金融安全防范系统中基于物联网技术的智能冗余电源设计与应用

张飞

（深圳市天盈隆科技有限公司，广东 深圳 518000）

0 引言

随着物联网技术的不断发展和应用和金融行业信息化的高速发展，金融安全防范系统得到了广泛的应用和发展。作为金融安全防范系统的关键组成部分之一，电源系统在保障系统稳定运行和数据安全方面具有重要作用。金融行业需要安装各种监控设备，如摄像头、报警器、门禁等，以实现对内部和周边环境的实时监测和预警[1]。然而，这些安防设备都需要电源供给，而传统的电源管理方式存在着如下不足。

（1）电源线路布置复杂，容易造成线路老化、损坏、短路、超负荷、过热、断电、过压、欠压等故障，影响监控设备的正常工作。

（2）电源开关分散，难以集中管理和控制，容易造成用电浪费、安全隐患和人为干扰。

（3）电源状态难以实时了解，无法及时发现和处理异常情况，影响监控效果和安全保障。

（4）电源质量不稳定，容易受到外界因素（如雷击、停电等）的影响，导致安防设备损坏或数据丢失。

（5）电源停留在冷冗余技术阶段，电源出现故障，自动切换时，有短暂的延时，会导致前端的安防设备重启，给安全防范系统带来一定的隐患。

（6）管理效率低，需要人工巡检、维护、更换等操作，耗费人力、物力和时间。

这些问题不仅会导致设备的运行不稳定，还可能给用户带来巨大的安全隐患和经济损失。

为了解决传统电源系统存在的问题，本文基于物联网技术，设计了一种智能冗余电源系统，并将其应用于金融安全防范系统。该系统具有智能监控、控制、数据采集分析、自动运行和维护功能，能够实现不间断运行和自我保护，提高了系统的可靠性和安全性。

本文将详细介绍智能冗余电源系统的系统设计、功能特点及应用效果。通过实验和测试，验证了该系统的可行性和有效性，为安全防范系统提供了一种更加可靠、高效和安全的电源解决方案，对于提高金融安全防范系统的可靠性和安全性具有非常重要的意义。

1 系统设计

智能冗余电源系统的设计智能冗余电源控制器、智能电源切换模块、网络模块和智能显示模块、数据采集模块五部分组成，该系统的设计思路是通过智能化的监控和控制，实现电源的自动切换和自我保护，从而提高系统的可靠性和安全性。

1.1 智能冗余电源控制器

智能冗余电源控制器是系统的核心部分，它实现了主电源和备用电源的冗余切换和电源的智能管理。电源管理模块具有过载保护、短路保护等功能，能够有效防止电源过载和短路等故障，从而提高了系统的可靠性和安全性。电源管理模块还具有自动检测功能，能够自动检测电源的工作状态，并根据实际情况进行相应的调整和处理，并在需要时迅速作出决策，实现自动化运转和控制。

1.2 智能电源切换模块

智能电源切换模块是系统的关键部分，采用先进的电子切换控制算法和自适应算法，实现电源自动切换、数据采集和分析、故障诊断和系统优化等功能，采用1+1 热冗余可插拔式设计，当主电源故障时，电源切换无人干预，自动切换至备用电源[2]，实现在不断电关机的情况下，进行热插拔更换电源，避免安防中断和数据丢失等问题。

1.3 网络模块

网络模块可以实现智能冗余电源系统与上位机或其他设备之间的通信和数据传输，通信模块采用现代化通信技术，如以太网、Wi-Fi 等，将安防设备的电源状态、报警信息、各端口供电状态（电流、电压）、历史数据和切换信息等信息实现高速、稳定和安全的数据传输，运维人员可以远程访问智能冗余电源系统，及时了解安防设备的运行情况和状态信息，快速解决故障和升级系统。

1.4 智能显示模块

智能显示模块可实时显示监测热插拔模块电源功率输出、风扇转速温度运行时间、工作状况、系统时间、市电输入电压、升压通道电压、各路输出各通道电流、固件版本、防区输入、网络通讯等各类配置参数。实现对设备使用过程中的状态数据信息掌控，方便运维人员进行系统维护和故障排除。

1.5 数据采集模块

数据采集模块主要用于采集系统运行状态和电源工作状态等数据，通过采集的数据进行分析和处理，为系统运行提供数据支持和保障。数据采集模块采用传感器进行数据采集，采集的数据包括电源输出电压、电流、温度等参数，数据采集模块还可以根据用户的实际需求进行配置和扩展，并提供智能化的决策支持。

2 功能特点

2.1 实时监测和切换电源状态

智能冗余电源可以实时监测安防设备的电源状态，并在主电源故障时自动切换至备用电源，确保安防设备的稳定供电。电源实现无延时接管，不会对安防设备造成中断和数据丢失等问题[3]。

2.2 1+1 热冗余可插拔

智能冗余电源支持热冗余可插拔设计，其中一个电源模块是作为冗余电源的备份。当一个电源模块发生故障时，热冗余技术会立即启动运行[4]，同时会产生报警。冗余电源接替故障模块输出工作量，并做到无延时接管，确保用电设备不间断运转，热插拔采用A 模块与B 模块同时工作模式，可实现A 模块与B 模块各输出50%左右的值。A 模块与B 模块都具备独立工作能力，可随时拔出任一电源，当其中一个出现故障时可不断电关机的情况下进行热插拔更换。

2.3 远程监控和管理

网络模块可以将安防设备的电源状态和切换信息传输至监控终端，实现远程监控和管理。监控终端可以实现对安防设备的远程监控和管理，包括电源状态的实时监测、电源切换、供电端口的控制和历史数据的查询和分析等，当设备发生故障或异常情况时，监控系统可以通过短信、邮件或手机客户端通知运维人员，提醒运维人员及时处理故障，并进行及时的应急预案，从而避免了安全事故的发生[5]。

2.4 自动化运行和维护

智能冗余电源可以实现自动化运行和维护，不需要人工干预，降低了运维成本和风险。通过智能冗余电源的自动化运行和维护，可以减少设备维修和更换的次数，降低设备运营成本，并且可以提高设备的稳定性和可靠性，保障安防设备的正常运行，提高安防设备的运维效率和安全性，降低了人为操作带来的错误和机会性，为金融行业提供更加安全和可靠的电力供应。

2.5 数据采集和分析

智能冗余电源实现数据采集和分析，包括电源状态、设备机房环境（外接烟感、水浸、红外、市电等探测器）、切换时间和历史数据等信息。通过数据采集和分析，运营人员可以及时了解设备的实际运行情况，预测出可能出现的问题，对设备进行优化和整合，提高设备的可靠性和稳定性。

2.6 布防与撤防

实现远程强制布撤防指令对设备实施强制布防、强制撤防、自动布撤防3 种工作状态模式，设备提供了8 个布防时间段，实现精细化布防时间取值，针对不同的工作模式，设备汇总各类信息做出智能判断，做出相应的输出和报警。

2.7 供电故障短路保护

每一路输出均有自恢复限流保护功能，当接入某通道的设备发生短路时，系统检测到异常，该通道启动自我保护，不影响其他通道的正常供电[6]，当有电源与前端的安防设备传输距离较远时，会产生电压衰减，导致前端的安防设备产生供电不足的现象，通过适量的调节端口电压，保证前端的安防设备的稳定运行。除了能够在故障短路故障时自行保护之外，智能冗余电源系统也能够在电路问题解除后重新启动，确保安防设备的质量和性能，为金融安全防范系统提供更高的保障水平。

3 应用效果

通过案例分析和实验验证，证明了智能冗余电源在安防设备中的应用具有很好的效果。在安防设备中应用智能冗余电源后，可以有效地提高设备的可靠性和稳定性，避免了因电源故障而导致的安防设备中断和数据丢失等问题。智能冗余电源应用于安放设备中如图1 所示。

图1 智能冗余电源应用于安放设备中

在实验过程中，通过对安防设备进行了多次电源切换和故障模拟实验，验证了智能冗余电源的可靠性和稳定性。实验结果显示，智能冗余电源可以不间断的自动切换至备用电源，避免了安防设备中断和数据丢失等问题。

可对电源异常、市电通断、用电负载等第一时间进行监测，利用数据实时监测、告警阀值设定、告警监测，将大大减轻日常巡检人员的工作量，保障网点摄像机、传感器等设备供电安全稳定运行，减少了因供电原因导致的摄像机数据丢失而带来的财产和名誉损失。

当设备出现异常掉电、短路、过压等情况时，可及时向上级服务器和管理人员发送报警信息，能第一时间做出响应，运维人员可直接根据掉电的报警信息，快速排查出供电故障端口所属设备，从而高效应对故障情况。

智能冗余电源可以实现数据采集和分析功能，通过对历史数据进行分析和处理，可以发现电源故障的原因和规律，优化设备运营，提高设备的可靠性以及稳定性。

此外，智能电源的应用避免了行业从前安防设备电源供电查线难，理线难的问题。运维人员在排查电源故障的过程中大大减少了排查时间及排查难度，减少了运维人员的人力及时间成本。

综上所述，智能冗余电源在安全防范系统中的应用具有非常好的效果，可以有效地提高安全防范系统的可靠性和稳定性，保障客户的安全运营和客户资产的安全。

4 结语

本文研究了金融安全防范系统基于物联网技术的智能冗余电源设计与应用。通过对智能冗余电源系统的系统设计和功能特点进行介绍，证明了该系统可以实现对金融安防防范系统的稳定供电和远程监控和管理。通过案例分析和实验验证，智能冗余电源系统在保障安全防范系统稳定运行和数据安全方面具有重要作用。该系统通过物联网技术实现智能监控、控制、数据采集分析、自动运行和维护等功能，大大提高了系统的可靠性和安全性。同时，该系统还具有布线简单、易于管理、故障排查方便、能耗低等优点，为安全防范系统提供了一种更加可靠、高效和安全的电源解决方案。

通过采取以上技术与措施进行处理，保障了在金融安防系统稳定运行，采用本文所提出的方法，取得良好的应用效果。这个系统可以应用于公安、交通、司法、教育、金融、社区等各个领域中，保障安全防范系统及设备的稳定供电和正常运行，还可以结合其他物联网技术和智能化技术，实现安全防范系统的全面升级、优化及应用，具有重要参考价值。