一种用于光通信设备的机房监控系统及方法与流程

本发明属于智能监控领域，尤其涉及一种用于光通信设备的机房监控系统及方法。

背景技术：

1、在当前光通讯传输领域，光发射机，光放大器，光开关以及更高集成度的光平台都承担着重要的任务。多种类，多型号的设备在机房中，如何管理设备，如何监控设备就成了重点。基于snmp协议的网络管理系统逐渐成为主流，在目前大多数机房及其他应用场景中，大多采用局域网形式的网络管理系统或者简单集成通讯服务的管理系统(比如插手机卡)。这种情况下，需要有人员实时值班，才能发现系统产生的异常。此时的设备管理系统对人员要求就很高，无法做到实时发现问题，实时报告问题。

2、基于snmp的网络设备管理云端平台就是为了以往系统的不足而诞生的，系统结合最新的云存储服务器，只要有网络支持，所有的机房设备都可以集中管理，实时监控，实时采集数据，一旦异常出现云端的服务器就会分析产生报警，立刻将相关的报警信息发送给责任人，实现了即使机房无人也可以实时参与管理。云端平台可以面向多用户，实现无交叉管理，各个用户之间不会发生错乱，后台服务器也无法对用户设备进行操作，保证设备的安全独立性。

3、市面上的网络管理系统基本属于布局在局域网中的网络管理系统，方式就是传统的多设备连接交换机，交换机连接路由器，路由器连接上位机管理系统，构建小型完整的网络架构。这样的系统依旧采取人监控管理系统，系统监控设备这样的模式，最终还是依赖人员完成监管。缺点就是人力成本高，并且一个单位可能存在多地机房，这样的话需要搭建多个局域网环境，并且无法做到多个子系统之间的互相管理通讯。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中的不足提供了一种用于光通信设备的机房监控系统及方法。

2、本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

3、一种用于光通信设备的机房监控系统，包含设有多个光通信设备的机房，所述机房内设有由多个用于机房参数检测的传感器节点构成的无线传感器网路，还包含路由器节点、云服务器、移动终端、pc端，所述传感器节点通过路由器节点连接云服务器，所述云服务器分别与移动终端、pc端连接；

4、传感器节点包含传感器、信号调理电路模块、控制器模块、数据传输模块、接口电路模块、时钟电路模块、存储电路模块、报警电路模块、输入及显示模块和电源模块，所述传感器依次经过信号调理电路模块连接控制器模块，所述数据传输模块、接口电路模块、时钟电路模块、存储电路模块、报警电路模块、输入及显示模块和电源模块分别与控制器模块连接。

5、作为本发明一种用于光通信设备的机房监控系统的进一步优选方案，所述传感器包含电压检测传感器、电流检测传感器、温度检测传感器、湿度检测传感器，所述电压检测传感器、电流检测传感器、温度检测传感器、湿度检测传感器分别与信号调理电路模块连接。

6、作为本发明一种用于光通信设备的机房监控系统的进一步优选方案，所述信号调理电路模块包含自动增益控制模块、精密全波整流模块、负反馈模块；

7、其中，自动增益控制模块，用于信号放大；

8、精密全波整流模块，用于对放大后的信号进行整流以及滤波处理，进而得到直流信号；

9、负反馈模块，用于将直流信号反馈至自动增益模块的输入端。

10、作为本发明一种用于光通信设备的机房监控系统的进一步优选方案，所述自动增益控制模块包含电阻r3、电阻r4、电阻r5、芯片q3；

11、其中，芯片q3的引脚3分别连接电阻r3的一端、电阻r4的一端，电阻r3的另一端连接signal_in端，电阻r4的另一端接地，芯片q3的引脚2接地，芯片q3的引脚4接地，芯片q3的引脚8接5v电压，芯片q3的引脚6接-5v电压，芯片q3的引脚5接电阻r5的一端，电阻r5的另一端与芯片q3的引脚7连接并接ad603_output端，芯片q3的引脚1接feed_back端。

12、作为本发明一种用于光通信设备的机房监控系统的进一步优选方案，所述精密全波整流模块包含电阻r1、电阻r2、电容c1、电容c2、芯片q1、芯片q2；

13、其中，电容c1的一端连接outout端，电容c1的另一端分别连接芯片q1的反相输入端、电阻r1的一端，芯片q1的同向输入端连接与芯片q1的输出端连接，芯片q1的负电源端连接5v电压，芯片q1的正电源端接地，芯片q1的输出端连接芯片q2的反相输入端，电阻r1的另一端分别连接芯片q2的同相输入端、电阻r2的一端，芯片q2的正电源端接地，芯片q2的负电源端连接5v电压，芯片q2的输出端分别连接电阻r2的另一端、电容c2的一端以及rectifyoutput端，电容c2的另一端接地。

14、作为本发明一种用于光通信设备的机房监控系统的进一步优选方案，所述负反馈模块包含电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电容c3、电容c4、芯片q3；

15、其中，芯片q4的同相输入端分别连接电阻r6的一端、电阻r7的一端；电阻r6的另一端接5v电压，电阻r7的另一端接地，芯片q4的反相输入端分别连接电阻r8的一端、电阻r9的一端、电容c3的一端，电阻r8的另一端连接rectify_output端，芯片q4的正电源端接地，芯片q4的负电源端连接5v电压，芯片q4的输出端分别连接电阻r9的另一端、电容c3的另一端以及feedback端，电容c4的另一端接地。

16、作为本发明一种用于光通信设备的机房监控系统的进一步优选方案，所述输入及显示模块为低功耗2.4寸alientektftlcd

17、作为本发明一种用于光通信设备的机房监控系统的进一步优选方案，所述报警模块为黄、橙、红二极管发光与蜂鸣器鸣叫组成的声光报警电路。

18、作为本发明一种用于光通信设备的机房监控系统的进一步优选方案，所述控制器模块采用低功耗stm32单片机。

19、一种基于用于光通信设备的机房监控系统的无线网拓扑控制方法，具体包含如下步骤；

20、步骤1，设部署网络的每个传感器节点mi(1≤i≤0)的发射半径用ri(1≤i≤0)表示，网络拓扑结构采用无向图gmax＝(v(gmax),e(gmax))g(v,e)模型；

21、其中，v(g)＝{(v1,v2,...vn)}表示网络中随机分布的节点集合；

22、e(g)＝{(vi,vj)|vi,vj∈v(g),ri≥d(vi,vj)且rj≥d(vi,vj)}，d(vi,vj)表示节点vi和节点vj之间的距离；

23、步骤2，设在初始加入网络时节点u以最大功率pmax工作，探测拓扑的请求消息中包含节点u的id、节点位置和最大功率等信息；

24、节点v收到拓扑的请求消息后检查是否满足条件，若满足则以v的id、位置和最大功率反馈；

25、当收到v的响应信息后，节点u把节点v加入到集合nbr(u)中，集合nbr(u)中节点v的权值是一个二元组，wu(v)＝≤<d(u,v),id(v)>；

26、步骤3，设节点m节点n是节点u的两个最大临近节点，即m，n∈nbr(u)，则节点m优于节点n，并且仅当r(m)＞d(m,n)&&(n)＞d(m,n)&&∈relay(u,v)，

27、其中，relay(u,v)为节点u和n的中继区域，优于关系表示为

28、若节点m优于节点n，在获得所有临近节点信息后，节点u按照权值递增的顺序对nbr(u)中的节点排序，即nbr(u)＝(v1,v2,...,vn)且wu(v1)＜wu(v2)＜...wu(vn)，然后遍历nbr(u)得到最大权值；

29、若ui+1∈nonnbrs(ui)，则有(ui,a),(a,ui+1)∈e(gmax)，说明ui通过a跳到ui+1比直接到ui+1消耗的能量少；

30、步骤4，每个节点以最大发射半径获得nbr(u)，将nbr(u)与nonnbrs(ui)设置为空；

31、步骤5，按权重顺序处理nbr(u)中的每一个临近节点w，在nbr(u)中存在节点优于w，则将w存入nonnbrs(ui)；若nbr(u)不存在节点优于w，则将x从nonnbrs(ui)删除，将x加入到nbr(u)，将w存入nonnbrs(ui)；

32、步骤6，节点u按步骤5循环nonnbrs(ui)；

33、步骤7，通过对称机制消除单向链路；

34、步骤8，根据nbr(u)中最大距离邻居节点来确定发射功率。

35、本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

36、1、本发明降低无线传感器节点能耗是当下拓扑算法研究的重点，通过对功率控制型算法进行研究后发现,现有算法忽略多跳中继区域问题，从而增加节点的能耗；因此提出面向低功耗的智能拓扑控制算法,该算法通过收集各节点功耗反馈信息后形成最大邻近节点拓扑,遍历所有邻近节点后选择能量消耗最小的路径；对网络连通性、节点度和能量消耗等性能指标仿真分析,算法能够消除不合理的多跳,降低每个节点的最大发射功率,维护全网络的连通性,理论上具有一定的实际应用价值；

37、2、本发明通过无线网确保机房设备的稳定运行，提高机房管理的安全性能和可靠程度，实现机房的科学管理，能够全天候地对机房设备的运行状态、温度、湿度、供电的电压、电流等的开关状态等进行实时监控；通过对机房设备的电能数据，实现对机房设备用电的智能控制；本发明通过无线通信作为机房通信，监控终端实时显示机房的机房设备的运行状态、温度、湿度、供电的电压、电流等的开关状态、用电状态，实现机房环境及用电的智能监控；

38、3、本发明通过采用负反馈不断地调节放大倍数从而使输出尽可能稳定地保持在所设置的目标值范围周围，采用无二极管精密整流电路，输出不会有损耗，避免了传统方法中，使用桥式整流电路需以牺牲信号幅值为代价且会引入更多噪声的弊端；自动增益控制模块采用的ad603作为压控可变增益运算放大器，是低噪声线性分贝增益放大器。