到采集节点和定位节点的数据，而定位节点发送的数据中已经包含处理后的采集节点的数据，故主机只需处理定位节点的数据即可。通过读取定位节点的数据，将其分割后通过串口发送给上位机进行显示。在本实施例中，主机与上位机之间通过串口通讯连接。当然，上位机与主机之间也可以采用本领域技术人员所熟知的其他通讯连接方式。

二、采集节点

采集节点的主要功能有：

(1)上电时，通过发送加入网络请求加入无线局域网，并发送数据，其数据格式如下：

发送数据的目的为提醒用户，加入网络是否成功。

(2)采集各环境传感器的数据并广播发送。在一个具体实施例中，环境传感器包括温度传感器、一氧化碳气体传感器和硫化氢传感器。在这种情况下，采集点发送的数据格式如下：

其中，IEEE为物理地址，NID为网络地址，Mark＝0标志位采集节点，

Temp为温度值，其值为摄氏度值，如环境温度为25℃，则发送25。CO为一氧化碳浓度，H2S为硫化氢的浓度，REF.x和REF.y为参考节点的地理位置坐标。

应该理解，传感器与采集节点之间可以通过有线或无线的方式进行电连接。当然，采集节点和环境传感器也可以集成在一起。

此外，采集节点还可包括移动穿戴设备，所述移动穿戴设备具有脉搏检测模块。当机房管理人员穿上该移动穿戴设备，上位机即可监测到该机房管理人员所处位置。

在本实施例中，温度传感器为AD590。其为美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源。它的主要特性如下：

(1)温度与电压关系成线性关系。

(2)AD590的测温范围为-55℃～+150℃。

(3)AD590的电源电压范围为4V～30V。AD590可以承受44V正向电压和20反向电压，因而器件反接也不会被损坏。

(4)精度高，非线性误差为±0.3℃。

对温度数值的计算为：温度＝(采集电压值*100-273)℃。故将采集得到的AD590的输出电压进行AD转换后通过简单的代数计算即可得到环境的温度。

在本实施例中，一氧化碳气体传感器为MQ-7。MQ-7是由微型AL2O3陶瓷管、SnO2敏感层、测量电极和加热器构成的敏感元件，其固定在塑料或不锈钢制成的腔体内。加热器为气敏元件提供了必要的工作条件，填充活性炭的过滤腔体进一步减弱了氮氧化物、烷类气体的干扰，封装好的气敏元件有6只针状管脚，4个用于信号取出，2个用于提供加热电流。

工作原理：传感器表面电阻Rs是通过与其串联的负载电阻RL上的有效电压信号VRL输出而获得的，二者之间的关系为：

Rs/RL＝(Vc-VRL)/VRL。

三、定位节点

定位节点的主要功能有：

(1)上电加入网络

(2)接受采集节点的数据并进行处理

(3)发送采集节点的整合数据和自身的定位信息，并定点发送给协调器。

其工作流程图如图5所示，当定位节点成功加入网络的时候，定位节点就可以接收采集节点的数据，并对其数据进行处理，待数据采集处理完毕后将其发送给主机。

具体地，当定位节点接收到数据时，首先对数据进行判断是否为采集节点，即判断发送数据的第16位Mark值是否为0。其次，将采集节点采集的环境信息进行存储。由于存储的介质为数组，其长度为采集节点的个数，当数据进入定位节点的时候，循环覆盖以前最旧的数据，并将接收到的采集节点的链路质量信息LQI值及地理位置存入结构体中，其结构体的格式如下：

其中x、y从采集节点发送的数据包中读出，分别为采集节点的位置x、y，LQI值为采集节点的链路质量信息LQI值，而Distance用于记录两个收发节点间的距离。由于LQI值与收发两节点之间的距离有一定的关系，因此通过实际测量得到的LQI值就可以得到收发两节点之间的距离。更具体地说，通过接收到的数据LQI值查询表格，寻找最接近的距离值，然后将其存入对应结构体的Distance数据中。

实际测量得到的LQI值与距离之间的数据如表1所示：

表1

说明：LQI1与LQI2分别为距离从近及远和从远到近的两次测量结果。

采用空旷的情况进行插值，得到的LQI值与距离的查询表格如表2所示：

表2

距离(cm)	130	140	150	160	170	180	190	200
									LQI	43	41	39	37	36	35	34	33
距离(cm)	210	220	230	240	250	260	270	280
									LQI	33	32	32	31	31	29	26	23
距离(cm)	290	300	310	320	330	340	350	360
									LQI	21	19	17	15	13	12	11	10
距离(cm)	370	380	390	400	430	450	500	530
									LQI	9	8	7	7	6	5	5	4
距离(cm)	550	600	650	700	800
									LQI	3	3	2	1	0

下面简要说明一下本实用新型的机房应急通知系统的工作原理。采集节点通过与其相连的各种传感器对环境等数据进行采集，然后定时广播发送采集数据；定位节点采集设备信息及环境信息和接受采集节点发送的数据，通过接受采集节点的数据的信号强度及采集节点的地理位置，进而对人员进行定位，待采集节点将数据处理完毕，定点发送数据至主机；主机实时通过串口把数据反馈给上位机进行显示。由于本实用新型的机房应急通知系统不依赖于现有机房网络系统，可以在机房出现火灾等紧急情况下对机房进行监控，确保机房工作人员的安全，相比于现有的机房监控系统更加安全可靠。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种机房应急通知系统，其特征在于，包括主机、采集节点、定位节点、传感器和上位机，主机、采集节点和定位节点均设有ZigBee模块，以组成ZigBee无线局域网，其中，主机的ZigBee模块作为协调器，采集节点和定位节点的ZigBee模块作为路由器，传感器与采集节点电连接，上位机与主机通讯连接，采集节点用于通过传感器对环境数据进行采集，然后定时广播发送采集数据；其中，所述采集节点包括移动穿戴设备，所述移动穿戴设备具有脉搏检测模块，定位节点用于接收采集节点发送的数据，同时检测采集节点的位置信息并进行处理，定点发送处理后的数据至主机，上位机用于显示主机发送的数据。

2.如权利要求1所述的机房应急通知系统，其特征在于，主机与上位机之间通过串口通讯连接。

3.如权利要求1所述的机房应急通知系统，其特征在于，ZigBee无线局域网为网状网络。