一种移动通信设备控制机械臂的智能硬件运维系统及方法与流程

本发明属于电力系统运维技术领域，特别是涉及一种移动通信设备控制机械臂的智能硬件运维系统及方法。

背景技术：

随着国家科研水平的不断提高，电力系统不断增加，电力设备、运维人员的工作量也随之成倍的增加，这使得公司运维管理面临着巨大的挑战。目前系统层面的自动化运维，可以实现对大部分业务系统的远程操作。但是在遇到系统死机，必须通过手动操作开关机键进行硬件重启的情况下，只能靠发现问题后第一时间通知运维人员到机房现场处理，这就导致出现当遇到需设备重启情况下，故障不能及时解决，可能会对业务的正常运行造成严重影响，引发重大电力运维事故的问题。

针对目前电力公司机房硬件运维过程中出现的问题，必须引入智能机械化自动运维手段，在发生故障的当下，通过运维人员远程操控即刻重启设备，用高效、快速、低成本的解决方法将对业务系统正常运行的影响降到最低。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种移动通信设备控制机械臂的智能硬件运维系统及方法。

为了达到上述目的，本发明提供的移动通信设备控制机械臂的智能硬件运维系统包括：移动控制器、云平台服务器、控制器、机械臂和摄像头；其中：移动控制器通过云平台服务器与控制器连接，控制器分别与机械臂和摄像头连接。

所述的移动控制器为运维人员手中的移动通讯设备，安装有运维app，包括通信模块和显示模块，通信模块用于发送用户指令和接收图像信息，显示模块用于显示操作界面和图像信息。

所述的云平台服务器是由置于机房的多台主机服务器搭成的资源池，用于接收和转发移动控制器发出的指令和处理控制器上传的信息。

所述的控制器为安装在机械臂上的控制驱动装置，包括：控制模块和无线通信模块，其中：控制模块分别与机械臂和摄像头连接，无线通信模块与摄像头连接，云平台服务器分别与控制模块和无线通信模块连接。

所述的机械臂为安装在机房机柜正面的三轴机械臂，包括：相互垂直的x轴、y轴、z轴和机械前臂，其中：y轴垂直固定在机柜的正面，z轴在y轴上移动，z轴带动x轴使机械前臂在机柜中上下移动，对准设备机架位置；机械前臂在x轴上移动，使机械前臂对准开关机键位置；机械前臂用于按压开关机键，x轴带动机械前臂在z轴上移动，使机械前臂向开关机键按压，完成开关机操作。

所述的摄像头为安装在机械臂的z轴之上的图像采集装置，用于实时采集现场的图像信息。

本发明提供的移动通信设备控制机械臂的智能硬件运维方法包括按顺序执行的下列步骤：

步骤1)登录连接

当运维人员登陆移动控制器与云平台服务器上部署的运维系统并建立连接后，在移动控制器的运维app中输入故障设备的ip地址，云平台服务器接收到数据后，在数据库中查找该ip地址对应设备的物理位置，包含机房、机柜、机架位置以及在导轨上移动的x、y、z值；在数据库中无法查找到信息的情况下，联系调度人员查看台账手动输入以上参数值；云平台服务器将得到的这些值以及在y轴上移动机械臂的指令通过控制器进行处理，然后通过控制模块控制机械臂运行；

步骤2)打开摄像头

接下来，运维人员在移动控制器的运维app上按下“开摄像头”按钮，通过移动控制器的通信模块将指令发送给云平台服务器，云平台服务器将指令传递给控制器的控制模块，控制摄像头开启，摄像头开启后，将采集到的实时设备现场图像信息通过控制器的无线通信模块实时传递到云平台服务器，云平台服务器将图像信息保存在本地，同时将其传送到移动控制器，通过移动控制器的显示模块展示在运维人员面前；

步骤3)关机操作

运维人员在观察现场环境无误的情况下，在移动控制器的运维app上按下“关机”按钮，通过移动控制器的通信模块将指令发送给云平台服务器，云平台服务器接到指令后，向控制器发出在x轴上移动一定距离的指令；倘若通过移动控制器的显示模块观察现场视频发现，机械臂没有移动到设备位置，运维人员能够通过在移动控制器的运维app上更改x、y值使机械臂找到正确的位置；确定机械臂位置后，云平台服务器向控制器3的控制模块下达使机械臂在z轴上移动的指令；机械臂在z轴上移动，机械前臂在接触到开关机键后，继续匀速向前；

步骤4)延时

云平台服务器自下发机械臂在z轴上移动的指令后，开始计时10s，10s后云平台服务器向控制器的控制模块下发控制机械臂在z轴上反方向移动的命令，使机械前臂从开关机键抬起；

摄像头拍摄到的现场视频信息通过控制器的无线通信模块传输到云平台服务器上，云平台服务器将视频信息保存到本地，同时传送给移动控制器的通信模块，并通过移动控制器的显示模块在屏幕上展现；

步骤5)开机操作

运维人员通过移动控制器的显示模块观察设备状态，若状态无误，在移动控制器的运维app上按下“开机”按钮；若没有完成关机操作，重新在运维app上输入需要移动的x、y、z轴坐标，控制机械臂移动，直到机械臂完成开关机操作；

当运维人员按下“关机”按钮10s后才能够按下“开机”按钮；“开机”指令通过移动控制器的通信模块发送给云平台服务器，云平台服务器接到指令后，向控制器发出在z轴上移动设定距离的指令；机械前臂向设备方向移动将接触到开关机键，然后再继续向前移动一定距离，完成开机操作；

步骤6)关闭摄像头

运维人员通过移动控制器观测设备实时状态运行无误后，在移动控制器的运维app上按下“关闭摄像头”按钮，通过移动控制器的通信模块将指令发送给云平台服务器，云平台服务器发送指令要求机械臂返回到机柜顶部原固定位置，控制器的控制模块控制机械臂移动；云平台服务器发送关闭摄像头指令，云平台服务器将指令传递给控制器的控制模块，控制摄像头关闭。

本发明提供的移动通信设备控制机械臂的智能硬件运维系统及方法的优点是：可实现设备状态的监视，设备硬重启过程的在线监视，运维人员可通过移动通讯设备上的运维app远程操控机械臂，利用机械臂代替人手实现设备硬重启操作，这样就会极大方便运维人员的操作模式，实现了设备硬重启随时随地即刻完成，完全改变了设备硬重启的运维模式，实现了运维操作的实时监测和全面记录。

附图说明

图1为本发明提供的移动通信设备控制机械臂的智能硬件运维系统的结构示意图；

图2为本发明提供的移动通信设备控制机械臂的智能硬件运维方法流程图；

图3为本发明提供的移动通信设备控制机械臂的智能硬件运维系统中机械臂组成示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的移动通信设备控制机械臂的智能硬件运维系统及方法进行详细说明。

本发明所要解决的技术问题是提供一种可以用手机app控制机械臂实现硬件设备即时硬重启的功能，保证当系统死机时，能即时硬重启设备，减少系统故障的影响。

如图1、图3所示，本发明提供的移动通信设备控制机械臂的智能硬件运维系统包括：

移动控制器1、云平台服务器2、控制器3、机械臂4和摄像头5；其中：移动控制器1通过云平台服务器2与控制器3连接，控制器3分别与机械臂4和摄像头5连接。

所述的移动控制器1为运维人员手中的移动通讯设备，如手机或平板电脑，移动控制器1中安装有运维app，用于通过云平台服务器2与控制器3进行数据信息交互，并通过控制器3控制机械臂4工作同时通过摄像头5采集机房现场的图像信息。

所述的移动控制器1包括通信模块和显示模块，通信模块用于发送用户指令和接收图像信息，显示模块用于显示操作界面和图像信息。

所述的云平台服务器2是由置于机房的多台主机服务器搭成的资源池，用于接收和转发移动控制器1发出的指令和处理控制器3上传的信息。

所述的控制器3为安装在机械臂4上的控制驱动装置，用于根据移动控制器1的指令控制摄像头5和机械臂4工作；控制器3包括：控制模块3.1和无线通信模块3.2，其中：控制模块3.1分别与机械臂4和摄像头5连接，无线通信模块3.2与摄像头5连接，云平台服务器2分别与控制模块3.1和无线通信模块3.2连接；控制模块3.1为机械臂4和摄像头5的控制装置，用于接收并执行云平台服务器2下发的指令，并根据指令控制机械臂4和摄像头5完成规定操作；无线通信模块3.2为无线数据传输装置，用于将摄像头5采集的图像信息传送给云平台服务器2。

所述的机械臂4为安装在机房机柜正面的三轴机械臂，用于代替人手实现设备硬重启操作。

如图3所示，所述的机械臂4用于接收控制模块3.1下达的指令并执行操作，其包括：相互垂直的x轴、y轴、z轴和机械前臂，其中：y轴垂直固定在机柜的正面，z轴在y轴上移动，z轴带动x轴使机械前臂在机柜中上下移动，对准设备机架位置；机械前臂在x轴上移动，使机械前臂对准开关机键位置；机械前臂用于按压开关机键，x轴带动机械前臂在z轴上移动，使机械前臂向开关机键按压，完成开关机操作。

所述的摄像头5为安装在机械臂4的z轴之上的图像采集装置，用于实时采集现场的图像信息。

所述的控制器3由所在机柜电源提供电能，摄像头5、机械臂4均通过控制器3获得电能。

所述的云平台服务器2通过控制器3的无线通信模块3.2接收摄像头5采集的图像信息，传输到移动控制器1的通信模块；同时云平台服务器2接收移动控制器1发出的指令，传送给控制器3的控制模块3.1，实现控制机械臂4及摄像头5的操作。

所述的云平台服务器2采用资源池架构，满足数据接入需求，均部署在本地；

所述的云平台服务器2与移动控制器1之间的数据交换可以通过无线网络wifi、gprs、3g/4g传输，云平台服务器2与控制器3之间的数据交换可以通过以太网传输，控制器3与摄像头5及机械臂4之间的信号传输通过电缆等通信线路连接，包括云平台服务器2与控制器3的信号传输、控制器3与摄像头5之间的图像数据传输、控制器3与摄像头5之间的控制信号传输；

所述的控制器3的无线通讯模块3.2还设置有一无线wifi装置，用于将控制器3与移动控制器1通过云平台服务器2相连接，所述的控制器3中的无线通讯模块3.2与移动控制器1之间还可通过3g、4g、gprs等通信网络实现远程通信连接。

所述的数据传输利用互联网数据传输、与移动营运商配套的数据传输方案以及基于http的视频在线监视技术。

所述的移动控制器1中的运维app能实现如下功能：

视频监控功能，用于观看机房现场采集的机械臂4操作及设备状态实时信息；

视频回放功能，用于对操作记录进行回放检查；

发布操作指令功能，用于将运维人员输入信息及指令传递给云平台服务器2；

所述的云平台服务器2能实现如下功能：

信息处理转发，根据运维app下发的指令，搜寻数据库中的相关设备信息，并将指令及设备信息重新整合后下发给控制器3，并将控制器3反馈的图像信息传送给运维app；

视频存储功能，用于存储机房现场设备状态信息及机械臂4操作视频；

视频回放功能，用于对存储的操作记录进行回放以用于分析；

设备增删功能，用于对增加或下架的设备信息及机械臂4、摄像头5、控制器3的信息进行及时更新汇总；

运维记录管理功能，用于对运维人员的操作时间、操作对象、操作内容等进行记录；

报表导入输出功能，用于对单项或全种类数据以文档形式进行导入或输出；

所述的控制器3包含如下功能：

信息传输功能，用于将摄像头5采集到的现场视频传输给云平台服务器2；

设备控制功能，用于控制机械臂4对设备进行开关机操作及摄像头5的关闭开启操作；

所示机械臂4包含如下功能：

控制机械前臂在机柜内移动；

开关硬件设备，用机械前臂向开关机键施加作用力；

所述摄像头5包含如下功能：

自动对焦功能，用于自动捕捉设备状态灯及机械前臂；

实时监控功能，用于实时监控现场机械臂4操作及硬件设备情况。

所述云平台服务器2包含预置参数，所有设备的品牌、型号、机房、机柜、机架位置、设备上的在运系统、需要移动的x轴、y轴和z轴距离、上次检修日期，开关机操作最少间隔时间；

所述移动控制器1所采集的数据包括：

发出的信息——指令信息，主要包括打开关闭摄像头5、移动机械臂4位置、设备开关机等指令信息，

接收的信息——图像信息，由云平台服务器2发回的设备状态及机械臂4操作视频信息；

所述云平台服务器2的主要功能有：

指令传达——分析并处理控制器3反馈及运维app传入的信息，并将处理后的信息传送出去；

设备信息存储——将所有硬件设备信息进行录入、存储、更新；

图像信息存储——将机械臂上控制器的无线通信模块上传的视频信息进行汇总、存储；

所述的控制器3用于控制摄像头5、机械臂4的操作，接收云平台服务器2传输的指令信息，包括，

摄像头控制指令——打开关闭摄像头5、将摄像头5采集数据发送给云平台服务器2；

机械臂控制指令——控制机械前臂在导轨上移动、控制机械前臂执行开关机操作；

所述的摄像头5用于接收控制器3发出的开关指令，并将采集的图像信息发送给控制器3，采集的数据含有：

硬件设备状态——设备指示灯状态；

机械臂状态——机械前臂的具体位置、机械臂4对设备的操作的实时视频数据。

如图2所示，本发明提供的移动通信设备控制机械臂的智能硬件运维方法包括按顺序执行的下列步骤：

步骤1)登录连接

当运维人员登陆移动控制器1与云平台服务器2上部署的运维系统并建立连接后，在移动控制器1的运维app中输入故障设备的ip地址，云平台服务器2接收到数据后，在数据库中查找该ip地址对应设备的物理位置，包含机房、机柜、机架位置以及在导轨上移动的x、y、z值；在数据库中无法查找到信息的情况下，联系调度人员查看台账手动输入以上参数值；云平台服务器2将得到的这些值以及在y轴上移动机械臂4的指令通过控制器3进行处理，然后通过控制模块3.1控制机械臂4运行；

步骤2)打开摄像头

接下来，运维人员在移动控制器1的运维app上按下“开摄像头”按钮，通过移动控制器1的通信模块将指令发送给云平台服务器2，云平台服务器2将指令传递给控制器3的控制模块3.1，控制摄像头5开启，摄像头5开启后，将采集到的实时设备现场图像信息通过控制器3的无线通信模块3.2实时传递到云平台服务器2，云平台服务器2将图像信息保存在本地，同时将其传送到移动控制器1，通过移动控制器1的显示模块展示在运维人员面前；

步骤3)关机操作

运维人员在观察现场环境无误的情况下，在移动控制器1的运维app上按下“关机”按钮，通过移动控制器1的通信模块将指令发送给云平台服务器2，云平台服务器2接到指令后，向控制器3发出在x轴上移动一定距离的指令；倘若通过移动控制器1的显示模块观察现场视频发现，机械臂4没有移动到设备位置，运维人员能够通过在移动控制器1的运维app上更改x、y值使机械臂4找到正确的位置；确定机械臂4位置后，云平台服务器2向控制器3的控制模块3.1下达使机械臂4在z轴上移动的指令；机械臂4在z轴上移动，机械前臂在接触到开关机键后，继续匀速向前；

步骤4)延时

云平台服务器2自下发机械臂4在z轴上移动的指令后，开始计时10s，10s后云平台服务器2向控制器3的控制模块3.1下发控制机械臂4在z轴上反方向移动的命令，使机械前臂从开关机键抬起；

摄像头5拍摄到的现场视频信息通过控制器3的无线通信模块3.2传输到云平台服务器2上，云平台服务器2将视频信息保存到本地，同时传送给移动控制器1的通信模块，并通过移动控制器1的显示模块在屏幕上展现；

步骤5)开机操作

运维人员通过移动控制器1的显示模块观察设备状态，若状态无误，在移动控制器1的运维app上按下“开机”按钮；若没有完成关机操作，重新在运维app上输入需要移动的x、y、z轴坐标，控制机械臂4移动，直到机械臂4完成开关机操作；

当运维人员按下“关机”按钮10s后才能够按下“开机”按钮，而不能立即进行“开机”操作；“开机”指令通过移动控制器1的通信模块发送给云平台服务器2，云平台服务器2接到指令后，向控制器3发出在z轴上移动设定距离的指令。机械前臂向设备方向移动将接触到开关机键，然后再继续向前移动一定距离，完成开机操作；

步骤6)关闭摄像头

运维人员通过移动控制器1观测设备实时状态运行无误后，在移动控制器1的运维app上按下“关闭摄像头”按钮，通过移动控制器1的通信模块将指令发送给云平台服务器2，云平台服务器2发送指令要求机械臂4返回到机柜顶部原固定位置，控制器3的控制模块3.1控制机械臂4移动；云平台服务器2发送关闭摄像头指令，云平台服务器2将指令传递给控制器3的控制模块3.1，控制摄像头5关闭。

如图3所示，所述的机械臂4由x轴、y轴、z轴及机械前臂组成，摄像头5安装在该机械臂4上，摄像头5和机械臂4与控制器3进行连接，该控制器3控制机械臂4的移动以及摄像头5的开启；控制器3经由以太网、电缆等通信线路与连接在同一局域网内的云平台服务器2相连。在运维人员控制机械臂4执行关机操作时，从移动控制器1向云平台服务器2发送关机指令，云平台服务器2根据数据库中存储的设备信息，向控制器3的控制模块3.1发送关机指令，控制器3根据得到的设备信息，先控制机械臂4上的机械前臂在x轴上移动，再控制机械臂4的x轴在z轴上移动。

所述的摄像头5将硬件设备的状态图像及机械臂4的操作过程和结果视频信息发送到控制器3的无线通信模块3.2，该模块将图像信息发送给云平台服务器2。云平台服务器2将这些图像信息经由无线wifi、gprs、3g/4g等方式发送到移动控制器1的通信模块上，并通过移动控制器1的显示模块将图像信息展示给运维人员，由其确认操作结果或作出调整执行下一步操作。

所述的控制器3为具有相互不同的通信方式的通信设备，以扩大机械臂控制器本身的通信方式的多样性和普适性。

如图3所示，通过使机械臂4的z轴在y轴即导轨上移动，控制机械臂4在机柜内沿y轴上下移动，使其移动到故障设备机架位置，通过使机械前臂在x轴上移动，可以使机械前臂移动到正对开关机键的位置，通过使x轴在z轴上移动，可以使机械前臂接触到开关机键，并施加压力，实现开关机功能；其中机械臂在x,y,z轴上移动的距离可以预先测量，保存到云平台服务器2，也可以通过移动控制器1的运维app操控进行调节。