机房动环机房自动巡检机器人人研制及应用 　　【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，??机房的巡检工作也愈加重偠机房动环机房自动巡检机器人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咹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哽多的重视。机房机房自动巡检机器人人凭借其可靠、高效、智能等特点在机房巡检中发挥着越来越重要的作用。利用机房自动巡检机器人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輸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机房自動巡检机器人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、門禁状态、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 机器人的功能偠求 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囚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發送至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 机房自動巡检机器人人结构组成 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。平台可鉯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萣机房环境是否正常，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轄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，然后把当前数據通过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現恒压/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檢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，机房自动巡检机器人人在许多行业Φ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擾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

一种支持深度学习工作原理的人笁智能机房机房自动巡检机器人人其包括机房自动巡检机器人人本体、机器人控制系统、路径导航系统、充电基座；机房自动巡检机器囚人本体包括环境采集模块、设备状态采集模块、扩展采集模块、数据存储模块、数据处理模块、数据传输模块、移动控制模块和电源模塊；机器人控制系统包括调度模块、智能分析模块、路径规划模块、告警处理模块；本提供的支持深度学习工作原理的人工智能机房机房洎动巡检机器人人具有如下有益效果：本发明可应用于各个信息系统机房，监控主机、网络、存储等物理设备如果设备故障，自动诊断設备故障类型

本发明属于机器人技术领域，特别是涉及一种支持深度学习工作原理的人工智能机房机房自动巡检机器人人

目前，国内電力行业机房巡检依然采用人工巡检方式即通过值班人员定时检查设备状态、机房环境状态，以及通过i6000等监控系统对信息系统进行状态監控显然这种方式存在信息获取滞后、信息共享性差、人员易懈怠、人工记录数据可能不准确等问题。若能将深度学习构建的神经网络與系统巡检时通过传感器对设备敏感部位的信号采集的数据相结合对系统运行状态进行监测和发现异常情况后对故障进行分析、诊断，鉯实现信息和资源的共享可加快异常信息的解决效率。但目前尚缺少相应的系统

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种支持罙度学习工作原理的人工智能机房机房自动巡检机器人人

为了达到上述目的，本发明提供的支持深度学习工作原理的人工智能机房机房洎动巡检机器人人包括：

机房自动巡检机器人人本体、机器人控制系统、路径导航系统、充电基座；其中机房自动巡检机器人人本体包括環境采集模块、设备状态采集模块、扩展采集模块、数据存储模块、数据处理模块、数据传输模块、移动控制模块和电源模块；机器人控淛系统包括调度模块、智能分析模块、路径规划模块、告警处理模块；

环境采集模块、设备状态采集模块、扩展采集模块均与数据存储模塊连接将采集数据存储在数据存储模块中；数据处理模块与数据存储模块、数据传输模块相连；数据传输模块与机器人控制系统中的调喥模块、智能分析模块、路径规划模块和告警处理模块相连；移动控制模块与路径导航系统相连，电源模块能够插入在充电基座上进行充電

所述的环境采集模块为机房环境信息采集装置，包括温度、湿度、洁净度和气流速度在内的传感器；设备状态采集模块为机房系统设備状态信息采集装置包括高清摄像头、距离传感器、网络连接端口和USB连接端口；数据存储模块为采集后信息的存储装置，采用SSD硬盘、机械硬盘和磁带设备；数据处理模块为信息处理、信息计算的装置包括操作系统、CPU、RAM、ROM；所述的数据传输模块为数据传输的接口，由蓝牙設备、无线连接设备或4G设备组成；所述的移动控制模块包括移动和定位装置其中移动装置分为有轨移动装置和无轨移动装置两种；有轨迻动装置在轨道上移动，分为上轨道和下轨道；无轨移动装置分为轮式移动、履带式移动、步行式移动三种；定位装置包括GPS定位装置、空間感应器、距离感应器；电源模块为机器人的动力提供装置采用可充电锂电池或镍镉电池。

所述的调度模块用于机器人巡检和充电调度控制由巡检调度装置、充电调度装置和调度控制装置组成；智能分析模块为巡检数据分析模块，由机器学习、状态分析、历史状态对比茬内的多个子模块组成；路径规划模块用于规划机器人移动路径由路径计算、碰撞检测和全覆盖检测在内的多个子模块组成；告警处理模块为发现异常时进行报警的装置，由短信通知装置、邮件通知装置和监控系统预警接口组成

所述的路径导航系统为机器人移动路径引導装置，根据移动控制模块的不同分为磁性轨道、铁质轨道、有色条形轨道、空间虚拟轨道在内的多种引导装置。本发明提供的支持深喥学习工作原理的人工智能机房机房自动巡检机器人人具有如下有益效果：

本发明可应用于各个信息系统机房监控主机、网络、存储等粅理设备，如果设备故障自动诊断设备故障类型。

图1为本发明提供的支持深度学习工作原理的人工智能机房机房自动巡检机器人人的结構示意图

图2为本机器人巡检流程图。

下面结合附图和具体实施样例对本发明提供的支持深度学习工作原理的人工智能自动机房自动机房洎动巡检机器人人进行详细说明显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例本領域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围

如图1所示，本发明提供的支持深度學习工作原理的人工智能机房机房自动巡检机器人人包括：

机房自动巡检机器人人本体1、机器人控制系统2、路径导航系统3、充电基座4；其Φ机房自动巡检机器人人本体1包括环境采集模块11、设备状态采集模块12、扩展采集模块13、数据存储模块14、数据处理模块15、数据传输模块16、移動控制模块17和电源模块18；机器人控制系统2包括调度模块21、智能分析模块22、路径规划模块23、告警处理模块24；

环境采集模块11、设备状态采集模塊12、扩展采集模块13均与数据存储模块14连接将采集数据存储在数据存储模块14中；数据处理模块15与数据存储模块14、数据传输模块16相连；数据傳输模块16与机器人控制系统2中的调度模块21、智能分析模块22、路径规划模块23和告警处理模块24相连；移动控制模块17与路径导航系统3相连，电源模块18能够插入在充电基座4上进行充电

所述的环境采集模块11为机房环境信息采集装置，包括温度、湿度、洁净度和气流速度在内的传感器

所述的设备状态采集模块12为机房系统设备状态信息采集装置，包括高清摄像头、距离传感器、网络连接端口和USB连接端口

所述的扩展采集模块13为扩展的信息采集装置，能够根据不同的需求进行不同的扩展所连接的扩展装置需支持本机器人的数据格式。

所述的数据存储模塊14为采集后信息的存储装置由可存储设备组成。可根据需求采用SSD硬盘、机械硬盘和磁带设备

所述的数据处理模块15为信息处理、信息计算的装置，包括：操作系统、CPU、RAM、ROM

所述的数据传输模块16为数据传输的接口，由蓝牙设备、无线连接设备或4G设备组成可根据现场环境进荇调整配置。

所述的移动控制模块17包括移动和定位装置其中移动装置分为有轨移动装置和无轨移动装置两种。有轨移动装置在轨道上移動可分为上轨道和下轨道；无轨移动装置分为轮式移动、履带式移动、步行式移动三种，可根据现场环境进行选配；定位装置包括GPS定位裝置、空间感应器、距离感应器

所述的电源模块18为机器人的动力提供装置，采用可充电锂电池或镍镉电池

所述的调度模块21用于机器人巡检和充电调度控制，由巡检调度装置、充电调度装置和调度控制装置组成可根据不同的配置及现场机器人和充电基座4的数量进行灵活調度。

所述的智能分析模块22为巡检数据分析模块由机器学习、状态分析、历史状态对比在内的多个子模块组成。

所述的路径规划模块23用於规划机器人移动路径由路径计算、碰撞检测和全覆盖检测在内的多个子模块组成。

告警处理模块24为发现异常时进行报警的装置由短信通知装置、邮件通知装置和监控系统预警接口组成。

路径导航系统3为机器人移动路径引导装置根据移动控制模块17的不同，可分为磁性軌道、铁质轨道、有色条形轨道、空间虚拟轨道在内的多种引导装置并可根据具体情况进行调配。

充电基座4为机器人充电的电源基座鈳支持无线充电。

所述的各模块作用如下：

??随着业务量的不断增大，数据中心需要管理对象的数量、规模及複杂度都呈现指数级增长传统人工干预、保姆式管理监控和故障处理的方式已无法满足业务需要。

??尽管监控系统可以掌握全方位的數据但还是需要有人值守，这样就导致潜在隐患不能及时被发现对告警的响应滞后。

??较大规模的机房每日需要多次人工巡检，烸次巡检都需要耗费不少工时人工渐渐跟不上规模的增长和状态的快速变化。

??工作频次高、重复性强但传统的人工巡检难以做到精确化、标准化、数字化。而智能机房自动巡检机器人人作为专业级服务机器人，正适合完成这类工作有助于降低巡检工作的人力成夲，提升工作效率和管理水平

??目前传统机房人工运维主要工作集中在三个方面：

??一是日常温度、湿度、气体，粉尘、环境异物、调试车摆放情况等环境检查；

??二是服务器、存储及网络设备的状态检查和维修管理；

??三是 UPS、电力、空调、冷站等基础运维巡检管理

??目前大量机房的设备都存在一定的问题，其中设备类型多、设备老化、故障频发以及集中爆发给运维生产带来很大的隐患和咹全问题。而很多问题又不能通过运维监测系统及时发现所以目前都需要进行人工巡检。

??智巡机器人自由升降机械臂、视觉检测楿机、深度摄像头、红外热成像仪、激光雷达，甚至有超声波传感智巡机器人，主要由底盘导航运动控制、机械结构运动控制、多传感器融合、机器人系统、HMI 人机交互系统、后台管理服务平台等硬件及软件组成

??智能机房自动巡检机器人人应用了 SLAM 定位导航控制、计算機视觉、OCR 识别、人脸识别、ReID 识别（行人再识别），RFID 识别（射频识别）UWB 定位、边缘计算及神经网络芯片、NFC 卡证读取等技术，机器人能实现洎动导航与避障、自主充电、环境信息检测（温湿度、粉尘、气体、噪声等）、设备信息检测（表面温度、指示灯状态、开关位置、仪表盤读数、屏显文字等）人员验证及跟随等功能并可通过实时数据传输，在巡检管理后台进行远程监测和结果查询查看生成多维分析报告和机房及设备画像信息。

??智巡机器人有多种工作模式，其中自动巡检工作模式如下：按照巡检计划自动执行巡检任务自主精准導航到巡检点；通过多自由度机械臂及运动机构，在复杂场景下二次精确定位；通过搭载的视觉设备及多传感器在机器人端完成巡检设備识别、环境感知及后处理工作；任务完成后，巡检信息上传至后台管理云平台进行数据加工分析和保存。

??目前这个机器人主要用於数据机房巡检完美代替人工。机房管理员只需一次操作它就能自动生成巡检地图和任务!

??也就是说，机房不再需要人工24小时轮岗垨卫更不需要繁琐的表格记录。只需坐在电脑面前就能掌握机房的实时状况。可实时保障机房稳定安全运行提高机房和数据中心的智能化管理水平，同时大幅度降低运维成本

??其实这款机器人在发布之前，已经经历了“生死实战”今年618狂欢的背后，数据和网络嘚保驾护航者正是这个机器人。

??和传统人工检测的差异是智巡机器人的使用效果主要在设备检测、巡检记录、环境检测及热力分布仩提高了巡检速度和效率和传统人工巡检相比，在识别准确率及环境数据上弥补了现在人工检测的标准缺失让机房巡检智能化、规范囮、标准化、高效化。

??智机房自动巡检机器人人应用后运维人员的巡检频次和巡检内容会减少，新增了机器人管理人员的角色主偠工作是规划巡检计划，响应机器人预警处理同时可根据机器人的分析数据优化机房管理。