一種基于可見光或紅外定位的機柜管理系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及無線通訊、射頻識別和光學(xué)、紅外定位【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及基于可見光或紅外定位的機柜管理系統(tǒng)及方法，該管理系統(tǒng)，包括中央控制器、至少一個開設(shè)有多個槽位的機柜和貼在需要管理的設(shè)備上的RFID標(biāo)簽，所述的RFID標(biāo)簽可以是有源標(biāo)簽或無源標(biāo)簽，包括存儲有設(shè)備的狀態(tài)信息的微處理器(MCU)，光敏器件和RFID射頻模塊；在機柜外部設(shè)置有至少一個閱讀器，閱讀器的每個發(fā)光單元的光照射范圍限制在與其相對應(yīng)的機柜槽位的寬度范圍內(nèi)，閱讀器通過通信接口與中央控制器通訊；設(shè)備置于機柜內(nèi)后，每個設(shè)備上貼的RFID標(biāo)簽正對某個閱讀器的一個發(fā)光單元，本發(fā)明可以大大提高機柜管理效率。
【專利說明】一種基于可見光或紅外定位的機柜管理系統(tǒng)及方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線通訊、射頻識別（RFID)和光學(xué)、紅外定位【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種有效的機柜管理系統(tǒng)及方法，可以大大提高機柜管理效率，是物聯(lián)網(wǎng)的一種重要應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]在電力、銀行、運營商、政府等數(shù)據(jù)中心的數(shù)字機房中，有大量機柜，每個機柜上有很多數(shù)據(jù)設(shè)備，由于缺乏有效的管理的手段，數(shù)據(jù)中心的很多設(shè)備可能一直閑置或資源利用率很低，但由于沒人知道其狀態(tài)，不敢更換設(shè)備或切換業(yè)務(wù)，造成資源的大量浪費。
[0003]在傳統(tǒng)管理方式下，很多設(shè)備長期運行，隨著人員的變更，記錄的缺失，已經(jīng)不知道這個設(shè)備是為哪個業(yè)務(wù)服務(wù)的，還有沒有可利用的資源？在這種情況下，產(chǎn)生了很多“僵尸設(shè)備”，沒有人知道這個設(shè)備是干什么用的，但也沒有人干動這個設(shè)備，怕影響某個不知道的業(yè)務(wù)。據(jù)統(tǒng)計，在某些行業(yè)，這種“僵尸設(shè)備”的占比甚至達(dá)到了 30%，這就造成每上一個新業(yè)務(wù)，都會重新購買新的數(shù)據(jù)設(shè)備，造成投資的大量浪費。
[0004]從另一個角度來講，在數(shù)據(jù)中心新購置設(shè)備時，要不是機房管理人員根據(jù)經(jīng)驗知道哪里可以放下這臺新設(shè)備，要不就是每購置一批新設(shè)備，就會重新購買機架，這也會造成投資和機房面積的大量浪費，這種我們可以稱為“僵尸機柜”，這個機柜本來還有大量的空間可以使用，但白白浪費了。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種能夠?qū)C柜設(shè)備的精確定位和設(shè)備運行運營狀態(tài)的實時監(jiān)控，提高機柜使用效率的機柜管理系統(tǒng)，同時提供一種采用此種管理系統(tǒng)的管理方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0006]一種基于可見光或紅外定位的機柜管理系統(tǒng)，包括中央控制器、至少一個開設(shè)有多個槽位的機柜和貼在需要管理的設(shè)備上的RFID標(biāo)簽，所述的RFID標(biāo)簽可以是有源標(biāo)簽或無源標(biāo)簽，包括存儲有設(shè)備的狀態(tài)信息的微處理器（MCU)及與其相連的光敏器件和RFID射頻模塊；在機柜外部設(shè)置有至少一個閱讀器，閱讀器包括CPU及與其相連的RFID射頻模塊、通信接口和多個發(fā)光單元，閱讀器的每個發(fā)光單元的光照射范圍限制在與其相對應(yīng)的機柜槽位的寬度范圍內(nèi)，閱讀器通過通信接口與中央控制器通訊；設(shè)備置于機柜內(nèi)后，每個設(shè)備上貼的RFID標(biāo)簽正對某個閱讀器的一個發(fā)光單元。
[0007]作為優(yōu)選實施方式，所述的發(fā)光單元為發(fā)光二極管或紅外管；所述的RFID標(biāo)簽閱讀器通過網(wǎng)口、串口或無線通信模塊與中央控制器進(jìn)行通訊；所述的RFID閱讀器的通信接口為485通信接口 ；所述的RFID射頻模塊是433M芯片，800~900M UHF芯片或2. 45G芯片。
[0008]本發(fā)明同時提供一種基于可見光或紅外定位的機柜管理方法，所述的機柜開設(shè)有多個槽位，該方法包括下面幾個方面：
[0009](I)在機柜外部設(shè)置有至少一個閱讀器，閱讀器包括CPU、RFID射頻模塊、通信接口和多個發(fā)光單元；閱讀器的每個發(fā)光單元的光照射范圍限制在與其相對應(yīng)的機柜槽位的寬度范圍內(nèi)，閱讀器通過通信接口與中央控制器通訊；
[0010](2)在每個設(shè)備上粘貼RFID標(biāo)簽，所述的RFID標(biāo)簽是有源標(biāo)簽或無源標(biāo)簽，包括存儲有設(shè)備的狀態(tài)信息的微處理器（MCU)，光敏器件和RFID射頻模塊，將設(shè)備置于機柜內(nèi)，使貼在其上的RFID標(biāo)簽對應(yīng)于某個閱讀器的一個發(fā)光單元；
[0011](3)閱讀器讀取某RFID標(biāo)簽的信息的過程為：
[0012](I) RFID標(biāo)簽處于休眠狀態(tài)；
[0013](2)閱讀器收到中央控制器的清點命令，點亮相應(yīng)位置的發(fā)光單元；
[0014](3)與該發(fā)光單兀對應(yīng)位置的RFID標(biāo)簽的光敏器件經(jīng)光電轉(zhuǎn)換輸出電信號,再經(jīng)放大電路輸出數(shù)字信號，觸發(fā)微處理器（MCU)使RFID標(biāo)簽進(jìn)入激活態(tài)；
[0015](4) RFID標(biāo)簽通過RFID射頻模塊發(fā)送包含設(shè)備識別標(biāo)識（TAGID)和設(shè)備狀態(tài)信息的設(shè)備信息，并返回休眠狀態(tài)；
[0016](5)閱讀器的RFID射頻模塊收到信息后，經(jīng)由通信接口上傳到中央控制器。
[0017]作為優(yōu)選實施方式，所述的發(fā)光單元為發(fā)光二極管或紅外管；所述的RFID標(biāo)簽閱讀器通過網(wǎng)口、串口或無線通信模塊與中央控制器進(jìn)行通訊；所述的RFID閱讀器的通信接口為485通信接口 ；所述的RFID射頻模塊是433M芯片，800?900M UHF芯片或2. 45G芯片。
[0018]本發(fā)明采用了光學(xué)定位和RFID技術(shù)的結(jié)合，實現(xiàn)了對機柜設(shè)備的精確定位和設(shè)備運行運營狀態(tài)的實時監(jiān)控。采用本發(fā)明的機柜管理系統(tǒng)和方法，可以實時了解每臺數(shù)據(jù)設(shè)備的運行和運營狀態(tài)，如資源的分配情況、設(shè)備的維保情況、設(shè)備的業(yè)務(wù)服務(wù)范圍、設(shè)備的租用（使用）時限，可以最大地提高設(shè)備的利用率，解決“僵尸設(shè)備”的問題；可以實時了解各機柜內(nèi)設(shè)備的分布情況，包括機柜內(nèi)有哪些設(shè)備、哪種設(shè)備，設(shè)備占用了哪些槽位，機柜內(nèi)還有多少空閑的資源，這樣可以最大地提高機柜的利用率，解決“僵尸機柜”的問題。本發(fā)明比已有的機柜管理技術(shù)有如下的優(yōu)點和效果：
[0019]I、本發(fā)明通過光定位技術(shù)實現(xiàn)了 RFID標(biāo)簽槽位的精確定位，而單純的RFID技術(shù)只能實現(xiàn)RFID標(biāo)簽的信息訪問而不能準(zhǔn)確定位。
[0020]2、本發(fā)明的RFID標(biāo)簽可以采用有源RFID技術(shù)，靈敏度高，抗干擾能力強，比傳統(tǒng)的無源RFID技術(shù)更可靠。
[0021]3、本發(fā)明的RFID標(biāo)簽采用嵌入式軟件系統(tǒng)，更具有智能化和靈活性。
[0022]4、本發(fā)明的RFID標(biāo)簽采用專用的低功耗硬件設(shè)計和軟件功率控制方法，使整機功耗更小，使用壽命更長。
[0023]5、本發(fā)明的RFID標(biāo)簽的集成度高，體積小，安裝方便。
[0024]6、本發(fā)明的閱讀器采用有源RFID技術(shù)和專用串行總線技術(shù)，集成度高，架構(gòu)清晰，安裝方便，成本低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖I為機柜管理圖；
[0026]圖2為RFID標(biāo)簽組成框圖；
[0027]圖3為閱讀器組成框圖；[0028]圖4為中央控制器組成框圖；
[0029]圖5為軟件流程框圖。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明進(jìn)行說明。
[0031]本發(fā)明的機柜管理系統(tǒng)具體包括：貼在設(shè)備上的RFID標(biāo)簽、多臺閱讀器設(shè)備、中央控制器；其中組網(wǎng)形式，如圖I所示。其中的中央控制器可以通過以太網(wǎng)（也可以通過其他的通信方式）與后臺軟件管理系統(tǒng)相連。
[0032]中央控制器具備多個RS485總線接口，每個接口可單獨連接一臺機柜，以實現(xiàn)對多臺機柜的集中控制。
[0033]如圖2所示，設(shè)備RFID標(biāo)簽貼在設(shè)備上面，為有源RFID標(biāo)簽，包括存儲有設(shè)備的狀態(tài)信息的微處理器（MCU)，光敏器件和RFID射頻模塊。其中的光敏器件可以是紅外管、光敏二極管或光敏三極管；RFID射頻模塊可以是433M芯片，也可以是800?900M UHF芯片；也可以是2. 45G芯片。本實施例采用的RFID標(biāo)簽為有源標(biāo)簽，也可以采用無源標(biāo)簽。
[0034]參見圖3，閱讀器是用來讀取RFID標(biāo)簽信息的設(shè)備，它主要由微處理器（MCU)、多個發(fā)光單元、RFID射頻模塊和總線接口單元構(gòu)成，各個閱讀器設(shè)備之間是通過485總線相連。每個發(fā)光單元可以是發(fā)光二極管或紅外管。機柜的槽位與發(fā)光單元是一一對應(yīng)的關(guān)系，在設(shè)備被放進(jìn)機柜后，貼在設(shè)備上的RFID標(biāo)簽應(yīng)當(dāng)對應(yīng)于某閱讀器的一個發(fā)光單元。每個發(fā)光單元的光輻射角度限制在一個范圍內(nèi)，以保證只覆蓋一個槽位的寬度，從而實現(xiàn)設(shè)備RFID標(biāo)簽的精確定位。
[0035]參見圖4，中央控制器主要由CPU，外部RS232串口，以太網(wǎng)接口，多組RS485總線接口組成。中央控制器的主要功能是接收后臺的清點與訪問指令，通過串行總線下發(fā)到機柜的級聯(lián)閱讀器，完成設(shè)備RFID標(biāo)簽的定位和信息處理，并把獲取的數(shù)據(jù)上報后臺。
[0036]后臺軟件管理系統(tǒng)的主要功能對設(shè)備進(jìn)行信息管理提供人機界面；并處理各種業(yè)務(wù)功能等。
[0037]本發(fā)明的工作原理為：在機柜的每個數(shù)據(jù)設(shè)備上貼一個RFID標(biāo)簽，RFID標(biāo)簽包含了光敏器件；RFID閱讀器具有發(fā)光單元，發(fā)光單元的光照射范圍限制在一個槽位的寬度，保證只有該槽位的RFID標(biāo)簽的光敏器件可以被觸發(fā)；每個機柜上部署多組RFID閱讀器和一個中央控制器；多個RFID閱讀器和中央控制器之間通過RS485總線進(jìn)行級聯(lián)。
[0038]設(shè)備基礎(chǔ)信息、設(shè)備運行信息、設(shè)備運營信息是寫到設(shè)備的RFID標(biāo)簽中的，當(dāng)用戶想查詢某個槽位的設(shè)備時，中央控制器控制那個槽位的發(fā)光二級管發(fā)光，RFID標(biāo)簽上的光敏器件被觸發(fā)，RFID標(biāo)簽由睡眠狀態(tài)，進(jìn)入喚醒狀態(tài)，RFID標(biāo)簽把信息發(fā)送出去，閱讀器收到信息以后，上報給中央控制器，控制器再上報給后臺；完成設(shè)備信息查詢。當(dāng)閱讀器需要往某個設(shè)備寫信息時，控制器控制那個槽位的發(fā)光二極管發(fā)光，RFID標(biāo)簽上的光敏二級管被觸發(fā)，RFID標(biāo)簽由睡眠狀態(tài)，進(jìn)入喚醒狀態(tài)，閱讀器把信息寫入RFID標(biāo)簽。當(dāng)后臺不操作時，RFID標(biāo)簽設(shè)備處于休眠狀態(tài)，主要是為了省電的需要。
[0039]RFID標(biāo)簽的光定位和通訊過程如下：
[0040](I) RFID標(biāo)簽處于休眠狀態(tài)。
[0041](2)閱讀器收到中央控制器清點命令，點亮對應(yīng)位置的發(fā)光單元。[0042](3)對應(yīng)位置的設(shè)備RFID標(biāo)簽的光敏器件經(jīng)光電轉(zhuǎn)換輸出電信號，再經(jīng)放大電路輸出數(shù)字信號，觸發(fā)MCU使RFID標(biāo)簽進(jìn)入激活態(tài)。
[0043](4)RFID標(biāo)簽通過自己的RFID射頻模塊發(fā)送設(shè)備信息(包含TAGID和設(shè)備信息)，并返回休眠狀態(tài)。
[0044](5)閱讀器的RFID射頻模塊收到信息后，經(jīng)由專用串行總線上傳到中央控制器。
[0045]以訪問第I槽位的設(shè)備所粘貼RFID標(biāo)簽為例子，具體的RFID標(biāo)簽查詢或者更新(寫入）操作流程如下：
[0046]( I)按照圖搭建軟硬件系統(tǒng)；
[0047](2)后臺不查詢時，RFID標(biāo)簽處于休眠狀態(tài)。
[0048](3)后臺查詢第I槽位設(shè)備，中央控制器控制閱讀器I的第I排LED或者紅外燈點亮；第I槽位設(shè)備上的RFID標(biāo)簽上的光敏器件動作，RFID標(biāo)簽通過433M、800?900M或2. 45G芯片把自己的信息發(fā)送給閱讀器1，閱讀器I再傳遞給控制器，控制器再傳遞給后臺。
[0049](4)后臺寫第I槽位設(shè)備，控制器控制閱讀器I的第I排LED或者紅外燈點亮；第I槽位設(shè)備上的RFID標(biāo)簽上的光敏器件動作，閱讀器I通過433M、800?900M、2. 45G芯片把自己的信息發(fā)送給RFID標(biāo)簽1，RFID標(biāo)簽I把信息寫入自己的存儲器，完成寫入。
【權(quán)利要求】
1.一種基于可見光或紅外定位的機柜管理系統(tǒng)，包括中央控制器、至少一個開設(shè)有多個槽位的機柜和貼在需要管理的設(shè)備上的RFID標(biāo)簽，所述的RFID標(biāo)簽可以是有源標(biāo)簽或無源標(biāo)簽，包括存儲有設(shè)備的狀態(tài)信息的微處理器(MCU)及與其相連的光敏器件和RFID射頻模塊；在機柜外部設(shè)置有至少一個閱讀器，閱讀器包括CPU及與其相連的RFID射頻模塊、通信接口和多個發(fā)光單元，閱讀器的每個發(fā)光單元的光照射范圍限制在與其相對應(yīng)的機柜槽位的寬度范圍內(nèi)，閱讀器通過通信接口與中央控制器通訊；設(shè)備置于機柜內(nèi)后，每個設(shè)備上貼的RFID標(biāo)簽正對某個閱讀器的一個發(fā)光單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機柜管理系統(tǒng)，其特征在于，所述的發(fā)光單元為發(fā)光二極管或紅外管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機柜管理系統(tǒng)，其特征在于，所述的閱讀器通過網(wǎng)口、串口或無線通信模塊與中央控制器進(jìn)行通訊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機柜管理系統(tǒng)，其特征在于，所述的閱讀器的通信接口為485通信接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機柜管理系統(tǒng)，其特征在于，所述的RFID射頻模塊是433M芯片，800?900M UHF芯片或2.45G芯片。
6.一種基于可見光或紅外定位的機柜管理方法，所述的機柜開設(shè)有多個槽位，該方法包括下面幾個方面: (1)在機柜外部設(shè)置有至少一個閱讀器，閱讀器包括CPU、RFID射頻模塊、通信接口和多個發(fā)光單元；閱讀器的每個發(fā)光單元的光照射范圍限制在與其相對應(yīng)的機柜槽位的寬度范圍內(nèi)，閱讀器通過通信接口與中央控制器通訊； (2)在每個設(shè)備上粘貼RFID標(biāo)簽,所述的RFID標(biāo)簽是有源標(biāo)簽或無源標(biāo)簽,包括存儲有設(shè)備的狀態(tài)信息的微處理器(MCU)，光敏器件和RFID射頻模塊，將設(shè)備置于機柜內(nèi)，使貼在其上的RFID標(biāo)簽對應(yīng)于某個閱讀器的一個發(fā)光單元； (3)閱讀器讀取某RFID標(biāo)簽的信息的過程為: (1)RFID標(biāo)簽處于休眠狀態(tài)； (2)閱讀器收到中央控制器的清點命令，點亮相應(yīng)位置的發(fā)光單元； (3)與該發(fā)光單兀對應(yīng)位置的RFID標(biāo)簽的光敏器件經(jīng)光電轉(zhuǎn)換輸出電信號,再經(jīng)放大電路輸出數(shù)字信號，觸發(fā)微處理器(MCU)使RFID標(biāo)簽進(jìn)入激活態(tài)； (4)RFID標(biāo)簽通過RFID射頻模塊發(fā)送包含設(shè)備識別標(biāo)識(TAGID)和設(shè)備狀態(tài)信息的設(shè)備信息，并返回休眠狀態(tài)； (5)閱讀器的RFID射頻模塊收到信息后，經(jīng)由通信接口上傳到中央控制器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的機柜管理方法，其特征在于，所述的發(fā)光單元為發(fā)光二極管或紅外管。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的機柜管理方法，其特征在于，所述的閱讀器通過網(wǎng)口、串口或無線通信模塊與中央控制器進(jìn)行通訊。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的機柜管理方法，其特征在于，所述的閱讀器的通信接口為485通信接口。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的機柜管理方法，其特征在于，所述的RFID射頻模塊是433M芯片，800?900M UHF芯片或2.45G芯片。
【文檔編號】G06K7/10GK103488967SQ201310479402
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月14日
【發(fā)明者】張祖鋒, 馬呂棟, 王東 申請人:張祖鋒, 馬呂棟, 王東