本發(fā)明涉及物聯(lián)網(wǎng)(IoT)和大數(shù)據(jù)分析，并且尤其涉及任務(wù)關(guān)鍵的設(shè)施(mission critical facility)物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)分析。

背景技術(shù)：

對(duì)于任務(wù)關(guān)鍵的設(shè)施來說，安全的環(huán)境以及高能效是為設(shè)施所有者保持長的設(shè)施壽命期限的兩個(gè)重要因素?，F(xiàn)實(shí)中，大多數(shù)現(xiàn)有的任務(wù)關(guān)鍵的設(shè)施不能為其機(jī)架和服務(wù)器提供100％保證的安全環(huán)境。隨著時(shí)間的推移，設(shè)施管理者擔(dān)心設(shè)施故障。大多現(xiàn)有的任務(wù)關(guān)鍵的設(shè)施還具有大于2.0的電力利用效率(PUE，最小值＝1.0，越小越好)的低能量效率。安全環(huán)境以及能量有效系統(tǒng)從任務(wù)關(guān)鍵的設(shè)施的每個(gè)角落的傳感器開始，到數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)和服務(wù)器中的數(shù)據(jù)傳輸和分析，到計(jì)算機(jī)機(jī)房空調(diào)(CRAC)的反饋控制。每一步需要周密的計(jì)劃來形成任務(wù)關(guān)鍵的設(shè)施的完整解決方案。市場(chǎng)上沒有產(chǎn)品提供這樣的完整解決方案。在市場(chǎng)上有三類產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)任務(wù)中的一些任務(wù)。第一種類型是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。第二種類型是數(shù)據(jù)可視化軟件程序。第三種類型是能量管理控制器或軟件程序。一些公司提供無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，用于測(cè)量溫度、濕度以及其他環(huán)境參數(shù)。在這些無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)可以通過預(yù)定義的間隔傳送，但是用戶不能改變它的頻率或增加本地?cái)?shù)據(jù)分析功能。大多這些產(chǎn)品使用功率適配器，因此安裝是個(gè)問題。它們中的一些使用電池但是傳感器壽命被限制到1到5年。傳感器中的一些具有多于10年的壽命但是具有有限的靈活性和顯著較高的成本。很多公司提供數(shù)據(jù)可視化軟件程序，以用于從安裝的傳感器收集數(shù)據(jù)并且使數(shù)據(jù)圖形化地顯示給用戶。然而，這些產(chǎn)品不知道或不在意傳感器實(shí)際測(cè)量什么以及參數(shù)意味著什么。這些數(shù)據(jù)可視化軟件程序起初可以吸引一些用戶，但由于它缺乏對(duì)計(jì)算機(jī)機(jī)房空調(diào)(CRAC)系統(tǒng)的反饋循環(huán)控制，因此很少能持續(xù)長時(shí)間。一些CRAC以及樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)(BAS)供應(yīng)商提供能量管理控制器以及軟件程序。這些控制器或程序使用傳統(tǒng)的單區(qū)域平均返回溫度來控制本地CRAC的運(yùn)行。該方法缺乏對(duì)空間環(huán)境參數(shù)的考慮，因此在一些情況下有偏差且不準(zhǔn)確。一些公司聲稱它們提供完整解決方案，但是當(dāng)遇到細(xì)節(jié)時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)它們或者缺乏智能本地?cái)?shù)據(jù)分析以及警報(bào)功能，或者缺乏像相對(duì)濕度的某些參數(shù)或基于云的服務(wù)。

提供完整的具有傳感器、數(shù)據(jù)收集器、數(shù)據(jù)可視化以及自適應(yīng)控制器的反饋系統(tǒng)將會(huì)是有利的。

提供可以應(yīng)用于來自任意供應(yīng)商的服務(wù)器、機(jī)架以及CRAC的獨(dú)立的系統(tǒng)將會(huì)是有利的。

提供用于通過使用智能的多信道無線傳感器網(wǎng)絡(luò)來收集容量熱傳感器數(shù)據(jù)(溫度和相對(duì)濕度兩者)的機(jī)制將會(huì)是進(jìn)一步有利的。

提供用于可視化熱環(huán)境以及示出熱點(diǎn)和冷點(diǎn)的特有任務(wù)關(guān)鍵的設(shè)施三維動(dòng)態(tài)溫度輪廓生成器將會(huì)是進(jìn)一步有利的。

提供自適應(yīng)自動(dòng)CRAC群控制方法將會(huì)是進(jìn)一步有利的。

提供用戶管理以允許授權(quán)用戶查看以及控制這些用戶所擁有或租借的機(jī)架/設(shè)備將會(huì)是進(jìn)一步有利的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明，提供了用于任務(wù)關(guān)鍵的設(shè)施創(chuàng)建安全環(huán)境以及能量有效的CRAC系統(tǒng)的完整解決方案。本發(fā)明的系統(tǒng)實(shí)時(shí)收集任務(wù)關(guān)鍵的設(shè)施容量環(huán)境以及能量數(shù)據(jù)，并使用大數(shù)據(jù)分析以提供對(duì)CRAC的自適應(yīng)群控制。數(shù)據(jù)在2D以及3D圖形、儀表盤、歷史曲線以及報(bào)告中在本地以及通過云被可視化。本發(fā)明還提供用戶管理以允許授權(quán)用戶查看和控制這些用戶擁有或租借的機(jī)架/服務(wù)器。本發(fā)明包括四個(gè)同伴專利(companion patent)：1)電池供電的無線長壽命溫度和濕度傳感器模塊，2)智能多信道無線數(shù)據(jù)獲取網(wǎng)關(guān)，3)任務(wù)關(guān)鍵的設(shè)施三維溫度輪廓生成器，以及4)自適應(yīng)自動(dòng)CRAC主控制方法。

附圖說明

對(duì)本發(fā)明的完整理解可通過參考附圖來獲得，結(jié)合如下詳細(xì)描述進(jìn)行考慮，其中：

附圖1是系統(tǒng)拓?fù)涞脑敿?xì)視圖。

為了清楚和簡(jiǎn)潔的目的，相同的元素和部件將以相同的標(biāo)示和編號(hào)在整個(gè)附圖中呈現(xiàn)。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明是一種智能任務(wù)關(guān)鍵的環(huán)境監(jiān)視以及能量管理系統(tǒng)，用于使用體傳感器(volume sensor)監(jiān)視任務(wù)關(guān)鍵的環(huán)境，并使用測(cè)量的數(shù)據(jù)用于可視化、警報(bào)、故障檢測(cè)以及控制計(jì)算機(jī)機(jī)房空調(diào)以確保安全環(huán)境和高能效，包括數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)100、本地顯示和控制系統(tǒng)200以及基于云的顯示和控制設(shè)備300。

數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)100是傳感器、網(wǎng)關(guān)和路由器的組，用于感應(yīng)環(huán)境數(shù)據(jù)、實(shí)行本地?cái)?shù)據(jù)分析以及將其傳送至數(shù)據(jù)庫服務(wù)器210。它由溫度和濕度傳感器模塊110、智能網(wǎng)關(guān)120、空氣速度傳感器121、顆粒物(PM)傳感器122、路由器130、BAS數(shù)據(jù)150以及功率表140的組構(gòu)成。

溫度和濕度傳感器模塊110是嚴(yán)密的、無線、長壽命、電池供電的，用于同時(shí)收集溫度和相對(duì)濕度數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)無線地傳送至智能網(wǎng)關(guān)120。

智能網(wǎng)關(guān)120是無線的、多信道、多協(xié)議、多傳感器的，用于獲取并處理傳感器數(shù)據(jù)，并通過各種通信協(xié)議將數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)庫服務(wù)器210，智能網(wǎng)關(guān)120協(xié)同連接至所述溫度和濕度傳感器模塊110。

空氣速度傳感器121是智能網(wǎng)關(guān)120的一部分，用于測(cè)量空氣速度，其被牢固地安裝在所述智能網(wǎng)關(guān)120上。

PM傳感器122是智能傳感器120的一部分，用于測(cè)量顆粒物，其被牢固地安裝在所述智能網(wǎng)關(guān)120上。

路由器130具有WIFI協(xié)議、具有以太網(wǎng)協(xié)議，用于從智能網(wǎng)關(guān)120接收和傳送數(shù)據(jù)包至數(shù)據(jù)庫服務(wù)器210，路由器130持續(xù)連接至所述智能網(wǎng)關(guān)120。

BAS數(shù)據(jù)150是樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)，用于將電氣和CRAC數(shù)據(jù)提供至數(shù)據(jù)庫服務(wù)器210以用于綜合分析，該BAS數(shù)據(jù)150持續(xù)連接至所述路由器130。

功率表140安裝在機(jī)架或機(jī)架列中，用于測(cè)量單獨(dú)/群組機(jī)架和CRAC的電功率以及能量消耗，該功率表140持續(xù)連接至所述路由器130。

本地顯示和控制系統(tǒng)200由數(shù)據(jù)分析器、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器220、自適應(yīng)群控制器230、終端瀏覽器250組成，用于系統(tǒng)地分析體傳感器數(shù)據(jù)、使3D數(shù)據(jù)生動(dòng)地可視化且使用測(cè)量的數(shù)據(jù)來實(shí)施反饋控制。

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器210是在局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)中的MySQL數(shù)據(jù)庫和守護(hù)進(jìn)程(daemon)，用于從各個(gè)傳感器收集數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)組織到正確的數(shù)據(jù)庫表中，該數(shù)據(jù)庫服務(wù)器210持續(xù)連接至所述路由器130。

網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器220在局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)中，用于向客戶站/終端瀏覽器提供因特網(wǎng)信息服務(wù)，并行地互連至所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器210。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器還提供用戶管理從而允許授權(quán)用戶查看并控制這些用戶擁有的或租借的機(jī)架/設(shè)備。

終端瀏覽器250與Internet Explorer、Google Chrome以及Firefox兼容，用于以諸如2D和3D圖形、儀表盤、歷史曲線、表、報(bào)告等之類的不同格式提供測(cè)量的數(shù)據(jù)、計(jì)算的指數(shù)以及處理的數(shù)據(jù)的用戶交互式顯示，該終端瀏覽器250安全地互連至所述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器220。

自適應(yīng)群控制器230是軟件程序，使用自適應(yīng)算法來控制CRAC的群組，用于自動(dòng)地控制每個(gè)CRAC的開/關(guān)，返回溫度設(shè)置點(diǎn)以及風(fēng)扇速度(fan speed)，從而確保任務(wù)關(guān)鍵的熱環(huán)境用于服務(wù)器的安全運(yùn)行且優(yōu)化能量使用，該自適應(yīng)群控制器230并行地互連至所述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器220。

計(jì)算機(jī)機(jī)房空調(diào)240是控制對(duì)象，用于提供對(duì)任務(wù)關(guān)鍵的設(shè)施的冷卻、加熱、通風(fēng)、加濕以及去濕，該計(jì)算機(jī)機(jī)房空調(diào)240協(xié)同地連接至所述自適應(yīng)群控制器230；

基于云的顯示和控制設(shè)備300是云數(shù)據(jù)庫、軟件和應(yīng)用、大數(shù)據(jù)分析，用于可視化云中的數(shù)據(jù)以及實(shí)施云級(jí)別的控制策略。它由云服務(wù)器310、客戶瀏覽器320以及移動(dòng)應(yīng)用330組成。

云服務(wù)器310是因特網(wǎng)服務(wù)器以及遠(yuǎn)程守護(hù)進(jìn)程，用于提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及為從分布在世界各處的任務(wù)關(guān)鍵的設(shè)施傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行處理，該云服務(wù)器310安全地互連至所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器210。云服務(wù)器還提供用戶管理從而允許授權(quán)用戶查看和控制這些用戶擁有的或租借的機(jī)架/服務(wù)器。

客戶瀏覽器320是基于瀏覽器的軟件程序，其可位于任意地方，用于以諸如2D和3D圖形、儀表盤、歷史曲線、表、報(bào)告等不同格式提供測(cè)量的數(shù)據(jù)、計(jì)算的指數(shù)以及處理的數(shù)據(jù)的用戶交互式顯示，該客戶瀏覽器320安全地互連至所述云服務(wù)器310。

移動(dòng)應(yīng)用330是移動(dòng)設(shè)備應(yīng)用，與客戶瀏覽器320類似，用于提供用戶交互式數(shù)據(jù)顯示，該移動(dòng)應(yīng)用330安全地互連至所述云服務(wù)器310。

附圖1是系統(tǒng)拓?fù)涞脑敿?xì)視圖。

為了說明的目的，前面的描述已參考實(shí)施例進(jìn)行描述。然而，上述說明性的討論并不意圖是窮盡的或者將本發(fā)明限制到公開的精確形式。通過上述教導(dǎo)，很多修改以及變形是可能的。該實(shí)施例被選擇和描述是為了更好地解釋技術(shù)的原理以及其實(shí)際的應(yīng)用。其他本領(lǐng)域技術(shù)人員因此能夠更好地使用該技術(shù)，且具有不同的修改的各種實(shí)施例可適于預(yù)想到的特定用途。

雖然本公開和示例已經(jīng)通過參考附圖被完整地描述，但還需注意不同的改變和修改對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。這種改變和修改應(yīng)理解為被包括在由權(quán)利要求限定的公開和示例的范圍內(nèi)。