CN218413262U - 一种应用于数据中心的控制盒 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于数据中心的控制盒，包括：机盒，以及设置于机盒内的控制板和电源模块。电源模块用于向控制板以及与控制板连接的用电设备供电。控制板设置有主控模块、DI接口、DO接口、工控机通讯接口、温湿度传感器接口、资产检测接口以及蓄电池采集模块接口。主控模块用于分别与各个接口对应连接的设备进行数据传输，并将采集的数据传输至外部的工控机。本申请通过这种设置，统一由控制盒连接扩展的设备和向连接的用电设备供电，避免了数据中心基础设施监控的复杂布线，减少额外独立的工业电源占用机架的U位空间。

Description

一种应用于数据中心的控制盒

技术领域

本实用新型涉及数据中心基础设施监控技术领域，尤其涉及一种应用于数据中心的控制盒。

背景技术

数据中心的模块化、边缘数据中心微型化、产品化是当前机房建设的一个潮流，市场上涌现出了各式各样的模块化数据中心，包括基于机柜为单位的数据中心，有单机柜、多联柜及微模块等产品形态。每种形态的数据中心，不管大小、规模，都是一个独立完整的个体，内部都少不了一些基本的动力和环境监测设备、消防传感器和各种执行机构，这些设备都需要进行供电、管理及维护；而模块化的数据中心本身又对机柜内的空间进行充分压缩和利用，因此在对各类基础设施的监控管理上就需要有创新性的智能产品进行管理。

目前市场上的模块化数据中心的基础设施监控通常都是零散的进行布线，每个设备均单独拉线接入到上层监控主机(工控机)的端口上去的，而工控机在端口资源不足的情况下，就会在外部扩展不同类型的DI、DO模块，用于扩展接入一定数量的DI、DO设备。通常DI、DO设备会是按照端口类型来分类，每种类型就需要一个独立的模块进行扩展，且还额外需要一个工业开关电源进行供电。除了DI、DO这种状态量之外，也需要扩展智能的总线接口，如RS485、RS232 这种端口资源，比如采用串口服务器，可以扩展多个RS485总线，用于接入各类动环智能传感器设备；而串口服务器也因为其设备需要独立工业电源供电，占用单独的机架U位空间，导致设备安装空间的浪费和复杂布线。因此，现有数据中心的基础设施监控存在扩展难度高、占用较多机架U位空间的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种应用于数据中心的控制盒，以解决现有数据中心的基础设施监控存在扩展难度高、占用较多机架U位空间的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种应用于数据中心的控制盒，包括：机盒，以及设置于所述机盒内的控制板和电源模块；

所述电源模块和所述控制板电连接，所述电源模块用于向所述控制板以及与所述控制板连接的用电设备供电；

所述控制板设置有主控模块、DI接口、DO接口、工控机通讯接口、温湿度传感器接口、资产检测接口以及蓄电池采集模块接口，所述主控模块分别与所述 DI接口、所述DO接口、所述工控机通讯接口、所述温湿度传感器接口、所述资产检测接口以及所述蓄电池采集模块接口电连接；

所述主控模块用于分别与各个接口对应连接的设备进行数据传输，并将采集的数据传输至外部的工控机。

进一步的，所述电源模块包括35W、45W、50W、60W、75W、100W中的其中至少一种输出功率的工业开关电源，所述工业开关电源的数量为至少一个。

进一步的，所述工控机通讯接口包括采用Modbus RTU协议的级联输入接口和级联输出接口，所述级联输入接口用于连接上一级的所述应用于数据中心的控制盒，所述级联输出接口用于连接下一级的所述应用于数据中心的控制盒或工控机。

进一步的，所述控制板还设置有3通道的RS485转接口，所述RS485转接口与所述级联输入接口连接。

进一步的，所述温湿度传感器接口和所述资产检测接口均为RS485通信接口，所述RS485通讯接口设置有供电引脚；

所述蓄电池采集模块接口为XBUS接口，所述XBUS接口设置有供电引脚。

进一步的，所述控制板还设置有三色灯带接口，所述三色灯带接口与所述主控模块电连接，所述三色灯带接口设置有供电引脚以及三色控制引脚。

进一步的，所述控制板还设置有水浸检测模块，用于获取数字量或模拟量的水浸检测信号；

所述水浸检测模块包括：第一电阻贴片位、第二电阻贴片位、第三电阻贴片位、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、水浸传感器接口、比较器、第一光耦隔离器以及水浸灵敏度拨码开关；

所述第一光耦隔离器的输出端与所述主控模块电连接，所述第一光耦隔离器的输入端正极与所述比较器的输出端连接，所述第一光耦隔离器的输入端负极分别连接所述第二电阻贴片位的一端以及所述第三电阻贴片位的一端；

所述第一电阻贴片位的一端连接所述电源模块，所述第一电阻贴片位的另一端连接所述第一光耦隔离器的输入端正极，所述第二电阻贴片位的另一端连接所述水浸传感器接口，所述第三电阻贴片位的另一端接地，所述第四电阻的一端连接所述水浸传感器接口，所述第四电阻的另一端接地并连接所述比较器的同相输入端，所述比较器的反相输入端连接所述水浸灵敏度拨码开关；

所述第一电阻贴片位用于在获取数字量的所述水浸检测信号时被配置有所述第一电阻，以及在获取模拟量的所述水浸检测信号时被配置为空贴；

所述第二电阻贴片位用于在获取数字量的所述水浸检测信号时被配置有所述第二电阻，以及在获取模拟量的所述水浸检测信号时被配置为空贴；

所述第三电阻贴片位用于在获取数字量的所述水浸检测信号时被配置为空贴，以及在获取模拟量的所述水浸检测信号时被配置有所述第三电阻。

进一步的，所述控制板还设置有与所述主控模块电连接的复用按键，所述复用按键用于向所述主控模块发送第一复用信号和第二复用信号；

所述主控模块根据所述第一复用信号对控制盒进行恢复出厂设置操作，或根据所述第二复用信号对所述温湿度传感器接口以及所述蓄电池采集模块接口对应连接的设备进行自动编址。

进一步的，所述控制板还设置有第一保险丝和第二光耦隔离器；

所述第一保险丝的一端连接所述电源模块，所述第一保险丝的另一端连接所述DI接口；

所述第二光耦隔离器正极连接电源模块，所述第二光耦隔离器的负极连接所述DI接口，所述第二光耦隔离器的输出端连接所述主控模块。

进一步的，所述控制板还设置有第一场效应管、第三光耦隔离器、第二保险丝以及二极管；

所述第三光耦隔离器的输入端连接所述主控模块,所述第三光耦隔离器的输出端正极连接第一场效应管的栅极，所述第三光耦隔离器的输出端负极接地；

所述第二保险丝的一端连接所述电源模块，所述第二保险丝的另一端分别连接所述第一场效应管的源极以及所述第一场效应管的栅极，所述第一场效应管的漏极连接所述DO接口；

所述二极管的正极接地，所述二极管的负极连接所述第一场效应管的漏极。

本实用新型的有益效果在于：本申请设置有1U机盒的控制盒，控制盒设置有连接各个所需设备和扩展设备的接口，并通过主控模块与各个接口对应连接的设备进行数据传输，以及通过电源模块为连接的用电设备供电。主控模块还将采集的数据传输至工控机，以实现数据中心基础设施监控。本申请通过这种设置，统一由控制盒连接扩展的设备和向连接的用电设备供电，避免了数据中心基础设施监控的复杂布线，减少额外独立的工业电源占用机架的U位空间。

附图说明

图1为本实用新型实施例的控制盒的原理框图；

图2为本实用新型实施例的数据中心的基础设施监控的***框图；

图3为本实用新型实施例的控制盒的另一原理框图；

图4为本实用新型实施例的电源模块的原理框图；

图5为本实用新型实施例的工控机通讯接口的LED指示灯控制电路的原理图；

图6为本实用新型实施例的水浸检测模块的电路原理图；

图7为本实用新型实施例的水浸检测模块的另一电路原理图；

图8为本实用新型实施例的DI接口的输入电路原理图；

图9为本实用新型实施例的DO接口的输出电路原理图；

图10为本实用新型实施例的控制盒的前面板的结构示意图；

图11为本实用新型实施例的控制盒的后面板的结构示意图。

标号说明：

10、工控机；20、控制盒；30、温湿度传感器；40、资产检测终端；50、蓄电池采集模块；60、DI设备；70、DO设备；80、三色灯带；100、机盒；200、控制板；210、主控模块；220、DI接口；230、DO接口；240、工控机通讯接口； 241、级联输入接口；242、级联输出接口；250、温湿度传感器接口；260、资产检测接口；270、蓄电池采集模块接口；281、RS485转接口；282、三色灯带接口；283、复用按键；284、电源指示灯；285、工作状态指示灯；286、设备地址拨码开关；287、组电流采集模块供电接口；290、水浸检测模块；291、水浸传感器接口；292、比较器；293、水浸灵敏度拨码开关；294、第一电阻贴片位； 295、第二电阻贴片位；296、第三电阻贴片位；300、电源模块。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

实施例

请参照图1至图11，本实用新型的实施例为：

请参照图1、图2、图10以及图11，一种应用于数据中心的控制盒20，包括1U机盒100，具体为通过钣金工艺等制成的1U规格的19英寸机架式机盒100，可以安装于数据中心的机架或机柜上。控制盒20还包括设置于所述机盒100内的控制板200和电源模块300。所述电源模块300和所述控制板200电连接，所述电源模块300用于向所述控制板200以及与所述控制板200连接的用电设备供电。所述控制板200设置有主控模块210、DI接口220、DO接口230、工控机通讯接口240、温湿度传感器接口250、资产检测接口260以及蓄电池采集模块接口270，所述主控模块210分别与所述DI接口220、所述DO接口230、所述工控机通讯接口240、所述温湿度传感器接口250、所述资产检测接口260以及所述蓄电池采集模块接口270电连接。所述主控模块210用于分别与各个接口对应连接的设备进行数据传输，并将采集的数据传输至外部的工控机10。

本实施例的控制盒20的工作原理为：控制盒20包括若干个连接外部设备的接口，示例性地，DI接口220用于连接DI设备60，DO接口230用于连接DO 设备70，工控机通讯接口240用于连接工控机10，温湿度传感器接口250用于连接温湿度传感器30，资产检测接口260用于连接资产检测终端40，蓄电池采集模块接口270用于连接蓄电池采集模块50。主控模块210通过各个接口与对应连接的设备进行数据传输，以及通过电源模块300为连接的用电设备供电。示例性地，主控模块210通过DI接口220和DO接口230传输数字量信号、通过温湿度传感器接口250获取温湿度检测信号、通过资产检测接口260获取资产信息、通过蓄电池采集模块接口270获取蓄电池参数信号，以及通过工控机通讯接口 240将数字输入信号、温湿度检测信号、资产信息、蓄电池参数信号发送至外部的工控机10。电源模块300与控制板200电连接，并为控制板200供电，以及通过连接用电设备的接口，为用电设备供电。其中，DI设备60包括红外传感器、烟雾传感器、门磁、水浸传感器等，DO设备70包括电锁、声光报警器、照明、天窗磁力锁等。

可以理解的，本实施例统一由控制盒20连接扩展的设备和向连接的用电设备供电，避免了数据中心基础设施监控的复杂布线，减少额外独立的工业电源占用机架的U位空间，便于扩展设备的安装连接。另外，相较于现有的数据中心的基础设施监控将工业开关电源设置在机柜内并采用复杂的布线，本实施例将电源模块300设置于机盒100内，有利于提高数据中心的基础设施监控安全性。

请参照图4，可选的，所述电源模块300包括35W、45W、50W、60W、75W、 100W中的其中至少一种输出功率的工业开关电源，所述工业开关电源的数量为至少一个。控制盒20内的电源模块300不单单给控制板200供电，同时还通过接口给机柜内的各类传感器及执行设备供电，大大简化了外部设备电源的安装空间及布线复杂度，且控制盒20内的电源模块300做结构上的兼容设计，可以根据外部设备的功率要求来灵活选择不同功率等级的工业电源，如35W、45W、50W、75W、100W的工业开关电源，这些电源均输出稳定的12V直流供电，可满足机柜内各类传感器设备的供电。

示例性地，本实施例采用两个工业开关电源，分别接入220V交流电或240V 直流电，经整流变压转换成12V直流电，部分12V直流电再经变压转换为5V直流电，以满足控制板200以及外部用电设备的供电。

可以理解的，电源模块300支持单工业开关电源和双工业开关电源，实现了电源输入的冗余备份、负载均衡的功能，提高了设备供电的稳定性。

请参照图3，具体的，所述工控机通讯接口240包括采用Modbus RTU协议的级联输入接口241和级联输出接口242，所述级联输入接口241用于连接上一级的所述应用于数据中心的控制盒20，所述级联输出接口242用于连接下一级的所述应用于数据中心的控制盒20或工控机10。其中，级联输入接口241和级联输出接口242均采用RJ45连接器。

本实施例中的主控模块210采用ARM的Cotex M系列的芯片，自带至少3 个UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发器)串口和若干GPIO口，用于通信及DI、DO的扩展，其中UART1串口作为工控机通讯接口240，负责与工控机10进行通信，采用标准的Modbus RTU协议，总线上可接入1～15个控制盒20，通过级联多个控制盒20，以提高数据中心的监控能力。

其中，RJ45连接器的8芯线按照4对双绞线的线序1与2、3与6、4与5、 7与8组合分配工控机10的4条RS485总线，其中1条总线用于级联1～15个智能控制盒20；另外3条总线则是用于扩展接入其他类型的智能设备，其数据并不经过智能控制盒20，而是直接送到上层监控主机的总线上去。RJ45的两个座子的8PIN线路是完全直连的，座子上的黄、绿LED灯则是设计为智能控制盒20 的RS485通信的数据收发状态指示灯，其中黄色为智能控制盒20的发送数据指示，绿色为控制盒20的接收数据指示。

可以理解的，控制盒20具备对接入的各类DI设备60的状态、智能传感器数据进行自主采集的能力，且具备根据预置好的控制逻辑、关联逻辑，对机柜内的DO设备70进行关联驱动。这种自主采集及关联逻辑控制方式让控制盒20智能化，不只是作为端口的扩展延伸，还具备了脱离上层监控主机，独立运行的基本能力。这样可以避免完全依赖上层监控主机，也可以规避单纯的端口扩展设备方案因为RS485通信中断导致的端口控制状态无法执行及更新的情况。

另外，控制盒20还支持接入机柜内的特定的私有通信协议的智能设备，如蓄电池监控采集模块(分为内阻采集模块和电流采集模块)、智能温湿度模块、资产检测终端40产品，这些特定设备采用标准的Modbus RTU协议或私有协议，通过RS485总线与智能控制盒20进行通信，智能控制盒20需要将这些特定协议进行转换后，再通过北向接口的RS485标准的Modbus RTU协议传输出去，因此，本实施例的控制盒20还具备对部分设备的传输数据进行协议解析、数据转换、数据缓存等功能；这样可以大大降低工控机10在采集各类设备数据时的中间等待时间，提高数据的采集效率。

请参照图5，具体的，控制板200还设置有RJ45连接器的收发指示灯控制电路，该收发指示灯控制电路包括第二场效应管Q2、第三场效应管Q3、第五电阻 R5、第六电阻R6、第七电阻R7以及第八电阻R8。第二场效应管Q2的栅极连接主控模块210，第二场效应管Q2源极接入输入电压，第二场效应管Q2的漏极分别连接第五电阻R5的一端以及第六电阻R6的一端，第五电阻R5的另一端连接级联输入接口241的黄色LED灯，第六电阻R6的另一端连接级联输出接口 242的黄色LED灯。第三场效应管Q3的栅极连接主控模块210，第三场效应管 Q3源极接入输入电压，第三场效应管Q3的漏极分别连接第七电阻R7的一端以及第八电阻R8的一端，第七电阻R7的另一端连接级联输入接口241的绿色LED 灯，第八电阻R8的另一端连接级联输出接口242的绿色LED灯。

可以理解的，采用1个场效应管、2个限流电阻，且分成2个支路，同时驱动2个级联RJ45连接器上的LED指示灯，同种颜色的LED灯用1个MOS管控制，其栅极控制端接入UART的TX信号、RX信号，通过其高低状态来驱动对应LED指示灯，从而反映收发状态，两个RJ45连接器的LED指示灯同步闪烁。

请参照图11，可选的，所述控制板200还设置有3通道的RS485转接口281，所述RS485转接口281与所述级联输入接口241连接。

本实施例中，控制盒20提供3路RS485总线的物理线路转接通道，用于将监控主机的RS485总线信号进行转接，但不与内部的控制板200有通信逻辑关系，而是直接外接其他独立的智能设备，数据也不通过控制板200，以方便监控主机的总线接线及设备接入。RS485转接口281包括6引脚、5.08mm间距的端子，分为3组RS485的A、B线，可用于接入UPS、智能设备，其通信信号与控制盒 20无直接关联，是从工控机通讯接口240的级联接口里分接的3路总线信号而来，实际上就是从工控机10的3条总线转接而来的。

请参照图3，具体的，所述温湿度传感器接口250和所述资产检测接口260 均为RS485通信接口，所述RS485通讯接口设置有供电引脚。所述蓄电池采集模块接口270为XBUS接口，所述XBUS接口设置有供电引脚。其中，温湿度传感器接口250和资产检测接口260均采用RJ45连接器，蓄电池采集模块接口 270采用2个RJ11连接器，用于XBUS接入蓄电池采集模块50，分为输入接口和输出接口，通过级联方式实现蓄电池采集模块50的自动编址；其中RJ11连接器采用的是6PIN的座子，信号定义分别为12V、GND、TX、RX、编址线IN(或 OUT)、GND。

本实施例中，主控模块210的UART2串口作为温湿度传感器接口250和资产检测接口260，与温湿度传感器30和资产检测终端40进行通信；接入从机的数量默认设置为1～6个智能温湿度传感器30和1个智能资产检测终端40。除了提供通信总线之外，控制盒20还给接入的设备提供12V的POE供电，通信线和供电线均集成在RJ45连接器的连接线上。主控模块210的UART3串口作为蓄电池采集模块接口270，负责接入蓄电池内阻采集模块和电流采集模块，采用的是私有的XBUS通信协议，控制板200需要对私有协议进行解析和转换，把私有XBUS协议传输的数据转换成标准的Modbus RTU协议通过工控机通讯接口240 统一传输到工控机10。除了提供通信总线之外，控制盒20还给接入的设备提供12V的POE供电，通信线和供电线均集成在6PIN的RJ11连接器的连接线上，最多提供80节12V、500mA蓄电池采集模块50的供电需求。

请参照图3和图11，可选的，所述控制板200还设置有三色灯带接口282，所述三色灯带接口282与所述主控模块210电连接，所述三色灯带接口282设置有供电引脚以及三色控制引脚。

其中，三色灯带接口282连接的三色灯带80采用共阳极灯带，由供电引脚向共阳极输入12V供电，三色控制引脚分别包括R，G，B三个控制引脚，分别控制三种颜色的通断，实现对灯带的点亮熄灭控制以及实现多颜色的混合显示效果。本实施例的控制盒20还支持在开门或人体红外识别时联动三色灯带80进行显示。

请继续参照图11，本实施例的控制盒20还设置有电源指示灯284和工作状态指示灯285，主控模块210对电源指示灯284和工作状态指示灯285分别进行独立控制。电源指示灯284在电源上电后常亮，工作状态指示灯285被配置有多种显示状态，包括常亮、慢闪(0.5Hz)、快闪(2Hz)、熄灭四种状态，分别对应程序挂机、程序正常运行、设备自动编址、设备故障四种业务状态。

可选的，所述控制板200还设置有与所述主控模块210电连接的复用按键 283，所述复用按键283用于向所述主控模块210发送第一复用信号和第二复用信号。所述主控模块210根据所述第一复用信号对控制盒20进行恢复出厂设置操作，或根据所述第二复用信号对所述温湿度传感器接口250以及所述蓄电池采集模块接口270对应连接的设备进行自动编址。

示例性地，第一复用信号为复用按键283长按(按下时间大于等于3秒)，复用按键283长按时，控制板200将通过主控模块210执行恢复出厂配置，将内置的设置参数恢复到出厂状态；第二复用信号为复用按键283短按(按下时间大于1秒且小于3秒)，复用按键283短按时，控制板200对传感器设备进行RS485 自动编址操作，自动给温湿度传感器30、蓄电池采集模块50分配设备地址。

可以理解的，控制板200内置了对各类不同智能设备的总线自动编址功能，集成了支持多种设备的顺序自动编址，快速识别接入控制盒20的多个子机设备，大大提高了设备的工程安装和调试效率。

请参照图6和图7，可选的，所述控制板200还设置有水浸检测模块290，用于获取数字量或模拟量的水浸检测信号。所述水浸检测模块290包括：第一电阻贴片位294、第二电阻贴片位295、第三电阻贴片位296、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、水浸传感器接口291、比较器292、第一光耦隔离器U1以及水浸灵敏度拨码开关293。所述第一光耦隔离器U1的输出端与所述主控模块210电连接，所述第一光耦隔离器U1的输入端正极与所述比较器292的输出端连接，所述第一光耦隔离器U1的输入端负极分别连接所述第二电阻贴片位295的一端以及所述第三电阻贴片位296的一端。所述第一电阻贴片位294的一端连接所述电源模块300，所述第一电阻贴片位294的另一端连接所述第一光耦隔离器U1的输入端正极，所述第二电阻贴片位295的另一端连接所述水浸传感器接口291，所述第三电阻贴片位296的另一端接地，所述第四电阻 R4的一端连接所述水浸传感器接口291，所述第四电阻R4的另一端接地并连接所述比较器292的同相输入端，所述比较器292的反相输入端连接所述水浸灵敏度拨码开关293。所述第一电阻贴片位294用于在获取数字量的所述水浸检测信号时被配置有所述第一电阻R1，以及在获取模拟量的所述水浸检测信号时被配置为空贴。所述第二电阻贴片位295用于在获取数字量的所述水浸检测信号时被配置有所述第二电阻R2，以及在获取模拟量的所述水浸检测信号时被配置为空贴。所述第三电阻贴片位296用于在获取数字量的所述水浸检测信号时被配置为空贴，以及在获取模拟量的所述水浸检测信号时被配置有所述第三电阻R3。

可以理解的，水浸传感器接口291可以为DI型或AI型水浸传感器的接口。当接入数字量的水浸检测信号时，可通过水浸传感器接口291的第1、2、3引脚接DI型的水浸传感器，此时，第一电阻R1设置于第一电阻贴片位294并接入电路，第二电阻R2设置于第二电阻贴片位295并接入电路，第三电阻贴片位296 空贴，数字量的水浸检测信号直接通过第一光耦隔离器U1传输至主控模块210，被主控模块210识别。

当接入模拟量的水浸检测信号时，可通过水浸传感器接口291的第2、3引脚与AI漏水绳连接，此时，第一电阻贴片位294和第二电阻贴片位295均空贴，所述第三电阻R3设置于第三电阻贴片位296并接入电路，并且第三电阻R3采用阻值为0欧姆的电阻。模拟量的水浸检测信号与第四电阻R4进行分压，分压后的电压信号作为比较器292的正端输入，与水浸灵敏度拨码开关293对应档位提供的参考电压进行比较，当水浸阻抗达到一定的电压阈值范围，触发比较器292 翻转，比较器292的输出端输出高电平信号，从而驱动第一光耦隔离器U1，将高电平信号发送至主控模块210，主控模块210根据高电平信号检测到漏水状态。其中，水浸灵敏度拨码开关293可提供高、中、低三档水浸灵敏度，水浸灵敏度拨码开关293以二进制的方式定义档位，11代表高档位水浸灵敏度，01或10代表中档位水浸灵敏度，00代表低档位水浸灵敏度，主控模块210通过检测拨码的状态来配置其对漏水绳的对比参考电压大小，从而调节其灵敏度。

可以理解的，本实施例还集成了基于模拟量采集检测的水浸检测功能，解决了传统方案需要外部接入专用的水浸传感器设备的高成本问题。在本实施例中，只需要直接接入两线式的漏水绳便可实现区域漏水的模拟量状态检测，同时可以通过设置3个档位来调节漏水的灵敏度。此功能的效果是最大程度的降低了设备的成本，并且简化了漏水设备负责的安装及布线。本实施例实现DI和AI两种不同类型的漏水检测设备的兼容，扩展了设备的接入适应能力。

请参照图10，可选的，控制盒20还设置有设备地址拨码开关286，可分为 0001～1111共15个设备地址，通过主控模块210采集设备地址拨码开关286的状态进而设置当前控制盒20的设备地址，有利于对多个控制盒20的监控管理。

本实施例采用2线制和3线制的DI接口220。2线制DI接口220，信号线分别为DI和GND，DI信号支持0-12V的高电平输入，当DI电平高于0.7V时，控制盒20会识别DI输入为高电平，反之则识别为低电平。此处这两线制的DI 是无需控制盒20提供12V供电的，因此这个端口为独立的2组2线制DI接口220。3线制DI接口220，信号线序为12V、DI、GND；3线制DI接口220是需要控制盒20供电给对应连接的DI设备60的，其DI信号输入的电平范围也是在 0-12V。

请参照图8，为了保证DI接口220的供电安全性，可选的，所述控制板200 还设置有第一保险丝F1和第二光耦隔离器U2。所述第一保险丝F1的一端连接所述电源模块300，所述第一保险丝F1的另一端连接所述DI接口220。所述第二光耦隔离器U2正极连接电源模块300，所述第二光耦隔离器U2的负极连接所述DI接口220，所述第二光耦隔离器U2的输出端连接所述主控模块210。

其中，第一保险丝F1为可恢复保险丝，控制盒20为外部的DI设备60供电，并起到限流保护的作用，3线制DI接口220的第2引脚作为DI信号的输入引脚，直接驱动第二光耦隔离器U2，从而使住口个模块接收该DI信号并识别其电平高低状态。

本实施例采用2线制的DO接口230，信号线分为DO+、DO-；这两个信号线可以直接驱动外部的照明、电磁锁、声光报警器灯直流供电的设备，且DO+ 提供12V、500mA的驱动能力，可直接对外部的设备进行供电。2线制的DO输出总共6路，分为3个4PIN的5.08mm间距的端子来放置。

请参照图9，为了保证DO接口230的供电安全性，可选的，所述控制板200 还设置有第一场效应管Q1、第三光耦隔离器U3、第二保险丝F2以及二极管D1。所述第三光耦隔离器U3的输入端连接所述主控模块210,所述第三光耦隔离器 U3的输出端正极连接第一场效应管Q1的栅极，所述第三光耦隔离器U3的输出端负极接地。所述第二保险丝F2的一端连接所述电源模块300，所述第二保险丝 F2的另一端分别连接所述第一场效应管Q1的源极以及所述第一场效应管Q1的栅极，所述第一场效应管Q1的漏极连接所述DO接口230。所述二极管D1的正极接地，所述二极管D1的负极连接所述第一场效应管Q1的漏极。

本实施例中，主控模块210连接第三光耦隔离器U3的输入端负极，当主控模块210输出低电平时，第三光耦隔离器U3导通，并驱动第一场效应管Q1导通。DO接口230的第3引脚听日工12V供电，第二保险丝F2为可恢复保险丝，起过流保护作。当DO接口230连接感性负载，二极管D1在关断时起电流续流作用，以防止电路上的器件被损坏。

请参照图10和图11，可选的，机盒100包括前面板和后面板，前面板上依次排列设置有电源指示灯284、工作状态指示灯285、复用按键283、水浸灵敏度拨码开关293、设备地址拨码开关286、级联输入接口241以及级联输出接口242。后面板依次排列设置有RS485转接口281，2个2线制DI接口、3个3线制DI 接口、6个2线制DO接口230、三色灯带接口282、蓄电池采集模块输入接口、蓄电池采集模块输出接口、组电流采集模块供电接口287、温湿度传感器接口250 以及资产检测接口260。其中，组电流采集模块供电接口287采用2引脚插座，用于为组电流采集模块独立供电。

综上所述，本实用新型提供的应用于数据中心的控制盒，控制盒统一向连接扩展的设备进行数据传输以及向连接的用电设备供电，避免了数据中心基础设施监控的复杂布线，减少额外独立的工业电源占用机架的U位空间，便于扩展设备的安装连接。另外，相较于现有的数据中心的基础设施监控将工业开关电源设置在机柜内并采用复杂的布线，本实施例将电源模块设置于机盒内，有利于提高数据中心的基础设施监控安全性。

进一步的，控制盒内的工业开关电源在结构上实现安装兼容性，可以根据外部设备的功率要求来灵活选择不同功率等级的工业电源，如35W、45W、50W、 75W、100W的工业开关电源，可满足机柜内各类传感设备的供电。控制盒还具备了脱离上层监控主机，独立运行的基本能力，可以避免完全依赖上层监控主机，也可以规避单纯的端口扩展设备方案因为RS485通信中断导致的端口控制状态无法执行及更新的情况。控制盒还具备对部分设备的传输数据进行协议解析、数据转换、数据缓存等功能；这样可以大大降低上层监控主机在采集各类设备数据时的中间等待时间，提高数据的采集效率。

另外，控制盒可以兼容模拟量或数字量的水浸检测信号的输入，模拟量的水浸检测信号输入时，只需要接入两线式的漏水绳即可实现区域漏水的状态检测，同时可以通过设置3个档位来调节水浸检测灵敏度。可见，采用控制盒最大程度的降低了设备的成本，并且简化了漏水设备负责的安装及布线。控制盒还支持传感器设备的自动编址，大大提高了设备的工程安装和调试效率。控制盒设置有 RS485转接口，有利于接入其他独立的智能设备。电源模块可以根据实际需要进行调整设置，实现了电源输入的冗余备份、负载均衡的功能，提高了设备供电的稳定性。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种应用于数据中心的控制盒，其特征在于，包括：机盒，以及设置于所述机盒内的控制板和电源模块；

所述电源模块和所述控制板电连接，所述电源模块用于向所述控制板以及与所述控制板连接的用电设备供电；

所述控制板设置有主控模块、DI接口、DO接口、工控机通讯接口、温湿度传感器接口、资产检测接口以及蓄电池采集模块接口，所述主控模块分别与所述DI接口、所述DO接口、所述工控机通讯接口、所述温湿度传感器接口、所述资产检测接口以及所述蓄电池采集模块接口电连接；

所述主控模块用于分别与各个接口对应连接的设备进行数据传输，并将采集的数据传输至外部的工控机。

2.根据权利要求1所述的应用于数据中心的控制盒，其特征在于，所述电源模块包括35W、45W、50W、60W、75W、100W中的至少一种输出功率的工业开关电源，所述工业开关电源的数量为至少一个。

3.根据权利要求1所述的应用于数据中心的控制盒，其特征在于，所述工控机通讯接口包括采用Modbus RTU协议的级联输入接口和级联输出接口，所述级联输入接口用于连接上一级的应用于数据中心的控制盒，所述级联输出接口用于连接下一级的应用于数据中心的控制盒或工控机。

4.根据权利要求3所述的应用于数据中心的控制盒，其特征在于，所述控制板还设置有3通道的RS485转接口，所述RS485转接口与所述级联输入接口连接。

5.根据权利要求1所述的应用于数据中心的控制盒，其特征在于，所述温湿度传感器接口和所述资产检测接口均为RS485通信接口，所述RS485通讯接口设置有供电引脚；

所述蓄电池采集模块接口为XBUS接口，所述XBUS接口设置有供电引脚。

6.根据权利要求1所述的应用于数据中心的控制盒，其特征在于，所述控制板还设置有三色灯带接口，所述三色灯带接口与所述主控模块电连接，所述三色灯带接口设置有供电引脚以及三色控制引脚。

7.根据权利要求1所述的应用于数据中心的控制盒，其特征在于，所述控制板还设置有水浸检测模块，用于获取数字量或模拟量的水浸检测信号；

所述水浸检测模块包括：第一电阻贴片位、第二电阻贴片位、第三电阻贴片位、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、水浸传感器接口、比较器、第一光耦隔离器以及水浸灵敏度拨码开关；

所述第一光耦隔离器的输出端与所述主控模块电连接，所述第一光耦隔离器的输入端正极与所述比较器的输出端连接，所述第一光耦隔离器的输入端负极分别连接所述第二电阻贴片位的一端以及所述第三电阻贴片位的一端；

所述第一电阻贴片位的一端连接所述电源模块，所述第一电阻贴片位的另一端连接所述第一光耦隔离器的输入端正极，所述第二电阻贴片位的另一端连接所述水浸传感器接口，所述第三电阻贴片位的另一端接地，所述第四电阻的一端连接所述水浸传感器接口，所述第四电阻的另一端接地并连接所述比较器的同相输入端，所述比较器的反相输入端连接所述水浸灵敏度拨码开关；

所述第一电阻贴片位用于在获取数字量的所述水浸检测信号时被配置有所述第一电阻，以及在获取模拟量的所述水浸检测信号时被配置为空贴；

所述第二电阻贴片位用于在获取数字量的所述水浸检测信号时被配置有所述第二电阻，以及在获取模拟量的所述水浸检测信号时被配置为空贴；

所述第三电阻贴片位用于在获取数字量的所述水浸检测信号时被配置为空贴，以及在获取模拟量的所述水浸检测信号时被配置有所述第三电阻。

8.根据权利要求1所述的应用于数据中心的控制盒，其特征在于，所述控制板还设置有与所述主控模块电连接的复用按键，所述复用按键用于向所述主控模块发送第一复用信号和第二复用信号；

所述主控模块根据所述第一复用信号对控制盒进行恢复出厂设置操作，或根据所述第二复用信号对所述温湿度传感器接口以及所述蓄电池采集模块接口对应连接的设备进行自动编址。

9.根据权利要求1所述的应用于数据中心的控制盒，其特征在于，所述控制板还设置有第一保险丝和第二光耦隔离器；

所述第一保险丝的一端连接所述电源模块，所述第一保险丝的另一端连接所述DI接口；

所述第二光耦隔离器的正极连接电源模块，所述第二光耦隔离器的负极连接所述DI接口，所述第二光耦隔离器的输出端连接所述主控模块。

10.根据权利要求1所述的应用于数据中心的控制盒，其特征在于，所述控制板还设置有第一场效应管、第三光耦隔离器、第二保险丝以及二极管；

所述第三光耦隔离器的输入端连接所述主控模块,所述第三光耦隔离器的输出端正极连接第一场效应管的栅极，所述第三光耦隔离器的输出端负极接地；

所述第二保险丝的一端连接所述电源模块，所述第二保险丝的另一端分别连接所述第一场效应管的源极以及所述第一场效应管的栅极，所述第一场效应管的漏极连接所述DO接口；

所述二极管的正极接地，所述二极管的负极连接所述第一场效应管的漏极。

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