一种基于无线传感器网络的数据中心火灾预警系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于无线传感器网络的数据中心火灾预警系统。由数量可以自定义的无线传感器网络节点组成，每个节点携带温度传感器，并且可以扩展，添加湿度、烟雾等传感器。使用三维矩阵式部署于数据中心的天花板、机柜、地板上，以及其他需要监控火灾的地方。免除了连线带来的限制，该系统可以通过其内嵌的Zigbee协议栈进行子组网。并且数据传送给网关节点，每个节点可以感知其所在区域的火灾情况，并且通过网关节点上报给PC端上位机，并通知工作人员。
【专利说明】
一种基于无线传感器网络的数据中心火灾预警系统
技术领域
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[0001]本实用新型属于无线传感器网络领域，特别涉及一种基于无线传感器网络的数据中心火灾预警系统。
【背景技术】
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[0002]随着云计算、大数据、虚拟化等技术在产业界的落地，数据中心越来越成为一个支撑互联网行业飞速发展的重要基础设施。同时，数据中心的规模也在不断的扩张，主要表现在两个重要指标:数据中心主机机房的面积以及数据中心机柜的容积比。以谷歌的达拉斯数据中心(Google Dalles)为例，其机房面积为I万8千多平方米，机柜数量9090，机柜容积比可达2.0。据统计，数据中心的规模还在极速扩大。这对数据中心内的火灾等消防任务提出了很高的要求。虽然，数据中心的消防级别高，发生火灾的几率很低，但是一旦发生火灾，将造成惨重经济损失，并且严重损坏公司声誉。
[0003]现有的数据中心火灾预警系统多采用烟感探测器，发生火灾时会产生大量的烟，传感器检测到后，进行报警。这种系统多为传统民用建筑物里使用，具有价格低的特点。但并不适合数据中心这样的大规模、大火灾隐患、监控密度高的场合。由于需要监测的点很多，需要大量的布线才能使整个数据中心得到监控，影响到工作人员在数据中心内的走动，提高了系统的复杂性，并且不利于扩展传感器数量和种类。此外，火灾发生前，往往是已经产生高温，待烟感探测器检测到冒烟时候，可能已经产生明火，火势已经开始蔓延。此时，已经来不及做保存数据、关机、断电等操作。
[0004]公开于该【背景技术】部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
【实用新型内容】:
[0005]本实用新型的目的在于提供一种基于无线传感器网络的数据中心火灾预警系统，从而克服上述现有技术中的缺陷。
[0006]为实现上述目的，本实用新型提供了
[0007]—种基于无线传感器网络的数据中心火灾预警系统，包括:PC端上位机、WSN网关节点、WSN路由节点、WSN终端节点;所述PC端上位机与WSN网关节点之间通过RS232串行数据总线连接进行通信;每个WSN网关节点控制N个WSN路由节点，用于网络时序管理、网络协调、存储网络拓扑;所述WSN路由节点形成骨干网络，每个WSN路由节点控制N个WSN终端节点，用于整个网络的数据通信;所述WSN终端节点按照栅格方式均匀设置在机房天花板上，在每个天花板上的WSN终端节点的正下方每隔一定距离部署一个WSN终端节点直至地板，用于采集温度数据，并发送给最近的WSN路由节点；所述WSN网关节点与WSN路由节点之间、WSN路由节点与WSN终端节点之间均通过Zigbee协议进行通信。
[0008]优选地，上述技术方案中，WSN网关节点、WSN路由节点、WSN终端节点结构一致;所述WSN网关节点包括电源、USB接口、JTAG接口、功能切换开关、Zigbee无线传输模块、温度传感器、传感器扩展接口、M⑶微控制单元、天线；所述MCU微控制单元分别与电源、USB接口、JTAG接口、功能切换开关、Zigbee无线传输模块、温度传感器、传感器扩展接口连接，所述Zigbee无线传输模块与天线连接，所述功能切换开关进行网关、路由、终端的切换。
[0009]优选地，上述技术方案中，Zigbee无线传输模块采用TI公司的CC2530或者CC2540;MCU微控制单元选用51单片机、AVR单片机、STM32中的一种;温度传感器采用DS18B20单总线高灵敏度芯片;传感器扩展接口包括SPI总线和IIC总线。
[0010]优选地，上述技术方案中，传感器扩展接口与湿度传感器、烟雾传感器连接。
[0011]优选地，上述技术方案中，每个天花板上的WSN终端节点的正下方每隔1-1.5m部署一个WSN终端节点直至地板。
[0012]与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果:
[0013]本系统由数量可以自定义的无线传感器网络节点组成，每个节点携带温度传感器，并且可以扩展，添加湿度、烟雾等传感器。使用三维矩阵式部署于数据中心的天花板、机柜、地板上，以及其他需要监控火灾的地方。免除了连线带来的限制，该系统可以通过其内嵌的Zigbee协议栈进行子组网。并且数据传送给网关节点，每个节点可以感知其所在区域的火灾情况，并且通过网关节点上报给PC端上位机，并通知工作人员。
【附图说明】
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[0014]图1为本实用新型基于无线传感器网络的数据中心火灾预警系统的结构示意图；
[0015]图2为本实用新型基于无线传感器网络的数据中心火灾预警系统的WSN节点结构示意图；
[0016]附图标记为:201-PC端上位机、202-RS232串行数据总线、203-WSN网关节点、204-Zigbee协议、205-WSN路由节点、206-WSN终端节点、301-MCU微控制单元、302-JTAG接口、303-USB接口、304-电源、305-功能切换开关、306-Zigbee无线传输模块、307-温度传感器、308-传感器扩展接口、309-天线。
【具体实施方式】
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[0017]下面对本实用新型的【具体实施方式】进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受【具体实施方式】的限制。
[0018]除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
[0019]如图1所示，一种基于无线传感器网络的数据中心火灾预警系统，包括:PC端上位机201、WSN网关节点203、WSN路由节点205、WSN终端节点206;所述PC端上位机201与WSN网关节点203之间通过RS232串行数据总线202连接进行通信;每个WSN网关节点203控制N个WSN路由节点205，用于网络时序管理、网络协调、存储网络拓扑;所述WSN路由节点205形成骨干网络，每个WSN路由节点205控制N个WSN终端节点206，用于整个网络的数据通信;所述WSN终端节点206按照栅格方式均匀设置在机房天花板上，在每个天花板上的WSN终端节点206的正下方每隔1-1.5m部署一个WSN终端节点206直至地板，用于采集温度数据，并发送给最近的WSN路由节点205;所述WSN网关节点203与WSN路由节点205之间、WSN路由节点205与WSN终端节点206之间均通过Zigbee协议204进行通信。
[0020]如图2所示，WSN网关节点203、WSN路由节点205、WSN终端节点206结构一致；所述WSN网关节点203包括电源304、USB接口 303、JTAG接口 302、功能切换开关305、Zigbee无线传输模块306、温度传感器307、传感器扩展接口 308、MCU微控制单元301、天线309;所述M⑶微控制单元309分别与电源304、USB接口 303、1^6接口302、功能切换开关305、2丨8666无线传输模块306、温度传感器307、传感器扩展接口 308连接，所述Zigbee无线传输模块306与天线309连接，所述功能切换开关305进彳丁网关、路由、终端的切换。
[0021]Zigbee无线传输模块306采用TI公司的CC2530或者CC2540;MCU微控制单元301选用51单片机、AVR单片机、STM32中的一种;温度传感器307采用DS18B20单总线高灵敏度芯片;传感器扩展接口 308包括SPI总线和IIC总线。传感器扩展接口 308与湿度传感器、烟雾传感器连接。
[0022]前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
【主权项】
1.一种基于无线传感器网络的数据中心火灾预警系统，其特征在于:包括，PC端上位机、WSN网关节点、WSN路由节点、WSN终端节点；所述PC端上位机与WSN网关节点之间通过RS232串行数据总线连接进行通信;每个WSN网关节点控制N个WSN路由节点，所述WSN路由节点形成骨干网络，每个WSN路由节点控制N个WSN终端节点，所述WSN终端节点按照栅格方式均匀设置在机房天花板上，在每个天花板上的WSN终端节点的正下方每隔一定距离部署一个WSN终端节点直至地板;所述WSN网关节点与WSN路由节点之间、WSN路由节点与WSN终端节点之间均通过Zigbee协议进行通信。2.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的数据中心火灾预警系统，其特征在于:所述WSN网关节点、WSN路由节点、WSN终端节点结构一致;所述WSN网关节点包括电源、USB接口、JTAG接口、功能切换开关、Zigbee无线传输模块、温度传感器、传感器扩展接口、MCU微控制单元、天线;所述MCU微控制单元分别与电源、USB接口、JTAG接口、功能切换开关、Zigbee无线传输模块、温度传感器、传感器扩展接口连接，所述Zigbee无线传输模块与天线连接，所述功能切换开关进彳丁网关、路由、终端的切换。3.根据权利要求2所述的基于无线传感器网络的数据中心火灾预警系统，其特征在于:所述Zigbee无线传输模块采用TI公司的CC2530或者CC2540; M⑶微控制单元选用51单片机、AVR单片机、STM32中的一种;温度传感器采用DS18B20单总线高灵敏度芯片;传感器扩展接口包括SPI总线和IIC总线。4.根据权利要求2或3所述的基于无线传感器网络的数据中心火灾预警系统，其特征在于:所述传感器扩展接口与湿度传感器、烟雾传感器连接。5.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的数据中心火灾预警系统，其特征在于:每个天花板上的WSN终端节点的正下方每隔1-1.5m部署一个WSN终端节点直至地板。
【文档编号】G05B19/042GK205508038SQ201620093268
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年1月28日
【发明人】姚德义, 赖明
【申请人】江苏华莱坞投资发展有限公司