专利名称：数据中心用低功耗断电检测采集系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种断电检测系统，尤其涉及一种针对互联网数据中心的实际需要， 可以在机架无需断电的情况下进行安装的数据中心用低功耗断电检测采集系统，属于断电 检测技术领域。
背景技术：
数据中心(Data Center)是一种拥有完善的网络支撑设备(包括高速互联网接入 带宽、高性能局域网络、安全可靠的机房环境等)、专业化的管理、完善的应用级服务的服务 平台。在这个服务平台基础上，数据中心服务商为企业和ISP、ICP、ASP等客户提供互联网 基础平台服务以及各种增值服务。现有的数据中心普遍存在集中监控系统相对落后的问题。例如其低压供配电系统 的电力监控一般只能监控到UPS的输出端是否输出正常，而对其下一级机柜用电的供电状 态则无法进行监控。当机架内设备损坏或其他原因造成此机架输入端的供电断路器断开， 导致机架断电、服务器宕机。现有的集中监控系统往往是无法检测到的，只能靠客户发现或 运行维护人员巡视发现，而此时的断电时间可能有数小时之久，严重影响了数据中心对客 户的服务品质，并有可能给客户带来重大的经济损失。而数据中心对客户的断电赔偿是以 秒为单位计量的，断电时间的长短同时也决定了数据中心对客户的赔偿额度大小。在现有技术中，针对已经运行的机架进行断电检测的方法主要有三种，分别说明 如下1.在为机架供电的空气开关上增加辅助触点。该方法存在如下的缺点需要对机架断电后才能在空气开关上安装辅助触点；增 加辅助触点需要改变配电柜的布局，施工难度较大。2.在为机架供电的空气开关的输出端增加电流互感器，通过相应软件逻辑判断电 流的有无，从而得知机柜是否发生断电。该方法存在如下的缺点需要对机架断电后才能在断路器输出端增加电流互感 器；增加电流互感器需要改变配电柜的布局，施工难度较大、成本高，占用监控软件系统资 源。3.在机架的PDU(Power Distribution Unit，机柜电源插座)插排处直接安装交 流继电器，采集插排的供电情况。该方法也存在如下的缺点继电器长期在工作状态，发热量和功耗较大，会造成机 房的能源浪费。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种数据中心用低功耗断电检测采集系统。 该系统可以在数据中心中已运行的机架无需断电的情况下进行安装，实现对机柜断电的实 时检测。
为实现上述的发明目的，本发明采用下述的技术方案一种数据中心用低功耗断电检测采集系统，包括顺序连接的机柜断电检测采集部 分、开关量信号转换部分和数据记录与报警部分，其特征在于所述机柜断电检测采集部分中包括EMI滤波电路、整流滤波电路、光电隔离电路、 电源状态指示电路和驱动电路；其中，所述EMI滤波电路一方面连接交流电源，另一方面连接整流滤波电路，所述整流 滤波电路一方面连接电源状态指示电路，另一方面连接光电隔离电路，所述光电隔离电路 连接驱动电路，所述驱动电路连接USB接口，所述USB接口用于实现干接点输出和外部直流 电源输入。其中，所述开关量信号转换部分包括开关量采集模块和外部直流电源；所述开关 量采集模块一方面连接所述USB接口以实现干接点输出，另一方面连接所述数据记录与报 警部分中的RS485/RS232转换模块，所述外部直流电源连接所述USB接口。所述数据记录与报警部分中包括RS485/RS232转换模块和机房环境及动力监控 系统，所述RS485/RS232转换模块与所述机房环境及动力监控系统连接。在使用状态下，所述数据中心用低功耗断电检测采集系统插接到机柜电源插座的 插孔上。所述数据中心用低功耗断电检测采集系统采用电源状态指示和报警信号输出相 结合的方式输出断电检测信号。本断电检测采集系统平时处于监测状态时的功耗极低，对数据中心机房的电力供 应系统不会产生干扰。当机柜意外断电时，相应的电源指示灯会熄灭，同时输出一个无源的 开关量信号。此开关量信号通过后端相应的采集设备输入到机房集中监控系统中，可以实 现机架断电的实时采集报警与数据记录。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的详细说明。图1为本断电检测采集系统中，机柜断电检测采集部分的电路原理图；图2为本断电检测采集系统进行断电检测的工作原理图；图3为本断电检测采集系统实现断电检测报警的流程图。
具体实施例方式本发明所提供的断电检测采集系统由顺序连接的3部分组成机柜断电检测采集 部分、开关量信号转换部分、数据记录与报警部分。其中机柜断电检测采集部分内部整合了 EMI滤波电路、整流滤波电路、光电隔离电路、电源状态指示电路和驱动电路等。在平时的使 用状态下，该断电检测采集系统直接插接到机柜内的PDU(机柜电源插座)的插孔上。当机 柜意外断电时，电源状态指示电路中的电源指示灯熄灭，同时输出一个无源的开关量信号。 此开关量信号通过后端相应的采集设备输入到机房集中监控系统中，从而实现机架断电的 实时采集报警与数据记录。如图1所示，在机柜断电检测采集部分中，市电的交流(AC)信号输入EMI滤波电 路。该EMI滤波电路用于对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的杂波对电网干扰。EMI滤波电路与整流滤波电路相连接。整流滤 波电路的作用在于使交流电压经桥式整流后，经电容滤波后得到较为纯净的直流电压。经 整流滤波电路后产生的直流电分为两路，一路进入电源状态指示电路，另外一路进入光电 隔离电路。电源状态指示电路通过发光二极管指示输入电源的状态(通或断)。光电隔离 电路的作用在于将整流后的高压直流电降压后通过光藕隔离输出。该光电隔离电路与驱动 电路相连接。光藕的输出电平信号通过驱动电路放大后驱动小型继电器动作，输出开关量 (干接点)信号。上述驱动电路连接USB接口。USB接口用于实现干接点输出和外部直流 电源输入，其中干接点的输出信号用于实现AC电源的通/断判别。独立的外部直流电源为 驱动电路提供电源，当AC输入断电后，驱动继电器输出开关量信号。在本断电检测采集系统中，光电隔离电路使用的核心器件是光电耦合器，它是将 发光二极管和光敏二极管的光路耦合在一起，输入输出端不共地，信号传输上与隔离变压 器基本相同，具备体积小、功耗低、安全可靠、传输信号的频率高等优点。由于采用了光电隔 离电路，本断电检测采集系统平时处于监测状态时的功耗极低，对机房的电力供应系统无 干扰产生。因此在机架无需断电的情况下，可以直接插接本断电检测采集系统来实现对机 架是否断电的实时检测。图2为本断电检测采集系统进行断电检测的工作原理图。在进行断电检测时，本 断电检测采集系统采用电源状态指示和报警信号输出相结合的方式输出断电检测信号。其 中电源状态指示用于使值班人员在巡检时很直观地看到PDU插座是否有电。它的工作原理 是这样的断电检测采集系统插接到机柜电源插座的插排上，220V交流电源经过电感Ll、 L2和电阻Rl、R2组成的复式滤波电路进行滤波。滤波后的交流电经Dl D4组成的全桥 整流电路整流后经过电容Cl滤波后得到较为平滑的直流电源。通过发光二极管D5实现电 源的指示。参照图2所示，报警信号输出的工作原理是这样的USB接口 CN-USB的1、4脚从 开关量信号转换部分中的外部直流电源输入5V直流电。在被采集的机架断电后驱动采集 器内的继电器动作。在机架供电正常时，输入的5V电源的电流为0，以便最大化地降低系统 能耗、延长器件寿命。整流后的交流电经过电阻R4分压后通过光耦ICl进行光电隔离，使 Ql基极保持低电平状态，Ql不导通，继电器Kl线圈无电压，继电器触点无动作。此时无报 警。当输入的AC220V交流电源断开时，光耦ICl失电不导通，此时Ql的基极呈高电平，Ql 导通，继电器Kl线圈通电，继电器触点吸合。由此产生的闭合信号外接开关量信号转换部 分转换连接至数据记录与报警部分中，实现声光报警与数据记录。如图3所示，开关量信号转换部分中包括开关量采集模块和外部直流电源。其中， 开关量采集模块连接机柜断电检测采集部分中的干接点，以便接收其输出信号。该输出信 号通过RS-485通信线路输入数据记录与报警部分中的RS485/RS232转换模块，进入数据记 录与报警部分中的BMS监控系统(即机房环境及动力监控系统)。外部直流电源的输出信 号接入机柜断电检测采集部分中的USB接口。需要说明的是，该外部直流电源是来自不同 UPS的电源，以保证供电的可靠性。前已述及，机柜断电检测采集部分采集机架的供电状况，正常供电时无开关量信 号输出，系统功耗非常低。当被检测的机架断电后，继电器动作，输出开关量信号。此信号被 开关量采集模块采集，经过数据转换后通过RS-485通信线路传输到BMS监控系统。当BMS
5监控系统检测到此开关量闭合时，进行数据的记录，并通过界面显示、电脑语音或激活短信 模块进行报警，实时通知值班人员进行处理。 以上对本发明所提供的数据中心用低功耗断电检测采集系统进行了详细的说明。 对本领域的技术人员而言，在不背离本发明实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的 改动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。
权利要求
一种数据中心用低功耗断电检测采集系统，包括顺序连接的机柜断电检测采集部分、开关量信号转换部分和数据记录与报警部分，其特征在于所述机柜断电检测采集部分中包括EMI滤波电路、整流滤波电路、光电隔离电路、电源状态指示电路和驱动电路；其中，所述EMI滤波电路一方面连接交流电源，另一方面连接整流滤波电路，所述整流滤波电路一方面连接电源状态指示电路，另一方面连接光电隔离电路，所述光电隔离电路连接驱动电路，所述驱动电路连接USB接口，所述USB接口用于实现干接点输出和外部直流电源输入。
2.如权利要求1所述的数据中心用低功耗断电检测采集系统，其特征在于所述开关量信号转换部分包括开关量采集模块和外部直流电源；所述开关量采集模块 一方面连接所述USB接口以实现干接点输出，另一方面连接所述数据记录与报警部分中的 RS485/RS232转换模块，所述外部直流电源连接所述USB接口。
3.如权利要求1所述的数据中心用低功耗断电检测采集系统，其特征在于所述数据记录与报警部分中包括RS485/RS232转换模块和机房环境及动力监控系统， 所述RS485/RS232转换模块与所述机房环境及动力监控系统连接。
4.如权利要求1所述的数据中心用低功耗断电检测采集系统，其特征在于在使用状态下，所述数据中心用低功耗断电检测采集系统插接到机柜电源插座的插孔上。
5.如权利要求1所述的数据中心用低功耗断电检测采集系统，其特征在于 所述数据中心用低功耗断电检测采集系统采用电源状态指示和报警信号输出相结合的方式输出断电检测信号。
全文摘要
本发明公开了一种数据中心用低功耗断电检测采集系统，包括顺序连接的机柜断电检测采集部分、开关量信号转换部分和数据记录与报警部分。在机柜断电检测采集部分中，EMI滤波电路一方面连接交流电源，另一方面连接整流滤波电路，整流滤波电路一方面连接电源状态指示电路，另一方面连接光电隔离电路，光电隔离电路连接驱动电路，驱动电路连接USB接口，该USB接口用于实现干接点输出和外部直流电源输入。本断电检测采集系统平时处于监测状态时的功耗极低，对数据中心机房的电力供应系统不会产生干扰。当机柜意外断电时，采用电源状态指示和报警信号输出相结合的方式输出断电检测信号。
文档编号G01R31/02GK101907671SQ20101021438
公开日2010年12月8日 申请日期2010年6月30日 优先权日2010年6月30日
发明者李润生, 黄轶彪 申请人:北京世纪互联宽带数据中心有限公司