物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在數(shù)據(jù)中心監(jiān)控系統(tǒng)中的應用與研究

徐友恒

摘 要：隨著信息化建設(shè)的高速發(fā)展，數(shù)據(jù)量不斷增加，數(shù)據(jù)中心的設(shè)施建設(shè)規(guī)模越來越大，設(shè)備密度越來越高，管理者對數(shù)據(jù)中心的監(jiān)控系統(tǒng)要求也越來越高。然而，傳統(tǒng)機房管理只停留在對動力、環(huán)境、安保等傳統(tǒng)的監(jiān)控層面，內(nèi)容單一、頁面簡單、層次復雜，管理人員無法實時的監(jiān)控到機房環(huán)境狀態(tài)，也無法及時的發(fā)現(xiàn)異常，無法滿足管理者對數(shù)據(jù)中心“集中監(jiān)控、統(tǒng)一管理”需求。建設(shè)以各類監(jiān)控系統(tǒng)為數(shù)據(jù)來源，能夠全面展示機房各方面運行狀態(tài)的綜合運維管理平臺變得尤為必要。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)中心;物聯(lián)網(wǎng);監(jiān)控系統(tǒng)

一、概述

物聯(lián)網(wǎng)，即萬物相連的網(wǎng)絡，就是指通過射頻技術(shù)、傳感設(shè)備、紅外感應器等各種設(shè)備和技術(shù)，把包含各種信息的物體，通過互聯(lián)網(wǎng)的接入，實現(xiàn)對物品和過程的識別和管理，其目的就是實現(xiàn)全球物品信息的互聯(lián)互通和共享。借助于物聯(lián)網(wǎng)，可以很容易地建立起人與物之間的泛在連接，能夠?qū)崟r的獲取和交換設(shè)備信息、人員行為信息和角色信息等。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)，物聯(lián)網(wǎng)的概念被廣泛應用在機房監(jiān)控中，對機房動力、環(huán)境、和設(shè)備等運行進行全方位的實時運行監(jiān)測。使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的數(shù)據(jù)中心監(jiān)控系統(tǒng)對不同類型的設(shè)備實現(xiàn)集中監(jiān)控，包括對機房環(huán)境系統(tǒng)（溫濕度監(jiān)測、機房精密空調(diào)、非精密空調(diào)、漏水檢測、煙霧檢測等）、機房動力系統(tǒng)（包括ATS、配電柜和UPS 等）、安防系統(tǒng)（門禁、紅外、消防等）和視頻系統(tǒng)的監(jiān)控，具有完善的監(jiān)測和控制功能。該系統(tǒng)有效提高了維護人員的工作效率，極大減輕了機房維護人員的負擔，實現(xiàn)機房可靠的科學管理。

二、系統(tǒng)設(shè)計

數(shù)據(jù)中心監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計采用三層結(jié)構(gòu)：設(shè)備采集層、傳輸層、管理層。采集層包括采集模塊、控制模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換器、傳感器等。采集模塊用于快速采集各傳感器及各設(shè)備的輸出信號;控制模塊執(zhí)行監(jiān)控中心及現(xiàn)場采集中心發(fā)出的控制命令;協(xié)議轉(zhuǎn)換器用于將提供智能接口的設(shè)備接口轉(zhuǎn)換為監(jiān)控系統(tǒng)所需的RS485/RS232 接口，從而實現(xiàn)對設(shè)備的監(jiān)控;傳感器將現(xiàn)場檢測信號轉(zhuǎn)換為模擬量采集模塊、數(shù)字量采集模塊等設(shè)備所需的信號。傳輸層包括網(wǎng)絡設(shè)備，負責將采集到的信息傳輸給系統(tǒng)管理主機。管理層包括系統(tǒng)應用服務器和數(shù)據(jù)庫服務器等，完成監(jiān)控管理的所有功能，可通過電話、短信貓、音箱等設(shè)備實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的不同報警提示。根據(jù)數(shù)據(jù)中心機房的建筑構(gòu)造特點，采集層分成三個區(qū)域分別是數(shù)據(jù)中心、UPS 電池室和配電室，每個區(qū)域通過交換機連接到監(jiān)控系統(tǒng)中心服務器。系統(tǒng)功能包括服務端功能和客戶端功能，系統(tǒng)支持WEB 頁面瀏覽。服務端功能包括：服務端配置、添加設(shè)備、配置閾值參數(shù)、配置報警參數(shù)等功能。在服務端通過采集箱及設(shè)備通信接口獲取設(shè)備的各項運行指標信息，并上傳到中心端服務器，將收集到的信息與設(shè)置的正常閾值對比得出設(shè)備是否異常，包括溫濕度是否過高、空調(diào)是否正常、UPS 是否正常等。如有設(shè)備異常，則通過短信、微信、語音等方式向管理人員進行報警。客戶端功能包括：機房環(huán)境監(jiān)測、動力監(jiān)測、報警管理、數(shù)據(jù)查詢、報表統(tǒng)計等功能。用戶可以通過客戶端或者WEB 頁面實時查看機房的各項指標運行狀態(tài)，包括溫濕度、動力、安防狀況和視頻監(jiān)控信息等。另外可以根據(jù)不同的報警級別設(shè)置不同的通知，實現(xiàn)機房監(jiān)測的管理需求。

三、系統(tǒng)實現(xiàn)

系統(tǒng)前端采集設(shè)備通信和用戶訪問均使用HTTP 協(xié)議，可以滿足各類型的用戶操作系統(tǒng)。系統(tǒng)構(gòu)建在J2EE 的中心服務器上，采用SQL Server 2008 R2 Express 數(shù)據(jù)庫進行存儲，采用B/S 架構(gòu)處理用戶人機界面請求，采用C/S 架構(gòu)處理監(jiān)測數(shù)據(jù)采集和告警。采用apache-tomcat 提供穩(wěn)定的客戶端連接和Web 訪問。服務端功能包含服務端配置、添加設(shè)備、配置閾值參數(shù)、配置報警參數(shù)等四大模塊。客戶端功能包含機房環(huán)境監(jiān)測、動力監(jiān)測、報警管理、數(shù)據(jù)查詢、報表統(tǒng)計等五大模塊。

四、關(guān)鍵技術(shù)與實現(xiàn)

良好的數(shù)據(jù)庫設(shè)計能給系統(tǒng)帶來安全穩(wěn)定的運行，同時可以面向第三方提供簡單明了的數(shù)據(jù)接口。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫表包括設(shè)備參數(shù)表、事件參數(shù)表、設(shè)備參數(shù)歷史數(shù)據(jù)表、門禁進出表。設(shè)備參數(shù)表中每個設(shè)備參數(shù)都有唯一的參數(shù)ID，每個設(shè)備都是由一系列參數(shù)組成;事件參數(shù)表中每個報警事件參數(shù)都有唯一的事件ID，每個設(shè)備可定義0 個到多個事件ID，通過讀取事件參數(shù)表可獲取事件的當前狀態(tài)，是正常還是報警;每個設(shè)備都有一個表用于存儲該設(shè)備的歷史數(shù)據(jù)，表名由兩部分組成“hisdata”+“設(shè)備ID”，假如溫濕度的設(shè)備ID 為K2001，則對應的歷史數(shù)據(jù)庫表名為hisdata_K2001;門禁進出表儲存門禁的各種動作和進出時間。機房內(nèi)的有些設(shè)備，比如UPS 和精密空調(diào)可以通過通訊協(xié)議與接口來現(xiàn)實設(shè)備各個工作參數(shù)的實時監(jiān)控，根據(jù)這些設(shè)備廠家提供的通訊協(xié)議，采用RS485 或RS232 作為物理接口接入系統(tǒng)服務器，并經(jīng)過服務端的協(xié)議解析來實現(xiàn)信息的采集。UPS 型號不同，通訊協(xié)議也不同，例如OVERTOP UPS 采用MODBUS 協(xié)議，用二進制來表示數(shù)據(jù)。協(xié)議幀分為RTU 傳輸模式和ASCII 傳輸模式，RTU 格式字節(jié)包含：1 起始位，8 數(shù)據(jù)位，無校驗位，2 位停止位，總共 11位。1 起始位，87 數(shù)據(jù)位，無校驗位，2 位停止位，總共 10 位。

五、結(jié)語

數(shù)據(jù)中心監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)，實現(xiàn)了機房環(huán)境、動力設(shè)備、消防系統(tǒng)、視頻監(jiān)控等設(shè)備的統(tǒng)一監(jiān)控，并能對出現(xiàn)的異常情況進行實時報警。該系統(tǒng)通過傳感器采集數(shù)據(jù)和智能設(shè)備接口協(xié)議轉(zhuǎn)換傳輸數(shù)據(jù)，實現(xiàn)整個數(shù)據(jù)中心的全面監(jiān)控，不但加強機房設(shè)備安穩(wěn)運行，保障機房安全，還減輕機房管理人員負擔，降低維護成本，實現(xiàn)了機房無人值守，極大提高了機房管理效率，推動機房管理的智能化、科學化。

參考文獻：

[1]周教生.基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)中心智能監(jiān)控系統(tǒng)[J].工業(yè)儀表與自動化裝置，2018（2）.