專利名稱：一種基于射頻識(shí)別的數(shù)據(jù)中心智能管理系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)的資產(chǎn)管理和監(jiān)控系統(tǒng)，具體涉及一種利用RFID和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)中心中構(gòu)建IaaS所需要的大量設(shè)備和資產(chǎn)進(jìn)行智能管理的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明同樣適用于基站及各種機(jī)房。
背景技術(shù)：
當(dāng)前隨著IT技術(shù)及通訊技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)據(jù)中心、通訊基站、通訊機(jī)房、各種移動(dòng)、電信、廣電、專網(wǎng)及企業(yè)網(wǎng)的機(jī)房規(guī)模不斷擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)越來(lái)越龐大，設(shè)備越來(lái)越多，管理越來(lái)越困難，其中以數(shù)據(jù)中心要求最高，管理最復(fù)雜，所以數(shù)據(jù)中心是典型代表。越來(lái)越多的企業(yè)、機(jī)構(gòu)開(kāi)始著手建立自己的數(shù)據(jù)中心以支撐其各項(xiàng)業(yè)務(wù)的持續(xù)發(fā)展，現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心的規(guī)模也在飛速發(fā)展。所以，現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施必須能夠支持不斷地?cái)U(kuò)容，且設(shè)備利用率必須不斷提高，安全性必須有保障。為了達(dá)到這些要求，數(shù)據(jù)中心內(nèi)有以下幾個(gè)管理問(wèn)題需要解決。一是數(shù)據(jù)中心的核心設(shè)備——IT設(shè)施的管理。云計(jì)算相關(guān)技術(shù)的出現(xiàn)，為數(shù)據(jù)中心的發(fā)展帶來(lái)新的機(jī)會(huì)。數(shù)據(jù)中心要運(yùn)行的IT 設(shè)備越來(lái)越多，包括服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。提高這些IT設(shè)備利用率和可擴(kuò)展性不僅是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的快速和健康增長(zhǎng)的保障，也是IaaS和綠色數(shù)據(jù)中心的必然手段。在各種解決方案中，虛擬化技術(shù)和高性能的硬件產(chǎn)品(如刀片服務(wù)器)的融合被業(yè)內(nèi)公認(rèn)為實(shí)現(xiàn)綠色數(shù)據(jù)中心快速擴(kuò)展和提高設(shè)備利用率的良策。尤其是虛擬化技術(shù)已經(jīng)成為整個(gè)云計(jì)算的基礎(chǔ)，但虛擬化也給我們帶來(lái)了一個(gè)麻煩被虛擬化的海量的設(shè)備做為物理設(shè)施，在巨大的數(shù)據(jù)中心空間中如何定位、監(jiān)控和感知；做為資產(chǎn)如何實(shí)時(shí)進(jìn)行生命周期管理及位置管理；如何將這些設(shè)備的物理信息和云計(jì)算的虛擬化信息相結(jié)合，提高整個(gè)數(shù)據(jù)中心的效率和可管理性。以云計(jì)算技術(shù)為核心的數(shù)據(jù)中心技術(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)中心的各種設(shè)備進(jìn)虛擬化程度越來(lái)越高，使得這些IT設(shè)備物理屬性幾乎徹底被透明化。雖然提高了數(shù)據(jù)中心的規(guī)模、設(shè)備利用率及靈活度等，但卻反而增加了物理層管理的難度。這個(gè)問(wèn)題不解決好，將成為制約數(shù)據(jù)中心發(fā)展的一大障礙。二是數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施和環(huán)境設(shè)施的管理。這些基礎(chǔ)設(shè)施和環(huán)境設(shè)施主要包括數(shù)據(jù)中心的UPS、布線、監(jiān)控、空調(diào)、消防、環(huán)境 (溫度、濕度、煙塵度、流體)監(jiān)測(cè)等。在以往的數(shù)據(jù)中心建設(shè)中，這些環(huán)節(jié)往往容易被人忽略，造成了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心因設(shè)計(jì)不合理而造成各種故障。如因制冷不能按實(shí)際設(shè)備的需要進(jìn)行分配，而導(dǎo)致總體能源浪費(fèi)高且存在局部過(guò)熱而宕機(jī)；電源線纜布放過(guò)細(xì)，存在重大的安全隱患；沒(méi)有配備保障電源，數(shù)據(jù)中心的設(shè)備安全運(yùn)行無(wú)法保證等?，F(xiàn)在，人們已經(jīng)意識(shí)到數(shù)據(jù)中心內(nèi)良好的基礎(chǔ)設(shè)施和環(huán)境設(shè)施是提高數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行效率的保障。因?yàn)?，?shù)據(jù)中心的環(huán)境設(shè)備一旦出現(xiàn)故障，即刻就會(huì)影響IT系統(tǒng)的運(yùn)行， 對(duì)數(shù)據(jù)傳輸、存儲(chǔ)及系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性均會(huì)構(gòu)成威脅，如事故嚴(yán)重又不能及時(shí)處理，就可能損壞硬件設(shè)備，造成嚴(yán)重后果。所以，已經(jīng)有越來(lái)越多的數(shù)據(jù)中心在建設(shè)中引入了機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備運(yùn)行環(huán)境和機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)測(cè)。目的是實(shí)現(xiàn)了機(jī)房環(huán)境設(shè)備的統(tǒng)一監(jiān)控，減輕了機(jī)房維護(hù)機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)人員負(fù)擔(dān)，提高了數(shù)據(jù)中心的可靠性，實(shí)現(xiàn)了機(jī)房的
科學(xué)管理。但是，現(xiàn)有的機(jī)房環(huán)境管理系統(tǒng)整體的管理手段和方法非常有限。大多只是針對(duì)提供管理接口的基礎(chǔ)設(shè)施的管理功能的集成，并提供圖形界面。比較好一點(diǎn)的大公司會(huì)提供傳感器輔助管理，但是密度很低。高性能的數(shù)據(jù)中心需要一個(gè)高密度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，小到每一根線，達(dá)到每一個(gè)設(shè)備的物理空間信息及環(huán)境信息。三是綠色數(shù)據(jù)中心的必要數(shù)據(jù)中心規(guī)模不斷擴(kuò)大，能耗不可避免地上升。據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示，在過(guò)去的5年中，數(shù)據(jù)中心的能源消耗翻了一倍。中國(guó)IT能源消耗占全國(guó)每年800億元政府能源消耗的 50%，大中型企業(yè)數(shù)據(jù)中心能耗又占到IT總開(kāi)銷的40%。IDC和Gartner分析報(bào)告都不約而同地指出到2010年，企業(yè)每年在用電成本上的花費(fèi)將大于其每年在硬件設(shè)備上的投資額。數(shù)據(jù)中心的電力密度在過(guò)去10年間增長(zhǎng)了 10倍。美國(guó)在1992年每機(jī)柜2.1千瓦，到了 2006年漲到14千瓦；很多企業(yè)經(jīng)常因電力限制而無(wú)法充分利用其機(jī)柜空間。處理器能力的飛速提高，導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施電源需求大幅增加，既要用電力來(lái)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行， 又要用相當(dāng)?shù)碾娏?lái)驅(qū)動(dòng)空調(diào)，以冷卻系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量。降低數(shù)據(jù)中心的能耗，或者說(shuō)使數(shù)據(jù)中心的能耗浪費(fèi)率降到最低，已經(jīng)是一個(gè)必須解決的課題。但是，無(wú)論哪種解決辦法或者策略的前提是要有客觀的能效數(shù)據(jù)。要獲得這些數(shù)據(jù)必須對(duì)數(shù)據(jù)中心的各種能耗設(shè)備作高密度的能耗監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)。這些設(shè)備包括 IT設(shè)備及基礎(chǔ)設(shè)施和環(huán)境設(shè)施。四是數(shù)據(jù)中心專業(yè)和規(guī)范管理的必要數(shù)據(jù)中心是一個(gè)高技術(shù)集中的場(chǎng)所，需要非常專業(yè)的技術(shù)人員管理，但現(xiàn)在國(guó)內(nèi)普遍缺乏機(jī)房環(huán)境設(shè)備的專業(yè)管理人員，有些數(shù)據(jù)中心不得不安排軟件人員或者不太懂機(jī)房設(shè)備管理甚至根本不懂機(jī)房設(shè)備維護(hù)的人員值班，這對(duì)數(shù)據(jù)中心的安全運(yùn)行無(wú)疑又是一個(gè)不小的隱患。另外，數(shù)據(jù)中心的設(shè)備和系統(tǒng)眾多，所有的操作和進(jìn)入人員都要遵守必須的規(guī)范。非規(guī)范的操作操作是目前造成宕機(jī)的最主要原因。國(guó)外在這方面發(fā)展的相當(dāng)健康， 但國(guó)內(nèi)卻落后不少，甚至連最基本的安全區(qū)域標(biāo)示都沒(méi)有。要彌補(bǔ)人的素質(zhì)的缺陷及管理的缺陷，機(jī)器和規(guī)范的管理系統(tǒng)是一個(gè)好的選擇。正是為了解決上述各種問(wèn)題，目前有了各種各樣針對(duì)數(shù)據(jù)中心管理的系統(tǒng)和手段?？偨Y(jié)如下一是數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)管理類，這類系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)中心的日常運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)，不涉及到數(shù)據(jù)中心本身的優(yōu)化和監(jiān)控。如備案信息管理，流量監(jiān)控，財(cái)務(wù)管理，用戶管理，機(jī)柜查詢，機(jī)房管理，Vlan管理，配件管理等。二是基于SNMP類，主要利用目前非常成熟的很多國(guó)際化的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議對(duì)數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器、交換機(jī)、路由器、防火墻等智能設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，從而對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的ARP監(jiān)控，非法信息監(jiān)控等，保證網(wǎng)絡(luò)的安全和可靠。三是能源檢測(cè)類，一般實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中心主要設(shè)備的電源消耗，并根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整，降低能源消耗。如服務(wù)器不被使用時(shí)將其置于待機(jī)狀態(tài)。HP、IBM、Av0Cent、DELL等都提供相關(guān)技術(shù)。四是環(huán)境和物理層監(jiān)測(cè)。目前全世界在這個(gè)領(lǐng)域都剛起步，并在不斷成熟。比較常見(jiàn)的做法是利用傳感器和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)對(duì)IDC的物理環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)。如剛被思科收購(gòu)的Arch Rock是一個(gè)無(wú)線傳感器及網(wǎng)絡(luò)提供商，提供了多種無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)和配件，對(duì)數(shù)據(jù)中心的溫度、氣壓、電量進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)，并發(fā)送數(shù)據(jù)給管理軟件。上述所有的數(shù)據(jù)中心的管理系統(tǒng)都有一個(gè)不足無(wú)法對(duì)數(shù)據(jù)中心的物理設(shè)施及物理空間進(jìn)行高密度的實(shí)時(shí)監(jiān)控。比如每根線纜的定位，每一個(gè)刀片服務(wù)器、磁盤(pán)陣列的物理定位等。高密度的定位配合高密度的環(huán)境監(jiān)測(cè)，才能對(duì)數(shù)據(jù)中心做到全方位、實(shí)時(shí)、高效的能效和資產(chǎn)管理。目前全世界范圍內(nèi)也沒(méi)有達(dá)到如此高精細(xì)、成本合適、可以實(shí)用的管理的系統(tǒng)。上述的各種問(wèn)題在基站及機(jī)房?jī)?nèi)都或多或少的存在，本發(fā)明同樣適合于解決基站或機(jī)房?jī)?nèi)的這些問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于射頻識(shí)別的數(shù)據(jù)中心(或基站及其他機(jī)房)智能管理系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)中心物理空間進(jìn)行高密度、精細(xì)化監(jiān)測(cè)，對(duì)數(shù)據(jù)中心的IT 設(shè)備、基礎(chǔ)設(shè)施、維護(hù)操作、環(huán)境能耗等進(jìn)行統(tǒng)一集中的規(guī)范管理。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明公開(kāi)了一種一種基于射頻識(shí)別的數(shù)據(jù)中心智能管理系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)中心設(shè)置有至少一個(gè)設(shè)備機(jī)柜和至少一個(gè)柜外設(shè)備，所述機(jī)柜內(nèi)設(shè)置有至少一個(gè)柜內(nèi)數(shù)據(jù)設(shè)備； 其特征在于，所述系統(tǒng)包括無(wú)源射頻識(shí)別(RFID)標(biāo)簽，一一對(duì)應(yīng)地安裝于各柜內(nèi)數(shù)據(jù)設(shè)備上、和設(shè)備機(jī)柜本體和柜外設(shè)備的底部，所述無(wú)源RFID標(biāo)簽存儲(chǔ)對(duì)所述柜內(nèi)數(shù)據(jù)設(shè)備、設(shè)備機(jī)柜本體和柜外設(shè)備的標(biāo)識(shí)信息和屬性信息；安裝于機(jī)柜內(nèi)的機(jī)柜無(wú)源RFID識(shí)別器和與所述機(jī)柜無(wú)源RFID識(shí)別器連接的機(jī)柜天線陣，所述機(jī)柜天線陣用于感應(yīng)和定位安裝于柜內(nèi)數(shù)據(jù)設(shè)備上的無(wú)源RFID標(biāo)簽，將感應(yīng)信號(hào)和位置信息發(fā)送給機(jī)柜無(wú)源RFID識(shí)別器識(shí)別；安裝于地板的地板無(wú)源RFID識(shí)別器和與所述地板無(wú)源RFID識(shí)別器連接的地板天線陣，所述地板天線陣用于感應(yīng)和定位設(shè)備機(jī)柜本體和柜外設(shè)備的底部的無(wú)源RFID標(biāo)簽， 將感應(yīng)信號(hào)和位置信息發(fā)送給地板無(wú)源RFID識(shí)別器識(shí)別；控制器，用于連接多個(gè)機(jī)柜無(wú)源RFID識(shí)別器和地板無(wú)源RFID識(shí)別器，讀取識(shí)別器上傳的設(shè)備標(biāo)識(shí)信息、位置信息、能耗信息及環(huán)境信息并上傳給局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)；局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，用于收集來(lái)自控制器的所有數(shù)據(jù)中心設(shè)備的標(biāo)識(shí)信息、位置信息、能耗信息及環(huán)境信息并上傳給管理計(jì)算機(jī)；管理計(jì)算機(jī)，收集來(lái)自多個(gè)局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的所有數(shù)據(jù)，基于設(shè)備標(biāo)識(shí)與設(shè)備的對(duì)應(yīng)關(guān)系提供對(duì)于所有設(shè)備的位置、能耗、屬性及環(huán)境的管理和顯示。并可通過(guò)移動(dòng)終端管理。優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括有源RFID標(biāo)簽，其一一對(duì)應(yīng)地安裝于各設(shè)備機(jī)柜本體和柜外設(shè)備的外部，存儲(chǔ)機(jī)柜或柜外設(shè)備的標(biāo)識(shí)信息和位置信息；節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)，用于以無(wú)線方式接收有源RFID標(biāo)簽發(fā)送的設(shè)備標(biāo)識(shí)信息和位置信息并上傳給控制計(jì)算機(jī)。優(yōu)選地，所述有源RFID標(biāo)簽通過(guò)Zigbee、WIFI或無(wú)線自組網(wǎng)方式向所述節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)
發(fā)送信息。優(yōu)選地，所述系統(tǒng)沿所述機(jī)柜天線陣中按預(yù)定距離設(shè)置指示燈和傳感器，所述指示燈用于根據(jù)所述機(jī)柜無(wú)源RFID識(shí)別器控制閃爍以指示目標(biāo)設(shè)備，所述傳感器用于采集機(jī)柜內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)，發(fā)送給所述機(jī)柜無(wú)源RFID識(shí)別器上傳供管理使用。優(yōu)選地，所述有源RFID標(biāo)簽還設(shè)置有指示燈和傳感器，所述指示燈用于根據(jù)控制計(jì)算機(jī)控制閃爍以指示目標(biāo)機(jī)柜或目標(biāo)柜外設(shè)備，所述傳感器用于采集機(jī)柜外部環(huán)境數(shù)據(jù)，發(fā)送給所述節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)上傳供管理使用。優(yōu)選地，所述傳感器用于采集溫度、濕度、流體、煙霧、氣壓或電量數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，所述柜內(nèi)數(shù)據(jù)設(shè)備包括橫向柜內(nèi)數(shù)據(jù)設(shè)備和豎向柜內(nèi)數(shù)據(jù)設(shè)備，所述機(jī)柜天線陣列包括橫向陣列和豎向陣列，其中所述橫向陣列用于感應(yīng)和定位所述豎向柜內(nèi)數(shù)據(jù)設(shè)備的無(wú)源RFID標(biāo)簽，而所述豎向陣列用于感應(yīng)和定位所述橫向柜內(nèi)數(shù)據(jù)設(shè)備的無(wú)源 RFID標(biāo)簽。優(yōu)選地，所屬有源RFID及無(wú)源RFID識(shí)別器包含蜂鳴器，在發(fā)生錯(cuò)誤是發(fā)聲告警。優(yōu)選地，所屬機(jī)柜包含RFID門(mén)禁，操作人員在管理系統(tǒng)授權(quán)的情況下，用指定的身份卡才能打開(kāi)機(jī)柜門(mén)。優(yōu)選地，所述控制器和所述節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)通過(guò)局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)連接到所述管理計(jì)算機(jī)。局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，通過(guò)以太網(wǎng)控制多個(gè)控制器及節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)，多個(gè)局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)通過(guò) hternet和后臺(tái)管理系統(tǒng)通訊，通訊數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)加密，后臺(tái)管理系統(tǒng)管理多個(gè)局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，管理協(xié)議遵循TR-069。后臺(tái)管理系統(tǒng)，用于收集來(lái)自多個(gè)局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的所有數(shù)據(jù)中心設(shè)備的標(biāo)識(shí)信息、 位置信息和傳感器信息，基于設(shè)備標(biāo)識(shí)與設(shè)備的對(duì)應(yīng)關(guān)系提供對(duì)于所有設(shè)備的位置和屬性、環(huán)境及能耗的管理。移動(dòng)管理平臺(tái)，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和后臺(tái)管理系統(tǒng)相連，輔助管理人員在任何地方對(duì)數(shù)據(jù)中心的所有設(shè)備的位置和屬性、環(huán)境及能耗的管理。后臺(tái)管理系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)中心的所有設(shè)備提供直觀的圖形化操作和管理；對(duì)每個(gè)設(shè)備及其周邊環(huán)境做實(shí)時(shí)的監(jiān)控和管理，并分析和優(yōu)化；對(duì)操作人員在數(shù)據(jù)中心的任何操作提供直接指示和引導(dǎo)。后臺(tái)管理系統(tǒng)提供多種北向接口，如S0AP、CORBA、HTTP，便于和第三方管理系統(tǒng)集成。上述的各種解決方法和技術(shù)是現(xiàn)同樣適用于基站及各種機(jī)房。本發(fā)明還公開(kāi)了一種基于射頻識(shí)別的數(shù)據(jù)中心智能管理方法，所述數(shù)據(jù)中心設(shè)置有至少一個(gè)設(shè)備機(jī)柜和至少一個(gè)柜外設(shè)備，所述機(jī)柜內(nèi)設(shè)置有至少一個(gè)柜內(nèi)數(shù)據(jù)設(shè)備；其特征在于，所述方法包括使用無(wú)源射頻識(shí)別(RFID)標(biāo)簽一一對(duì)應(yīng)地標(biāo)識(shí)于各柜內(nèi)數(shù)據(jù)設(shè)備上以及設(shè)備機(jī)柜本體和柜外設(shè)備的底部，所述無(wú)源RFID標(biāo)簽存儲(chǔ)對(duì)所述柜內(nèi)數(shù)據(jù)設(shè)備、設(shè)備機(jī)柜本體和柜外設(shè)備的標(biāo)識(shí)信息和屬性信息；利用安裝于機(jī)柜內(nèi)的機(jī)柜天線陣感應(yīng)和定位安裝于柜內(nèi)數(shù)據(jù)設(shè)備上的無(wú)源RFID 標(biāo)簽，將感應(yīng)信號(hào)發(fā)送給機(jī)柜無(wú)源RFID識(shí)別器識(shí)別；所述機(jī)柜無(wú)源RFID識(shí)別器識(shí)別各無(wú)源 RFID標(biāo)簽信息后，將信息上傳給控制器；安裝于數(shù)據(jù)中心地板下的地板天線陣感應(yīng)設(shè)備機(jī)柜本體和柜外設(shè)備的底部的無(wú)源RFID標(biāo)簽，將感應(yīng)信號(hào)發(fā)送給地板無(wú)源RFID識(shí)別器識(shí)別；所述地板無(wú)源RFID識(shí)別器識(shí)別各無(wú)源RFID標(biāo)簽信息后，將信息上傳給控制器；連接多個(gè)機(jī)柜無(wú)源RFID識(shí)別器和地板無(wú)源RFID識(shí)別器的控制器，讀取識(shí)別器上傳的設(shè)備標(biāo)識(shí)信息、位置信息、能耗信息及環(huán)境信息并上傳給局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)；局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)收集來(lái)自控制器的所有數(shù)據(jù)中心設(shè)備的標(biāo)識(shí)信息、位置信息、能耗信息及環(huán)境信息并上傳給管理計(jì)算機(jī)；管理計(jì)算機(jī)收集來(lái)自多個(gè)局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的所有數(shù)據(jù)，基于設(shè)備標(biāo)識(shí)與設(shè)備的對(duì)應(yīng)關(guān)系提供對(duì)于所有設(shè)備的位置、能耗、屬性及環(huán)境的管理和顯示，并可通過(guò)移動(dòng)終端管理。采用本發(fā)明的智能管理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于數(shù)據(jù)中心各類設(shè)備的位置、狀態(tài)、環(huán)境參數(shù)、能耗的動(dòng)態(tài)監(jiān)控和維護(hù)引導(dǎo)，大大提高了管理的智能化和方便性。


圖1為本發(fā)明的整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例中的數(shù)據(jù)中心內(nèi)各種被管理設(shè)備的擺放示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例的智能機(jī)柜(機(jī)架)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例中的智能機(jī)柜(機(jī)架)外部結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例中的系統(tǒng)中柜外設(shè)備配置的示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例中有源RFID采用自組網(wǎng)進(jìn)行無(wú)線通信的示意圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例中的中間層各部件結(jié)構(gòu)圖；圖8為本發(fā)明后臺(tái)管理軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。圖1為本發(fā)明的整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例在每個(gè)智能機(jī)柜內(nèi)安裝上一個(gè)RFID識(shí)別器、多個(gè)陣列天線、傳感器及指示燈。識(shí)別器控制天線陣列(用于定位和識(shí)別)、傳感器(用于環(huán)境參數(shù)收集)及指示燈(用于引導(dǎo)和告警)完成對(duì)機(jī)柜內(nèi)的設(shè)備信息、環(huán)境信息及能源信息的收集，并引導(dǎo)操作人員在機(jī)柜內(nèi)操作。識(shí)別器也表示機(jī)柜本身的身份和信息。另外，在數(shù)據(jù)中心的地板上的天線陣列、傳感器及指示燈也是由識(shí)別器控制。該識(shí)別器實(shí)時(shí)定位每一個(gè)放在地板上的柜外設(shè)備及機(jī)柜，收集地板下的環(huán)境參數(shù)、防止意外(例如漏水等問(wèn)題)，引導(dǎo)操作員在數(shù)據(jù)中心內(nèi)按照規(guī)范查找機(jī)柜和規(guī)范操作。所有的識(shí)別器通過(guò)串口方式連接到控制器，由控制器將其信息接入到以太網(wǎng)中。柜外的設(shè)備、環(huán)境監(jiān)測(cè)點(diǎn)及能耗監(jiān)測(cè)點(diǎn)是通過(guò)有源RFID和各種傳感器集成來(lái)完成的。有源RFID除了表示監(jiān)測(cè)設(shè)備的身份及監(jiān)測(cè)點(diǎn)的身份外，還決定了其無(wú)線傳輸協(xié)議及傳輸方式(無(wú)線自組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)方式)。所有的信息通過(guò)無(wú)線方式傳遞到一個(gè)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)，該網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)將有源RFID之間的無(wú)線協(xié)議傳遞的內(nèi)容轉(zhuǎn)換成以太網(wǎng)能夠傳遞和識(shí)別的內(nèi)容。后臺(tái)管理軟件和被監(jiān)控的設(shè)備一般不在同一個(gè)局域網(wǎng)中。為了便于多個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)監(jiān)控設(shè)備和后臺(tái)管理軟件之間進(jìn)行通訊，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一個(gè)局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。該網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)不同的局域網(wǎng)和后臺(tái)管理軟件之間通訊。后臺(tái)管理軟件還集成了移動(dòng)平臺(tái)所需要的軟件功能接圖2為本發(fā)明實(shí)施例中的數(shù)據(jù)中心內(nèi)各種被管理設(shè)備的擺放示意圖，如圖2所示， 其中，201為空調(diào)、202為監(jiān)控設(shè)備、203為機(jī)柜、204為橫向安裝在機(jī)柜內(nèi)的設(shè)備，如配線架、交換機(jī)、路由器、服務(wù)器等、205為豎向安裝在機(jī)柜內(nèi)的設(shè)備，一般為刀片式的設(shè)備，如 刀片服務(wù)器、刀片交換機(jī)等、206為放置于數(shù)據(jù)中心地板上的消防設(shè)備、207為不間斷電源 (UPS)、208為配電柜、209為其他柜外設(shè)備(安裝在數(shù)據(jù)中心，但卻不安裝在機(jī)柜或機(jī)架內(nèi)的設(shè)備稱為柜外設(shè)備)、210為數(shù)據(jù)中心地板。在實(shí)施例中將數(shù)據(jù)中心內(nèi)的所有設(shè)備分為三類，一類是柜內(nèi)設(shè)備，即能夠安裝在標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜內(nèi)部的設(shè)備，如服務(wù)器、磁盤(pán)陣列、電源設(shè)備、交換機(jī)、路由器、配線架等。第二類是柜外設(shè)備，即不能安裝在機(jī)柜內(nèi)的設(shè)備，如UPS、配電箱、空調(diào)設(shè)備、攝像監(jiān)控設(shè)備、消防設(shè)備、其他柜外設(shè)備等。第三類是機(jī)柜本身，其管理方式和柜內(nèi)柜外設(shè)備都不一樣。按照國(guó)內(nèi)外數(shù)據(jù)中心建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)，互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的機(jī)柜及柜外設(shè)備的位置要依據(jù)這些設(shè)備在地板的橫向坐標(biāo)(X坐標(biāo))上的位置及縱向座標(biāo)(Y坐標(biāo))上的位置進(jìn)行編號(hào)的。如圖2中標(biāo)號(hào)203所表示的機(jī)柜的中心點(diǎn)在X坐標(biāo)的位置為AB，在Y坐標(biāo)位置為03，則該機(jī)柜的編號(hào)為AB03。標(biāo)號(hào)為208的配電柜中心點(diǎn)在X坐標(biāo)的位置為AH，在Y坐標(biāo)位置為02，則該配電柜的編號(hào)為AH02。圖2所描述的管理場(chǎng)景，在移動(dòng)基站、通訊機(jī)房及其他各種機(jī)房?jī)?nèi)同樣部分或全部存在。所以本發(fā)明雖然針對(duì)數(shù)據(jù)中心，但同樣適用于這些場(chǎng)合。圖3為本發(fā)明實(shí)施例的智能機(jī)柜(機(jī)架)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。其中，301為橫向安裝在機(jī)柜內(nèi)的設(shè)備，如配線加、交換機(jī)、路由器、服務(wù)器等；302為附著在橫向安裝在機(jī)柜內(nèi)的設(shè)備上的無(wú)源RFID電子標(biāo)簽；303為豎向安裝在機(jī)柜內(nèi)的設(shè)備，一般為刀片式的設(shè)備， 如刀片服務(wù)器、刀片交換機(jī)等；304為附著在豎向安裝在機(jī)柜內(nèi)的設(shè)備上的無(wú)源RFID電子標(biāo)簽；305為機(jī)柜；306為水平安裝在機(jī)柜內(nèi)的線性天線陣；307為垂直安裝在機(jī)柜內(nèi)的線性天線陣；308為RFID識(shí)別器；309為安裝在機(jī)柜內(nèi)的帶有無(wú)源RFID電子標(biāo)簽的橫向安裝設(shè)備，其具體由橫向機(jī)柜設(shè)備301和無(wú)源RFID電子標(biāo)簽302組成；310為安裝在機(jī)柜內(nèi)帶有無(wú)源RFID電子標(biāo)簽的豎向安裝設(shè)備，其由縱向機(jī)柜設(shè)備303和無(wú)源RFID電子標(biāo)簽304組成；311為附著在機(jī)柜底部的無(wú)源RFID電子標(biāo)簽。每個(gè)柜內(nèi)設(shè)備上都有一個(gè)無(wú)源的RFID電子標(biāo)簽302、304。標(biāo)簽內(nèi)可以存儲(chǔ)整個(gè)設(shè)備生命周期內(nèi)各個(gè)階段的信息；由于機(jī)柜是全金屬的封閉環(huán)境，柜內(nèi)設(shè)備也基本上是金屬外殼?？紤]到射頻的干擾和串?dāng)_，經(jīng)過(guò)多次計(jì)算和試驗(yàn)，可以優(yōu)選13. 56M的HF頻段RFID 在該場(chǎng)合應(yīng)用。所以電子標(biāo)簽是13. 56M的HF標(biāo)簽。當(dāng)然，其它頻率的射頻標(biāo)簽也能夠在機(jī)柜中使用，僅是效果沒(méi)有優(yōu)選頻段優(yōu)秀。每個(gè)機(jī)柜內(nèi)部設(shè)有RFID識(shí)別器308。所述RFID識(shí)別器308可以標(biāo)示機(jī)柜的唯一身份，被上位系統(tǒng)識(shí)別。無(wú)源RFID識(shí)別器308控制多個(gè)陣列天線306、307，通過(guò)陣列天線CN 102436610 A
說(shuō)明書(shū)
7/11 頁(yè)
306,307對(duì)每一個(gè)無(wú)源RFID電子標(biāo)簽302、304進(jìn)行識(shí)別和定位，定位精度為lUG4mm)。機(jī)柜內(nèi)的陣列天線由橫向線性天線子陣列306(水平線陣)和豎向線性天線子陣列307(垂直線陣)組成。豎向線陣307可以通過(guò)讀取橫向安裝的柜內(nèi)設(shè)備309的RF ID 標(biāo)簽302的信息定位該橫向安裝的柜內(nèi)設(shè)備309，水平線陣可以通過(guò)讀取豎向安裝的柜內(nèi)設(shè)備310的RF ID標(biāo)簽304的信息定位該橫向安裝的柜內(nèi)設(shè)備310。豎向天線和橫向天線的個(gè)數(shù)不限、位置不限?？梢愿鶕?jù)實(shí)際需要安裝，安裝后連接到無(wú)源RFID識(shí)別器308。但一般情況下，豎向天線只安裝二個(gè)，即在機(jī)柜的二側(cè)各安裝一個(gè)。最終，通過(guò)機(jī)柜內(nèi)的陣列天線，無(wú)源RFID識(shí)別器308可以識(shí)別并定位機(jī)柜內(nèi)任何位置的帶有無(wú)源RFID電子標(biāo)簽的柜內(nèi)設(shè)備。同時(shí)，還可以在陣列天線上設(shè)置多個(gè)溫度、濕度傳感器，垂直線陣和水平線陣上的傳感器之間的間距是44mm，傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)周邊環(huán)境的溫度和濕度并將參數(shù)傳遞給控制器。陣列天線上還設(shè)置有多個(gè)LED指示燈，LED燈的間距也是44mm。當(dāng)操作員在機(jī)柜內(nèi)相應(yīng)位置安裝柜內(nèi)設(shè)備時(shí)，對(duì)應(yīng)的LED燈也會(huì)閃爍引導(dǎo)安裝。當(dāng)控制器發(fā)現(xiàn)柜內(nèi)設(shè)備在非授權(quán)狀態(tài)離開(kāi)其正確位置時(shí)，指示對(duì)應(yīng)位置的LED燈閃爍告警。當(dāng)控制器發(fā)現(xiàn)相應(yīng)位置的溫濕度傳感器監(jiān)測(cè)數(shù)值超過(guò)預(yù)先設(shè)定數(shù)值時(shí)，也指示LED燈會(huì)閃爍告警。在柜內(nèi)的RFID識(shí)別控制器308上還可設(shè)置蜂鳴器，當(dāng)控制器指示陣列天線上LED 閃爍告警時(shí)，同時(shí)控制蜂鳴器鳴叫報(bào)警。優(yōu)選地，RFID識(shí)別控制器308上還設(shè)有流體傳感器，監(jiān)測(cè)機(jī)柜內(nèi)空氣流動(dòng)速度是否達(dá)到既定標(biāo)準(zhǔn)，防止空氣不流通造成機(jī)柜內(nèi)整體溫度上升；在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，還可以根據(jù)實(shí)際情況在機(jī)柜的頂部和底部設(shè)置流體傳感器以監(jiān)測(cè)水流，防止柜內(nèi)設(shè)備進(jìn)水損壞。而且，所述上RFID識(shí)別控制器308還可設(shè)置電量監(jiān)測(cè)傳感器可以監(jiān)測(cè)整個(gè)機(jī)柜的
用電量。機(jī)柜的底部設(shè)置有RFID無(wú)源電子標(biāo)簽311，其用于標(biāo)示機(jī)柜的唯一身份，和機(jī)柜內(nèi)的RFID識(shí)別控制器308的MCU所標(biāo)示的機(jī)柜身份是一致的。該標(biāo)簽可以被放置在地板上的陣列天線識(shí)別和定位，也可以被手持設(shè)備識(shí)別。該標(biāo)簽內(nèi)還可以存儲(chǔ)機(jī)柜整個(gè)生命周期中各個(gè)階段的各種屬性信息。圖4為本發(fā)明實(shí)施過(guò)程中的智能機(jī)柜(機(jī)架)外部結(jié)構(gòu)示意圖。其中，401為節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)；402為控制器；403為鋪設(shè)在地板上的平面陣列天線；404為控制地板上陣列天線的 RFID識(shí)別器；405為機(jī)柜；406為控制機(jī)柜內(nèi)部陣列天線的無(wú)源RFID識(shí)別器，其與圖3中的無(wú)源RFID識(shí)別器308是相同的裝置；407為集成了溫度或/和濕度或/和流體或/和煙霧或/和氣壓或/和電量等各種傳感器的有源RFID電子標(biāo)簽；408為機(jī)柜上的RFID電子鎖； 409為控制器和識(shí)別器串行連接；410為識(shí)別器和識(shí)別器之間的串行連接。按照數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)柜和放置在數(shù)據(jù)中心地板上的設(shè)備的位置是按照其放置在地板平面上的X坐標(biāo)及Y坐標(biāo)決定的。所以，本發(fā)明在地板上布置著可以識(shí)別無(wú)源 RFID電子標(biāo)簽的陣列天線403。該陣列天線403是一個(gè)平面陣，由許多單個(gè)的天線按照地板的鋪設(shè)方式排列，即每塊地板下設(shè)置一個(gè)獨(dú)立的天線子帶。當(dāng)機(jī)柜放放置在地板上時(shí)，每個(gè)機(jī)柜底部設(shè)置的無(wú)源RFID電子標(biāo)簽，可以被布置在地板下的陣列天線所識(shí)別和定位。地板上的陣列天線中每個(gè)單個(gè)子天線帶有一些必要傳感器，以對(duì)IDC地下環(huán)境作嚴(yán)密的監(jiān)控。地下環(huán)境非常重要，因?yàn)樵S多線纜和接地點(diǎn)等都在地板內(nèi)，所以這些陣列天線上追加了流體傳感器(防水)、溫濕度傳感器等常見(jiàn)傳感器。除傳感器外，每個(gè)單個(gè)子天線還帶有一個(gè)指示燈，可以提供必要的照明和路徑引導(dǎo)，幫助操作員在巨大的數(shù)據(jù)中心空間內(nèi)快速找到對(duì)應(yīng)的機(jī)柜，也防止操作員隨便進(jìn)入一些敏感區(qū)域，造成一些意外。放置在地板上的陣列天線連接到一個(gè)無(wú)源RFID識(shí)別器404 (讀寫(xiě)器)。該識(shí)別器 404可以控制陣列天線403去定位和識(shí)別機(jī)柜，控制陣列天線上的傳感器收集設(shè)備信息，控制指示燈引導(dǎo)操作員工作。識(shí)別器404上還集成了一個(gè)蜂鳴器，當(dāng)傳感器收集的數(shù)據(jù)超過(guò)預(yù)設(shè)值，或地板上設(shè)備非法離開(kāi)正確位置，或操作人員未按指定線路進(jìn)入數(shù)據(jù)中心時(shí)，該識(shí)別器404指示蜂鳴器告警，同時(shí)指示指示燈閃爍，同時(shí)識(shí)別器404告警信息傳遞到后臺(tái)管理系統(tǒng)。機(jī)柜的門(mén)上有RFID電子鎖408。操作員打開(kāi)機(jī)柜的時(shí)候需要一張RFID身份卡才能打開(kāi)。RFID電子鎖和柜內(nèi)識(shí)別器406相連，識(shí)別器406控制電子鎖408讀到合法身份卡時(shí)自動(dòng)打開(kāi)機(jī)柜的鎖；讀到非法卡時(shí)，不打開(kāi)且告警。機(jī)柜一旦被非法打開(kāi)，識(shí)別器406控制其上的蜂鳴器告警，同時(shí)將告警信息傳遞到后臺(tái)管理系統(tǒng)。所有的識(shí)別器404、406 (機(jī)柜內(nèi)406及控制地板下陣列天線404的識(shí)別器)通過(guò)串口(RS485)409和控制器402相連。一個(gè)控制器可以實(shí)時(shí)控制多個(gè)識(shí)別器，多個(gè)識(shí)別器之間通過(guò)串口串行連接410。每個(gè)機(jī)柜還可以安裝有一個(gè)有源的RFID電子標(biāo)簽407。當(dāng)?shù)匕逑聸](méi)有布置陣列天線403識(shí)別機(jī)柜底部的無(wú)源RFID電子標(biāo)簽的時(shí)候，有源RFID電子標(biāo)簽407可以代替無(wú)源 RFID電子標(biāo)簽的功能，標(biāo)示機(jī)柜的唯一身份，并存儲(chǔ)整個(gè)生命周期的各種屬性信息。有源RFID電子標(biāo)簽407還可以集成必要傳感器、指示燈和蜂鳴器，以收集必要環(huán)境信息，可以引導(dǎo)用戶在范圍廣闊的數(shù)據(jù)中心空間內(nèi)快速找到對(duì)應(yīng)的設(shè)備，并在錯(cuò)誤發(fā)生時(shí)告警。有源RFID電子標(biāo)簽407的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線通訊協(xié)議例如ZigBee或WiFi或其他能自組網(wǎng)的無(wú)線通訊協(xié)議進(jìn)行傳輸。通過(guò)ZigBee/WiFi網(wǎng)關(guān)或無(wú)線AP或其他自組網(wǎng)協(xié)議的以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)將本協(xié)議的信息實(shí)時(shí)和局域網(wǎng)內(nèi)信息相互交換，這種將有源RFID之間傳遞的無(wú)線信息轉(zhuǎn)換成局域網(wǎng)可以傳遞的信息的網(wǎng)關(guān)，本發(fā)明統(tǒng)一稱為“節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)” 401。圖5為本發(fā)明實(shí)施例中的系統(tǒng)中柜外設(shè)備配置的示意圖。其中，501為節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)， 其與圖4中的節(jié)點(diǎn)網(wǎng)管401為相同的設(shè)備；502為帶有有源RFID電子標(biāo)簽的空調(diào)，優(yōu)選地， 其底部設(shè)有無(wú)源RFID電子標(biāo)簽；503為帶有有源RFID電子標(biāo)簽的攝像頭，優(yōu)選地，其底部有無(wú)源RFID電子標(biāo)簽；504為監(jiān)測(cè)不同環(huán)境點(diǎn)的有源RFID電子標(biāo)簽；505為鋪設(shè)在地板上的平面陣列天線；506為帶有有源RFID電子標(biāo)簽的消防設(shè)施，優(yōu)選地，其底部有無(wú)源RFID 電子標(biāo)簽；507為帶有有源RFID電子標(biāo)簽的配電柜，優(yōu)選地，其底部有無(wú)源RFID電子標(biāo)簽； 508為帶有有源RFID電子標(biāo)簽的UPS優(yōu)選地，其底部有無(wú)源RFID電子標(biāo)簽；509為帶有有源RFID電子標(biāo)簽的其它設(shè)備(指的是放置/安裝在數(shù)據(jù)中心，需要管理或?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)的任何設(shè)備)，其底部有無(wú)源RFID電子標(biāo)簽；510為控制器，其與圖4中的控制器402是相同的設(shè)備。每個(gè)柜外設(shè)備(空調(diào)、UPS、監(jiān)控?cái)z像頭、消防設(shè)施、配電柜等)上都有一個(gè)有源 RFID電子標(biāo)簽，可以存儲(chǔ)整個(gè)設(shè)備生命周期內(nèi)各個(gè)階段的信息。每個(gè)有源RFID都帶有溫度或/和濕度或/和流體或/和煙霧或/和氣壓或/和電量傳感器，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)周邊的環(huán)境及用電狀況。所以，集成有傳感器的有源RFID設(shè)備還可以用于環(huán)境監(jiān)測(cè)和能耗監(jiān)測(cè)?？梢愿鶕?jù)需要在數(shù)據(jù)中心需要環(huán)境監(jiān)測(cè)和能耗監(jiān)測(cè)的點(diǎn)也配置一個(gè)有源RFID電子標(biāo)簽。有源RFID電子標(biāo)簽集還成了指示燈和蜂鳴器，具體使用方式同上述機(jī)柜上的有源RFID電子標(biāo)簽。有源標(biāo)簽支持各種無(wú)線自組網(wǎng)協(xié)議，具體使用方式同上述機(jī)柜上的有源RFID電子標(biāo)簽。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，對(duì)于放置在地板上的柜外設(shè)備，在設(shè)備的底部附著一個(gè)無(wú)源RFID標(biāo)簽，用于設(shè)備的身份管理和資產(chǎn)的生命周期管理。具體使用方式同機(jī)柜底部的無(wú)源RFID電子標(biāo)簽的使用方式。一些柜外設(shè)備本身提供標(biāo)準(zhǔn)控制指令和控制接口(如精密空調(diào)、UPS等，可以通過(guò)串口發(fā)送指令獲取設(shè)備狀態(tài)，并控制設(shè)備)，這些控制接口可以直接接入到控制器510。 控制器510支持常見(jiàn)的各種硬件接口，如USB、串口、RJ45等，可以通過(guò)這些接口對(duì)相應(yīng)設(shè)備發(fā)送指令，獲得這些柜外設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)，并控制這些設(shè)備。附圖6為本發(fā)明示例中有源RFID采用自組網(wǎng)進(jìn)行無(wú)線通信的示意圖。其中601 為局域網(wǎng)；602為節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)；603為集成了溫度或/和濕度或/和流體或/和煙霧或/和氣壓或/和電量等各種傳感器的有源RFID電子標(biāo)簽。有源RFID除了身份識(shí)別、集成傳感器的優(yōu)勢(shì)外，還有一個(gè)很大的優(yōu)勢(shì)，那就是除了使用WiFi方式傳輸相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)外，還可以自組網(wǎng)方式組網(wǎng)傳遞信息。對(duì)于WiFi的組網(wǎng)方式，ZigBee的組網(wǎng)方式已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，這里不再說(shuō)明。這里要描述的是本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施里選用的一種簡(jiǎn)單直接的組網(wǎng)技術(shù)，采用通訊頻率為433M的無(wú)線自組網(wǎng)通訊模塊實(shí)現(xiàn)有源RF ID的自組網(wǎng)和數(shù)據(jù)傳輸。該模塊的組網(wǎng)方式如圖6所示。多個(gè)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)602 (將433M的無(wú)線信號(hào)轉(zhuǎn)換成以太網(wǎng)信號(hào))和以太網(wǎng)直接通過(guò)網(wǎng)線連接相聯(lián)。散落的無(wú)線模塊節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)自己和周邊的其他模塊及節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)之間的信號(hào)強(qiáng)度，根據(jù)強(qiáng)度判定大概距離。離節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)最近的直接和節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)相連，否則尋找離自己最近，同時(shí)連接到網(wǎng)關(guān)的跳轉(zhuǎn)次數(shù)最少的節(jié)點(diǎn)。圖中No表示無(wú)線模塊節(jié)點(diǎn)編號(hào)，JP表示節(jié)點(diǎn)連接到節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)共跳轉(zhuǎn)了幾次。從圖中可以看出001和002 二個(gè)節(jié)點(diǎn)距離節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)最近，直接和節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)相連；004距離005和 002 二個(gè)節(jié)點(diǎn)距離差不多，但是002的JP為0，所以004和002直接相連，并最終連接到節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)。同樣，007距離004和006的距離差不多，但是004的JP為1，006的JP為2。所以，007選擇通過(guò)004的連接來(lái)和節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)向相連。以此類推，形成整個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的自組網(wǎng)。附圖7為本發(fā)明實(shí)施過(guò)程中的中間層各部件結(jié)構(gòu)圖。其中，701為后臺(tái)管理系統(tǒng)； 702為互聯(lián)網(wǎng)internet ；703為局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)；704為局域網(wǎng)；705為節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)；706為控制器； 707為移動(dòng)平臺(tái)上的管理軟件?？刂破?06是一個(gè)硬件中間件，可以接收從識(shí)別器傳過(guò)來(lái)的信息，并對(duì)這些信息進(jìn)行必要處理。一個(gè)控制器可以控制多個(gè)識(shí)別器?？刂破骱投鄠€(gè)識(shí)別器連接在一個(gè)串行總線上?？刂破饔卸鄠€(gè)串口 /USB 口 /網(wǎng)口等標(biāo)準(zhǔn)接口，可以基于這些標(biāo)準(zhǔn)接口控制各種支持這種標(biāo)準(zhǔn)接口的智能柜外設(shè)備，如精密空調(diào)等。多個(gè)控制器706可以同時(shí)接入到局域網(wǎng)中?？刂破骺梢詫⒆约旱奶幚斫Y(jié)果或無(wú)法處理的信息上傳給上位系統(tǒng)——局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)703，并接收上位軟件系統(tǒng)的處理結(jié)果?？刂破骺梢愿鶕?jù)自己處理結(jié)果及上位軟件的處理結(jié)果給識(shí)別器或被控制的其他智能柜外設(shè)備發(fā)送指令，控制識(shí)別器按照指令要求進(jìn)行工作。與控制器一樣，多個(gè)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)705也可以同時(shí)接入到局域網(wǎng)，并和局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)703 進(jìn)行通訊和協(xié)同工作。局域網(wǎng)網(wǎng)703關(guān)是一個(gè)軟件中間件，其下位是節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)或控制器，上位是后臺(tái)管理軟件701。局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)可以控制多個(gè)控制器或節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)，其數(shù)量不限。多個(gè)控制器或節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)可以同時(shí)和局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)通訊。局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)和后臺(tái)管理軟件之間的通訊，由后臺(tái)管理軟件管理所有的局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，管理協(xié)議是TR-069協(xié)議708。所以可以穿透局域網(wǎng)防火墻，使被防火墻或路由器隔離的掛在因特網(wǎng)上的多個(gè)獨(dú)立的局域網(wǎng)可以實(shí)時(shí)和后臺(tái)軟件通訊。局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)處理一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)中心內(nèi)的業(yè)務(wù)邏輯，并存儲(chǔ)必要數(shù)據(jù)。后臺(tái)管理軟件以服務(wù)的形式對(duì)外發(fā)布。在任何地方通過(guò)合適的局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)都可以請(qǐng)求后臺(tái)管理軟件的服務(wù)，可以是PC，也可以是移動(dòng)平臺(tái)。移動(dòng)平臺(tái)也可以通過(guò)3G移動(dòng)網(wǎng)直接和后臺(tái)管理軟件相連，后臺(tái)管理軟件有相應(yīng)的3G移動(dòng)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。圖8為本發(fā)明后臺(tái)管理軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。后臺(tái)管理系統(tǒng)結(jié)合GIS、CAD、Flex及其它圖形化技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)中心的柜內(nèi)設(shè)備、柜外設(shè)備、機(jī)柜、環(huán)境及能耗的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)結(jié)果做一個(gè)直觀的圖形化顯示和管理。后臺(tái)管理系統(tǒng)采用多層結(jié)構(gòu)以WEB服務(wù)形式對(duì)外發(fā)布，可以單獨(dú)運(yùn)行在一臺(tái)服務(wù)器上、也可以發(fā)布到云平臺(tái)版。后臺(tái)管理系統(tǒng)的主要功能有各種設(shè)備屬性管理、資產(chǎn)生命周期管理、設(shè)備實(shí)時(shí)定位和參數(shù)實(shí)時(shí)收集、設(shè)備周圍環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、設(shè)備能耗實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、操作人員管理、工作單管理、操作人員現(xiàn)場(chǎng)的操作引導(dǎo)、全局環(huán)境參數(shù)分析和優(yōu)化、全局能效分析和優(yōu)化、告警、報(bào)表寸。告警主要指任何設(shè)備非法離開(kāi)固有位置或不在工作狀態(tài)時(shí)；操作人員在現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)按引導(dǎo)操作；任何環(huán)境參數(shù)超出預(yù)定范圍都會(huì)告警通知。一個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)通過(guò)計(jì)算后超出某個(gè)范圍也會(huì)告警。除了現(xiàn)場(chǎng)聲光告警外，軟件的主界面上實(shí)時(shí)告警，同時(shí)短信或郵件通知相關(guān)責(zé)任人。責(zé)任人可以針對(duì)告警對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)做不同優(yōu)化處理。報(bào)表、分析和優(yōu)化主要是指對(duì)設(shè)備及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的設(shè)備狀態(tài)、環(huán)境及能效參數(shù)按照用戶需求統(tǒng)計(jì)并輸出，便于用戶分析。用戶可以根據(jù)分析結(jié)果優(yōu)化監(jiān)控策略或范圍。當(dāng)然，用戶可以通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)一些優(yōu)化方法的自動(dòng)執(zhí)行。后臺(tái)管理軟件還為移動(dòng)平臺(tái)提供服務(wù)接口。移動(dòng)平臺(tái)支持的系統(tǒng)有android平臺(tái)、ios(蘋(píng)果平臺(tái)，如iphone、itouch、ipad等)平臺(tái)、Windows移動(dòng)平臺(tái)(如winCE、 windows mobile、windows phone 等)。移動(dòng)平臺(tái)通過(guò)后臺(tái)管理軟件提供的服務(wù)可以查看數(shù)據(jù)中心各種設(shè)備的位置、狀態(tài)、環(huán)境參數(shù)、用電狀況等。移動(dòng)平臺(tái)可以實(shí)時(shí)接收各種告警。移動(dòng)平臺(tái)可以實(shí)時(shí)接收工作單，并引導(dǎo)操作員如何找到設(shè)備的具體位置執(zhí)行正確操作。移動(dòng)平臺(tái)可以通過(guò)控制器及節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)對(duì)智能設(shè)備及機(jī)柜內(nèi)識(shí)別器直接發(fā)送硬件操作指令。為了便于第三方的資源管理系統(tǒng)及資產(chǎn)管理系統(tǒng)能夠從本系統(tǒng)獲取設(shè)備信息及必要的其他信息，本發(fā)明提供了 SOAP接口。第三方系統(tǒng)可以根據(jù)特定條件，以XML的形式獲取各種設(shè)備、環(huán)境及能耗信息。為了便于遠(yuǎn)程手動(dòng)操作每一個(gè)控制器、節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)，設(shè)置每個(gè)識(shí)別器及傳感器。本發(fā)明借用了 REST及OSGI技術(shù)的設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)了針對(duì)不同應(yīng)用級(jí)別的WEB服務(wù)，使每一個(gè)有源RFID標(biāo)簽(包括其傳感器信息)、RFID識(shí)別設(shè)備、甚至整個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以被看作是一個(gè)基于 Web的應(yīng)用服務(wù)器?？梢酝ㄟ^(guò)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的描述信息，發(fā)現(xiàn)和綁定這些服務(wù)，從而擴(kuò)展為簡(jiǎn)單的管理應(yīng)用。為了便于第三方網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)完整地和本系統(tǒng)對(duì)接，本發(fā)明設(shè)計(jì)了 CORBA接口。 第三方系統(tǒng)可以在這個(gè)接口上作二次開(kāi)發(fā)，能夠做到后臺(tái)管理軟件能做到的幾乎所有功能。可以對(duì)任何一個(gè)設(shè)備和傳感器進(jìn)行操作。綜上，本發(fā)明結(jié)合無(wú)源和有源RFID技術(shù)，提供了一種數(shù)據(jù)中心智能管理系統(tǒng)，該系能能夠?qū)C(jī)房的柜內(nèi)設(shè)備、柜外設(shè)備提供精確的位置、生命周期以及環(huán)境和能耗監(jiān)測(cè)，大大提高數(shù)據(jù)中心管理的智能型和自動(dòng)化水平。上述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例及所運(yùn)用技術(shù)原理，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍的內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于射頻識(shí)別的數(shù)據(jù)中心智能管理系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)中心設(shè)置有至少一個(gè)設(shè)備機(jī)柜和至少一個(gè)柜外設(shè)備，所述機(jī)柜內(nèi)設(shè)置有至少一個(gè)柜內(nèi)數(shù)據(jù)設(shè)備；其特征在于，所述系統(tǒng)包括無(wú)源射頻識(shí)別(RFID)標(biāo)簽，一一對(duì)應(yīng)地安裝于各柜內(nèi)數(shù)據(jù)設(shè)備上、設(shè)備機(jī)柜本體底部和柜外設(shè)備的底部，所述無(wú)源RFID標(biāo)簽存儲(chǔ)對(duì)所述柜內(nèi)數(shù)據(jù)設(shè)備、設(shè)備機(jī)柜本體和柜外設(shè)備的標(biāo)識(shí)信息和屬性信息；安裝于機(jī)柜內(nèi)的機(jī)柜無(wú)源RFID識(shí)別器和與所述機(jī)柜無(wú)源RFID識(shí)別器連接的機(jī)柜天線陣，所述機(jī)柜天線陣用于感應(yīng)和定位安裝于柜內(nèi)數(shù)據(jù)設(shè)備上的無(wú)源RFID標(biāo)簽，將感應(yīng)信號(hào)發(fā)送給機(jī)柜無(wú)源RFID識(shí)別器識(shí)別；安裝于地板的地板無(wú)源RFID識(shí)別器和與所述地板無(wú)源RFID識(shí)別器連接的地板天線陣，所述地板天線陣用于感應(yīng)和定位設(shè)備機(jī)柜本體和柜外設(shè)備的底部的無(wú)源RFID標(biāo)簽，將感應(yīng)信號(hào)發(fā)送給地板無(wú)源RFID識(shí)別器識(shí)別；控制器，用于連接多個(gè)機(jī)柜無(wú)源RFID識(shí)別器和地板無(wú)源RFID識(shí)別器，讀取識(shí)別器上傳的設(shè)備標(biāo)識(shí)信息、位置信息、能耗信息及環(huán)境信息并上傳給局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)；局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，用于收集來(lái)自控制器的所有數(shù)據(jù)中心設(shè)備的標(biāo)識(shí)信息、位置信息、能耗信息及環(huán)境信息并上傳給管理計(jì)算機(jī)；管理計(jì)算機(jī)，收集來(lái)自多個(gè)局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的所有數(shù)據(jù)，基于設(shè)備標(biāo)識(shí)與設(shè)備的對(duì)應(yīng)關(guān)系提供對(duì)于所有設(shè)備的位置、能耗、屬性及環(huán)境的管理和顯示， 所述管理計(jì)算機(jī)可通過(guò)移動(dòng)終端管理。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括有源RFID標(biāo)簽，其一一對(duì)應(yīng)地安裝于各設(shè)備機(jī)柜本體和柜外設(shè)備的外部，存儲(chǔ)機(jī)柜或柜外設(shè)備的標(biāo)識(shí)信息和屬性信息；節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)，用于以無(wú)線方式接收有源RFID標(biāo)簽發(fā)送的設(shè)備標(biāo)識(shí)信息和位置信息并上傳給局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于所述有源RFID標(biāo)簽通過(guò)Zigbee、WIFI或無(wú)線自組網(wǎng)方式向所述節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)發(fā)送信息。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于沿所述機(jī)柜天線陣中按預(yù)定距離設(shè)置指示燈和傳感器，所述指示燈用于根據(jù)所述機(jī)柜無(wú)源RFID識(shí)別器控制閃爍以指示目標(biāo)設(shè)備，所述傳感器用于采集機(jī)柜內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)，發(fā)送給所述機(jī)柜無(wú)源RFID識(shí)別器上傳供管理使用。
5.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于所述有源RFID標(biāo)簽還設(shè)置有指示燈和傳感器，所述指示燈用于根據(jù)局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)控制閃爍以指示目標(biāo)機(jī)柜或目標(biāo)柜外設(shè)備，所述傳感器用于采集機(jī)柜外部環(huán)境數(shù)據(jù)及能耗參數(shù)，發(fā)送給所述節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)上傳供管理使用。
6.如權(quán)利要求4或5所述的系統(tǒng)，其特征在于所述傳感器用于采集溫度、濕度、流體、 煙霧、氣壓或電量數(shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述柜內(nèi)數(shù)據(jù)設(shè)備包括橫向柜內(nèi)數(shù)據(jù)設(shè)備和豎向柜內(nèi)數(shù)據(jù)設(shè)備，所述機(jī)柜天線陣包括橫向陣列和豎向陣列，其中所述橫向陣列用于感應(yīng)和定位所述豎向柜內(nèi)數(shù)據(jù)設(shè)備的無(wú)源RFID標(biāo)簽，而所述豎向陣列用于感應(yīng)和定位所述橫向柜內(nèi)數(shù)據(jù)設(shè)備的無(wú)源RFID標(biāo)簽。
8.如權(quán)利要求1和2所述的系統(tǒng)，其特征在于所述控制器和所述節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)通過(guò)局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)連接到所述管理計(jì)算機(jī)。
9.一種基于射頻識(shí)別的數(shù)據(jù)中心智能管理方法，所述數(shù)據(jù)中心設(shè)置有至少一個(gè)設(shè)備機(jī)柜和至少一個(gè)柜外設(shè)備，所述機(jī)柜內(nèi)設(shè)置有至少一個(gè)柜內(nèi)數(shù)據(jù)設(shè)備；其特征在于，所述方法包括使用無(wú)源射頻識(shí)別(RFID)標(biāo)簽一一對(duì)應(yīng)地標(biāo)識(shí)于各柜內(nèi)數(shù)據(jù)設(shè)備上以及設(shè)備機(jī)柜本體和柜外設(shè)備的底部，所述無(wú)源RFID標(biāo)簽存儲(chǔ)對(duì)所述柜內(nèi)數(shù)據(jù)設(shè)備、設(shè)備機(jī)柜本體和柜外設(shè)備的標(biāo)識(shí)信息和屬性信息；利用安裝于記柜內(nèi)的機(jī)柜天線陣感應(yīng)和定位安裝于柜內(nèi)數(shù)據(jù)設(shè)備上的無(wú)源RFID標(biāo)簽，將感應(yīng)信號(hào)發(fā)送給機(jī)柜無(wú)源RFID識(shí)別器識(shí)別；所述機(jī)柜無(wú)源RFID識(shí)別器識(shí)別各無(wú)源 RFID標(biāo)簽信息后，將信息上傳給控制器；安裝于數(shù)據(jù)中心地板下的地板天線陣感應(yīng)和定位設(shè)備機(jī)柜本體和柜外設(shè)備的底部的無(wú)源RFID標(biāo)簽，將感應(yīng)信號(hào)發(fā)送給地板無(wú)源RFID識(shí)別器識(shí)別；所述地板無(wú)源RFID識(shí)別器識(shí)別各無(wú)源RFID標(biāo)簽信息后，將信息上傳給控制器；連接多個(gè)機(jī)柜無(wú)源RFID識(shí)別器和地板無(wú)源RFID識(shí)別器的控制器，讀取識(shí)別器上傳的設(shè)備標(biāo)識(shí)信息、位置信息、能耗信息及環(huán)境信息并上傳給局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)；局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)收集來(lái)自控制器的所有數(shù)據(jù)中心設(shè)備的標(biāo)識(shí)信息、位置信息、能耗信息及環(huán)境信息并上傳給管理計(jì)算機(jī)；管理計(jì)算機(jī)收集來(lái)自多個(gè)局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的所有數(shù)據(jù)，基于設(shè)備標(biāo)識(shí)與設(shè)備的對(duì)應(yīng)關(guān)系提供對(duì)于所有設(shè)備的位置、能耗、屬性及環(huán)境的管理和顯示，并可通過(guò)移動(dòng)終端管理。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種基于射頻識(shí)別的數(shù)據(jù)中心(或基站/各種機(jī)房)智能管理系統(tǒng)和方法，所述數(shù)據(jù)中心設(shè)置有至少一個(gè)設(shè)備機(jī)柜和至少一個(gè)柜外設(shè)備，所述機(jī)柜內(nèi)設(shè)置有至少一個(gè)柜內(nèi)數(shù)據(jù)設(shè)備；其特征在于，所述系統(tǒng)包括，與設(shè)備及設(shè)備機(jī)柜本體和柜外設(shè)備的底部一一對(duì)應(yīng)的無(wú)源RFID標(biāo)簽，用于讀取無(wú)源RFID標(biāo)簽信息的天線陣、RFID識(shí)別器及控制器，以及與機(jī)柜以及機(jī)柜外設(shè)備一一對(duì)應(yīng)設(shè)置的有源RFID標(biāo)簽，用于讀取有源RFID標(biāo)簽信息的節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)，天線陣和有源RFID帶有傳感器及指示燈。局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)通過(guò)收集節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)和控制器的信息，配合后臺(tái)管理軟件及移動(dòng)平臺(tái)軟件對(duì)數(shù)據(jù)中心設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和定位，環(huán)境和能耗信息實(shí)時(shí)收集和分析，配合聲光信號(hào)對(duì)數(shù)據(jù)中心內(nèi)的任何操作進(jìn)行引導(dǎo)。
文檔編號(hào)G06Q50/00GK102436610SQ20111041623
公開(kāi)日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者歐書(shū)云 申請(qǐng)人:無(wú)錫互惠信息技術(shù)有限公司