信息化機房智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與研究

董國梁

（兗礦能源集團信息化中心，山東鄒城，273500）

1 機房監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

為提高機房監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性、提高機房報警響應(yīng)速度，同時為適應(yīng)信息化發(fā)展步伐，我們提出一種機房智能監(jiān)控管理系統(tǒng)來解決目前所面臨的問題，使機房智能化數(shù)據(jù)監(jiān)測—診斷—維護—決策逐步得到完善[1]。

2 系統(tǒng)概述

機房智能監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要分為三層，包括數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)服務(wù)層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層。

機房監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.1 數(shù)據(jù)采集層

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第一層是數(shù)據(jù)采集層。數(shù)據(jù)采集層的核心是安裝在機房現(xiàn)場的專用工業(yè)級嵌入式RTU， RTU通過連接各種傳感器，采集機房的溫濕度、煙霧、漏水、空調(diào)開停等狀態(tài)，通過編制好的程序，實現(xiàn)對機房環(huán)境和設(shè)備的實時監(jiān)控調(diào)節(jié)。

對于機房內(nèi)UPS、直流電源、油機、智能交流三相電度表等設(shè)備，系統(tǒng)通過RS232或RS485總線方式完成RTU與設(shè)備之間的互聯(lián)互通，采用GB/T 15969.3-2005標準編程方式對非標通訊協(xié)議進行編程設(shè)計。通過RTU所提供的自由口編程模塊，循環(huán)向設(shè)備發(fā)出命令請求指令，同時對響應(yīng)數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)解析，完成數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控功能。系統(tǒng)部分功能程序如下：

圖2 機房數(shù)據(jù)采集模塊

2.2 數(shù)據(jù)服務(wù)層

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第二層是數(shù)據(jù)服務(wù)層。數(shù)據(jù)服務(wù)層作為業(yè)務(wù)服務(wù)和底層元數(shù)據(jù)之間的橋梁，收集數(shù)據(jù)采集層送來各種數(shù)據(jù)，管理各數(shù)據(jù)服務(wù)程序之間的聯(lián)系，保證各種應(yīng)用能實時了解數(shù)據(jù)的變化。為保證數(shù)據(jù)服務(wù)層的安全穩(wěn)定，我們將其構(gòu)建于集團公司云計算平臺上,增加了系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

圖3 機房監(jiān)控數(shù)據(jù)顯示屏

2.3 業(yè)務(wù)應(yīng)用層

第三層為業(yè)務(wù)應(yīng)用層。數(shù)據(jù)服務(wù)層通過科學(xué)合理地組織各類底層數(shù)據(jù)資源及自動一的流程化服務(wù)數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)信息進行全面、高效和有序的管理和整合。在海量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建面向安全和管理的各種業(yè)務(wù)應(yīng)用，進而實現(xiàn)對機房管理的高度信息化、智能化。

3 機房智能監(jiān)控系統(tǒng)業(yè)務(wù)應(yīng)用

3.1 機房環(huán)境管理

機房監(jiān)控對環(huán)境數(shù)據(jù)的監(jiān)控，是監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計的重點內(nèi)容之一，主要通過現(xiàn)場探測器，對機房環(huán)境數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測，具體采用煙感、浸水、溫濕度等傳感器，利用專用RTU等控制系統(tǒng)對環(huán)境數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理，同時通過數(shù)據(jù)庫技術(shù)、WEB技術(shù)等實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時發(fā)布。

3.2 機房恒溫恒濕調(diào)控

該功能以溫濕度探測器、RTU、紅外遠程控制模塊等為基礎(chǔ)對空調(diào)進行自動調(diào)溫，RTU在固定時間內(nèi)循環(huán)監(jiān)測溫度探測器數(shù)值，當(dāng)該數(shù)值高于低于設(shè)定值時，通過紅外控制器自動調(diào)節(jié)空調(diào)風(fēng)速、溫度、加除濕等，使機房室內(nèi)溫濕度保持在恒定狀態(tài)。由于RTU屬于過程控制系統(tǒng)，因此在該部分功能設(shè)計過程中，對溫濕度探測器采用定時數(shù)據(jù)采集，從而保證空調(diào)對機房溫濕度的穩(wěn)定和有效調(diào)節(jié)。

圖4 系統(tǒng)原理圖

3.3 機房供電管理

機房智能管理系統(tǒng)可實現(xiàn)機房設(shè)備在線負荷管理、機房全年用電量統(tǒng)計管理等。對機房負載率的監(jiān)測，能夠?qū)崟r掌握機房設(shè)備的在線情況，并能夠使機房管理人員在機房市電中斷期間，實時掌握機房負載在線率，對保證機房重要設(shè)備的安全運行提供數(shù)據(jù)參考。系統(tǒng)采用RTU、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、WEB技術(shù)等對機房用電量進行實時采集和統(tǒng)計，分類統(tǒng)計出機房年用電、月用電、日用電和當(dāng)前用電量，并以報表形式提供給相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和管理部門。對于核心節(jié)點機房，RTU根據(jù)標準電總協(xié)議，遙控機房油機開機、關(guān)機、市電/油機ATS轉(zhuǎn)換，滿足在特殊情況下交流設(shè)備應(yīng)急電力供應(yīng)。

3.4 機房報警聯(lián)動

系統(tǒng)通過現(xiàn)場探測器和控制器完成對機房環(huán)境信息和設(shè)備運行信息的收集，同時在上位組態(tài)和WEB網(wǎng)頁中實現(xiàn)報警信息的顯示和報警的聯(lián)動功能。

依照YD/T 1821-2008《通信中心機房環(huán)境條件要求》，機房按照二類機房和三類機房進行管理，數(shù)據(jù)范圍如表1所示。

表1 數(shù)據(jù)范圍表

機房環(huán)境和設(shè)備參數(shù)的嚴格定義，在于保障機房設(shè)備的安全和穩(wěn)定運行。對市電供電電壓的監(jiān)測，按市電上/下浮動15%的范圍進行監(jiān)控，當(dāng)出現(xiàn)電壓過高或過低時，以短信形式將報警信息發(fā)送到相關(guān)人員手機上。

機房報警聯(lián)動功能是在報警發(fā)生時，聯(lián)動機房內(nèi)其它非報警設(shè)備進行動作。系統(tǒng)主要采用OPC方式，實現(xiàn)與RTU或監(jiān)控平臺的數(shù)據(jù)連接，聯(lián)動報警現(xiàn)場的視頻監(jiān)控和錄像功能。系統(tǒng)機構(gòu)圖如圖5所示。

圖5 報警聯(lián)動結(jié)構(gòu)圖

3.5 機房移動信息管理功能

機房移動信息管理系統(tǒng)作為機房監(jiān)控在智能手機、平板電腦等智能設(shè)備上的最新應(yīng)用，通過調(diào)用系統(tǒng)平臺數(shù)據(jù)庫及視頻監(jiān)控平臺，使決策層和相關(guān)管理人員能夠隨時隨地看到機房安防情況，掌握機房環(huán)境、設(shè)備狀態(tài)，滿足了對機房數(shù)據(jù)的移動監(jiān)控要求。

系統(tǒng)基于HTML5技術(shù)，依托兗礦集團現(xiàn)有的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了跨平臺的數(shù)據(jù)展示，不需要修改即可部署在Android、IOS、Windows Mobile等目前流行的移動設(shè)備操作系統(tǒng)中。

移動數(shù)據(jù)發(fā)布系統(tǒng)架構(gòu)如圖6所示。

圖6 移動數(shù)據(jù)發(fā)布系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)共分為三層：數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)處理層和用戶展示層。數(shù)據(jù)采集層主要負責(zé)提供系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理層提供了四種功能，即數(shù)據(jù)封裝將從數(shù)據(jù)采集層獲取的文本數(shù)據(jù)進行分析、提煉和數(shù)據(jù)格式的封裝提供給用戶展示層顯示；接收報警信息并主動推送給用戶展示層；后臺管理為用戶展示層提供權(quán)限管理和系統(tǒng)模塊管理；數(shù)據(jù)展示層即移動客戶端，表現(xiàn)形式為數(shù)據(jù)列表界面。

3.6 短信報警功能

基于C#語言的短信報警功能，依托于現(xiàn)有的監(jiān)控平臺，能夠完成報警/解警信息的短信發(fā)送任務(wù)。機房相關(guān)人員可根據(jù)報警短信、視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控等對報警信息進行預(yù)處理，確定報警對象和報警等級，及時完成對機房報警源的排查和報警源的處理，保證機房的穩(wěn)定運行。短信報警原理圖如圖7所示。

圖7 報警短信發(fā)送原理圖

機房短信報警系統(tǒng)，使機房少人/無人值守管理成為現(xiàn)實。相關(guān)人員通過短信報警功能，能夠在第一時間內(nèi)掌握機房報警信息，同時結(jié)合機房報警聯(lián)動功能，實現(xiàn)機房報警的精確定位。

4 結(jié)論

機房智能監(jiān)控系統(tǒng)以專用工業(yè)級嵌入式RTU、集團公司監(jiān)控平臺為基礎(chǔ)，符合煤礦企業(yè)處置機房報警、故障等突發(fā)事件的要求，通過機房環(huán)境監(jiān)測、設(shè)備監(jiān)測、用電管理、報警聯(lián)動、報警短信發(fā)送、機房移動信息管理等功能，使決策層、管理人員能夠快速、準確的掌握機房現(xiàn)場報警數(shù)據(jù)，提高報警處理的響應(yīng)速度，使事件處理能夠快速有效的開展，為企業(yè)的安全生產(chǎn)信息化工作提供良好的支撐。