一种铁路设备机柜微环境监测系统的制作方法

本发明涉及铁路设备机柜，具体涉及一种铁路设备机柜微环境监测系统。

背景技术：

1、随着铁路电气化和智能化技术发展，嵌入式计算机技术大量it设备应用于铁路通信系统和信号控制系统。我国铁路设备分布较广，从气候干燥的沙漠到潮湿的海边，从严寒的北方到高温的南方，还有高海拔的高原。这些it设备随铁路线路安装在铁路钢轨旁边，其不仅面临这复杂电磁环境的考验，也面临这复杂的气候环境。甚至需要运行在封闭地下环境(地铁信号设备)，面临的这铁削粉尘的侵扰。其运行环境是影响其稳定运行的重要因素之一。

2、铁路通信和信号设备系统从设计到维护各方越来越重视设备工作环境对整个系统的影响，也在不断逐步完善其运行环境的监控，如：微机监测系统已经对整个系统的工作机房环境进行实时监测，包括粉尘、机房温湿度、烟雾等方面。因机房内各个点的环境参数值不同，机房中各个点的环境参数的正常不能代表机柜内微环境情况，往往机柜内参数最能体现设备所处的实际运行物理环境的情况。机房整体的温湿度、粉尘等因素，不能作为it设备工作环境的判断依据。据调查，普遍存在机房内机柜局部热点的现象，仅因局部过热问题发生系统宕机现象的达到了32％。机柜中的it设备工作微环境不满足其工作环境要求是导致其运行稳定性、寿命的重要因素之一。

3、现有的铁路设备机柜内缺少必要微环境监测的系统，使得不能实时监测机柜内的it设备工作的微环境，更不能明确柜内设备运行状态和运行环境的联系，如因环境因素高于设计数值导致设备运行不稳定；封闭环境柜内板卡铁削粉尘长期积累不及时清理导致板卡性能下降；柜内每个it设备的用电量、关键浪涌器件状态缺少精细化监测，不便于管理和维护的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了提供一种铁路设备机柜微环境监测系统。旨在解决现有的铁路设备机柜内微环境数据和状态的缺失，不能明确设备运行状态和运行环境关系，柜内it设备工作的微环境超出设计范围，造成设备运行不稳定，封闭环境柜内板卡铁削粉尘长期积累不及时清理导致板卡性能下降以及现场维护工作量较大的问题。

2、为达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

3、本发明提供了一种铁路设备机柜微环境监测系统，其设置在铁路设备机柜内，包括：

4、感知单元，其用于监测机柜微环境信息，所述机柜微环境信息包括：机柜内设备的电压、电流、开关通断状态、柜内不同位置的温度和湿度、板卡积尘、振动、烟雾和机柜门开关状态；

5、运算单元，其与所述感知单元连接，用于接收所述机柜微环境信息，并对所述机柜微环境信息进行处理；

6、人机交互单元，其与所述运算单元连接，用于整个监测系统的人机交互。

7、优选的，所述感知单元包括：若干个不同的传感器，所述若干个不同的传感器包括：温湿度传感器、烟雾传感器、积尘传感器、电磁传感器和振动传感器。

8、优选的，所述温湿度传感器设置有多个，多个所述温度传感器分别设置在所述机柜的不同高度或位置，用于监测机柜内不同高度或同一高度不同位置的温度、湿度及易发热板卡的温度。

9、优选的，所述烟雾传感器设置在所述机柜的顶部风扇位置，用于对所述机柜内的烟雾进行实时监测。

10、优选的，所述积尘传感器为光学元器件，所述光学元器件实时监测内部板卡上反射光线，用于对pcb板卡(印制电路板)上的积尘厚度进行判断。

11、优选的，所述电磁传感器设置在所述机柜的外壁，用于监测外部电磁干扰。

12、优选的，所述振动传感器设置在所述机柜内，以监测铁路设备运行时的振动信息，所述振动传感器将所述振动信息转换为成比例的模拟电量，所述振动传感器上的接收模块将所述模拟电量转换为数字信号，所述数字信号通过rs485通信方式发送至所述运算单元。

13、优选的，所述感知单元还包括：柜门开关监测模块，其设置在所述机柜前后门框体处，所述柜门开关监测模块包括开关触头，所述开关触头与机柜内led照明电源连接，使得所述开关触头在柜门打开或关闭时，调节led照明电源的状态。

14、优选的，所述开关触头在柜门打开或关闭时，调节led照明电源的状态，具体为：

15、所述柜门开关监测模块与机柜内led照明电源连接，

16、当柜门关闭时，柜门挤压所述开关触头，以断开所述led照明电源；

17、当柜门开启时，柜门与柜体处于非挤压状态，开关触头自动弹开，以闭合所述led照明电源。

18、优选的，所述感知单元还包括：智能配电箱，其用于监测机柜内每一端口的电压、电流以及配电开关的通断状态和浪涌保护设备的可用状态。

19、优选的，所述感知单元还包括：电源机箱，监测柜体内电源模块的输入电压、输入电流，输入频率、开关通断状态、输出电压和输出电流，以及所述电源模块的温度。

20、优选的，所述运算单元为环境主机，其设置在所述机柜顶部的排风口一侧，所述运算单元包括：数据运算处理模块和数据通信处理模块，

21、所述数据通信处理模块，其用于实现若干个不同传感器的can通信数据接收和预处理、及与所述人机交互单元的通信；

22、所述数据运算模块用于对若干个不同传感器传输的数据进行过滤转化，每一所述传感器传输的数据超过对应的设定阈值时，发送对应的报警信息至所述人机交互单元。

23、优选的，所述人机交互单元包括：显示屏和与其连接的声光报警器，

24、所述显示屏实时显示机柜内部温度、湿度、通风量、配电箱用电情况以及若干个不同传感器的运行状态；

25、所述声光报警器接收所述数据运算模块发送的报警信息，用于所述机柜内部环境异常时的报警及快速定位。

26、优选的，还包括：控制单元，所述控制单元包括：

27、智能风扇风速调整模块，其分别与所述机柜的排风风扇、送风风扇和所述运算单元连接，当所述机柜内温度异常时，调节所述排风风扇或所述送风风扇的风速。

28、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

29、1、本发明整体化系统的完善了机柜内部it设备运行环境的监测，避免了后期额外增加感应模块和监测内容不全、信息不准确的问题，为铁路设备精细化、智能化管理提供依据；

30、2、本发明全面精细的监测机柜内部it设备的工作环境，排除局部过热造成的设备宕机的因素，确保铁路设备在可控环境下稳定运行；

31、3、本发明实时监测柜内设备的工作电压、电流、开关通断状态，替代传统的设备电压和电流测试，并且实时记录；

32、4、本发明24小时不间断监测，提前预警定位，提前消除发生故障的潜在隐患，减轻维护成本和劳动强度；

33、5、本发明自动调整送风和出风、增加柜内灯光，有利于系统维护和节能减排。

技术特征：

1.一种铁路设备机柜微环境监测系统，其特征在于，其设置在铁路设备机柜内，包括：

2.如权利要求1所述的铁路设备机柜微环境监测系统，其特征在于，所述感知单元包括：若干个不同的传感器，所述若干个不同的传感器包括：温湿度传感器、烟雾传感器、积尘传感器、电磁传感器和振动传感器。

3.如权利要求2所述的铁路设备机柜微环境监测系统，其特征在于，所述温湿度传感器设置有多个，多个所述温度传感器分别设置在所述机柜的不同高度或位置，用于监测机柜内不同高度或同一高度不同位置的温度、湿度及易发热板卡的温度。

4.如权利要求2所述的铁路设备机柜微环境监测系统，其特征在于，所述烟雾传感器设置在所述机柜的顶部风扇位置，用于对所述机柜内的烟雾进行实时监测。

5.如权利要求2所述的铁路设备机柜微环境监测系统，其特征在于，所述积尘传感器为光学元器件，所述光学元器件实时监测内部板卡上反射光线，用于对pcb板卡上的积尘厚度进行判断。

6.如权利要求2所述的铁路设备机柜微环境监测系统，其特征在于，所述电磁传感器设置在所述机柜的外壁，用于监测外部电磁干扰。

7.如权利要求2所述的铁路设备机柜微环境监测系统，其特征在于，所述振动传感器设置在所述机柜内，以监测铁路设备运行时的振动信息，所述振动传感器将所述振动信息转换为成比例的模拟电量，所述振动传感器上的接收模块将所述模拟电量转换为数字信号，所述数字信号通过rs485通信方式发送至所述运算单元。

8.如权利要求2所述的铁路设备机柜微环境监测系统，其特征在于，所述感知单元还包括：柜门开关监测模块，其设置在所述机柜前后门框体处，所述柜门开关监测模块包括开关触头，所述开关触头与机柜内led照明电源连接，使得所述开关触头在柜门打开或关闭时，调节led照明电源的状态。

9.如权利要求8所述的铁路设备机柜微环境监测系统，其特征在于，所述开关触头在柜门打开或关闭时，调节led照明电源的状态，具体为：

10.如权利要求2所述的铁路设备机柜微环境监测系统，其特征在于，所述感知单元还包括：智能配电箱，其用于监测机柜内每一端口的电压、电流以及配电开关的通断状态和浪涌保护设备的可用状态。

11.如权利要求2所述的铁路设备机柜微环境监测系统，其特征在于，所述感知单元还包括：电源机箱，监测柜体内电源模块的输入电压、输入电流，输入频率、开关通断状态、输出电压和输出电流，以及所述电源模块的温度。

12.如权利要求2所述的铁路设备机柜微环境监测系统，其特征在于，所述运算单元为环境主机，其设置在所述机柜顶部的排风口一侧，所述运算单元包括：数据运算处理模块和数据通信处理模块，

13.如权利要求12所述的铁路设备机柜微环境监测系统，其特征在于，所述人机交互单元包括：显示屏和与其连接的声光报警器，

14.如权利要求1所述的铁路设备机柜微环境监测系统，其特征在于，还包括：控制单元，所述控制单元包括：

技术总结
本发明公开了一种铁路设备机柜微环境监测系统，其设置在铁路设备机柜内，包括：感知单元，其用于监测机柜微环境信息，所述机柜微环境信息包括：机柜内设备的电压、电流、开关通断状态、机柜内的温度和湿度、板卡积尘、振动、烟雾和门开关状态；运算单元，用于接收所述机柜微环境信息，并对所述机柜微环境信息进行处理；人机交互单元，用于整个监测系统的人机交互。本发明完善了机柜内部IT设备运行环境的监测，避免了后期额外增加感应模块和监测内容不全、信息不准确的问题，全面精细的监测机柜内部IT设备的工作环境，确保铁路设备在可控环境下稳定运行；实时监测柜内设备的工作电压、电流、开关通断状态，替代传统的设备电压和电流测试。

技术研发人员：李小平,蒋红军,薛峰,路飞,冯雷,卢中华,孙殿举
受保护的技术使用者：卡斯柯信号有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25