机房动环巡检机器人研制与应用

汪文杰++刘辉舟

【摘 要】随着高压输电网络的不断扩大以及信息技术的快速发展，机房环境的复杂性随之增加，對机房的巡检工作也愈加重要。机房动环巡检机器人为机房巡检提供了更加安全、智能、便捷的解决方案，推动了机房巡检的智能化。本文介绍了一种机房动环巡监机器人的体系结构，给出了基于该体系结构的各模块原理。

【关键词】机器人 动环巡检 智能化

1 引言

对机房环境的巡检是保证机房安全稳定运行的重要举措，随着科学技术的不断进步以及信息通信技术的发展，机房运行可靠性的重要性随之增加，机房巡检工作受到了更多的重视。机房巡检机器人凭借其可靠、高效、智能等特点，在机房巡检中发挥着越来越重要的作用。利用巡检机器人完成对机房设备的巡检，以至于连接上机器人的热点就可以看到机房及其设备的状态，具有重要的现实意义。

2 巡监机器人的设计与功能

机房环动巡监机器人结合人工巡检的经验和要求，以自动寻迹的方式对机房进行巡检，利用单片机技术结合多传感器，摄像头和无线传输技术实现对机房内设备的定时监测，摄像头实时采集机房内视频信息和温湿度信息并发送至PC端监控程序。及时准确地发现问题和故障，提高工作效率，减少人为的疏漏，为无人值班机房提供了创新型的技术检测手段。

2.1 机器人系统的设计

研制基于物联网技术的机房动环巡检机器人，通过机器人自带温湿度传感器实现对机房内温湿度的检测，通过机器人自带视频采集系统实现对机房内空调运行状况、门禁状态、设备电源工作情况、灯具使用情况进行综合性监控，及时发现排除影响机房安全运行的隐患，确保机房安全运行。

2.2 机器人的功能要求

根据巡监机器人的作业环境和工作要求，对于功能有以下要求要求：

（1）机器人寻迹前进，确保机器人永远运行或停在特定的轨迹上。在前进过程中，可以检测到出现在前面的障碍物并自动挺住，防止机器人撞在障碍物上导致的电机卡死。在完成一圈的检测之后，机器人可以自动停在充电位置进行充电，当充电时间结束，机器人再次前进检测。

（2）保证上下行信号稳定通畅，摄像头视频可以清晰无卡顿地发送至PC端监控软件。传感器采集数据并稳定发送至软件，下位机能根据上位机的操作调整拍摄方位和角度、机器人的运行或停止等。

（3）监控软件可以解析下位机传来的视频信息和传感器信息并显示，可以通过软件对下位机发送指令，控制机器人的监控角度和运行状态。

3 巡检机器人结构组成

整个环动巡监的过程可以分为机器人运动、数据采集、信息处理反馈三大部分，又可分为以下七个部分：

（1）机器人平台。系统采用四驱智能小车作为机器人平台，平台包含机器人路径检测壁障系统、电机驱动系统、摄像头云台、电源系统。平台可以根据预设指令实现自主寻迹或根据后台指令遥控行走，平台预留安装孔，方便实现对平台的扩展。

（2）实时视频监视。机器人平台加装高清摄像头，安装在机器人云台上。摄像头采集到的数据可以通过WIFI传输到后台服务系统。通过视频监视可以实时了解机房内设备的信息，确定机房环境是否正常，是否有人出入。视频监控清晰可靠，直观的展现了机房监控区域的全貌。

（3）远程控制。监控中心通过客户端可对所辖机房的机器人安装的摄像机进行控制，实现遥控云台的水平、俯仰调节，调整相机拍摄位置。同时客户端也可以实现对小车平台的控制，操纵小车实现前进、停止功能。

（4）温湿度监测。机器人平台加装温湿度传感器，机器人对传感器每隔两秒进行一次读取，然后把当前数据通过WIFI无线数据传输系统发送到后台服务系统，展示保存。温湿度传感器稳定可靠，机器人通过该传感器可以准确地对机房环境进行监测。

（5）寻迹避障。机器人平台加装寻迹避障系统，当机器人工作在自主寻迹工作模式时，机器人能够按照预先在地面上铺设好的轨道进行自主巡检工作。当机器人因人为操纵或者其他原因导致偏离预设轨道靠近障碍物时，能够自主实现规避，防止碰撞事故的发生。

（6）自动充电。机器人平台加装自动充电系统，当机器人完成一次巡检工作后自动停在充电位置。自动充电系统接入外部电源，将根据当前电池电量实现恒压/恒流充电，检测充满后，充电系统会停止充电。当充电时间用完后，机器人启动一次新的巡检。

（7）后台服务。后台服务系统主要包含视频数据展示、环境温湿度展示、机器人运行控制、摄像头云台角度调节等。

4 结语

本文提出了一种基于移动机器人的机房设备智能移动巡检系统，该系统可以根据预先设定的任务完成对机房巡检工作，减轻了人力负担，提高了工作可靠性，巡检机器人在许多行业中均发挥了很大的作用。

但是缺点和不足也是存在的，首先对电池频繁的充放电会加速电池容量的衰减，其次是无线模块在机房这种电波干扰较大的环境中稳定性还有待进一步提高；另外，运动的流畅度尚需提高，尤其在移动方式上，基本采用的循迹方式，很大程度上限制了机器人的巡检路径规划。在完成对下位机的硬件完善、无线模块的更高效稳定及逐步向理想型巡监机器人靠拢后，可以逐步实现机房环境及其设备的无人化巡检，推进机房信息化、智能化进程，提高机房设备运行的安全可靠性。

参考文献：

[1]周立辉，张永生，孙勇，梁涛，鲁守银.智能变电站巡检机器人研制及应用[J].电力系统自动化，2011，19：85-88+96.

[2]谭富民.无人值班变电站巡检机器人的研究及应用[D].长沙理工大学，2014.

[3]李玉娟.基于STM32的变电站巡检机器人运动控制系统设计与实现[D].西南交通大学，2013.

[4]阮翔.机房自动巡监机器人系统初探[J].无线互联科技，2013，07：57-59.

[5]陈伟，李向东，刘成业，陈瑶.基于无线通讯的移动机器人远程控制系统的设计和实现[J].山东科学，2014，06：48-53.