机房环境集中监控系统介绍

智慧小区中大集中模式下的数据中心机房的环境设备包括高低压供配电系统、不间断电源（UPS、电池）系统、空调制冷系统以及消防、安防、门禁、监控等系统，这些系统必须时刻为信息系统提供正常的运行环境。一旦在此环节发生故障，会造成影响范围广、恢复时间长的重大事故，甚至会带来巨大的人身伤害和设备资产损失。因此，应用可靠的机房环境动力集中监控系统对机房环境动力设备进行自动监视和有机管理，以保障机房及环境动力系统的可靠运行是极其必要的。目前，大型信息机房均面临设备运行环境要求高、机房多、人员配备少等问题，尤其现在国内普遍缺乏机房环境、动力设备的专业管理人员，仅依靠运行维护值班人员每日几次或专业技术人员每周几次现场巡视、巡检无法满足要求。如果在出现故障时，无法及时发现并对设备进行应急处理，将会造成重大损失。只有通过合理设计及配置环境动力集中监控系统，才能做到对设备故障、环境情况及安全性的迅速、准确反应和目的性明确的维护，提高维护管理质量，降低系统维护费用，同时保证系统运行处于良好的工作状态，降低运行成本。智能化的环境动力集中监控系统可为设备的运行维护提供良好的保障，其作用是用来监视和控制各种环境动力设备，并在设备出现故障、异常等情况时及时通知相关维护人员。［17］

机房环境动力集中监控系统要具有实时监控运行状态、预期故障发生、迅速排除故障、记录和处理相关数据及进行综合管理并节约值班人员调度等多重能力，进而提高动力设备运行的可靠性，并保证通信网络的安全畅通，实现少人和无人值守功能。系统技术要求如下：（1）满足目前所有环境动力设备的监控要求并具备较强的扩容能力；（2）达到实时的响应时间，并实现系统性能与系统规模的无关性；（3）能解决动力机房施工方面的各种技术要求；（4）能将各机房区域及各种设备统一在单一的中文人机界面；（5）能将各种传统设备及智能型设备完整纳入监控网，并将电池组的监控与管理纳入监控系统；（6）具备在线扩容、设置更新的能力；（7）具有灵活地扩展图像监控的功能；（8）可实现无人或少人值守的能力；（9）具备远程监控能力，其数据库及通信协议采用统一的格式，为逐步实现多级网络管理结构建立起基本架构。［17］

目前，智能化的机房环境动力集中监控系统普遍采用模块化结构，基于多种操作系统的客户机/服务器方式，用于管理包括UPS（不间断电源）、转换开关、机房空调、发电机组、门禁系统、电池检测系统在内的上百种智能设备及系统。通过RS485总线和TCP/IP网络将各个地方机房内的子系统连接起来，形成一个智能型机房动力与环境集中监控系统。在现场设备异常报警情况下，系统可自动播放语音报警信息，自动拨打设定的电话号码，采用语音方式通知有关人员。监控主机通过网卡与用户内部局域网相连，采集到的所有数据通过软件设定，可将其数据发送至网上。在网络上可实现多点远程监测，其监控拓扑结构如图7-1所示。

图7-1　集中监控系统监控拓扑结构

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图7-2　集中监控的对象

集中监控系统监控的对象有（如图7-2）：（1）高、低压配电系统：监测三相电压、电流、频率、功率、功率因数、电度、主要分路开关状态。（2）智能油机：智能型设备，通过解协议纳入监控。（3）UPS：智能型设备，通过解协议纳入监控，可监测到的数据量完全由其本身的协议内容决定。（4）开关电源：智能型设备，通过相关协议即可纳入监控。包括其交直流屏上的相关数据。（5）蓄电池组：监测每组电池的总电压、充放电电流、单体电池电压、标识温度。（6）配线架：监测配线架总告警状态。（7）消防保安告警系统：智能型设备，通过解协议纳入监控。（8）避雷器：监测避雷器状态。（9）门禁：智能门禁管理。（10）动力输入配电柜：非智能型设备。通过加装多功能电表及开关量转换界面对其各种参数进行全面监测。（11）机房专用空调：智能型设备。通过解协议即可纳入监控。可监测到的数据量完全由其本身的协议内容决定。（12）环境量：温度、湿度、烟感、水浸、主动式红外监测（人员进出）、被动式红外监测。（13）视频监控：机房实时图像监控及数字硬盘录像。（14）图像：包括固定角度摄像机和带云台控制摄像机两种。

机房环境动力集中监控系统一般包括客户软件、运行软件及监控硬件三部分，客户软件是集中监控系统重要组成部分。客户软件为用户监控界面，监控结果通过客户软件反映给用户，用户通过客户软件控制或设置监控对象。机房环境动力集中监控系统应具有数据管理、安全管理、配置管理、报警管理、报表管理及远程管理等功能模块，计算机系统所采用的操作系统、数据库管理系统、网络通信协议和程序设计语言等必须采用国际上通用的系统（且便于纳入本地网管系统）。计算机网络可以是局域网、广域网，传输介质可以是以太网、FDDI（光纤分布式数据接口）、ATM（异步传输模式）及ISDN（综合业务数字网）、PSTN等，传输协议为TCP/IP、SNMP（简单网络管理协议）等。客户软件能检测到远方代理运行状态，自动恢复连接。系统主要硬件组成与配置整个监控系统应采用逐级汇接的结构，分别由现场监控中心、监控单元、监控模块和远端监控站（远端用户）组成。系统主要硬件设备指监控中心各个主要的监控主机、所有的接口转换设备、通用采集器等。为完成功能，系统还应根据要求适当配置打印机、多媒体设备、多串口卡、MODEM（调制解调器）、UPS、传感器、变送器等设备。［17］

数据采集分为非智能设备的采集（温湿度、漏水、红外报警、窗磁开关）与智能设备（EPS（应急电源）、UPS、机房专用空调）以及配电柜的监控。非智能设备的采集量分为模拟量的采集与开关量的采集。温湿度属于模拟量，红外、漏水与窗磁开关则属于开关量。监控单元和监控模块由协议转换器、多功能控制器、各种测量传感器及相应的控制执行单元和智能设备的智能控制单元组成，其中各个监控单元都具有智能的数据处理和控制功能。监控单元由多功能控制器（多串口卡）组成，安装在监控主机上，完成由监控模块采集的各种数据传输到监控中心主机；一个多功能数据控制器可以连接各种测量传感器采集、传输数据。监控模块是一系列的信号采集单元、测量传感器、协议转换器及相应的控制执行器和智能设备的智能控制器。根据系统需求，监控模块可以接插各种输入输出采集模块或控制模块，如模拟量采集模块、数字量采集模块、控制模块等，各种测量目标的传感信号接入相应的采集模块中，并且定时快速采集和执行相应的数据处理或控制操作，然后将处理结果和告警信息传送到监控站。［17］

随着网络系统的广泛使用和全球化，多种形式的网络系统将连接在一起。作为网络系统的一部分，环境动力设备能够实现通过各种网络平台进行监控。虽然传统技术如电话拨号、SNMP、Telnet（远程终端协议）等已实现了对部分环境动力设备的远程和集中监控，但这些技术通常要求特定的设备配置和操作技能。随着互联网的普及，监控系统与互联网技术将紧密结合在一起，使用浏览器监控各种环境动力设备将成为监控技术的主流。因此，机房环境动力集中监控系统除了要提供完善的监控保护功能外，还必须支持主流操作系统、跨平台操作并具有即插即用的功能；支持主流数据库及应用软件；与主流服务器管理工具集成；与主流网络管理系统集成。系统界面将更加新颖，功能将进一步完善且具有良好的稳定性，可通过互联网从网络中的任何工作站对环境动力设备进行同时、全面的监控和管理，而且无须任何昂贵的网管软件（NMS）平台。［17］