CN113933622A - 一种智能故障定位的pdu及方法 - Google Patents

Abstract

一种智能故障定位的PDU及方法，组合机柜的单个机柜个体上设有电源分配单元，电源分配单元上设有MCU运算主机、数据监测执行机构和输出负载接口，数据监测执行机构和输出负载接口内部各结构的电流或者电压传感器电连接，通过在电源分配单元内设置MCU运算主机、数据监测执行机构及传感器模块。通过声光进行告警，MCU控制器通过与人体红外传感器、电子锁、告警定位激光模块、负载状态指示灯及照明发光体联动，当维修人员到达故障机柜时，照明灯亮，并通过负载状态指示灯显示故障的具体结构，不用维修人员查找即可具体定位到故障的接口，大大提高了检修效率，同时也为“黑暗机房”创造了条件，最大限度的节省了能源。

Description

一种智能故障定位的PDU及方法

技术领域

本发明涉及网络通信安全技术领域，具体涉及一种智能故障定位的PDU及方法。

背景技术

PDU（Power Distribution Unit，电源分配单元），也就是我们常说的机柜用电源分配插座，PDU是为机柜式安装的电气设备提供电力分配而设计的工业级产品，拥有不同的功能、安装方式和不同插位组合的多种系列规格，能为不同的电源环境提供适合的机架式电源分配解决方案。PDU的应用，可使机柜中的电源分配更加整齐、可靠、安全、专业和美观，并使得机柜中电源的维护更加便利和可靠。

现有PDU产品在智能化方面通过使用电压PT元件和电流CT元件测量回路基础电压和电流数据，经过计算后得到想要的各种电力参数，配合通讯模块在局域网内可以实现远程监测和控制产品。在大规模机房部署中，客户可以在远端同时管理几十甚至几百条智能PDU产品。当产品监测到告警信息后虽然有远程报警信息和本地蜂鸣器发出声音告警，但往往这些声音都淹没在机房高分贝的背景声音中（背景噪声主要是服务器运转噪音和空调***的风声）。在超大规模机房部署环境中可以同时管理几千条PDU 产品（比如一整栋楼8层都是不同功能的数据机房），当告警发生后需要到现场处理时，运维人员甚至都不知道要去哪个楼层和房间，更不用说准确定位发生问题的机柜来及时处理问题，在大型或者超大型机房部署中，当同一个楼层或者同一房间有多个报警信息发生时只能是逐一排查，不能有效准确的定位到问题发生机柜。

现有技术中也有针对PDU故障进行监控的技术，例如中国专利文献CN 202652240U记载了一种具有 PDU 监测告警单元的机柜，能对电源负载电路的断路器开关状态参数进行监测，把监测数据通过网络传 送，并在显示屏上显示故障位置代码的具有 PDU 监测告警单元的机柜，但在大型机房并排布置的情况下，不能够方便维修人员快速达到故障机柜。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种智能故障定位的PDU及方法，能够对PDU内负载状态进行监控并显示，且在维保人员进入 机房时能够自动提供定位标识，且在全过程中能够最大限度的节省电能。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种智能故障定位的PDU，包括门禁***和组合机柜，组合机柜的单个机柜个体上设有电源分配单元，电源分配单元上设有MCU运算主机、数据监测执行机构和输出负载接口，数据监测执行机构和输出负载接口内部各结构的电流或者电压传感器电连接，数据监测执行机构将输出负载接口内检测的电流或者电压状态传输至MCU运算主机，MCU运算主机上设有MCU控制器和告警定位激光模块，门禁***的电子锁状态信号开关接入MCU控制器的输入端，当电源分配单元发生故障的机柜检测到电子锁打开时，该电源分配单元控制告警定位激光模块发出故障激光提示机柜位置，方便维修人员快速定位。

上述的电源分配单元还设有传感器模块和照明发光体，照明发光体与MCU控制器输出端电连接，传感器模块与MCU控制器通讯连接，传感器模块上设有人体红外传感器，用于当检修人员通过门禁进入后，检测人体是否靠近当前机柜以便打开照明发光体提供照明。

上述的输出负载接口包括多个并联连接的负载接口，负载接口的***设有负载状态指示灯且一一对应，负载状态指示灯与MCU控制器的输出端电连接。

上述的告警定位激光模块与激光通断继电器的常开触点连接，激光通断继电器的线圈与MCU控制器的输出端电连接。

上述的电源分配单元包括长条状的固定槽体，固定槽体两端连接有安装板，安装板与机柜固定连接，在固定槽体内依次排列有输入接线盒、MCU运算主机、传感器模块、数据监测执行机构和输出负载接口，模块之间以工艺隔板进行隔离固定，数据监测执行机构和输出负载接口可以组合的形式依次排列多个。

上述的照明发光体为长条装，嵌接在固定槽体侧壁。

上述的电源分配单元安装在机柜外侧，告警定位激光模块的激光出射方向朝向机柜外，照明发光体的光线照射方向为垂直方向。

上述的MCU运算主机上设有复位按键、告警蜂鸣器和通讯接口，复位按键与MCU控制器输入端电连接，用于对故障进行复位，告警蜂鸣器与MCU控制器输出端电连接，通讯接口用于与集控***进行通讯。

上述的MCU控制器输入端设有晶振提供基准频率，用于基准计时参考。

使用上述的一种智能故障定位的PDU的故障定位方法，具体步骤为：

步骤一、对MCU控制器进行初始化设置，包括设定无故障第一时间、无故障第二时间、呼吸闪烁频率、故障闪烁频率；

步骤二、组合机柜中的所有电源分配单元，为机柜内负载提供电源，数据监测执行机构检测本单元内的负载接口的电流、电压，并将检测结果传送至MCU控制器，MCU控制器通过与内置的该负载接口的参数进行比较并判断是否发生故障，当没有发生故障时，初始时控制接有负载的负载状态指示灯和照明发光体常亮，当MCU控制器检测到超过无故障第一时间人体红外传感器和电子锁出均未感应到有人进入，则负载状态指示灯和照明发光体以呼吸闪烁频率进行闪烁，当超过设定的无故障第二时间人体红外传感器和电子锁出均未感应到有人进入，则负载状态指示灯和照明发光体熄灭；

步骤三、当MCU控制器到某一个负载接口处参数超标故障时，通过通讯接口将故障参数及柜体和故障负载接口的标识参数发送至远程的集控***，便于维保人员查阅知晓，通过控制发生故障的负载接口处的负载状态指示灯以故障闪烁频率闪烁，告警蜂鸣器开始蜂鸣，进入步骤四等待维保人员进行处理；

步骤四、当维保人员通过门禁***进入机房时，电子锁打开并发送信号至所有机柜的MCU控制器，发生故障机柜的MCU控制器检测到该信号后控制激光通断继电器线圈得电，控制告警定位激光模块向机柜外发出激光以提醒故障机柜位置；

步骤五、当机柜的人体红外传感器检测到有人体靠近时，控制照明发光体接通为机柜提供照明，输出负载接口上的负载状态指示灯显示当前接口状态，有负载且正常的接口的负载状态指示灯常亮，有负载但有故障的接口的负载状态指示灯保持以故障闪烁频率闪烁；

步骤六、当维保人员消除故障后，负载状态指示灯恢复常亮状态，告警蜂鸣器停止蜂鸣，维保人员离开，当MCU控制器检测到超过无故障第一时间人体红外传感器和电子锁出均未感应到有人进入，则负载状态指示灯和照明发光体以呼吸闪烁频率进行闪烁，当超过设定的无故障第二时间人体红外传感器和电子锁出均未感应到有人进入，则负载状态指示灯和照明发光体熄灭，维保人员未消除故障时，还可通过复位按键复位故障。

本发明提供的一种智能故障定位的PDU及方法，通过在电源分配单元内设置MCU运算主机、数据监测执行机构及传感器模块，通过数据监测执行机构与输出负载接口内的传感器连接监控负载接口是否产生故障，并通过声光进行告警，MCU控制器通过与人体红外传感器、电子锁、告警定位激光模块、负载状态指示灯及照明发光体联动，达到维修人员未到达现场时，只进行蜂鸣和故障接口的负载状态指示灯指示，维修人员进入机房时，通过发出激光进行定位指引，当维修人员到达故障机柜时，照明灯亮，并通过负载状态指示灯显示故障的具体结构，不用维修人员查找即可具体定位到故障的接口，大大提高了检修效率，同时也为“黑暗机房”创造了条件，最大限度的节省了能源。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明土组合机柜的结构示意图；

图3为本发明门禁***的结构示意图；

图4为本发明电源分配单元的结构示意图；

图5为MCU运算主机的结构示意图；

图6为输出负载接口的结构示意图；

图7为优选的告警定位激光模块结构示意图；

图8为优选的组合机柜排列激光告警定位示意图；

图9为本发明MCU运算主机的电气原理图；

图10为电源模块电气原理图；

图11为通讯接口的电气原理图；

图12为本发明的***逻辑示意图。

其中：门禁***1、门禁102、电子锁102、组合机柜2、电源分配单元3、固定槽体31、MCU运算主机32、MCU控制器321、告警定位激光模块322、复位按键323、告警蜂鸣器324、通讯接口325、传感器模块33、环境温度传感器331、人体红外传感器332、数据监测执行机构34、输出负载接口35、负载接口351、负载状态指示灯352、照明发光体36、安装板37、输入接线盒38、工艺隔板39、故障出射激光4、激光通断继电器5、晶振6。

具体实施方式

以下结合附图和实施例详细说明本发明技术方案。

如图1-6中所示，一种智能故障定位的PDU，包括门禁***1和组合机柜2，组合机柜2的单个机柜个体上设有电源分配单元3，电源分配单元3上设有MCU运算主机32、数据监测执行机构34和输出负载接口35，数据监测执行机构34和输出负载接口35内部各结构的电流或者电压传感器电连接，数据监测执行机构34将输出负载接口35内检测的电流或者电压状态传输至MCU运算主机32，MCU运算主机32上设有MCU控制器321和告警定位激光模块322，门禁***1的电子锁102状态信号开关接入MCU控制器321的输入端，当电源分配单元3发生故障的机柜检测到电子锁102打开时，该电源分配单元3控制告警定位激光模块322发出故障激光提示机柜位置，方便维修人员快速定位。

当电子锁102感应到有人进入机房时，通过告警定位激光模块322发出激光，利用激光的定向发光、亮度极高的特性，无论在侧面和正面都能很快的发现光束位置，用以进行故障机柜的定位。

如图7和8中所示，优选地告警定位激光模块322为两个方向的激光组合，通过两个方向的激光进行定位，适用于机柜较多多排排列的情形，此种情况下，各排和各列的电源分配单元3垂直和水平位置予以区别，以免激光束被遮挡。

上述的电源分配单元3还设有传感器模块33和照明发光体36，照明发光体36与MCU控制器321输出端电连接，传感器模块33与MCU控制器321通讯连接，传感器模块33上设有人体红外传感器332，用于当检修人员通过门禁进入后，检测人体是否靠近当前机柜以便打开照明发光体36提供照明，通过人体红外传感器332来感知是否有人体靠近机柜，从而控制照明发光体36打开照亮柜体便于查找故障，同时在无人时照明熄灭降低耗能。

如图6中所示，上述的输出负载接口35包括多个并联连接的负载接口351，负载接口351的***设有负载状态指示灯352且一一对应，负载状态指示灯352与MCU控制器321的输出端电连接，通过设置在负载接口351外侧的负载状态指示灯352及其现实状态代表该接口的工作状态，在本实施例中，在柜体前有人的情况下，负载状态指示灯352代表正常工作，高频闪烁代表出现故障，将故障闪烁频率为2Hz.

如图9中所示，上述的告警定位激光模块322与激光通断继电器5的常开触点连接，激光通断继电器5的线圈与MCU控制器321的输出端电连接,通过激光通断继电器5对激光通断进行控制，激光发出不耗损MCU控制器321的电源，告警定位激光模块322的电源单独提供，可以适应多种激光电源等级。

如图4中所示，上述的电源分配单元3包括长条状的固定槽体31，固定槽体31两端连接有安装板37，安装板37与机柜固定连接，在固定槽体31内依次排列有输入接线盒38、MCU运算主机32、传感器模块33、数据监测执行机构34和输出负载接口35，模块之间以工艺隔板39进行隔离固定，数据监测执行机构34和输出负载接口35可以组合的形式依次排列多个，通过将模块嵌于固定槽体31内，使得MCU运算主机32上的告警定位激光模块322发射方向向外便于进行定位，同时以嵌接的模式便于模块的增减和排列。

如图4中所示，上述的照明发光体36为长条装，嵌接在固定槽体31侧壁，当告警定位激光模块322发射方向向机柜外的同时，固定槽体31侧壁的照明发光体36的照明方向在垂直方向，便于照明。

如图4中所示，上述的电源分配单元3安装在机柜外侧，告警定位激光模块322的激光出射方向朝向机柜外，照明发光体36的光线照射方向为垂直方向。

如图5中所示，上述的MCU运算主机32上设有复位按键323、告警蜂鸣器324和通讯接口325，复位按键323与MCU控制器321输入端电连接，用于对故障进行复位，告警蜂鸣器324与MCU控制器321输出端电连接，通讯接口325用于与集控***进行通讯。

如图9中所示，上述的MCU控制器321输入端设有晶振6提供基准频率，用于基准计时参考，以晶振6的基准频率来为MCU控制器321内设定的时间参数作参考。

如图10中所示，为MCU运算主机32、传感器模块33和数据监测执行机构34提供电源的电源转换模块，能够提供多种电源等级，满足芯片、激光及照明灯给等不同电源等级需求。

如图11中所示，为通讯接口325的电路原理示意图，采用RS485通讯，可以降低通讯成本，提高可靠性。

如图12中所示，使用上述的一种智能故障定位的PDU的故障定位方法，具体步骤为：

步骤一、对MCU控制器321进行初始化设置，包括设定无故障第一时间、无故障第二时间、呼吸闪烁频率、故障闪烁频率；

步骤二、组合机柜2中的所有电源分配单元3，为机柜内负载提供电源，数据监测执行机构34检测本单元内的负载接口351的电流、电压，并将检测结果传送至MCU控制器321，MCU控制器321通过与内置的该负载接口的参数进行比较并判断是否发生故障，当没有发生故障时，初始时控制接有负载的负载状态指示灯352和照明发光体36常亮，当MCU控制器321检测到超过无故障第一时间人体红外传感器332和电子锁102出均未感应到有人进入，则负载状态指示灯352和照明发光体36以呼吸闪烁频率进行闪烁，当超过设定的无故障第二时间人体红外传感器332和电子锁102出均未感应到有人进入，则负载状态指示灯352和照明发光体36熄灭；

步骤三、当MCU控制器321到某一个负载接口处参数超标故障时，通过通讯接口325将故障参数及柜体和故障负载接口的标识参数发送至远程的集控***，便于维保人员查阅知晓，通过控制发生故障的负载接口处的负载状态指示灯352以故障闪烁频率闪烁，告警蜂鸣器324开始蜂鸣，进入步骤四等待维保人员进行处理；

步骤四、当维保人员通过门禁***1进入机房时，电子锁102打开并发送信号至所有机柜的MCU控制器321，发生故障机柜的MCU控制器321检测到该信号后控制激光通断继电器5线圈得电，控制告警定位激光模块322向机柜外发出激光以提醒故障机柜位置；

步骤五、当机柜的人体红外传感器332检测到有人体靠近时，控制照明发光体36接通为机柜提供照明，输出负载接口35上的负载状态指示灯352显示当前接口状态，有负载且正常的接口的负载状态指示灯352常亮，有负载但有故障的接口的负载状态指示灯352保持以故障闪烁频率闪烁；

步骤六、当维保人员消除故障后，负载状态指示灯352恢复常亮状态，告警蜂鸣器324停止蜂鸣，维保人员离开，当MCU控制器321检测到超过无故障第一时间人体红外传感器332和电子锁102出均未感应到有人进入，则负载状态指示灯352和照明发光体36以呼吸闪烁频率进行闪烁，当超过设定的无故障第二时间人体红外传感器332和电子锁102出均未感应到有人进入，则负载状态指示灯352和照明发光体36熄灭，维保人员未消除故障时，还可通过复位按键323复位故障。

通过上述步骤，可以在实现“黑暗机房”的建设需求的同时又满足检修需要，能够大大降低机房的照明耗能，同时在维修人员进入机房时能够快速的对故障机柜进行指引。

Claims (10)

1.一种智能故障定位的PDU，其特征在于，包括门禁***（1）和组合机柜（2），组合机柜（2）的单个机柜个体上设有电源分配单元（3），电源分配单元（3）上设有MCU运算主机（32）、数据监测执行机构（34）和输出负载接口（35），数据监测执行机构（34）和输出负载接口（35）内部各结构的电流或者电压传感器电连接，数据监测执行机构（34）将输出负载接口（35）内检测的电流或者电压状态传输至MCU运算主机（32），MCU运算主机（32）上设有MCU控制器（321）和告警定位激光模块（322），门禁***（1）的电子锁（102）状态信号开关接入MCU控制器（321）的输入端，当电源分配单元（3）发生故障的机柜检测到电子锁（102）打开时，该电源分配单元（3）控制告警定位激光模块（322）发出故障激光提示机柜位置，方便维修人员快速定位。

2.根据权利要求1所述的一种智能故障定位的PDU，其特征在于，所述的电源分配单元（3）还设有传感器模块（33）和照明发光体（36），照明发光体（36）与MCU控制器（321）输出端电连接，传感器模块（33）与MCU控制器（321）通讯连接，传感器模块（33）上设有人体红外传感器（332），用于当检修人员通过门禁进入后，检测人体是否靠近当前机柜以便打开照明发光体（36）提供照明。

3.根据权利要求1所述的一种智能故障定位的PDU，其特征在于，所述的输出负载接口（35）包括多个并联连接的负载接口（351），负载接口（351）的***设有负载状态指示灯（352）且一一对应，负载状态指示灯（352）与MCU控制器（321）的输出端电连接。

4.根据权利要求1所述的一种智能故障定位的PDU，其特征在于，所述的告警定位激光模块（322）与激光通断继电器（5）的常开触点连接，激光通断继电器（5）的线圈与MCU控制器（321）的输出端电连接。

5.根据权利要求2所述的一种智能故障定位的PDU，其特征在于，所述的电源分配单元（3）包括长条状的固定槽体（31），固定槽体（31）两端连接有安装板（37），安装板（37）与机柜固定连接，在固定槽体（31）内依次排列有输入接线盒（38）、MCU运算主机（32）、传感器模块（33）、数据监测执行机构（34）和输出负载接口（35），模块之间以工艺隔板（39）进行隔离固定，数据监测执行机构（34）和输出负载接口（35）可以组合的形式依次排列多个。

6.根据权利要求5所述的一种智能故障定位的PDU，其特征在于，所述的照明发光体（36）为长条装，嵌接在固定槽体（31）侧壁。

7.根据权利要求6所述的一种智能故障定位的PDU，其特征在于，所述的电源分配单元（3）安装在机柜外侧，告警定位激光模块（322）的激光出射方向朝向机柜外，照明发光体（36）的光线照射方向为垂直方向。

8.根据权利要求2所述的一种智能故障定位的PDU，其特征在于，所述的MCU运算主机（32）上设有复位按键（323）、告警蜂鸣器（324）和通讯接口（325），复位按键（323）与MCU控制器（321）输入端电连接，用于对故障进行复位，告警蜂鸣器（324）与MCU控制器（321）输出端电连接，通讯接口（325）用于与集控***进行通讯。

9.根据权利要求1所述的一种智能故障定位的PDU，其特征在于，所述的MCU控制器（321）输入端设有晶振（6）提供基准频率，用于基准计时参考。

10.使用上述权利1-9任一所述的一种智能故障定位的PDU的故障定位方法，其特征在于，具体步骤为：

步骤一、对MCU控制器（321）进行初始化设置，包括设定无故障第一时间、无故障第二时间、呼吸闪烁频率、故障闪烁频率；

步骤二、组合机柜（2）中的所有电源分配单元（3），为机柜内负载提供电源，数据监测执行机构（34）检测本单元内的负载接口（351）的电流、电压，并将检测结果传送至MCU控制器（321），MCU控制器（321）通过与内置的该负载接口的参数进行比较并判断是否发生故障，当没有发生故障时，初始时控制接有负载的负载状态指示灯（352）和照明发光体（36）常亮，当MCU控制器（321）检测到超过无故障第一时间人体红外传感器（332）和电子锁（102）出均未感应到有人进入，则负载状态指示灯（352）和照明发光体（36）以呼吸闪烁频率进行闪烁，当超过设定的无故障第二时间人体红外传感器（332）和电子锁（102）出均未感应到有人进入，则负载状态指示灯（352）和照明发光体（36）熄灭；

步骤三、当MCU控制器（321）到某一个负载接口处参数超标故障时，通过通讯接口（325）将故障参数及柜体和故障负载接口的标识参数发送至远程的集控***，便于维保人员查阅知晓，通过控制发生故障的负载接口处的负载状态指示灯（352）以故障闪烁频率闪烁，告警蜂鸣器（324）开始蜂鸣，进入步骤四等待维保人员进行处理；

步骤四、当维保人员通过门禁***（1）进入机房时，电子锁（102）打开并发送信号至所有机柜的MCU控制器（321），发生故障机柜的MCU控制器（321）检测到该信号后控制激光通断继电器（5）线圈得电，控制告警定位激光模块（322）向机柜外发出激光以提醒故障机柜位置；

步骤五、当机柜的人体红外传感器（332）检测到有人体靠近时，控制照明发光体（36）接通为机柜提供照明，输出负载接口（35）上的负载状态指示灯（352）显示当前接口状态，有负载且正常的接口的负载状态指示灯（352）常亮，有负载但有故障的接口的负载状态指示灯（352）保持以故障闪烁频率闪烁；

步骤六、当维保人员消除故障后，负载状态指示灯（352）恢复常亮状态，告警蜂鸣器（324）停止蜂鸣，维保人员离开，当MCU控制器（321）检测到超过无故障第一时间人体红外传感器（332）和电子锁（102）出均未感应到有人进入，则负载状态指示灯（352）和照明发光体（36）以呼吸闪烁频率进行闪烁，当超过设定的无故障第二时间人体红外传感器（332）和电子锁（102）出均未感应到有人进入，则负载状态指示灯（352）和照明发光体（36）熄灭，维保人员未消除故障时，还可通过复位按键（323）复位故障。

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