機房動環巡檢機器人研制與應用

汪文杰++劉輝舟

【摘 要】隨著高壓輸電網絡的不斷擴大以及信息技術的快速發展，機房環境的復雜性隨之增加，對機房的巡檢工作也愈加重要。機房動環巡檢機器人為機房巡檢提供了更加安全、智能、便捷的解決方案，推動了機房巡檢的智能化。本文介紹了一種機房動環巡監機器人的體系結構，給出了基于該體系結構的各模塊原理。

【關鍵詞】機器人 動環巡檢 智能化

1 引言

對機房環境的巡檢是保證機房安全穩定運行的重要舉措，隨著科學技術的不斷進步以及信息通信技術的發展，機房運行可靠性的重要性隨之增加，機房巡檢工作受到了更多的重視。機房巡檢機器人憑借其可靠、高效、智能等特點，在機房巡檢中發揮著越來越重要的作用。利用巡檢機器人完成對機房設備的巡檢，以至于連接上機器人的熱點就可以看到機房及其設備的狀態，具有重要的現實意義。

2 巡監機器人的設計與功能

機房環動巡監機器人結合人工巡檢的經驗和要求，以自動尋跡的方式對機房進行巡檢，利用單片機技術結合多傳感器，攝像頭和無線傳輸技術實現對機房內設備的定時監測，攝像頭實時采集機房內視頻信息和溫濕度信息并發送至PC端監控程序。及時準確地發現問題和故障，提高工作效率，減少人為的疏漏，為無人值班機房提供了創新型的技術檢測手段。

2.1 機器人系統的設計

研制基于物聯網技術的機房動環巡檢機器人，通過機器人自帶溫濕度傳感器實現對機房內溫濕度的檢測，通過機器人自帶視頻采集系統實現對機房內空調運行狀況、門禁狀態、設備電源工作情況、燈具使用情況進行綜合性監控，及時發現排除影響機房安全運行的隱患，確保機房安全運行。

2.2 機器人的功能要求

根據巡監機器人的作業環境和工作要求，對于功能有以下要求要求：

（1）機器人尋跡前進，確保機器人永遠運行或停在特定的軌跡上。在前進過程中，可以檢測到出現在前面的障礙物并自動挺住，防止機器人撞在障礙物上導致的電機卡死。在完成一圈的檢測之后，機器人可以自動停在充電位置進行充電，當充電時間結束，機器人再次前進檢測。

（2）保證上下行信號穩定通暢，攝像頭視頻可以清晰無卡頓地發送至PC端監控軟件。傳感器采集數據并穩定發送至軟件，下位機能根據上位機的操作調整拍攝方位和角度、機器人的運行或停止等。

（3）監控軟件可以解析下位機傳來的視頻信息和傳感器信息并顯示，可以通過軟件對下位機發送指令，控制機器人的監控角度和運行狀態。

3 巡檢機器人結構組成

整個環動巡監的過程可以分為機器人運動、數據采集、信息處理反饋三大部分，又可分為以下七個部分：

（1）機器人平臺。系統采用四驅智能小車作為機器人平臺，平臺包含機器人路徑檢測壁障系統、電機驅動系統、攝像頭云臺、電源系統。平臺可以根據預設指令實現自主尋跡或根據后臺指令遙控行走，平臺預留安裝孔，方便實現對平臺的擴展。

（2）實時視頻監視。機器人平臺加裝高清攝像頭，安裝在機器人云臺上。攝像頭采集到的數據可以通過WIFI傳輸到后臺服務系統。通過視頻監視可以實時了解機房內設備的信息，確定機房環境是否正常，是否有人出入。視頻監控清晰可靠，直觀的展現了機房監控區域的全貌。

（3）遠程控制。監控中心通過客戶端可對所轄機房的機器人安裝的攝像機進行控制，實現遙控云臺的水平、俯仰調節，調整相機拍攝位置。同時客戶端也可以實現對小車平臺的控制，操縱小車實現前進、停止功能。

（4）溫濕度監測。機器人平臺加裝溫濕度傳感器，機器人對傳感器每隔兩秒進行一次讀取，然后把當前數據通過WIFI無線數據傳輸系統發送到后臺服務系統，展示保存。溫濕度傳感器穩定可靠，機器人通過該傳感器可以準確地對機房環境進行監測。

（5）尋跡避障。機器人平臺加裝尋跡避障系統，當機器人工作在自主尋跡工作模式時，機器人能夠按照預先在地面上鋪設好的軌道進行自主巡檢工作。當機器人因人為操縱或者其他原因導致偏離預設軌道靠近障礙物時，能夠自主實現規避，防止碰撞事故的發生。

（6）自動充電。機器人平臺加裝自動充電系統，當機器人完成一次巡檢工作后自動停在充電位置。自動充電系統接入外部電源，將根據當前電池電量實現恒壓/恒流充電，檢測充滿后，充電系統會停止充電。當充電時間用完后，機器人啟動一次新的巡檢。

（7）后臺服務。后臺服務系統主要包含視頻數據展示、環境溫濕度展示、機器人運行控制、攝像頭云臺角度調節等。

4 結語

本文提出了一種基于移動機器人的機房設備智能移動巡檢系統，該系統可以根據預先設定的任務完成對機房巡檢工作，減輕了人力負擔，提高了工作可靠性，巡檢機器人在許多行業中均發揮了很大的作用。

但是缺點和不足也是存在的，首先對電池頻繁的充放電會加速電池容量的衰減，其次是無線模塊在機房這種電波干擾較大的環境中穩定性還有待進一步提高；另外，運動的流暢度尚需提高，尤其在移動方式上，基本采用的循跡方式，很大程度上限制了機器人的巡檢路徑規劃。在完成對下位機的硬件完善、無線模塊的更高效穩定及逐步向理想型巡監機器人靠攏后，可以逐步實現機房環境及其設備的無人化巡檢，推進機房信息化、智能化進程，提高機房設備運行的安全可靠性。

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