高校機(jī)房監(jiān)控與可視化系統(tǒng)部署與應(yīng)用研究

刁小俊

摘要：隨著信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，高校機(jī)房管理與監(jiān)控變得愈發(fā)關(guān)鍵。然而，傳統(tǒng)的管理方式存在諸如信息孤島、數(shù)據(jù)交互難、監(jiān)控不足等問題。文章以高校機(jī)房為核心，設(shè)計(jì)了RIA技術(shù)驅(qū)動(dòng)的監(jiān)控系統(tǒng)，采用客戶端架構(gòu)和組件來實(shí)現(xiàn)機(jī)房參數(shù)的采集、處理和可視化呈現(xiàn)；利用二維和三維建模技術(shù)，直觀展示機(jī)房設(shè)備和環(huán)境信息，以簡(jiǎn)化操作與監(jiān)控。研究旨在實(shí)現(xiàn)機(jī)房設(shè)備與業(yè)務(wù)系統(tǒng)的一體化管理，實(shí)時(shí)監(jiān)控與智能運(yùn)維，從而提升整體管理水平，并解決傳統(tǒng)方式存在的瓶頸問題。

關(guān)鍵詞：高校機(jī)房；動(dòng)態(tài)機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)；富客戶端應(yīng)用技術(shù)；數(shù)據(jù)采集與處理；建模技術(shù)；視頻監(jiān)控

中圖分類號(hào)：TP277;TN92? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展，高校機(jī)房監(jiān)控與可視化系統(tǒng)的部署與應(yīng)用成為高校信息化建設(shè)的重要議題。高校機(jī)房作為信息技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施的核心組成部分，其正常運(yùn)行和有效管理對(duì)于支持教學(xué)、科研和行政工作至關(guān)重要。然而，傳統(tǒng)的機(jī)房管理方式存在諸如信息孤島、數(shù)據(jù)交互難、監(jiān)控不足等問題，已經(jīng)無法滿足高校信息化發(fā)展需求［1］。因此，開發(fā)一種基于現(xiàn)代技術(shù)手段的高效、可靠的機(jī)房監(jiān)控與可視化系統(tǒng)勢(shì)在必行。

本研究旨在將富客戶端應(yīng)用技術(shù)（RIA）應(yīng)用在高校機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)中，以實(shí)現(xiàn)機(jī)房設(shè)備和業(yè)務(wù)系統(tǒng)的統(tǒng)一管理、實(shí)時(shí)監(jiān)控和智能化運(yùn)維。通過此系統(tǒng)的部署與應(yīng)用，有望提升高校機(jī)房管理的效率和安全性，為高校信息化建設(shè)注入新的活力。

1 當(dāng)前系統(tǒng)狀況分析

傳統(tǒng)的高校機(jī)房管理往往采用獨(dú)立的管理系統(tǒng)和工具，從而導(dǎo)致信息孤島問題。不同系統(tǒng)之間缺乏有效的數(shù)據(jù)交互和共享機(jī)制，使得機(jī)房管理人員無法全面了解機(jī)房設(shè)備和系統(tǒng)的狀態(tài)［2］。當(dāng)前高校機(jī)房的監(jiān)控手段主要依賴人工巡檢和傳統(tǒng)監(jiān)控設(shè)備，無法實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)房設(shè)備和環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)警，這使得對(duì)機(jī)房故障和安全風(fēng)險(xiǎn)的響應(yīng)速度較慢，增加了機(jī)房管理的風(fēng)險(xiǎn)。傳統(tǒng)的機(jī)房管理方式往往需要大量的人力和物力投入，包括設(shè)備巡檢、數(shù)據(jù)收集、故障處理等。這不僅增加了管理的復(fù)雜性，還提高了運(yùn)維成本，限制了機(jī)房管理的效率和可持續(xù)發(fā)展［3-4］。

2 系統(tǒng)架構(gòu)及設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

富客戶端應(yīng)用（Rich Interface Applications，RIA）是一種將桌面應(yīng)用程序的交互用戶體驗(yàn)與Web應(yīng)用的部署靈活性和成本優(yōu)勢(shì)相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。與傳統(tǒng)HTML頁面相比，RIA在客戶端運(yùn)行，能夠提供豐富交互體驗(yàn)；同時(shí)RIA支持離線工作，確保連續(xù)性和可靠性，特別適用于高校機(jī)房管理環(huán)境。

在設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，設(shè)計(jì)過程需要考慮系統(tǒng)的整體架構(gòu)，包括各個(gè)組件的功能和相互關(guān)系。動(dòng)態(tài)機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)的基于RIA技術(shù)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。

2.1.1 客戶端架構(gòu)

（1）建模單元用于構(gòu)建機(jī)房的二維模型和三維模型，將參數(shù)數(shù)據(jù)和告警數(shù)據(jù)在模型中進(jìn)行標(biāo)識(shí)和展示。

（2）視頻處理單元負(fù)責(zé)對(duì)機(jī)房攝像頭采集的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，提供實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻的顯示和控制功能。

（3）切換單元連接告警單元、建模單元和視頻處理單元，根據(jù)需要切換顯示的內(nèi)容。

（4）顯示單元根據(jù)切換單元的切換操作，以視圖方式顯示監(jiān)控信息，包括告警信息、機(jī)房模型或?qū)崟r(shí)監(jiān)控視頻。

（5）數(shù)據(jù)采集與處理單元負(fù)責(zé)采集各個(gè)機(jī)房中的參數(shù)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行處理和分析。該單元根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)判斷機(jī)房環(huán)境設(shè)備或業(yè)務(wù)系統(tǒng)是否發(fā)生故障，并發(fā)送相應(yīng)的告警數(shù)據(jù)。

2.1.2 服務(wù)器端架構(gòu)

（1）數(shù)據(jù)中心服務(wù)器用于保存實(shí)時(shí)的參數(shù)數(shù)據(jù)和告警數(shù)據(jù)，提供數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理功能。

（2）告警單元接收來自數(shù)據(jù)采集與處理單元的告警數(shù)據(jù)，進(jìn)行告警處理。

（3）數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)用于管理和存儲(chǔ)機(jī)房參數(shù)數(shù)據(jù)和告警數(shù)據(jù)。

2.1.3 設(shè)備和傳感器

（1）采集服務(wù)器和攝像頭：在每個(gè)機(jī)房中設(shè)置采集服務(wù)器和攝像頭，用于采集環(huán)境設(shè)備和業(yè)務(wù)系統(tǒng)的參數(shù)數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)視頻。

（2）傳感器：多個(gè)傳感器用于對(duì)機(jī)房的環(huán)境設(shè)備和業(yè)務(wù)系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行采集，將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)采集與處理模塊。

2.2 數(shù)據(jù)采集與處理模塊設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)采集與處理模塊是動(dòng)態(tài)機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)中的核心組件，負(fù)責(zé)采集機(jī)房的參數(shù)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行處理和分析。

2.2.1 參數(shù)數(shù)據(jù)采集

每個(gè)機(jī)房中都設(shè)置有采集服務(wù)器，該服務(wù)器連接多個(gè)傳感器，用于采集環(huán)境設(shè)備和業(yè)務(wù)系統(tǒng)的參數(shù)數(shù)據(jù)。傳感器負(fù)責(zé)將采集點(diǎn)的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和環(huán)境信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并將電信號(hào)傳送給采集服務(wù)器。傳感器可以采集溫度、濕度、水浸狀態(tài)等參數(shù)數(shù)據(jù)。

2.2.2 數(shù)據(jù)處理與分析

采集服務(wù)器接收傳感器發(fā)送的參數(shù)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行實(shí)時(shí)接收和處理。采集服務(wù)器對(duì)接收到的參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，提取關(guān)鍵信息，如設(shè)備狀態(tài)、溫度值等。解析后的參數(shù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，以便后續(xù)查詢和分析。通過對(duì)參數(shù)數(shù)據(jù)的分析和比對(duì)，數(shù)據(jù)處理模塊可以判斷機(jī)房環(huán)境設(shè)備或業(yè)務(wù)系統(tǒng)是否發(fā)生故障。當(dāng)發(fā)現(xiàn)機(jī)房設(shè)備或系統(tǒng)故障時(shí)，數(shù)據(jù)采集與處理模塊生成相應(yīng)的告警數(shù)據(jù)，并發(fā)送給告警單元進(jìn)行處理。

2.2.3 數(shù)據(jù)傳輸

采集服務(wù)器將實(shí)時(shí)的參數(shù)數(shù)據(jù)和告警數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心服務(wù)器，確保數(shù)據(jù)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。采集服務(wù)器具備異常處理機(jī)制，能夠處理網(wǎng)絡(luò)中斷或數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤等異常情況，并及時(shí)進(jìn)行重傳或錯(cuò)誤處理。

2.3 建模技術(shù)應(yīng)用模塊設(shè)計(jì)

建模技術(shù)應(yīng)用模塊在動(dòng)態(tài)機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)中起到了重要的作用，它使用富客戶端應(yīng)用技術(shù)和建模技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)房的二維模型和三維模型的建立和展示。

2.3.1 二維建模模塊

二維建模模塊采用FLEX技術(shù)來實(shí)現(xiàn)二維機(jī)房模型的建立和展示。建模單元從數(shù)據(jù)中心服務(wù)器接收到的參數(shù)數(shù)據(jù)和告警數(shù)據(jù)進(jìn)行集成和處理。二維機(jī)房模型根據(jù)參數(shù)數(shù)據(jù)和告警數(shù)據(jù)，對(duì)機(jī)房中的設(shè)備進(jìn)行標(biāo)識(shí)，如溫度、濕度、水浸狀態(tài)等。將標(biāo)識(shí)后的設(shè)備參數(shù)數(shù)據(jù)以及整個(gè)機(jī)房的溫度和濕度在二維模型中進(jìn)行展示，同時(shí)顯示數(shù)據(jù)的采集時(shí)間。

2.3.2 三維建模模塊

三維建模模塊采用Unity3D技術(shù)來實(shí)現(xiàn)三維機(jī)房模型的建立和展示。建模單元將從數(shù)據(jù)中心服務(wù)器接收到的參數(shù)數(shù)據(jù)和告警數(shù)據(jù)進(jìn)行集成和處理。在三維機(jī)房模型中，三維建模模塊對(duì)機(jī)房中的設(shè)備進(jìn)行立體模擬顯示，以便更直觀地觀察設(shè)備的狀態(tài)。三維建模模塊將設(shè)備參數(shù)數(shù)據(jù)以及整個(gè)機(jī)房的溫度和濕度在三維模型中進(jìn)行展示，同時(shí)顯示數(shù)據(jù)的采集時(shí)間。

建模技術(shù)應(yīng)用模塊利用富客戶端應(yīng)用技術(shù)和建模技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)房的二維模型和三維模型的建立和展示。通過集成參數(shù)數(shù)據(jù)和告警數(shù)據(jù)，模塊能夠在模型上對(duì)機(jī)房中的設(shè)備進(jìn)行標(biāo)識(shí)和展示，包括溫度、濕度、水浸狀態(tài)等信息。這樣的展示方式能夠使機(jī)房管理人員更直觀地了解機(jī)房的狀態(tài)，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況。建模技術(shù)應(yīng)用模塊為動(dòng)態(tài)機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)提供了可視化的監(jiān)控界面，提升了系統(tǒng)的易用性和操作效率。

2.4 視頻監(jiān)控模塊設(shè)計(jì)

視頻監(jiān)控模塊通過攝像頭采集機(jī)房的實(shí)時(shí)影像，并將其傳輸和處理后展示在客戶端上。

2.4.1 攝像頭設(shè)置

系統(tǒng)在各個(gè)自動(dòng)化機(jī)房中設(shè)置攝像頭，實(shí)時(shí)拍攝機(jī)房的視頻影像。攝像頭通過網(wǎng)絡(luò)連接到采集服務(wù)器，將視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心服務(wù)器。

2.4.2 視頻數(shù)據(jù)處理

采集服務(wù)器使用ARM處理器內(nèi)置的流媒體軟件對(duì)實(shí)時(shí)圖像進(jìn)行處理，如壓縮、編碼等。處理后的視頻數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)絡(luò)接口傳送到數(shù)據(jù)中心服務(wù)器。

2.4.3 客戶端視頻處理

客戶端中的視頻處理單元接收從數(shù)據(jù)中心服務(wù)器傳輸過來的視頻數(shù)據(jù)，并對(duì)接收到的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼和處理，以便在客戶端上進(jìn)行顯示和操作。處理后的視頻數(shù)據(jù)可以進(jìn)行放大、縮小、拍照、錄像等控制操作。

2.4.4 視頻展示

客戶端的顯示單元根據(jù)用戶的操作，將處理后的視頻數(shù)據(jù)在監(jiān)控界面上進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。用戶可以通過富客戶端應(yīng)用的視圖方式觀看機(jī)房的實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻。視頻展示界面支持對(duì)視頻的放大、縮小等控制，以便更好地觀察機(jī)房的細(xì)節(jié)。

視頻監(jiān)控模塊利用攝像頭和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)房的實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控。攝像頭將機(jī)房的影像通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心服務(wù)器，然后經(jīng)過處理和傳輸?shù)娇蛻舳恕？蛻舳说囊曨l處理單元對(duì)接收到的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼和處理，最終在顯示單元上展示給用戶。這樣的設(shè)計(jì)使得機(jī)房管理人員可以方便地通過富客戶端實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)房的情況，以及進(jìn)行必要的操作和控制。視頻監(jiān)控模塊增強(qiáng)了動(dòng)態(tài)機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)的全面性和實(shí)時(shí)性，為機(jī)房管理提供了更可靠的信息基礎(chǔ)。

3 結(jié)語

本文設(shè)計(jì)的機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)通過攝像頭采集機(jī)房的實(shí)時(shí)影像和設(shè)備、環(huán)境數(shù)據(jù)，并經(jīng)過數(shù)據(jù)采集、處理和傳輸，最終在客戶端上展示給用戶。系統(tǒng)利用攝像頭、傳感器和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)房的實(shí)時(shí)可視化監(jiān)控，為機(jī)房管理人員提供了方便的遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作手段。通過富客戶端應(yīng)用的視圖方式，用戶可以實(shí)時(shí)觀察機(jī)房的情況，并進(jìn)行必要的放大、縮小、拍照和錄像等操作。

本設(shè)計(jì)有助于增強(qiáng)動(dòng)態(tài)機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和全面性。它為機(jī)房管理人員提供了更準(zhǔn)確和及時(shí)的信息，使其能夠及時(shí)響應(yīng)和處理機(jī)房中出現(xiàn)的問題。同時(shí)，該系統(tǒng)的部署和實(shí)施也提高了高校機(jī)房管理的效率和安全性，使高校機(jī)房設(shè)備和業(yè)務(wù)系統(tǒng)得到更好的保護(hù)和管理。

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（編輯 沈 強(qiáng)）

Deployment and application research of university data center monitoring and visualization systems

DIAO? Xiaojun

（Nanjing Institute of Information Technology， Nanjing 210023， China）

Abstract： With the widespread application of information technology， the management and monitoring of university data centers have become increasingly crucial. However， traditional management methods suffer from issues such as information silos， data exchange difficulties， and insufficient monitoring. This study focuses on university data centers and designs a monitoring system driven by Rich Internet Application （RIA） technology. It employs client-side architecture and components to collect， process， and visualize data center parameters. Utilizing 2D and 3D modeling techniques， it provides intuitive displays of equipment and environmental information to simplify operations and monitoring. The research aims to achieve integrated management of data center equipment and business systems， real-time monitoring， and intelligent operation and maintenance， thereby enhancing overall management capabilities and addressing bottlenecks associated with traditional approaches.

Key words： university computer rooms; dynamic computer room monitoring systems; ria; data acquisition processing; modeling technology; video monitoring