一种用于海底数据中心的监测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于海底数据中心的监测系统及方法，监测系统包括海底单元和岸基单元，海底单元包括中央控制器模块和海底电源模块，以及均与中央控制器模块相接的第一无线通信模块和定位模块；中央控制器模块的输入端接有温度传感器和湿度传感器，以及压力传感器和水下摄像机；岸基单元包括上位机和岸基电源模块，以及与上位机相接且与第一无线通信模块无线连接并通信的第二无线通信模块；上位机的输出端接有显示模块和报警模块。本发明专利技术系统设计合理，能够有效应用在海底数据中心的监测中，实现对海底数据中心罐体内外环境信息的实时获取和分析判断，极大地提升了海底数据中心警报的时效性和安全性，使用效果好，便于推广使用。用。用。

【技术实现步骤摘要】
一种用于海底数据中心的监测系统及方法


[0001]本专利技术属于海底数据中心监测
，具体涉及一种用于海底数据中心的监测系统及方法。

技术介绍

[0002]在陆地上建设数据中心受到了土地与能源消耗的限制，将数据中心沉入广袤的海底中，并利用海水冷却，可以大大降低数据中心能耗，有效地降低PUE值，节约科技公司所需要支付的巨额空调费用以及其他成本。
[0003]海底数据中心作为IDC(互联网数据中心)产业的前沿科技，是具有较强技术创新性的新型绿色节能基础设施，将以科技创新驱动建设，对推动可持续发展战略具有重要意义。
[0004]我国对海底监测系统还处于起步阶段，目前还没有一家企业自主研发一套完整的海底监测系统，但海底内存在许多不可控因素，可能会为海底数据中心的正常运行带来许多的麻烦，陆地上的机房里的服务器一旦产生故障可以随时派工程师前往现场排查检修，但水下的海底数据中心一旦产生了问题，就很难能够发现并及时维修，所以对海底数据中心实时监测系统的研究显得尤为重要。
[0005]海底环境复杂多端，海底数据中心将会面临一系列的问题，可能产生的问题主要有：(1)海底温度的变化会使得数据舱所处的温度环境发生变化，对舱内服务器散热效率产生影响，甚至导致电子设备故障失灵，而各个季节海水的温度又有所不同；(2)水位的变化会改变数据舱所处的温度环境，同时使得海底压强发生改变，对外壳材料造成影响；(3)如果湿度太大，水蒸汽可能在内部元件上凝结容易造成腐蚀，更严重的还会引起漏电。如果湿度太低，可能导致静电放电问题，电流击穿CPU等部件；(4)潜艇和海洋生物的冲撞或金属舱体腐蚀可能导致舱体破裂，巨大的水压将海水涌入数据舱，破坏数据中心的服务器，从而影响数据安全。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种用于海底数据中心的监测系统，其系统结构简单，设计合理，实现方便，结合监测方法，能够有效应用在海底数据中心的监测中，实现对海底数据中心罐体内外环境信息的实时获取和分析判断，极大地提升了海底数据中心警报的时效性和安全性，使用效果好，便于推广使用。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种用于海底数据中心的监测系统，包括海底单元和岸基单元，所述海底单元包括中央控制器模块和为所述海底单元供电的海底电源模块，以及均与中央控制器模块相接的第一无线通信模块和定位模块；所述中央控制器模块的输入端接有设置在海底数据中心罐体内的温度传感器和湿度传感器，以及设置在海底数据中心罐体表面的压力传感器和水下摄像机；所述岸基单元包括上位机和为所述岸基单元供电的岸基电源模块，以及与上位机相接且与第一无线通信模块无线连接
并通信的第二无线通信模块；所述上位机的输出端接有显示模块和报警模块。
[0008]本专利技术还公开了一种用于海底数据中心的监测方法，采用上述的监测系统，所述监测方法包括：
[0009]所述海底电源模块采用海底潮汐能发电；
[0010]所述第一无线通信模块与第二无线通信模块无线连接并通信，实现海底单元与岸基单元的监测数据传输；
[0011]所述定位模块监测海底数据中心罐体的位置信息；
[0012]所述温度传感器监测海底数据中心罐体内的温度；
[0013]所述湿度传感器监测海底数据中心罐体内的湿度；
[0014]所述压力传感器监测海底数据中心罐体处的海底水压；
[0015]所述水下摄像机监测海底数据中心罐体周围的环境信息；
[0016]所述显示模块显示监测到的位置信息、温度、湿度、海底水压和环境信息；
[0017]所述报警模块发出异常状态报警信号。
[0018]上述的一种用于海底数据中心的监测方法，所述海底电源模块包括海底潮汐能发电装置和蓄电池，所述海底潮汐能发电装置把海水的潮汐能转化成电能，当潮汐能充足时，多余的电能储存在蓄电池中；当潮汐能不足时，蓄电池参与放电；当潮汐能短缺时，蓄电池单独供电。
[0019]上述的一种用于海底数据中心的监测方法，所述温度传感器采用热电偶温度传感器。
[0020]上述的一种用于海底数据中心的监测方法，所述压力传感器采用水压传感器。
[0021]上述的一种用于海底数据中心的监测方法，所述水下摄像机采用IMX258传感器，并通过图像处理算法对IMX258传感器采集的图像进行图像增强。
[0022]上述的一种用于海底数据中心的监测方法，所述图像处理算法的具体步骤包括：
[0023]步骤A1、通过改进空间域核函数，利用旋转窗函数确定像素差异尺度参数，推导出改进的双边滤波函数的数学模型；
[0024]步骤A2、利用改进的双边滤波函数代替高斯卷积函数对入射光分量进行估计，从而达到滤波去噪的目的，同时可以最大限度地保留图像的边缘信息；
[0025]步骤A3、将图像从RGB色彩空间转换为HSI色彩空间，亮度图像经过改进双边滤波功能的Retinex算法处理，转换回RGB图像；
[0026]步骤A4、对处理后的RGB图像进行Gauss
‑
Laplacian金字塔下采样，对下采样后的金字塔图像通过改进双边滤波函数的Retinex算法进行处理，得到不同层次的高斯金字塔图像；
[0027]步骤A5、采用拉普拉斯金字塔重构算法得到最终的增强图像。
[0028]上述的一种用于海底数据中心的监测方法，所述第一无线通信模块和第二无线通信模块采用SIM800模块，以GPRS传输方式进行无线数据传输。
[0029]上述的一种用于海底数据中心的监测方法，所述上位机包括Labview软件，所述Labview软件处理海底单元无线上传的数据，并实时显示波形，超过设定阈值就进行实时的报警，温度阈值设为24℃，湿度阈值设为47％，水压阈值设为12PMPa。
[0030]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
[0031]1、本专利技术系统结构简单，设计合理，实现方便。
[0032]2、本专利技术完备性好、系统性强、可靠性高，Labview软件全面监控海底数据中心的状态和参数信息，同时对数据进行分析计算，防止一些特殊的影响因素影响海底数据中心的正常运行与工作，具有很高的实用性。
[0033]3、本专利技术采用GPRS无线通信技术，实现了数据传输的无线化，省去了海底布线的环节，物联网通信技术一方面使系统经济效应最大化，另一方面使系统更加智能化。
[0034]4、本专利技术能够有效应用在海底数据中心的监测中，实现对海底数据中心罐体内外环境信息的实时获取和分析判断，极大地提升了海底数据中心警报的时效性和安全性，使用效果好，便于推广使用。
[0035]综上所述，本专利技术系统结构简单，设计合理，实现方便，结合监测方法，能够有效应用在海底数据中心的监测中，实现对海底数据中心罐体内外环境信息的实时获取和分析判断，极大地提升了海底数据中心警报的时效性和安全性，使用效果好，便于推广使用。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于海底数据中心的监测系统，其特征在于：包括海底单元和岸基单元，所述海底单元包括中央控制器模块(1)和为所述海底单元供电的海底电源模块(2)，以及均与中央控制器模块(1)相接的第一无线通信模块(3)和定位模块(4)；所述中央控制器模块(1)的输入端接有设置在海底数据中心罐体内的温度传感器(5)和湿度传感器(6)，以及设置在海底数据中心罐体表面的压力传感器(7)和水下摄像机(8)；所述岸基单元包括上位机(9)和为所述岸基单元供电的岸基电源模块(10)，以及与上位机(9)相接且与第一无线通信模块(3)无线连接并通信的第二无线通信模块(11)；所述上位机(9)的输出端接有显示模块(12)和报警模块(13)。2.一种用于海底数据中心的监测方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的监测系统，所述监测方法包括：所述海底电源模块(2)采用海底潮汐能发电；所述第一无线通信模块(3)与第二无线通信模块(11)无线连接并通信，实现海底单元与岸基单元的监测数据传输；所述定位模块(4)监测海底数据中心罐体的位置信息；所述温度传感器(5)监测海底数据中心罐体内的温度；所述湿度传感器(6)监测海底数据中心罐体内的湿度；所述压力传感器(7)监测海底数据中心罐体处的海底水压；所述水下摄像机(8)监测海底数据中心罐体周围的环境信息；所述显示模块(12)显示监测到的位置信息、温度、湿度、海底水压和环境信息；所述报警模块(13)发出异常状态报警信号。3.按照权利要求2所述的一种用于海底数据中心的监测方法，其特征在于：所述海底电源模块(2)包括海底潮汐能发电装置和蓄电池，所述海底潮汐能发电装置把海水的潮汐能转化成电能，当潮汐能充足时，多余的电能储存在蓄电池中；当潮汐能不足时，蓄电池参与放电；当潮汐能短缺时，蓄电池单独供电。4.按照权利要求2所述的一种用于海底数...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鑫，魏泊熹，张栩，陈俊，李晴，
申请(专利权)人：集美大学，
类型：发明
国别省市：