張飛

（深圳市天盈隆科技有限公司，廣東 深圳 518000）

0 引言

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用和金融行業(yè)信息化的高速發(fā)展，金融安全防范系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。作為金融安全防范系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分之一，電源系統(tǒng)在保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和數(shù)據(jù)安全方面具有重要作用。金融行業(yè)需要安裝各種監(jiān)控設(shè)備，如攝像頭、報(bào)警器、門禁等，以實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)部和周邊環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警[1]。然而，這些安防設(shè)備都需要電源供給，而傳統(tǒng)的電源管理方式存在著如下不足。

（1）電源線路布置復(fù)雜，容易造成線路老化、損壞、短路、超負(fù)荷、過熱、斷電、過壓、欠壓等故障，影響監(jiān)控設(shè)備的正常工作。

（2）電源開關(guān)分散，難以集中管理和控制，容易造成用電浪費(fèi)、安全隱患和人為干擾。

（3）電源狀態(tài)難以實(shí)時(shí)了解，無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理異常情況，影響監(jiān)控效果和安全保障。

（4）電源質(zhì)量不穩(wěn)定，容易受到外界因素（如雷擊、停電等）的影響，導(dǎo)致安防設(shè)備損壞或數(shù)據(jù)丟失。

（5）電源停留在冷冗余技術(shù)階段，電源出現(xiàn)故障，自動(dòng)切換時(shí)，有短暫的延時(shí)，會(huì)導(dǎo)致前端的安防設(shè)備重啟，給安全防范系統(tǒng)帶來一定的隱患。

（6）管理效率低，需要人工巡檢、維護(hù)、更換等操作，耗費(fèi)人力、物力和時(shí)間。

這些問題不僅會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的運(yùn)行不穩(wěn)定，還可能給用戶帶來巨大的安全隱患和經(jīng)濟(jì)損失。

為了解決傳統(tǒng)電源系統(tǒng)存在的問題，本文基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種智能冗余電源系統(tǒng)，并將其應(yīng)用于金融安全防范系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有智能監(jiān)控、控制、數(shù)據(jù)采集分析、自動(dòng)運(yùn)行和維護(hù)功能，能夠?qū)崿F(xiàn)不間斷運(yùn)行和自我保護(hù)，提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性。

本文將詳細(xì)介紹智能冗余電源系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、功能特點(diǎn)及應(yīng)用效果。通過實(shí)驗(yàn)和測(cè)試，驗(yàn)證了該系統(tǒng)的可行性和有效性，為安全防范系統(tǒng)提供了一種更加可靠、高效和安全的電源解決方案，對(duì)于提高金融安全防范系統(tǒng)的可靠性和安全性具有非常重要的意義。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

智能冗余電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)智能冗余電源控制器、智能電源切換模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊和智能顯示模塊、數(shù)據(jù)采集模塊五部分組成，該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路是通過智能化的監(jiān)控和控制，實(shí)現(xiàn)電源的自動(dòng)切換和自我保護(hù)，從而提高系統(tǒng)的可靠性和安全性。

1.1 智能冗余電源控制器

智能冗余電源控制器是系統(tǒng)的核心部分，它實(shí)現(xiàn)了主電源和備用電源的冗余切換和電源的智能管理。電源管理模塊具有過載保護(hù)、短路保護(hù)等功能，能夠有效防止電源過載和短路等故障，從而提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性。電源管理模塊還具有自動(dòng)檢測(cè)功能，能夠自動(dòng)檢測(cè)電源的工作狀態(tài)，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和處理，并在需要時(shí)迅速作出決策，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)和控制。

1.2 智能電源切換模塊

智能電源切換模塊是系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，采用先進(jìn)的電子切換控制算法和自適應(yīng)算法，實(shí)現(xiàn)電源自動(dòng)切換、數(shù)據(jù)采集和分析、故障診斷和系統(tǒng)優(yōu)化等功能，采用1+1 熱冗余可插拔式設(shè)計(jì)，當(dāng)主電源故障時(shí)，電源切換無人干預(yù)，自動(dòng)切換至備用電源[2]，實(shí)現(xiàn)在不斷電關(guān)機(jī)的情況下，進(jìn)行熱插拔更換電源，避免安防中斷和數(shù)據(jù)丟失等問題。

1.3 網(wǎng)絡(luò)模塊

網(wǎng)絡(luò)模塊可以實(shí)現(xiàn)智能冗余電源系統(tǒng)與上位機(jī)或其他設(shè)備之間的通信和數(shù)據(jù)傳輸，通信模塊采用現(xiàn)代化通信技術(shù)，如以太網(wǎng)、Wi-Fi 等，將安防設(shè)備的電源狀態(tài)、報(bào)警信息、各端口供電狀態(tài)（電流、電壓）、歷史數(shù)據(jù)和切換信息等信息實(shí)現(xiàn)高速、穩(wěn)定和安全的數(shù)據(jù)傳輸，運(yùn)維人員可以遠(yuǎn)程訪問智能冗余電源系統(tǒng)，及時(shí)了解安防設(shè)備的運(yùn)行情況和狀態(tài)信息，快速解決故障和升級(jí)系統(tǒng)。

1.4 智能顯示模塊

智能顯示模塊可實(shí)時(shí)顯示監(jiān)測(cè)熱插拔模塊電源功率輸出、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速溫度運(yùn)行時(shí)間、工作狀況、系統(tǒng)時(shí)間、市電輸入電壓、升壓通道電壓、各路輸出各通道電流、固件版本、防區(qū)輸入、網(wǎng)絡(luò)通訊等各類配置參數(shù)。實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備使用過程中的狀態(tài)數(shù)據(jù)信息掌控，方便運(yùn)維人員進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)和故障排除。

1.5 數(shù)據(jù)采集模塊

數(shù)據(jù)采集模塊主要用于采集系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和電源工作狀態(tài)等數(shù)據(jù)，通過采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，為系統(tǒng)運(yùn)行提供數(shù)據(jù)支持和保障。數(shù)據(jù)采集模塊采用傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，采集的數(shù)據(jù)包括電源輸出電壓、電流、溫度等參數(shù)，數(shù)據(jù)采集模塊還可以根據(jù)用戶的實(shí)際需求進(jìn)行配置和擴(kuò)展，并提供智能化的決策支持。

2 功能特點(diǎn)

2.1 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和切換電源狀態(tài)

智能冗余電源可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)安防設(shè)備的電源狀態(tài)，并在主電源故障時(shí)自動(dòng)切換至備用電源，確保安防設(shè)備的穩(wěn)定供電。電源實(shí)現(xiàn)無延時(shí)接管，不會(huì)對(duì)安防設(shè)備造成中斷和數(shù)據(jù)丟失等問題[3]。

2.2 1+1 熱冗余可插拔

智能冗余電源支持熱冗余可插拔設(shè)計(jì)，其中一個(gè)電源模塊是作為冗余電源的備份。當(dāng)一個(gè)電源模塊發(fā)生故障時(shí)，熱冗余技術(shù)會(huì)立即啟動(dòng)運(yùn)行[4]，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生報(bào)警。冗余電源接替故障模塊輸出工作量，并做到無延時(shí)接管，確保用電設(shè)備不間斷運(yùn)轉(zhuǎn)，熱插拔采用A 模塊與B 模塊同時(shí)工作模式，可實(shí)現(xiàn)A 模塊與B 模塊各輸出50%左右的值。A 模塊與B 模塊都具備獨(dú)立工作能力，可隨時(shí)拔出任一電源，當(dāng)其中一個(gè)出現(xiàn)故障時(shí)可不斷電關(guān)機(jī)的情況下進(jìn)行熱插拔更換。

2.3 遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理

網(wǎng)絡(luò)模塊可以將安防設(shè)備的電源狀態(tài)和切換信息傳輸至監(jiān)控終端，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。監(jiān)控終端可以實(shí)現(xiàn)對(duì)安防設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理，包括電源狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、電源切換、供電端口的控制和歷史數(shù)據(jù)的查詢和分析等，當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障或異常情況時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)可以通過短信、郵件或手機(jī)客戶端通知運(yùn)維人員，提醒運(yùn)維人員及時(shí)處理故障，并進(jìn)行及時(shí)的應(yīng)急預(yù)案，從而避免了安全事故的發(fā)生[5]。

2.4 自動(dòng)化運(yùn)行和維護(hù)

智能冗余電源可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行和維護(hù)，不需要人工干預(yù)，降低了運(yùn)維成本和風(fēng)險(xiǎn)。通過智能冗余電源的自動(dòng)化運(yùn)行和維護(hù)，可以減少設(shè)備維修和更換的次數(shù)，降低設(shè)備運(yùn)營成本，并且可以提高設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性，保障安防設(shè)備的正常運(yùn)行，提高安防設(shè)備的運(yùn)維效率和安全性，降低了人為操作帶來的錯(cuò)誤和機(jī)會(huì)性，為金融行業(yè)提供更加安全和可靠的電力供應(yīng)。

2.5 數(shù)據(jù)采集和分析

智能冗余電源實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和分析，包括電源狀態(tài)、設(shè)備機(jī)房環(huán)境（外接煙感、水浸、紅外、市電等探測(cè)器）、切換時(shí)間和歷史數(shù)據(jù)等信息。通過數(shù)據(jù)采集和分析，運(yùn)營人員可以及時(shí)了解設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況，預(yù)測(cè)出可能出現(xiàn)的問題，對(duì)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化和整合，提高設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性。

2.6 布防與撤防

實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程強(qiáng)制布撤防指令對(duì)設(shè)備實(shí)施強(qiáng)制布防、強(qiáng)制撤防、自動(dòng)布撤防3 種工作狀態(tài)模式，設(shè)備提供了8 個(gè)布防時(shí)間段，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化布防時(shí)間取值，針對(duì)不同的工作模式，設(shè)備匯總各類信息做出智能判斷，做出相應(yīng)的輸出和報(bào)警。

2.7 供電故障短路保護(hù)

每一路輸出均有自恢復(fù)限流保護(hù)功能，當(dāng)接入某通道的設(shè)備發(fā)生短路時(shí)，系統(tǒng)檢測(cè)到異常，該通道啟動(dòng)自我保護(hù)，不影響其他通道的正常供電[6]，當(dāng)有電源與前端的安防設(shè)備傳輸距離較遠(yuǎn)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電壓衰減，導(dǎo)致前端的安防設(shè)備產(chǎn)生供電不足的現(xiàn)象，通過適量的調(diào)節(jié)端口電壓，保證前端的安防設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。除了能夠在故障短路故障時(shí)自行保護(hù)之外，智能冗余電源系統(tǒng)也能夠在電路問題解除后重新啟動(dòng)，確保安防設(shè)備的質(zhì)量和性能，為金融安全防范系統(tǒng)提供更高的保障水平。

3 應(yīng)用效果

通過案例分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，證明了智能冗余電源在安防設(shè)備中的應(yīng)用具有很好的效果。在安防設(shè)備中應(yīng)用智能冗余電源后，可以有效地提高設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性，避免了因電源故障而導(dǎo)致的安防設(shè)備中斷和數(shù)據(jù)丟失等問題。智能冗余電源應(yīng)用于安放設(shè)備中如圖1 所示。

圖1 智能冗余電源應(yīng)用于安放設(shè)備中

在實(shí)驗(yàn)過程中，通過對(duì)安防設(shè)備進(jìn)行了多次電源切換和故障模擬實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了智能冗余電源的可靠性和穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，智能冗余電源可以不間斷的自動(dòng)切換至備用電源，避免了安防設(shè)備中斷和數(shù)據(jù)丟失等問題。

可對(duì)電源異常、市電通斷、用電負(fù)載等第一時(shí)間進(jìn)行監(jiān)測(cè)，利用數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、告警閥值設(shè)定、告警監(jiān)測(cè)，將大大減輕日常巡檢人員的工作量，保障網(wǎng)點(diǎn)攝像機(jī)、傳感器等設(shè)備供電安全穩(wěn)定運(yùn)行，減少了因供電原因?qū)е碌臄z像機(jī)數(shù)據(jù)丟失而帶來的財(cái)產(chǎn)和名譽(yù)損失。

當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)異常掉電、短路、過壓等情況時(shí)，可及時(shí)向上級(jí)服務(wù)器和管理人員發(fā)送報(bào)警信息，能第一時(shí)間做出響應(yīng)，運(yùn)維人員可直接根據(jù)掉電的報(bào)警信息，快速排查出供電故障端口所屬設(shè)備，從而高效應(yīng)對(duì)故障情況。

智能冗余電源可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和分析功能，通過對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，可以發(fā)現(xiàn)電源故障的原因和規(guī)律，優(yōu)化設(shè)備運(yùn)營，提高設(shè)備的可靠性以及穩(wěn)定性。

此外，智能電源的應(yīng)用避免了行業(yè)從前安防設(shè)備電源供電查線難，理線難的問題。運(yùn)維人員在排查電源故障的過程中大大減少了排查時(shí)間及排查難度，減少了運(yùn)維人員的人力及時(shí)間成本。

綜上所述，智能冗余電源在安全防范系統(tǒng)中的應(yīng)用具有非常好的效果，可以有效地提高安全防范系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，保障客戶的安全運(yùn)營和客戶資產(chǎn)的安全。

4 結(jié)語

本文研究了金融安全防范系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能冗余電源設(shè)計(jì)與應(yīng)用。通過對(duì)智能冗余電源系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和功能特點(diǎn)進(jìn)行介紹，證明了該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)金融安防防范系統(tǒng)的穩(wěn)定供電和遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。通過案例分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，智能冗余電源系統(tǒng)在保障安全防范系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和數(shù)據(jù)安全方面具有重要作用。該系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)控、控制、數(shù)據(jù)采集分析、自動(dòng)運(yùn)行和維護(hù)等功能，大大提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性。同時(shí)，該系統(tǒng)還具有布線簡單、易于管理、故障排查方便、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，為安全防范系統(tǒng)提供了一種更加可靠、高效和安全的電源解決方案。

通過采取以上技術(shù)與措施進(jìn)行處理，保障了在金融安防系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，采用本文所提出的方法，取得良好的應(yīng)用效果。這個(gè)系統(tǒng)可以應(yīng)用于公安、交通、司法、教育、金融、社區(qū)等各個(gè)領(lǐng)域中，保障安全防范系統(tǒng)及設(shè)備的穩(wěn)定供電和正常運(yùn)行，還可以結(jié)合其他物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)安全防范系統(tǒng)的全面升級(jí)、優(yōu)化及應(yīng)用，具有重要參考價(jià)值。