技术领域
[0001] 本发明涉及动力环境监控领域，特别是涉及一种动力环境监控采集器。
相关背景技术
[0002] 动力环境监控指对分布的各个独立的动力设备和机房环境、机房安保监控对象进行遥测、遥信等采集，实时监视系统和设备、安保的运行状态，以维护动力环境的正常运作。一般的，通过动力环境监控采集器来实现这个功能。
[0003] 目前，动力环境监控采集器主要实现动力环境数据的采集、传输、告警等功能，然后将这些数据上送到服务器进行数据分析和显示。该动力环境监控采集器无法在本地直接进行数据的存储、分析处理和显示等，必须依赖服务器或者电脑终端组建系统，而一些模块化的小型机房没有服务器或者电脑等资源，工作人员需要到专门的监控室进行查看，监控工作复杂。
具体实施方式
[0030] 参加图1，图1为一实施例中动力环境监控采集器的结构框图。
[0031] 在本实施例中，该动力环境监控采集器包括采集模块11、触控显示模块12、存储器18和处理器10。
[0032] 采集模块11用于采集采集器的监控对象的参数信息。
[0033] 该监控对象主要为机房内的动力设备和机房环境、机房安保监控对象，具体包括UPS(Uninterruptible Power Supply，不间断电源)、电表、空调、门禁、新风系统、蓄电池、水侵、烟感、温湿度检测仪、门磁监控等。这些监控对象连接到采集器并将其参数信息发送至采集模块11，以实现对这些监测对象的信号采集。例如，UPS将其输入(输出)电压、输入(输出)电流，温湿度检测仪将检测到的机房环境的温湿度发送至采集模块11，进而得到动力设备UPS的工作状态信息和机房的温湿度状况。
[0034] 触控显示模块12用于显示监控对象的相关信息，并接收与相关信息对应的触控指令。
[0035] 该相关信息包括监控对象的图标、信息列表、图像等，工作人员点击触控显示模块12上的菜单，即可调取对应的信息并显示，操作直观，极大的简化了工作人员的操作流程，不需要跑到监控室去查看监控对象的信息，同时也减小了工作人员的难度，节省了工作人员的劳动，提高了工作效率。
[0036] 进一步的，该触控显示模块12为电容触控显示模块，即3D触控显示模块，可以显示监控对象的三维图像。例如，若需要查看空调的工作状态，可以直接进入该空调所在的机房三维图，灵活的进行放大和缩小操作后找到空调所在的位置，点击空调的三维图即可进入空调的信息列表查看其参数信息，显示直观，使得操作十分简单。具体的，该电容触控显示模块的尺寸为10.1寸。
[0037] 存储器18用于存储系统软件和应用软件。
[0038] 处理器10连接采集模块11、触控显示模块12和存储器18，处理器10用于运行上述系统软件和应用软件，对参数信息进行分析处理，并执行触控指令产生相应的操作。
[0039] 该采集器的存储器18中自带系统软件和相关的分析应用软件，处理器可以运行该系统软件和分析应用软件，对监控对象的参数信息进行分析和处理。例如，若分析得出烟感检测到的烟雾浓度高于安全范围，则给出烟雾浓度超标的分析结果，方便工作人员查看。进一步的，处理器10还可以根据该分析结果给出相应的提醒，方便工作人员找到故障原因并针对性的采取相应的措施，保障动力环境的安全。
[0040] 进一步的，该系统软件为嵌入式安卓系统。该采集器自带安卓系统和电容触控显示模块，并安装有相关的分析应用软件，形成功能完整的处理设备，其具备移动终端，如智能手机、PAD的诸多功能，可以实现数据的分析处理以及触控显示等功能，可以独立工作，无需连接到额外的服务器进行数据的处理和显示，简化了动力环境监控系统的构造和工作人员的操作，提高了工作效率。
[0041] 在其中一个实施例中，上述应用软件包括组态软件，用于编排并显示所述监控对象所在的界面。在该采集器中安装组态软件，使得更改界面是不需要更改软件代码，可以根据客户的要求快速更改界面，简单方便。
[0042] 在其中一个实施例中，该动力环境监控采集器还包括网络接口模块13，用于连接网卡，以将采集器连接到网络。
[0043] 在其中一个实施例中，上述应用软件包括远程调试软件，远程调试软件用于实现对监控对象的远程控制。
[0044] 该网卡可以为有限网卡或者无线网卡，其中无线网卡为3G/4G无线上网卡，可以将采集器连接到无线网络，负责调试的工作人员可以通过无线网络远程连通该采集器，同时采集器中安装有远程调试软件，通过该远程调试软件，工作人员可以对采集器进行远程控制，并对其进行远程调试，无需派人去现场。极大的减少了工作人员的劳动，简化了调试过程。
[0045] 同时，还可以在采集器中装入微信、QQ等即时通信软件，采集器可以将其异常告警信息通过这些软件直接告知用户，或者通过GPRS网络以短信、电话的方式告知用户，让用户及时的了解动力环境的现场情况，及时作出应对措施，保障动力环境的正常运行。
[0046] 在其中一个实施例中，该动力环境监控采集器还包括摄像头14，设置在采集器面向用户操作的一侧，用于在触控显示模块12接收触控指令时，获取采集器所处环境的图像。方便误操作的责任追究，同时也方便了问题的追溯和分析。
[0047] 在其中一个实施例中，该动力环境监控采集器还包括USB接口17，用于外接输入设备。该输入设备可以为鼠标、键盘、U盘等，方便工作人员操作。
[0048] 在其中一个实施例中，上述存储器18还用于存储监控对象的相关信息。监控对象的相关信息均可以存储在该存储器18中，工作人员可以从中调取采集器的历史信息，形成信息报表和信息库。该存储器18包括易失性存储器和非易失性存储器，易失性存储器的存储容量不小于1G，非易失性存储器的存储容量不小于4G。
[0049] 在其中一个实施例中，该动力环境监控采集器能够嵌入式安装。由于该采集器自带触控显示模块12和能够运行系统软件和应用软件的处理器10，具备智能终端的诸多功能，使得其尺寸可以和平板电脑相近，在实际应用中，可以将其嵌在机房门或者机柜门上，减小了占用空间，节约了机房的空间资源，同时也不会影响机房的美观。
[0050] 在其中一个实施例中，该动力环境监控采集器还包括电源模块16和掉电电路15，掉电电路15用于在采集器故障时切断电源模块16向采集器的供电通道。当采集器异常时，通过掉电电路15切断采集器的电源，可靠的将采集器复位，保障采集器的正常运行。
[0051] 上述动力环境监控采集器，自带触控显示模块12和能够运行系统软件、应用软件的处理器10，可以独立的对动力环境中的监控对象进行分析处理和触控显示，现场工作人员无需跑到单独的监控室通过服务器查看监控对象的相关信息，简化了现场工作人员的操作。且该采集器还设置有网络接口模块13，可以外接无线网卡将采集器连接到网络，USB接口17，可以外接输入设备，以及存储器18，使得该采集器具备了诸如手机、PAD等移动终端的诸多功能，可以单独实现数据的分析、存储、发送等处理，满足了动力环境监控的需求，无需设置额外的服务器，同时由于其尺寸近似于PAD，可以支持嵌入式安装，减小了占用空间。该采集器内还可以安装远程调试软件，负责调试的工作人员可以对其进行远程调试，无需派人到现场，极大的减少了相关工作人员的劳动，提高了工作效率，同时也保障了动力环境监控的及时性和可靠性。
[0052] 进一步的，参见图2，该掉电电路15包括信号转换单元151、计数单元152、第一触发单元153、第二触发单元154和驱动单元155。
[0053] 信号转换单元151接入表征采集器工作状况的状态标志信号，并对状态标志信号进行电平转换，当采集器异常时，状态标志信号为固定电平，当采集器正常时，状态标志信号为脉冲信号。
[0054] 当采集器正常工作时，其处理器10的状态标志信号为一定周期的脉冲信号，当采集器异常时，状态标志信号为固定电平，将该状态标志信号连接至信号转换单元151，对其进行电平转换和脉宽调整后接至计数单元152的复位端子，以控制计数单元152的复位情况，进而控制其计数结果。当采集器正常时，计数单元152被周期性复位，不能产生进位。
[0055] 第一触发单元153输入端连接信号转换单元151，输出端连接计数单元152的复位端子，用于对经电平转换后的状态标志信号进行脉宽调整，得到计数单元的复位信号。当状态标志信号从低电平变高电平时，信号转换单元151输出高电平脉冲使得复位信号有效。
[0056] 计数单元152接入时钟信号，用于计数，当状态标志信号为固定电平时，复位信号失效，计数单元152产生进位信号，当状态标志信号为脉冲信号时，计数单元152周期性复位，不产生进位信号。该时钟信号由晶振产生。
[0057] 第二触发单元154接入计数单元152的进位信号，在进位信号的触发下输出持续预设时长的系统复位电平。
[0058] 当采集器异常时，计数单元152的复位信号失效，计数单元152持续计数，当计数单元152记满后输出进位信号，即其进位端子的输出电平变为高电平，在该进位信号的触发下第二触发单元154改变输出信号的电平状态，并持续输出一定时长的系统复位电平。
[0059] 具体的，该系统复位电平的持续时间为4～5秒，能够可靠的将采集器复位。系统复位电平的持续时间不限于4～5秒，也可以根据实际需要进行设计。
[0060] 驱动单元155接入系统复位电平，根据系统复位电平切断电源模块16向采集器的供电通道。
[0061] 当采集器异常时，直接切断其电源模块16，停止向采集器供电，具体的，停止向采集器的处理器10供电，可靠的将处理器10复位，使得处理器10在复位结束后重新运作起来，保障其正常工作。
[0062] 具体的，参见图3，该信号转换单元151包括电阻R314、电阻R315、电阻R316、电容C302和三极管Q167，处理器10的状态标志信号输出端IO6分别连接电阻R314、电阻R316和电容C302的一端，电阻R314的另一端连接3.3V直流电压，电阻R316的另一端连接三极管Q167的基极，电容C302的另一端连接三极管Q167的发射极并接地，三极管Q167的集电极连接电阻R315的一端，电阻R315的另一端连接5V直流电压。
[0063] 上述第一触发单元153包括电阻R307、电阻R308、电阻R317、电容C293、电容C294、组合二极管D91和第一触发器1/2U160，第一触发器1/2U160的第一输入端子2A接地，第二输入端子2B连接电平转换电路的输出端，即三极管Q167的集电极，复位端子11分别连接电容C294的一端和电阻R308的一端，电容C294的另一端接地，电阻R308的另一端连接5V直流电压，电容端子6分别连接第一输入端子2A和电容C293的一端，电容C293的另一端分别连接电阻R307的一端和并联组合二极管D91的阳极，电阻R307的另一端连接5V直流电压，电阻电容中点端子7分别连接电阻R307的一端和并联组合二极管D91的阳极，并联组合二极管D91的阴极连接5V直流电压，第一触发器1/2U160的输出端COUNTER_RST通过电阻R317接地。
[0064] 上述第二触发单元154包括电阻R305、电阻R306、电容C295、电容C300、组合二极管D90和第二触发器1/2U160，第二触发器1/2U160的第一输入端子1A接地，第二输入端子1B连接计数单元的输出端，即计数单元的进位信号，同时也是计数结果的最高位，复位端子3分别连接电容C295的一端和电阻R306的一端，电容C295的另一端接地，电阻R306的另一端连接5V直流电压，电容端子14分别连接第一输入端子1A和电容C300的一端，电容C300的另一端分别连接电阻R305的一端和并联组合二极管D90的阳极，电阻R305的另一端连接5V直流电压，电阻电容中点端子15分别连接电阻R305的一端和并联组合二极管D90的阳极，并联组合二极管D90的阴极连接5V直流电压。
[0065] 通过设置该触发单元的相关参数可以得到持续预设时长的系统复位电平，该系统复位电平为低电平。
[0066] 具体的，参见图4，上述计数单元152包括第一计数器U158、第二计数器U159、电容C301、电阻R300、电阻R301、电阻R302、电阻R303和电阻R304。第一触发器1/2U160的输出端COUNTER_RST分别连接第一计数器U158和第二计数器U159的复位端子RST，第一计数器U158的时钟信号输入端连接晶振TOCOUNTER，并通过电容C301接地，第二计数器U159的时钟信号输入端连接第一计数器U158的进位端子Q14，该进位端子为第一计数器U158计数结果的最高位，根据实际应用需求选择第二计数器U159的某一个计数结果输出端子作为两个计数器累计结果的最高位输出，该最高位即为两个计数器累计结果的进位位，并通过一串联电阻连接至第二触发器1/2U160的第二输入端子1B。
[0067] 进一步的，第二计数器U159的计数结果输出端子Q10通过电阻R300，或计数结果输出端子Q11通过电阻R301，或计数结果输出端子Q9通过电阻R302，或计数结果输出端子Q12通过电阻R303，或计数结果输出端子Q13通过电阻R304连接至第二触发器1/2U160的第二输入端子1B。第一计数器U158和第二计数器U159的电源输入端VDD连接5V直流电压，接地端VSS接地。
[0068] 当采集器异常时，其状态标志信号为固定电平，信号转换单元151持续输出高电平或低电平信号，第一触发单元153不产生有效的复位信号，两个计数器的复位端子均失去作用，两个计数器持续计数，直到第二计数器U159的计数结果输出端子产生进位，以高电平输出，触发第二触发器1/2U160的输出端5V_CTRL输出系统复位电平，该系统复位电平为低电平脉冲信号；当采集器正常时，其状态标志信号为一定周期的脉冲信号，信号转换单元151对该脉冲信号进行电压变换后仍然为周期性的脉冲信号，可以将第一计数器U158和第二计数器U159周期性的复位，此时第一计数器U158和第二计数器U159的计数结果输出端子也不能产生进位以输出高电平，此时第二触发器1/2U160不触发，输出端5V_CTRL持续输出高电平。
[0069] 具体的，参见图5，上述驱动单元155包括电阻R309、电阻R310、电阻R311、电阻R312、电阻R313、电容C299、三极管Q168和MOS管Q169，三极管Q168的基极通过电阻R313连接第二触发器1/2U160的输出端5V_CTRL，三极管Q168的发射极接地，三极管Q168的集电极分别连接电阻R312的一端和MOS管Q169的栅极，电阻R312的另一端连接5V直流电压VCC，MOS管Q169的源极连接5V直流电压VCC，MOS管Q169的漏极连接处理器10的电源输入端VCC_CPU，并通过电容C299接地，MOS管Q169的源极和漏极之间跨接有并联电阻R309、电阻R310和电阻R311。
[0070] 在表征采集器工作状态的状态标志信号IO6的控制作用下，第二触发器1/2U160的输出端5V_CTRL输出一复位脉冲信号，该复位脉冲信号为低电平脉冲，当5V_CTRL为低电平时，MOS管Q169截止，5V直流电压VCC不能连接至处理器10的电源输入端VCC_CPU，进而切断了处理器10的电源，采集器被复位，并持续4～5秒后5V_CTRL才变为高电平，重新给处理器10上电，采集器恢复正常工作。当采集器异常时，通过切断电源并持续一定时长的方式将处理器10可靠复位，进而保障了采集器的正常运行。
[0071] 上述掉电电路15的5V直流电压分别通过电容C296、电容C297和电容C298接地，进而滤波处理。
[0072] 上述掉电电路15，当采集器异常时，其状态标志信号为固定电平，信号转换单元151持续输出固定电平信号，计数单元152的复位端子均失去作用，两个计数器持续计数，直到第二计数器U159的计数结果输出端子产生进位，以高电平输出，触发第二触发器1/2U160的输出端5V_CTRL输出低电平的系统复位电平，并发送至驱动单元155的输入端，处理器10的电源输入端VCC_CPU无法接通5V直流电压VCC，使得处理器10的电源被切断复位；当采集器正常时，其状态标志信号为一定周期的脉冲信号，信号转换单元151对该脉冲信号进行电压变换后仍然为周期性的脉冲信号，将第一计数器U158和第二计数器U159周期性的复位，此时第一计数器U158不能产生进位，第二计数器U159的计数结果输出端子也不能产生进位输出高电平，此时第二触发器1/2U160的输出端5V_CTRL持续输出高电平，处理器10的电源输入端VCC_CPU接通5V直流电压VCC，保持正常工作。该掉电电路15当采集器异常时，通过切断电源并持续一定时长的方式将处理器10可靠复位，进而保障了采集器的正常运行。
[0073] 以上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个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。
[0074] 以上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专利范围的限制。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，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
