在數(shù)據(jù)機房中，UPS是必要的供電安全設備。如何通過無線的方式監(jiān)控UPS電池的工作狀態(tài)？本文為您介紹一個新思路。

一

認識UPS

UPS（Uninterruptible Power System／Uninterruptible Power Supply），不間斷供電系統(tǒng)，它能在市電供電異常時迅速將儲存的直流電轉換為交流電給用電設備。UPS廣泛應用在網絡監(jiān)控、醫(yī)療系統(tǒng)、大型服務器等對電源要求高的場合。從供電方式上來看，可分為內部供電、外部供電兩種。從供電類型上，可分為鉛酸供電、鋰電池供電，其中鋰電供電方式將是未來的發(fā)展趨勢。

圖1 大型UPS

二

電池監(jiān)控

在大型集群式的UPS系統(tǒng)中，往往需要對系統(tǒng)內電池的工作狀況進行監(jiān)視，如工作電壓、電流、溫度等參數(shù)。一般UPS會預留RS485通信接口，將各電池的節(jié)點狀態(tài)上傳到上位機軟件，平時做工作狀態(tài)記錄，當電池異常時能觸發(fā)報警。

這種通訊方式帶來一些問題，便捷性問題和安全問題。485通訊必須走線，系統(tǒng)越龐大走線工作越繁瑣。此外，如果走線不規(guī)范，還將為機房帶來安全隱患?；谝陨显?，部分UPS或者是電池PACK廠商開始思考以無線通信替代有線通信。

圖2 電池狀態(tài)監(jiān)測

三

ZigBee無線通信

ZigBee是一種低速局域數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，它具有低功耗、低成本、高可靠、多節(jié)點、靈活拓撲等特點，特別適合局域網內多節(jié)點自由組網的場合。FastZigBee 組網協(xié)議是ZLG致遠電子根據(jù)多年用戶的實際應用，基于 ZigBee 協(xié)議棧開發(fā)的一套私有透傳協(xié)議，采用全透傳組網通訊，他擁有圖3組網拓撲：

圖3 fastzigbee組網拓撲

顯然，最適于取代485通信的組網方式為星型拓撲結構。該拓撲網絡屬于集中控制型網絡，整個網絡由中心節(jié)點執(zhí)行集中式通行控制管理，各節(jié)點間的通信都要通過中心節(jié)點，一般由主控制中心不斷切換通信目標進行輪詢控制。

圖4 半雙工一主多從

四

傳輸策略

在星型拓撲中，在從機數(shù)量眾多的情況下必然出現(xiàn)輪詢周期過長的情況，這樣將影響數(shù)據(jù)更新的時效性。此時，我們不妨嘗試分時上傳的策略，收到主機模塊的遙傳廣播包后，從機模塊根據(jù)自己的短地址按時間片上傳數(shù)據(jù)。如圖5所示，短ID為01的節(jié)點在收到主機廣播包后立刻啟動信息上傳，短ID為02的節(jié)點在收到主機廣播包后延遲T時間后啟動信息上傳，延時時間T和主機查詢周期由數(shù)據(jù)量和節(jié)點數(shù)量決定。

圖5 分時主動上傳

ZLG致遠電子基于Silicon Labs EFR32MG1系列無線SoC 開發(fā)出了低功耗、高可靠性的 ZigBee 模塊。

模塊有著強大硬件性能，在Mesh組網方面，模塊在百秒以內即可完成100臺設備的自組網，主要特點：

節(jié)點容量大：當 ZigBee 采用 16bit 短地址管理方式，在輪詢機制下，理論上節(jié)點容量高達 65535 個；

完全透傳：模塊采用 3 線制串口全透明傳輸方式，即發(fā)送接收數(shù)據(jù)的長度和內容完全一致。其優(yōu)勢在于可以創(chuàng)建自己的協(xié)議格式，不再局限于固定第三方協(xié)議；

無需二次開發(fā)：模塊所有網絡參數(shù)均可使用配套的 WirelessCfg 配置工具或串口配置命令進行配置，可快速實現(xiàn)現(xiàn)場實時動態(tài)配置及自組網；

多種網絡拓撲：支持P2P結構、星型網絡結構、中繼路由結構、混合型網絡結構，用戶根據(jù)實際應用靈活組網；

支持分時上報：龐大的網絡為避免數(shù)據(jù)沖突，模塊支持用戶定義上報時序，保證數(shù)據(jù)通信穩(wěn)定可靠。

如有任何疑問，可以：1、添加小Z微信號、撥打ZLG立功科技·致遠電子官方技術熱線．