直流机房的电能采集器、电能采集监测设备和方法与流程

1.本公开涉及能耗监控技术领域，尤其涉及一种直流机房的电能采集器、电能采集监测设备和方法。


背景技术：

2.建设节能环保的绿色机房是目前的发展趋势，但是机房中的设备用电量成倍增长造成了机房耗能巨大的问题，因此如何正确评估机房能耗的使用情况和发展趋势，需要建立一套完善有效的能耗监测管理系统。
3.目前，在本领域中，通常使用的能耗监测方式为人工监测和电表监测这两种方式。但是，采用人工监测的方式需要是用人工测试电流和电压，再利用电流和电压计算能耗情况，这必然没有办法记录机房的实时能耗情况，从而有可能造成巨大的监测误差。采用电表监测时，需要安装智能电表和网关，由于智能电表和网关均需要外界供电才可以工作，这样的话就必然需要同时为电表和网关额外分别供电，从而造成了成本的增加，并且增加了安装的工作量。
4.需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。


技术实现要素：

5.本公开目的在于提供一种直流机房的电能采集器、电能采集监测设备和方法，该直流机房的电能采集器能够自动采集直流机房的电流值和电压值，并且该电能采集器能够实现自供电。
6.本公开的一方面提供了一种直流机房的电能采集器，所述直流机房具有直流电缆和直流机柜，所述直流电缆与所述直流机柜电连接，所述直流机房的电能采集器包括：
7.电流采集模块，所述电流采集模块与所述直流电缆连接，以用于实时采集流经所述直流电缆的电流值；
8.电压采集和供电模块，所述电压采集和供电模块与所述直流机柜连接，以用于实时采集所述直流机柜的电压值，并为所述直流机房的电能采集器供电。
9.在本公开的一种示例性实施例中，所述电流采集模块包括：
10.电流采集单元，所述电流采集单元与所述直流电缆连接，以用于实时测量所述直流电缆的电压值；
11.电流分析控制单元，所述电流分析控制单元与所述电流采集单元连接，以用于控制所述电流采集单元的开启和关闭，接收所述电流采集单元采集的电压值，并将所述电压值转换为所述直流电缆的电流值。
12.在本公开的一种示例性实施例中，所述电流采集单元为霍尔传感器。
13.在本公开的一种示例性实施例中，所述直流机房具有多条直流电缆，所述电流采集模块包括多个霍尔传感器，每个所述霍尔传感器均与一条所述直流电缆连接。
14.在本公开的一种示例性实施例中，所述直流机柜具有负载正负极，所述直流机柜具有负载正负极，所述电压采集和供电模块包括：
15.电压采集单元，所述电压采集单元与所述直流机柜的负载正负极连接，以用于实时采集所述直流机柜的电压值；
16.供电单元，所述供电单元与所述直流机柜的负载正负极连接，以为所述直流机房的电能采集器供电；
17.电压分析控制单元，所述电压分析控制单元与所述电压采集单元和所述供电单元连接，以用于控制所述电压采集单元的开启和关闭，并接收所述电压采集单元采集的电压值。
18.在本公开的一种示例性实施例中，所述电流分析控制单元和所述电压分析控制单元为同一分析控制单元，所述分析控制单元为单片机，所述单片机具有多个电流输入接口、电压输入接口、供电接口、电流输出接口和电压输出接口；
19.其中，每个所述霍尔传感器均与一所述电流输入接口连接，所述电压采集单元与所述电压输入接口连接，所述供电单元与所述供电接口连接。
20.在本公开的一种示例性实施例中，所述电能采集器还包括：
21.无线通信模块，所述无线通信模块具有输入端和无线传输端，所述输入端与所述电流采集模块、所述电压采集和供电模块连接，所述无线传输端用于无线传输所述电流值和电压值。
22.本公开另一方面提供了一种直流机房的电能采集设备，包括：
23.直流机房的电能采集器，所述直流机房的电能采集器为上述任意一项所述的直流机房的电能采集器；
24.电能监测器，包括：分析监测模块，所述分析监测模块与所述电流采集模块、所述电压采集和供电模块连接，以用于实时接收所述电流值和电压值，将所述电流值和所述电压值转换为能耗数据，并进行实时显示。
25.本公开又一方面提供了一种直流机房的电能采集监测方法，其特征在于，所述直流机房的电能采集监测方法应用上述所述的直流机房的电能采集监测设备，所述直流机房的电能采集监测方法包括：
26.将所述电流采集模块和所述直流电缆连接，以实时采集流经所述直流电缆的电流值；
27.将所述电压采集和供电模块与所述直流机柜连接，以实时采集所述直流机柜的电压值，并为所述直流机房的电能采集器供电；
28.利用分析监测模块实时接收所述电流值和所述电压值，将所述电流值和所述电压值转换为能耗数据，并进行实时显示。
29.在本公开的一种示例性实施例中，所述直流机房的电能采集器还包括无线通信模块，在所述利用分析监测模块实时接收所述电流值和所述电压值之前，所述直流机房的电能采集监测方法还包括：
30.将所述电流值和所述电压值传输至所述无线通信模块；
31.利用所述无线通信模块将所述电流值和所述电压值无线传输给所述分析监测模块。
32.本公开提供的技术方案可以达到以下有益效果：
33.本公开提供的直流机房的电能采集器包括电流采集模块、电压采集和供电模块。其中，电流采集模块用于采集流经直流电缆的电流值，电压采集和供电模块用于实时采集直流机柜的电压值。
34.同时，该电压采集和供电模块能够与直流机柜连接并为利用直流机柜的电压和电流为电能采集器供电。从而，本技术提供的电能采集器能够实现自供电，进而本技术能够将电流采集、电压采集和供电集合在一个电能采集器中，只需要将电能采集器接入需要监测的设备或者线路中，电能采集器即可自动进行电流值和电压值工作，而不需要额外在对其进行供电。由此，该直流机房的电能采集监测设备的监测成本较低、安装较为方便。
35.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
36.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
37.图1示出了根据本公开一示例性实施例的直流机房的电能采集器的模块示意图；
38.图2示出了根据本公开另一示例性实施例的直流机房的电能采集器的模块示意图；
39.图3示出了根据本公开一示例性实施例的直流机房的电能采集监测设备的模块示意图；
40.图4示出了根据本公开另一示例性实施例的直流机房的电能采集监测设备的模块示意图；
41.图5示出了根据本公开一示例性实施例的直流机房的电能采集监测方法的流程示意图；
42.图6示出了根据本公开另一示例性实施例的直流机房的电能采集监测方法的流程示意图。
43.附图标记说明：
44.1、直流电缆；2、直流机柜；3、直流机房的电能采集器；4、电能监测器；5、电流采集模块；6、电压采集和供电模块；7、分析监测模块；8、无线通信模块；9、分析控制单元；51、电流采集单元；61、电压采集单元；62、供电单元。
具体实施方式
45.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
46.本公开首先提供了一种直流机房的电能采集器，如图1所示，该直流机房的电能采
集器3可以通过单一设备对直流机房的电流值和电压值进行实时采集。同时，该直流机房的电能采集器3能够实现自供电，只需要将该直流机房的电能采集器3接入需要监测的设备或者线路中，即可自动进行电流值和电压值的采集工作，而不需要额外在对其进行供电。也就因此，本公开提供的直流机房的电能采集器3能够显著降低对直流机房能耗的监测成本，并且能够减少其安装的工作量。
47.具体的，直流机房可以具有直流电缆1和直流机柜2，其中直流电缆1可以与直流机柜2电连接，以用于为直流机柜2提供电流。该直流机房的电能采集器3可以包括电流采集模块5、电压采集和供电模块6。该直流机房可以为数据中心机房，但不限于此。
48.其中，电流采集模块5可以与直流电缆1连接，以用于实时采集流经直流电缆1的电流值。通过电流采集模块5实时的对直流电缆1的电流值进行采集，能够使得工作人员实时的获取直流机房中的电流大小，以判断直流机房的能耗状况。
49.在本公开的一个实施例中，如图2所示，电流采集模块5可以包括电流采集单元51和电流分析控制单元。其中，电流采集单元51可以与直流电缆1连接，以用于实时测量直流电缆1的电压值。该电流采集单元51可以为霍尔传感器，由于霍尔传感器的具有固定的电流和电压对应关系，例如：一霍尔传感器上标称：输入电流0a
‑
100a，输出电压0v
‑
4v，则当该霍尔传感器采集直流电缆1中的电压为4v的时候，代表此时直流电缆1中的电流为100a。从而，本公开通过获取霍尔传感器采集到的电压值能够准确的测量直流电缆1中的电流值。同时，由于霍尔传感器的体积小并且结构简单，也就因此简化了直流机房的电能采集器3的体积，也能够降低该直流机房的电能采集器3制造难度和制造成本。
50.进一步的，当直流机房中具有多条直流电缆1的时候，电流采集模块5可以包括多个霍尔传感器，每一个霍尔传感器均可以与一条直流电缆1连接，并采集每一条直流电缆1的电压值。从而，本公开提供的直流机房的电能采集器3通过设置多个霍尔传感器，能够全面的采集直流机房中各个直流电缆1的电压值，也就能够全面测量各个直流电缆1中的电流值，进而提高了对直流机房能耗监测的准确性和全面性。
51.需要说明的是，上述电流采集单元51也可以不为霍尔传感器，也可以为其他采集元件，可以根据实际需要进行替换，这均在本公开的保护范围之内。
52.在本公开的一个实施例中，电流分析控制单元可以与电流采集单元51连接，以用于控制电流采集单元51的开启和关闭，接收电流采集单元51采集的电压值，并将电压值转换为直流电缆1的电流值。
53.进一步的，该电流分析控制单元可以为第一单片机，该第一单片机可以具有输出端和输入端。该第一单片机的输入端可以与电流采集模块5连接，以用于实时接收电流采集模块5采集的电压值。当电流采集单元51为霍尔传感器，且电流采集模块5具有多个霍尔传感器时，该第一单片机可以具有多个输入端，每一个输入端可以连接一个霍尔传感器。但不限于此，该电流分析控制单元也可以不为单片机，也可以为其他分析控制元件，例如：中央处理器等，这均在本公开的保护范围之内，可以根据实际需要进行任意选择。
54.上述电压采集和供电模块6可以与直流机柜2连接，以用于实时采集直流机柜2的电压值。通过电压采集和供电模块6可以实时的对直流机柜2的电压值进行采集，能够使得工作人员实时的获取直流机柜2中的电流大小，以判断直流机柜2的电能消耗情况。同时，该电压采集和供电模块6能够通过直流机柜2中的电压和电流为电能采集器3供电，从而使得
本公开提供的电能采集器3能够实现自供电，不需要额外的对其施加外接电源。也就因此，该直流机房的电能采集器3能够显著降低监测的能耗，因而能够降低监测的成本。同时，由于直流机房的电能采集器3不需要外接电源，也就意味着在监测的过程中，只需要安装一个设备即可，从而降低了安装工作量，提高了安装的效率。
55.进一步的，直流机柜2可以具有负载正负极，电压采集和供电模块6可以包括：电压采集单元61、供电单元62和电压分析控制单元。其中，电压采集单元61可以与直流机柜2的负载正负极连接，以用于实时采集直流机柜2的电压值。该电压采集单元61可以具有分压电阻。
56.供电单元62可以与直流机柜2的负载正负极连接，以为直流机房的电能采集器3供电。在本公开的一个实施例中，供电单元62可以和电压采集单元61共用一个接口，即只需要一个与负载正负极连接的接口即可，同时实现电压值的采集和设备的供电。但不限于此，供电单元62和电压采集单元61也可以分别设置一个接口，可以根据实际需要进行设置，这均在本公开的保护范围之内。
57.电压分析控制单元可以与电压采集单元61和供电单元62连接，以用于控制电压采集单元61的开启和关闭，接收电压采集单元61采集的电压值，并且可以接收供电单元62的供电。
58.在本公开的一个实施例中，该电压分析控制单元可以为第二单片机，该第二单片机也可以具有输出端和输入端。第二单片机的输入端可以与电压采集单元61连接，以用于实时接收电压采集单元61采集的电压值。供电单元62也可以与一第二单片机的输入端连接，以接受供电单元62的供电。但不限于此，该电压分析控制单元也可以不为单片机，也可以为其他分析控制元件，例如：中央处理器等，这均在本公开的保护范围之内，可以根据实际需要进行任意选择。
59.在本公开的一个实施例中，如图2所示，电流分析控制单元和电压分析控制单元可以为同一分析控制单元9，该分析控制单元9可以为单片机，可以理解的是，上述第一单片机和第二单片机可以为同一单片机。该单片机可以具有多个电流输入接口、电压输入接口、供电接口、电流输出接口和电压输出接口。其中，每个霍尔传感器均可以与一所述电流输入接口连接，电压采集单元61可以与电压输入接口连接，供电单元62可以与供电接口连接。通过将电流分析控制单元和电压分析控制单元设置为同一分析控制单元9，可以提高该直流机房的电能采集器3的集成化，使得该直流机房的电能采集器3具有更小的体积。
60.在本公开的一个实施例中，直流机房的电能采集器3还可以包括无线通信模块8，该无线通信模块8可以具有输入端和无线传输端，无线通信模块8的输入端可以与电流采集模块5、电压采集和供电模块6连接，以用于接收电流采集模块5采集的电流值、电压采集模块采集的电压值和供电模块的供电，无线通信模块8的无线传输端可以用于无线传输由电流采集模块5采集的电流值、电压采集和供电模块6采集的电压值。通过在直流机房的电能采集器3中集成无线通信模块8，能够使得在对直流机房的能耗进行实时监测的时候，不需要再另外设置网关，从而进一步节省了监测能耗和安装时间。
61.同时，通过无线通信模块8，能够将电流值和电压值进行无线传输，从而使得电流采集模块5、电压采集和供电模块6与其他数据监测平台连接时不需要设置实体线路，从而简化了安装难度，并且可以实现更远距离的传输通信，使得工作人员可以在较远的地方实
时对直流机房进行实时监控。
62.在本公开的一个实施例中，该无线通信模块8可以为窄带物联网模块、4g通信模块和5g通信模块中的任意一个，但不限于此，该无线通信模块8也可以为其他通信模块，可以根据实际需要进行选择和设置这均在本公开的保护范围之内。
63.在本公开的一个实施例中，电流采集模块5、电压采集和供电模块6以及无线通信模块8可以设置在一个电路板中，并且可以均通过供电单元62进行供电，从而进一步的提升了该直流机房的电能采集器3的集成化。
64.本公开的另一个实施例提供了一种直流机房的电能采集监测设备，具体地，如图3所示，该直流机房的电能采集监测设备可以包括：直流机房的电能采集器3和电能监测器4。其中，直流机房的电能采集器3可以为上述所述的直流机房的电能采集器3，可以参照上一实施例中对于直流机房的电能采集器3的具体阐述，在此不再进行赘述。
65.电能监测器4可以包括分析监测模块7，该分析监测模块7可以与电流采集模块5、电压采集和供电模块6连接以用于实时接收电流值和电压值，将电流值和电压值转换为各项能耗数据，并进行实时显示。其中，该分析监测模块7可以为数据分析和监测平台，但不限于此。同时，此处所述的各项能耗数据可以为功率、电量、电流、电压等能耗数据参数。
66.在本公开的一个实施例中，如图4所示，当电流采集模块5具有电流分析单元，且该电流分析控制单元为第一单片机的时候，第一单片机的输出端可以与分析监测模块7连接，以用于向分析监测模块7实时输出直流电缆1的电流值。当电压采集和供电模块6具有电压分析控制单元，且该电压分析控制单元为第二单片机的时候，该第二单片机的输出端可以与分析监测模块7连接，以用于向分析监测模块7实时输出直流机柜2的电压值。进一步的，当电流分析控制单元和电压分析控制单元为同一分析控制单元9，且该分析控制单元9为单片机时，分析监测模块7可以与单片机的电流输出接口和电压输出接口连接，以用于接收由电流采集模块5采集的电流值和电压采集和供电模块6采集的电压值。
67.在本公开的一个实施例中，当直流机房的电能采集器3具有无线通信模块8时，无线通信模块8的无线传输端可以与分析监测模块7无线连接，以用于将电流采集模块5采集的电流值、电压采集和供电模块6采集的电压值无线传输至分析监测模块7。从而，直流机房的电能采集器3能够将电流值和电压值进行无线传输，从而使得电流采集模块5、电压采集和供电模块6与分析监测模块7连接和通信时不需要设置实体线路，从而简化了安装难度，并且可以实现更远距离的传输通信，使得工作人员可以在较远的地方实时的对直流机房的能耗情况进行实时监控。
68.由上述可知，本公开提供的直流机房的电能采集监测设备是一个能够将数据采集、数据上传、数据分析和供电融合为一体的监测设备，其能够自动采集电流值和电压值，并将其转化为各项能耗数据进行显示。同时，该电能采集器3能够实现自供电，只需将其接入所需监测的场合即可实现自动工作。
69.如图5所示，本公开的又一方面提供了一种直流机房的电能采集监测方法，该直流机房的电能采集监测方法可以应用上述所述的直流机房的电能采集监测设备，该直流机房的电能采集监测方法包括：
70.步骤s10、将电流采集模块5和直流电缆1连接，以实时采集流经直流电缆1的电流值。
71.步骤s20、将电压采集和供电模块6与直流机柜2连接，以实时采集所述直流机柜2的电压值，并为直流机房的电能采集器3供电。
72.步骤s30、利用分析监测模块7实时接收电流值和电压值，将电流值和电压值转换为能耗数据，并进行实时显示。
73.如图6所示，在本公开的一个实施例中，直流机房的电能采集器3还可以包括无线通信模块8。在上述步骤s30利用分析监测模块7实时接收电流值电压值之前，该直流机房的电能采集监测方法还可以包括：
74.步骤s40、将电流值和电压值传输至无线通信模块8。
75.步骤s50、利用无线通信模块8将电流值和电压值无线传输给分析监测模块7。
76.需要说明的是，由于直流机房的电能采集监测方法利用了上述直流机房的电能采集监测设备，并且在上述对直流机房的电能采集器3和直流机房的电能采集监测设备进行阐述的时候，已经将详细阐述了上述各个步骤中的内容，因此该部分对直流机房的电能采集监测方法的具体阐述可以参照上述对直流机房的电能采集器3和直流机房的电能采集监测设备的具体阐述，这是在本公开的保护范围之内的。通过该直流机房的电能采集监测方法能够只通过一个设备完成直流机房的能耗监测工作，不需要外接电源即可进行工作，从而降低了监测成本和安装成本。
77.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。