網(wǎng)絡(luò)機(jī)房物理環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).

《網(wǎng)絡(luò)機(jī)房物理環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

網(wǎng)絡(luò)機(jī)房物理環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)【摘要】網(wǎng)絡(luò)機(jī)房是保證信息系統(tǒng)可靠運(yùn)行非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，可靠的物理環(huán)境及安全的動(dòng)力輸入是機(jī)房運(yùn)行的根本，而這些物理環(huán)境的支持都是通過各種輔助設(shè)備安全運(yùn)行實(shí)現(xiàn)的。本文詳述了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房物理環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的原理，同時(shí)也為建設(shè)五院天津基地網(wǎng)絡(luò)機(jī)房的物理環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)提供支持?！娟P(guān)鍵詞】網(wǎng)絡(luò)機(jī)房；物理環(huán)境；安全運(yùn)行；自動(dòng)監(jiān)控1.前言網(wǎng)絡(luò)機(jī)房是為用于電子信息處理、存儲(chǔ)、交換完成信息處理過程的各類電子信息設(shè)備提供運(yùn)行環(huán)境的場(chǎng)所。對(duì)電力、溫濕度、新風(fēng)等特理環(huán)境參數(shù)有著極其嚴(yán)格的要求，必須依據(jù)《國(guó)家電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》要求的相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房等級(jí)提供符合標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)行環(huán)境物理參數(shù)。一旦機(jī)房環(huán)境的輔助設(shè)備出現(xiàn)故障，將會(huì)使電力、溫濕度、新風(fēng)等參數(shù)偏離正常值，直接影響計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，對(duì)數(shù)據(jù)傳輸、存儲(chǔ)的可靠性構(gòu)成威脅。如事故嚴(yán)重又不能及時(shí)處理，就可能損壞硬件設(shè)備，造成嚴(yán)重后果。五院天津基地作為我院重要的科研生產(chǎn)基地，網(wǎng)絡(luò)機(jī)房承擔(dān)著相當(dāng)繁重的數(shù)據(jù)交換工作，如果因物理環(huán)境故障造成數(shù)據(jù)丟失將是十分嚴(yán)重的生產(chǎn)事故。因此，隨著工控技術(shù)的發(fā)展和管理水平的提高，實(shí)現(xiàn)機(jī)房物理環(huán)境集中監(jiān)控管理是一個(gè)必然的趨勢(shì)。網(wǎng)絡(luò)機(jī)房物理環(huán)境的集中監(jiān)控系統(tǒng)，就是為解決機(jī)房設(shè)備的統(tǒng)一監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)機(jī)房的無人職守，減輕網(wǎng)絡(luò)機(jī)房維護(hù)人員負(fù)擔(dān)，提高了網(wǎng) 絡(luò)機(jī)房動(dòng)力環(huán)境及物理環(huán)境的可靠性，保證故障的及時(shí)發(fā)現(xiàn)、準(zhǔn)確定位，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的歷史日志進(jìn)行記錄和管理，為設(shè)備維護(hù)提供重要的參考，因而機(jī)房物理環(huán)境自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)機(jī)房的科學(xué)管理有特殊的意義。本文闡述的機(jī)房物理環(huán)境自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)可對(duì)配電系統(tǒng)、UPS、蓄電池組、開關(guān)電源、空調(diào)、漏水、安防等設(shè)備做統(tǒng)一的集中監(jiān)控。2.設(shè)計(jì)思想整個(gè)機(jī)房安全運(yùn)行自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)遵循系統(tǒng)工程原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用分布處理架構(gòu)、Client/Server組織形式、數(shù)據(jù)管理技術(shù)、多媒體的表現(xiàn)方法、工控領(lǐng)域的模塊化組態(tài)設(shè)計(jì)技術(shù)、人工智能計(jì)算機(jī)輔助決策技術(shù)，采用先進(jìn)的軟、硬件設(shè)備，進(jìn)行系統(tǒng)集成，保證系統(tǒng)在可靠性、實(shí)時(shí)性、開放性、易用性等方面滿足設(shè)備及環(huán)境監(jiān)控的需要，總體設(shè)計(jì)依據(jù)以下基本的原則：可靠、穩(wěn)定、實(shí)用、功能完整、操作簡(jiǎn)便、安全性、系統(tǒng)開放性、具有擴(kuò)展性、網(wǎng)絡(luò)化功能。原則1：可靠性系統(tǒng)硬件以專業(yè)的工業(yè)監(jiān)控產(chǎn)品為主，包括主機(jī)、采集模塊都要有嚴(yán)格的質(zhì)量保證，確保性能的可靠性，MFB＞20萬小時(shí)。原則2：實(shí)用性在系統(tǒng)功能上力求實(shí)用，在保證功能完整的基礎(chǔ)上來豐富畫面的靈活性和人性化。原則3：功能完整在系統(tǒng)功能上，盡量要利用現(xiàn)有成熟技術(shù)，確保系統(tǒng)的功能完整， 如在原有聲光報(bào)警的方式上，增加利用多媒體語音系統(tǒng)開發(fā)的現(xiàn)場(chǎng)語音報(bào)警系統(tǒng)系統(tǒng)；歷史記錄查詢功能，所有歷史曲線、報(bào)警記錄均可查詢，數(shù)據(jù)記錄時(shí)間根據(jù)硬盤容量可存儲(chǔ)數(shù)年；故障處理技術(shù)支持文件，以便在故障發(fā)生時(shí)管理人員能夠迅速作出判斷；提升機(jī)房動(dòng)力環(huán)境設(shè)備安全管理水平、提高管理效率，建立人員全面負(fù)責(zé)跨科目負(fù)責(zé)全面監(jiān)測(cè)機(jī)房。原則4：操作簡(jiǎn)便結(jié)合實(shí)際使用的需求組成集中監(jiān)控系統(tǒng)，將所有功能操作簡(jiǎn)便化，盡力使用圖形化界面面向使用者。原則5：安全性建立三員分立體制，根據(jù)管理權(quán)限分配系統(tǒng)管理員、系統(tǒng)安全員、安全審計(jì)員，三權(quán)分立互相鉗制。原則6：系統(tǒng)的開放性系統(tǒng)采用COM技術(shù)，配有設(shè)備自動(dòng)連接向?qū)?，支持多種現(xiàn)場(chǎng)總線、PLC、智能儀表、采集板、智能模塊、變頻器等；全面支持OPC標(biāo)準(zhǔn)，可與任何支持該接口的硬件完美通訊；內(nèi)嵌SQLServer系統(tǒng)，支持開放式數(shù)據(jù)接口（ODBC），自由管理各種標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫，除COM外還提供動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換（DDE），方便用戶利用PC機(jī)豐富的軟件資源擴(kuò)充系統(tǒng)的功能。原則7：具有擴(kuò)展性對(duì)智能和非智能設(shè)備通過通訊或加裝硬件的方式實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的擴(kuò)容，而且對(duì)不同種設(shè)備、不同的廠家實(shí)現(xiàn)集成和后期集成，包括機(jī)房 的安防監(jiān)控系統(tǒng)、門禁監(jiān)控系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、UPS系統(tǒng)、有源諧波濾波系統(tǒng)、精密空調(diào)系統(tǒng)、溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)、漏水檢測(cè)系統(tǒng)等。原則8：網(wǎng)絡(luò)化提供基于局域網(wǎng)的B/S/S模式的網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控，參數(shù)瀏覽及監(jiān)控功能。3.系統(tǒng)組成系統(tǒng)由管理機(jī)、環(huán)境監(jiān)控主機(jī)（服務(wù)器）、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、智能模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊、信號(hào)處理模塊、多設(shè)備驅(qū)動(dòng)卡、及智能設(shè)備等組成。（詳見圖1）3.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)主要采用RS485工業(yè)監(jiān)控總線為主要傳輸模式，采用TCP/IP 與串行協(xié)議混合集成的為補(bǔ)傳輸方式，系統(tǒng)整體采用開放式結(jié)構(gòu)，支持各種傳輸網(wǎng)絡(luò)，三層客戶機(jī)／服務(wù)器（Client／Server）體系結(jié)構(gòu)，“三層”是將應(yīng)用功能分為表示層、功能層和數(shù)據(jù)層三部分?？蛻艚K端（網(wǎng)絡(luò)端Client）與服務(wù)器（現(xiàn)場(chǎng)端Server）之間的通信方式為符合TCP／IP標(biāo)準(zhǔn)的自定義數(shù)據(jù)包。3.2監(jiān)控主機(jī)監(jiān)控主機(jī)是本地系統(tǒng)的監(jiān)控中心，在windowsserver2003環(huán)境下。根據(jù)用戶需要可監(jiān)控低壓配電系統(tǒng)、UPS電源系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、環(huán)境系統(tǒng)等運(yùn)行狀態(tài)及環(huán)境系統(tǒng)狀態(tài)，以數(shù)據(jù)的形式進(jìn)入各自的RS485總線后，接入監(jiān)控主機(jī)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)板。要求監(jiān)控主機(jī)365*24小時(shí)工作，監(jiān)控主機(jī)系統(tǒng)必須可靠，應(yīng)采用專業(yè)工控機(jī)為監(jiān)控主機(jī)，如果系統(tǒng)要求更可靠，可以采用雙機(jī)熱備方式。3.3數(shù)據(jù)采集模塊、監(jiān)控輸出模塊、傳感器模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊數(shù)據(jù)采集模塊用于采集監(jiān)控模擬量、開關(guān)量等信號(hào)，將信號(hào)傳輸給監(jiān)控主機(jī)。數(shù)據(jù)采集包括模擬量采集模塊（模擬量采集單元Q-7000C），智能開關(guān)量采集模塊（數(shù)據(jù)采集模塊Q-7000D），監(jiān)控輸出模塊包括開關(guān)量及模擬量監(jiān)控輸出模塊（數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元Q-7000C）。數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控模塊一般采用RS485通訊接口。傳感器模塊用于采集現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)，為系統(tǒng)處理提供依據(jù)，協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊為智能設(shè)備及儀表提供接入系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)接口。3.4監(jiān)控管理機(jī)管理機(jī)用于機(jī)房管理員實(shí)時(shí)讀取、查閱監(jiān)控的數(shù)據(jù)。通過TCP/IP 與主機(jī)建立通訊，傳輸途徑不限。設(shè)備一般可以是普通電腦、工控機(jī)，其實(shí)質(zhì)為安裝了訪問軟件的PC電腦。4.監(jiān)控系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)以系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖為主線，按監(jiān)控的設(shè)備依次對(duì)各部分進(jìn)行詳細(xì)分解設(shè)計(jì)。4.1配電系統(tǒng)監(jiān)控4.1.1市電運(yùn)行監(jiān)控通過在總輸入柜加裝2臺(tái)全參數(shù)電量監(jiān)測(cè)儀，可以對(duì)市電3相電壓、電流、功率、頻率、電度等常規(guī)電量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過對(duì)市電運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可以準(zhǔn)確記錄并且保存，對(duì)于電壓波動(dòng)、停電、缺相、失壓等異常情況記錄、打印、并通知相關(guān)管理人員。如機(jī)房使用智能供電設(shè)備，即可從設(shè)備接口直接讀取數(shù)據(jù)即可。4.1.2開關(guān)狀態(tài)監(jiān)控監(jiān)視UPS輸入柜、輸出柜內(nèi)主開關(guān)和支路開關(guān)狀態(tài)。對(duì)于機(jī)房?jī)?nèi)重要的配電開關(guān)，因?yàn)槊柯烽_關(guān)都分別負(fù)擔(dān)著重要設(shè)備的供電，一旦開關(guān)跳閘，會(huì)造成很大的影響，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)有利于異常情況準(zhǔn)確定位、及時(shí)處理，遠(yuǎn)程報(bào)警。實(shí)現(xiàn)方式是通過配電柜開關(guān)的輔助接點(diǎn)引信號(hào)至開關(guān)量采集模塊，即“0、1”狀態(tài)量采集模塊，然后由監(jiān)控主機(jī)集中采集監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)的要點(diǎn)是各空開必須留有余量點(diǎn)，以備監(jiān)控開關(guān)量模塊使用。4.2UPS監(jiān)控對(duì)UPS的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)方式是通過對(duì)UPS主機(jī)的通迅接口加裝協(xié)議轉(zhuǎn)換器，在監(jiān)控機(jī)上按UPS 約定的通迅方式進(jìn)行通訊軟件的開發(fā)，將每組UPS的整流器、逆變器、電池、旁路、負(fù)載等五部分的運(yùn)行狀態(tài)與參數(shù)通過網(wǎng)絡(luò)傳至監(jiān)控中心，集中監(jiān)控，異常的遠(yuǎn)程報(bào)警。顯示采取圖表及流程圖方式。如機(jī)房使用智能UPS設(shè)備，即可從設(shè)備接口直接讀取數(shù)據(jù)即可。4.3空調(diào)監(jiān)控通過空調(diào)的智能接口實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)房精密智能空調(diào)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，監(jiān)控空調(diào)各部件（壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)、加熱器、加濕器、去濕器、濾網(wǎng)等）的運(yùn)行狀態(tài)與參數(shù)，并可遠(yuǎn)程修改設(shè)置與開關(guān)空調(diào)。4.4泄漏水監(jiān)控對(duì)于面積大的機(jī)房，必須有漏水報(bào)警系統(tǒng)。水敏探頭易布置在機(jī)房地板下易出水點(diǎn)周圍，確保一旦漏水報(bào)警的可靠性，檢測(cè)方式有多種，可以根據(jù)使用環(huán)境的不同自由選擇。本設(shè)計(jì)中采用法國(guó)TTK線纜式漏水檢測(cè)系統(tǒng)。系統(tǒng)本身包括：漏水監(jiān)控器、漏水感應(yīng)線及其他輔助設(shè)備，系統(tǒng)可檢測(cè)感應(yīng)線上任何點(diǎn)的漏水位置并有語音報(bào)警。感應(yīng)線纜為特種橡膠制成，抗腐蝕，抗酸堿。系統(tǒng)功能完善，對(duì)感應(yīng)線有斷線報(bào)警功能。當(dāng)任意點(diǎn)漏水發(fā)生時(shí)，水流經(jīng)過感應(yīng)線纜，在極短的時(shí)間內(nèi)（40S）之內(nèi)發(fā)生告警。同時(shí)，集中監(jiān)控系統(tǒng)通過數(shù)字變量模塊采集報(bào)警信息，計(jì)算機(jī)房集中監(jiān)控系統(tǒng)準(zhǔn)確的將報(bào)警信息彈出同時(shí)聲光報(bào)警，以便及時(shí)消除隱患，避免巨大損失。4.5溫濕度監(jiān)控對(duì)于面積較大的機(jī)房，由于氣流及設(shè)備分布的影響，溫濕度值會(huì) 有較大的區(qū)別，根據(jù)主機(jī)房實(shí)際面積，按照平均分布的原則設(shè)置溫度、濕度探測(cè)器最后以總線方式匯總至集中監(jiān)控系統(tǒng)，以確保主機(jī)房溫濕度監(jiān)控的準(zhǔn)確度，同時(shí)布置UPS配電間溫濕度一體化傳感器。通過RS485總線將實(shí)時(shí)的各探頭所在位置的溫度，傳回集中監(jiān)控系統(tǒng)，當(dāng)超過設(shè)定閥值自動(dòng)進(jìn)行本地和聲光同時(shí)報(bào)警。4.6新風(fēng)機(jī)系統(tǒng)利用廠家提供的基于標(biāo)準(zhǔn)工控協(xié)議，根據(jù)其規(guī)定的通迅控制方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)新風(fēng)機(jī)的遠(yuǎn)程起停控制、運(yùn)行參數(shù)獲取、故障報(bào)警信息的集中獲取。5.機(jī)房物理環(huán)境自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題5.1集中監(jiān)控系統(tǒng)不要承擔(dān)消防系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制功能按照計(jì)算機(jī)房和消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)的有關(guān)規(guī)范要求，網(wǎng)絡(luò)機(jī)房的空調(diào)、新風(fēng)、排風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)與自動(dòng)消防系統(tǒng)具備系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)功能?；谙老到y(tǒng)的特殊性、可靠性要求，這種聯(lián)動(dòng)必須由消防自動(dòng)控制系統(tǒng)自身實(shí)現(xiàn)。所以在設(shè)計(jì)機(jī)房物理環(huán)境自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，切不可基于集中監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)新風(fēng)、空調(diào)、排風(fēng)系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)，只能對(duì)報(bào)警信號(hào)采集，同時(shí)實(shí)現(xiàn)輔助報(bào)功能。5.2集中監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)施時(shí)必須根據(jù)實(shí)際情況靈活組態(tài)由于每個(gè)機(jī)房的場(chǎng)地、輔助設(shè)備不盡相同，所以在進(jìn)行集中監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)首先要依據(jù)計(jì)算機(jī)的機(jī)房的規(guī)范確定其等級(jí)，了解網(wǎng)絡(luò)機(jī)房的設(shè)計(jì)及輔助設(shè)備選型，進(jìn)行實(shí)地現(xiàn)場(chǎng)考察。同設(shè)備廠商進(jìn)行接洽，了解設(shè)備的接口標(biāo)準(zhǔn)、控制協(xié)議做好系統(tǒng)組態(tài)的前期準(zhǔn)備。盡可能將 設(shè)備廠家提供的故障報(bào)錯(cuò)原因、故障處理措施，在告警發(fā)生時(shí)詳盡描述彈出，以便值班人員能夠得到即時(shí)的技術(shù)支持。5.3必須保證高可靠性集中監(jiān)控系統(tǒng)所有使用的協(xié)議轉(zhuǎn)換器、電纜、開關(guān)量模塊、監(jiān)控主機(jī)等全部硬件設(shè)備選擇品牌時(shí)一定要慎重，基本要求平均無故障時(shí)間要大于20萬小時(shí)。對(duì)于要求高的A級(jí)機(jī)房，為了確保集中監(jiān)控系統(tǒng)可靠性，還應(yīng)采取WatchDog等防死機(jī)技術(shù)，關(guān)鍵的監(jiān)控主機(jī)、轉(zhuǎn)換模塊應(yīng)采取冗余方式構(gòu)建。6.結(jié)束語機(jī)房安全運(yùn)行自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的投入對(duì)保障網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心機(jī)房的安全管理有了極大的提高，對(duì)信息系統(tǒng)可靠的運(yùn)行和管理提供了可靠的保障，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)機(jī)房無人職守。參考文獻(xiàn)[1]曹小華,趙成,陶德罄.多播交互式CAN總線與以太網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì).電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào),2005,29(6)[2]何立民.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編北京航天航空大學(xué)出版社,1993.書是我們時(shí)代的生命——?jiǎng)e林斯基　　　　書籍是巨大的力量——列寧 　　　　書是人類進(jìn)步的階梯———高爾基　　　　書籍是人類知識(shí)的總統(tǒng)——莎士比亞　　　　書籍是人類思想的寶庫——烏申斯基　　　　書籍——舉世之寶——梭羅　　　　好的書籍是最貴重的珍寶——?jiǎng)e林斯基　　　　書是唯一不死的東西——丘特　　　　書籍使人們成為宇宙的主人——巴甫連柯　　　　書中橫臥著整個(gè)過去的靈魂——卡萊爾　　　　人的影響短暫而微弱，書的影響則廣泛而深遠(yuǎn)——普希金　　　　人離開了書，如同離開空氣一樣不能生活——科洛廖夫　　　　書不僅是生活，而且是現(xiàn)在、過去和未來文化生活的源泉 ——庫法耶夫　　　　書籍把我們引入最美好的社會(huì)，使我們認(rèn)識(shí)各個(gè)時(shí)代的偉大智者———史美爾斯　　　　書籍便是這種改造靈魂的工具。人類所需要的，是富有啟發(fā)性的養(yǎng)料。而閱讀，則正是這種養(yǎng)料———雨果