機房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用研究

裴旭

【摘 要】隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和普及，機房已成為重要的數(shù)據(jù)處理及運行中心。而機房的動力環(huán)境狀態(tài)，作為機房設(shè)備運行的基礎(chǔ)支撐，其良好的運行是保證機房數(shù)據(jù)運行的前提和基礎(chǔ)，一旦機房動力環(huán)境出現(xiàn)故障，就會影響到計算機系統(tǒng)的運行，對數(shù)據(jù)傳輸、存儲及系統(tǒng)運行的可靠性構(gòu)成威脅，如事故嚴(yán)重又不能及時處理，就可能損壞機房硬件設(shè)備，危害數(shù)據(jù)安全，造成嚴(yán)重后果。

【關(guān)鍵詞】機房動力環(huán)境；監(jiān)控系統(tǒng)；應(yīng)用研究

一、前言

機房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)是一個綜合利用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、通信技術(shù)、自動控制技術(shù)、新型傳感技術(shù)等構(gòu)成的計算機網(wǎng)絡(luò)，提供的一種以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)、基于集中管理監(jiān)控模式的自動化、智能化和高效率的技術(shù)手段，系統(tǒng)監(jiān)控對象主要是機房動力設(shè)備和環(huán)境設(shè)備等（如：配電、UPS、空調(diào)、溫濕度、漏水、煙霧、安防視頻等）。通過新型傳感技術(shù)采集設(shè)備參數(shù)，以通信技術(shù)為基礎(chǔ)將不同設(shè)備傳輸協(xié)議同步，最后通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將信息集成監(jiān)控。

二、技術(shù)原理論述

系統(tǒng)可分為五層：前端采集層、信號轉(zhuǎn)換層、信號傳輸層、數(shù)據(jù)處理層、信息匯總層。分別依賴采集設(shè)備、轉(zhuǎn)換設(shè)備、串口服務(wù)器、監(jiān)控主機、集中監(jiān)控服務(wù)器等軟硬件設(shè)備完成相應(yīng)工作。監(jiān)控平臺能夠方便、實時查看到各智能設(shè)備或子系統(tǒng)的所有運行參數(shù)和運行狀態(tài)。系統(tǒng)采用現(xiàn)場智能采集設(shè)備，采集到的信號和數(shù)據(jù)，傳給集中監(jiān)控平臺，集中監(jiān)控平臺可以直觀的查看各監(jiān)控子系統(tǒng)的運行情況，并能進行必要控制，設(shè)備數(shù)據(jù)、環(huán)境參數(shù)等集中在一個平臺進行監(jiān)控。一旦檢測到報警信息，監(jiān)控系統(tǒng)可及時發(fā)出報警，報警方式靈活可選，具有良好的報警功能，報警對象和報警閥值可以預(yù)設(shè)。當(dāng)異常情況發(fā)生時，監(jiān)控平臺自動發(fā)出聲音報警、界面出現(xiàn)報警圖示、并可通過電話或短信發(fā)送報警信息。

三、機房環(huán)境監(jiān)測技術(shù)分析

（一）基于傳感的采集技術(shù)

機房環(huán)境監(jiān)控涉及供配電、UPS、空調(diào)、漏水、溫濕度、煙霧、安防、門禁等，設(shè)備種類多、信號來源復(fù)雜多樣，故以傳感器為基礎(chǔ)采集設(shè)備，核心技術(shù)原理為外界環(huán)境變化引發(fā)電流或電壓變化，再用公式計算出變化范圍、數(shù)值并上報。

氣敏傳感器：應(yīng)用于氫氣檢測模塊和煙霧感應(yīng)模塊中，主要檢測UPS附屬蓄電池組泄露產(chǎn)生的氫氣和機房內(nèi)煙霧。表面覆蓋一層二氧化錫薄膜，用于氧化還原反應(yīng)，氫氣濃度升高或降低時反應(yīng)可逆，避免模塊成為一次性消耗品。還含有少量鈀化合物與氫氣反應(yīng)，當(dāng)氫氣濃度到一定比例后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，引發(fā)電阻敷在加大或所轄，其輸出電壓發(fā)生變化，根據(jù)阻止變化參數(shù)范圍監(jiān)測氫氣濃度。

濕敏傳感器：應(yīng)用于溫濕度模塊和漏水監(jiān)測中，檢測機房各部位濕度。本項目才有電容式濕敏感傳感器，在電容上電極、下電極間覆蓋濕敏材料（聚苯乙烯），當(dāng)即房內(nèi)水汽過高或過低，引發(fā)電容變化，進而引起電流變化，再根據(jù)變化參數(shù)監(jiān)測范圍。

磁敏傳感器：應(yīng)用在電量儀、開關(guān)監(jiān)測模塊中，主要減得市電供電、UPS、機房內(nèi)配電柜等設(shè)備。在設(shè)備內(nèi)部采用旁路安裝的方法接入被監(jiān)測設(shè)備，李勇電磁相應(yīng)工作。當(dāng)供電設(shè)備發(fā)生變化時，瞬間電流、電壓改變引發(fā)磁場變化，磁敏感器經(jīng)過感應(yīng)、穩(wěn)壓、放大、輸出變化的電信號，反饋設(shè)備的具體數(shù)值。

（二）動力監(jiān)控技術(shù)

主要監(jiān)控的項目：UPS、市電電量、配電開關(guān)、蓄電池組、精密配電柜、ATS/STS、電源支路電流、PDU機柜電源、防雷器、發(fā)電機等。需要實時監(jiān)測的主要參數(shù)：相線電壓電流、頻率、有功無功功率等輸入電源狀態(tài)參數(shù)， 主控開關(guān)ATS/STS通斷等停送電狀態(tài)；UPS輸入電源的電壓、電流、頻率、功率等狀態(tài)參數(shù)， 及后備電池的電壓、電流、總電壓、總電流， 電池柜溫度， 電池備份時間， 負載率等狀態(tài)參數(shù)；整流器、逆變器、充電器、后備電池、自動旁路的運行狀態(tài)；發(fā)電機油箱油位、尾氣參數(shù)、噪聲、潤滑油油位等。需要實時控制的主要狀態(tài)：遠程切換ATS/STS、遠程開關(guān)UPS、聯(lián)動開關(guān)UPS、遠程起停發(fā)電機、遠程電池充放電。

（三）基于協(xié)議轉(zhuǎn)換的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)

本項目涉及設(shè)備提供的數(shù)據(jù)傳輸接口均為串口，故在系統(tǒng)設(shè)計及建設(shè)中，采用RS232、RS485協(xié)議進行轉(zhuǎn)化構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)用于傳輸信號。

設(shè)備串口使用RS232協(xié)議采集信號，再通過差分電平法抑制干擾，保證信號穩(wěn)定，最后轉(zhuǎn)化為RS485用于解決RS232傳輸距離較短的限制。使用RS485協(xié)議采集信號的設(shè)備不需轉(zhuǎn)換，可直接使用RS485傳輸。當(dāng)所有底層采集設(shè)備全部轉(zhuǎn)換為RS485協(xié)議后，通過串口服務(wù)器進行第二次轉(zhuǎn)換，以TCP/IP協(xié)議傳送至監(jiān)控服務(wù)器，最終匯入數(shù)據(jù)庫，為監(jiān)控軟件提供數(shù)據(jù)支持。

當(dāng)數(shù)據(jù)以TCP/IP傳遞至監(jiān)控服務(wù)器后，再經(jīng)由設(shè)備驅(qū)動程序在系統(tǒng)中虛擬出多個串口一一對應(yīng)被監(jiān)控設(shè)備，將信號最終傳至監(jiān)控平臺。

運維人員可通過IE或手機APP隨時查看系統(tǒng)運行情況。

（四）基于觸發(fā)器的智能化告警技術(shù)

本系統(tǒng)設(shè)計了兩種告警方式：短信、電話。短信以發(fā)送速度快、可群發(fā)等優(yōu)勢作為主要告警手段。設(shè)備發(fā)生故障后，監(jiān)控系統(tǒng)判斷故障級別，達到預(yù)設(shè)告警級別的故障發(fā)送告警信息，未達到預(yù)設(shè)告警級別的故障僅記錄在系統(tǒng)日志中。

四、效果分析評價

該設(shè)計較好地解決了當(dāng)前信息化中心機房面臨的很多問題，設(shè)計中提及到的內(nèi)容，基本上可以作為同類型機房的直接應(yīng)用，只需要對少數(shù)類型的測點數(shù)量進行調(diào)整即可以達到機房動環(huán)監(jiān)控的運行目標(biāo)，最大程度地降低同類型機房建設(shè)設(shè)計的投入。并且還可以在此基礎(chǔ)上組成機房群動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)，以適應(yīng)和滿足未來智慧大規(guī)模機房建設(shè)的需要。以該設(shè)計理念和思路為基礎(chǔ)，在某基建信息中心機房建設(shè)中已取得成功應(yīng)用，成為傳統(tǒng)智能建設(shè)發(fā)展的標(biāo)桿和范例。當(dāng)然，由于技術(shù)發(fā)展速度之快，相信在較短時間內(nèi)就會有更為先進的機房出現(xiàn)，但是該機房作為現(xiàn)代化建設(shè)中的重要一環(huán)，將成為相關(guān)技術(shù)發(fā)展過程中的見證。該設(shè)計應(yīng)用后與傳統(tǒng)機房相關(guān)的監(jiān)測和管理內(nèi)容相比具有以下特點：1）減人增效。原先值守機房人員可以完全解放出來，實現(xiàn)無人值守，并通過遠程操控實現(xiàn)所有監(jiān)測監(jiān)控設(shè)備的快速啟停，提高了機房運行的效率。通過組態(tài)界面實現(xiàn)了從現(xiàn)場操作到全局管控的提升，當(dāng)然，對管控人員的綜合業(yè)務(wù)素質(zhì)也提出了更高的要求。2）快速高效。系統(tǒng)監(jiān)測的所有參數(shù)一旦觸發(fā)閾值，系統(tǒng)立即發(fā)出警報，并通過報警系統(tǒng)生成信息組發(fā)送給相關(guān)管理人員和維護人員，甚至不用到現(xiàn)場即可及時處置出現(xiàn)的重要問題，并能直接提供故障點信息，縮短排查響應(yīng)時間。3）準(zhǔn)確可靠。最大程度排除人為因素造成的信息不準(zhǔn)確和個體差異導(dǎo)致的信息反饋不及時等問題。數(shù)據(jù)多地存儲，實現(xiàn)異常數(shù)據(jù)恢復(fù)，將后期損失降低到最小。

五、結(jié)束語

通信機房動力環(huán)境監(jiān)控體系的運用解決了市級機關(guān)機房管理者對各個通信機房、網(wǎng)絡(luò)機房實際運行狀況的控制，從而最大程度提升了通信設(shè)備運行工作效率和工作質(zhì)量。此外，監(jiān)控體系的運用還加強了機房管理質(zhì)量，為本單位及轄內(nèi)各分支機構(gòu)安全、穩(wěn)定、有效地運行做出貢獻。但是仍然不能忽視其中仍然擁有的問題，需要相關(guān)的工作人員能夠進一步提高機房動力環(huán)境監(jiān)測的質(zhì)量，提高其重視程度，更好的提升工作效率，讓機房環(huán)境越來越好。

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