机房环境监控方案（精选8篇）
1.1 机房环境监控系统介绍..................................................2 1.2 机房环境监控的项目和内容...........................................3 1.3 机房环境监控系统的功能..............................................5
第2章 机房环境集中监控施工组织方案.......................6
2.1 工程实施规范..................................................................6 2.2 施工工艺流程..................................................................7 2.3 导线、电缆规定及穿线技术要求...................................7 2.4 设备安装技术说明..........................................................8 2.5 施工中注意的问题..........................................................9
第3章 机房动环监控方案设计与功能实现...................9
3.1 主设备配置......................................................................9 3.2 温、湿度监测配置........................................................10 3.3 UPS联动监控配置.........................................................11 3.4 烟雾探测器配置............................................................11 3.5 水浸监测配置................................................................12 3.6 数字电力监测配置——电力监测.................................13
第4章 机房布线图纸概览.............................................15
第1章 机房环境监控系统建设方案
1.1 机房环境监控系统介绍
机房环境监控系统是一个综合利用计算机网络技术、数据库技术、通信技术、自动控制技术、新型传感技术等构成的计算机网络，提供的一种以计算机技术为基础、基于集中管理监控模式的自动化、智能化和高效率的技术手段，系统监控对象主要是机房动力和环境设备等设备（如：配电、UPS、空调、温湿度、漏水、烟雾、视频、门禁、消防系统等）。
1.2 机房环境监控的项目和内容
1、配电系统
主要对配电系统的三相相电压、相电流、线电压、线电流、有功、无功、频率、功率因数等参数和配电开关的状态监视进行监视。当一些重要参数超过危险界限后进行报警。
2、UPS电源(包含直流电源)
通过由UPS厂家提供的通讯协议及智能通讯接口对UPS内部整流器、逆变器、电池、旁路、负载等各部件的运行状态进行实时监视，一旦有部件发生故障，机房动力环境监控系统将自动报警。系统中对于UPS的监控一律采用只监视，不控制的模式。
3、空调设备
通过实时监控，能够全面诊断空调运行状况，监控空调各部件(如压缩机、风机、加热器、加湿器、去湿器、滤网等)的运行状态与参数，并能够通过机房动力环境监控系统管理功能远程修改空调设置参数(温度、湿度、温度上下限、湿度上下限等)，以及对精密空调的重启。空调机组即便有微小的故障，也可以通过机房动力环境监控系统检测出来，及时采取措施防止空调机组进一步损坏。
4、机房温湿度
在机房的各个重要位置，需要装设温湿度检测模块，记录温湿度曲线供管理人员查询。一旦温湿度超出范围，即刻启动报警，提醒管理人员及时调整空调的工作设置值或调整机房内的设备分布情况。
5、漏水检测
漏水检测系统分定位和不定位两种。所谓定位
式，就是指可以准确报告具体漏水地点的测漏系统。不定位系统则相反，只能报告发现漏水，但不能指明位置。系统由传感器和控制器组成。控制器监视传感器的状态，发现水情立即将信息上传给监控PC。测漏传感器有线检测和面检测两类，机房内主要采用线检测。线检测使用测漏绳，将水患部位围绕起来，漏水发生后，水接触到检测线发出报警。
6、烟雾报警
烟雾探测器内置微电脑控制，故障自检，能防止漏报误报，输出脉冲电平信号、继电器开关或者开和关信号。当有烟尘进入电离室会破坏烟雾探测器的电场平衡关系，报警电路检测到浓度超过设定的阈值发出报警。
7、视频监控
机房环境监控系统集成了视频监控，图像采用MPEG4视频压缩方式，集多
画面测览、录像回放、视频远传、触发报警、云台控制、设备联动于一体，视频系统还可与其他的输入信号进行联动，视频一旦报警，可同时与其它设备进行联动如双鉴探头、门磁进行录像。
8、门禁监控
门禁系统由控制器、感应式读卡器、电控锁和开门按钮等组成(联网系统外加通讯转换器。读卡方式属于非接触读卡方式，系统对出入人员进行有效监控管理。
9、消防系统
对消防系统的监控主要是消防报警信号、气体喷洒信号的采集，不对消防系统进行控制。
1.3 机房环境监控系统的功能
监视/监控功能：
传统的机房管理采用的是每天定时巡视的制度，比如早晚各一次检查，并且将设备的一些核心运行参数进行人工笔录后存档。这样取得的数据只限于特定时段，工作单调而且耗费人力。而机房环境监控系统实时监控功能可解决此问题。
系统具有通过遥信、遥测、遥控和遥调，所谓“四遥”功能，对整个系统进行集中监控管理，实现少人值守和无人值守的目标。
系统可实时收集各设备的运行参数、工作状态及告警信息。本系统能对智能型和非智能型的设备进行监控，准确的实现遥信、遥调、遥控及遥调等四遥功能。即既能真实的监测被监控现场对象设备的各种工作状态、运行参数，又能根据需要远程地对监控现场对象进行方便的控制操作，还能远程的对具有可配置运行参数的现场对象的参数进行修改。
系统设置各级控制操作权限。如果需要并得到相应授权，系统管理人员可以对系统监控对象、人员权限等进行配置；系统值班操作人员可以对有关设备进行遥控或遥调，以便处理相关事件或调整设备工作状态，确保机房设备等在最佳状态下运行。
告警功能：无论监控系统控制台处于任何界面，均应及时自动提示告警，显示并打.第2章 机房环境集中监控施工组织方案
2.1 工程实施规范
遵循或参照标准： 国家标准：
国家标准《电子计算机机房设计规范》（GB50174-93）国家标准《计算站场地技术要求》（GB2887-89）国家标准《计算站场地安全技术》（GB9361-88）
国家标准《计算机机房用活动地板的技术要求》（GB6650-86）国家标准《电子计算机机房施工及验收规范》（SJ/T30003）国家标准《低压配电设计规范》（GB50054-95）； 国家标准《供配电系统设计规范》（GB50052-95）； 国家标准《建筑设计防火规范》（GB50222-95）
国家标准《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）； 国家标准《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（GB50169-92）；
国家标准《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》GB 50150-91 国家标准《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB 50236-98 行业表准：
《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》CECS72：1995 《建筑防雷》IEC1024-1：1990
《用户终端耐过电压和过电流能力》ITU.TS.K21：1998 《建筑装饰工程施工及验收规范》JGJ 73-91：1991 2.2 施工工艺流程
线缆敷设→各类传感器、探头、电量表等前端采集模块安装、接线→各类信号采集转换模块安装→监控控制主机安装→系统调试验收培训→竣工文档整理。
2.3 导线、电缆规定及穿线技术要求
1)缆线布放前应核对规格、程式、路由及位置与设计规定相符。
2)电缆敷设时应根据设计图上各段线路的长度来选配电缆。避免电缆 接续，当 必须中途接续时应采用接插件。
3)缆线在布放前两端应贴有标签，以表明起始和终端位置，标签书写应清晰、端正和正确。
4)电源线宜与信号线、控制线分开敷设。
5)缆线的布放应平直，不得产生扭绞、打圈等现象，不应受到外力的挤压和损 伤。
6)电缆的弯曲半径应大于电缆直径的15倍。
7)电缆敷设完成后应用万用表检测电缆的屏蔽层与线芯是否绝缘，线芯是否 接地。
2.4 设备安装技术说明
在施工前，应对图纸、现场情况、材料设备的到货情况进行全面了解，具备条件时才可施工，施工中应做好隐蔽工程的施工验收，并做好记录。管线敷设时，建设单位应会同设计、施工单位对管线敷设质量进行随工验收，并填写“隐蔽工程随工验收单”。施工时应配合相关专业。
(一)系统组成
机房监控系统一般由前端探头（温湿度传感器、漏水探头、电量表）、信号采集转换设备（智能设备通信转换模块、串口网桥、开关量采集模块等）、控制主机、监控软件平台、报警系统等部分组成.(二)设备安装
1)烟感传感器安装在机房发热设备比较密集的房顶位置，安装 应牢固，接好温湿度电源线及信号线，用万用表查网线是否完 好及通断；
2)安装漏水感应线探头前要将地面打扫干净，安装漏水感应线要 紧贴地面，在可能出现漏水的地方（如空调排水管等）密布感应线探头，安装漏水控制器及引出线，接漏水系统电源线及信号线，用万用表查网线是否完好及通断。
3)电力传感器安装牢固，美观，接线标准无误。使用ø2.5m㎡的电 线，以及电线的颜色，采用国标点线。分清互感器正负，倍率，确定互感器一端接地良好。不能带电作业，不能没有通过甲方的同意私自断开电源。事情做完注意清扫，清除工作中留下的杂物。
4)信号采集转换设备安装注意电源12V不能接反正负，RS485 线﹢﹣不能接反。输入端COM1接入时232设备时使用RXD、TXD和 GND，3线制。干节点要接2根线，一根是DI0或DI15，另一根接GND,GND为16个DI信号共用。串口9针头要焊牢固，C802串口RXD要与UPS设备的串口TXD相连，串口一端发另一端收，不能错。现场如果通信不上，可以把2、3脚反过来试一下。
2.5 施工中注意的问题
1)设备安装的位置要严格按照技术要求和征得甲方代表同意，做好接线盒的预埋工作，在施工过程中做好测量工作；
2)为了保证信号传输的稳定性，在施工过程中，尽量避免线缆的续接造成的信 号衰减。
3)巡更信息点的安装要牢固。
4)注意电气安全和人身安全。
5)所监控的智能设备要求先安装到位并开机才能调试
第3章 机房动环监控方案设计与功能实现
3.1 主设备配置
嵌入式、免维护；
1U高度机箱，纯铝前面板，钢制带侧通风孔的金属板材机身； 双路宽压、宽频AC220系统电源热备，断电监测报警接口； 1路工作站自主采集通讯RS-232/485.1路以太网转RS-485,DC12V
供电三合一接口；
8路RJ11环境变量、设备状态监测信号输入端口兼传感器供电端口；
4路晶体管控制DC12V输出； 2路磁保持续电器干接点控制输出； 2路DC12V电源输出
3.2 温、湿度监测配置
配置RZ-TH6L温、湿度传感器，每个机房一台；实时采集监测机房各温湿度采集点的温度与相对湿度，当机房内温、湿度超出预警温度值或告警温度值的持续时间超出设定值，即按用户设定策略进行本地报警和手机短信报警；以免过高的温度危及设备安全、信息数据安全甚至成为火灾诱因。
RZ-TH6L数字温湿度传感器技术指标：
量 程：-20℃--85℃，0—100%RH 传感器：进口温湿度一体化探头 精 度：＜±0.5℃(0--50℃)， ＜±3%RH(at 23℃，25—90%R) 长期稳定性：＜0.1℃/5年，＜1%RH /5年 响应时间：小于1S 输 出：RS485 供 电：12VDC 储存环境：-40℃-90℃，0---95%RH(不结露) 精度高、低漂移、响应速度快、 探头抗结露；
前端液晶显示
3.3 UPS联动监控配置
配置UPS整合监测通讯模块，结合厂商通讯协议，定制化实现UPS整合监控，融智9600系统可动态图示反映当前UPS遥测信息量的实时状态，按UPS厂家协议开放情况，一般包括：UPS市电输入电压、UPS市电输入电压最大值、UPS输入电压最小值、UPS输入频率；UPS输出电压、UPS输出电流、UPS输出频率；UPS单相负荷率、总负荷率、UPS输出功率；UPS旁路电压、电流、频率；实时反映当前UPS主要元件工作情况，全面反映UPS各项运行参数的遥测信息；针对异常情况，如市电停电UPS输入掉电、电池充电以及放电量、UPS负载量不平衡等，及时告警，同时记录告警信息，以备查证；实时记录UPS主要监测量的历史数据，并以曲线、报表等方式汇总，以便汇总报表打印，从而形成更为详细机房设备维护记录。
3.4 烟雾探测器配置
配置烟感探测器，当检测到有烟雾时,进行本地报警和手机短信报警,及时通知相关人员对机房做出相应处理，保障中心机房服务器等设备的安全运转。
烟雾探测器技术指标：
工作电压：DC 12 V 静态电流：≤8mA 报警电流：≤35mA
工作温度：－10℃ to +50℃ 环境湿度：≤95%RH 报警输出：继电器常开／常闭 探测灵敏度：Ⅱ、Ⅲ级
3.5 水浸监测配置
针对每个机房的普通空调漏水隐患点，分别配备线式水浸传感器一套，对空调周围进行实时的水浸监测，一旦空调有跑水、管道水漏水等水浸状况发生，系统可立即报警，严禁水浸状况危及机房安全。水浸报警灵敏度可调，即可有效防止误报、频报，又可对必要水浸情况可靠报警。
水浸传感器技术指标：
供电电源： 12-60VDC 灵敏度范围： 档位1 0 – 250KΩ（惰性档） 档位2 0 – 600KΩ（低灵敏档） 档位3 0 – 5MΩ（中灵敏档） 档位4 0 – 50MΩ；（高灵敏档） 输出形式：干接点，常开； 告警输出参数： 阻抗<50Ω， 负载电压：＜60V， 负载电流：＜30mA； 静态电流： <50mA； 告警电流： <70mA；
工作环境：-10 55℃，10~98%RH 变送器尺寸： 95x 37x 52 mm 探测线尺寸： 1-30m
3.6 数字电力监测配置——电力监测
配置RZ-9033D数字三相电力监测仪，实时监测机房内双路市电输入的电压（V）、电流（I）、频率（F）、有功功率（P）等，以数据形式反映当前市电监测量的数据值，实时反映当前市电情况；对于市电各种异常情况，如市电停电、供电公司供电频率不稳定、单相负载量过高等，及时告警。
数字电力监测仪技术指标：
三表法准确测量三相三线制或三相四线制交流电路中的三相电流、三相电压（真有效值）、有功功率、无功功率、功率因数、频率、正反向有功电度、正反向无功电度等电参数。协议、MODBUS-ASCII、MODBUS-RTU。
电磁、光电隔离，电压输入、电流输入及输出三方完全隔离。
三相交流50/60Hz电压、电流。输入频率：45～75Hz。 电压量程（相电压）：10V、20V、50V、60V、100V、200V、250V、300V、400V、500V可选。
电流量程： 1A、2A、3A、5A、10A、20A、（50A、100A、200A、500A、1000A）等可选。
信号处理：16位A/D转换，6通道，每通道均以4KHz速率同步交流采样，模块实时数据为1秒的真有效值（每秒刷新1次）。
过载能力：1.4倍量程输入可正确测量；瞬间(10周波)电流5倍，电压3倍量程不损坏。
测量输出数据：
三相/相电压：Ua、Ub、Uc； 三相电流：Ia、Ib、Ic；
有功功率：P、无功功率：Q、功率因数：PF； 频率：f、各相有功功率：Pa、Pb、Pc； 各相无功功率：Qa、Qb、Qc；正向有功电度，反向有功电度，正向无功电度，反向无功电度。
输出接口：RS-485 二线制 +15KV ESD保护、或RS-232 三线制 +2KV ESD保护。
通讯速率（Bps）：1200、2400、4800、9600、19.2K 通讯协议：多协议，一模块同时有ASCII码格式和十六进制格式LC-02协议，或其他协议可选。
测量精度
电流、电压：0.2级 ； 其它电量：0.5级。 隔离电压输入-输出：1000VDC。电流输入、电压输入、AC电源输入、通讯接口输出之间均相互隔离。 安装方式：开口型高精度互感器、DIN导轨卡装； 工作温度：-20℃～70℃ 相对湿度：-5%～95%不结露
第4章 机房布线图纸概览
随着信息技术的高速发展和普及,计算机系统及通信设备数量迅猛增加,机房(计算机中心、设备间、配线室、基站等)已经成为各类企事业单位业务管理的核心平台;配置了网络设备、计算机服务器及其它通讯设备的机房成为数据交换与存储的重要场所,需要特别的措施加以防护。目前许多机房的管理不得不采用24小时专人值班来定时巡查机房场地设备,这样不仅加重了管理人员的负担,而且往往不能及时排除故障。在这种情况下,任何一个由于环境因素和认为失误造成的意外系统中断和设备损坏都会给企事业单位带来巨大的损失。完善的机房监控应该能够实现从设备运行情况到机柜微环境再到机房整体环境这样多层次的监控。然而,传统机房环境监控是把重点放在对机房整体环境、空调及配电柜的监控上,而忽视了对设备内部和机柜微环境的监控。
IT设备内部的运行环境,例如服务器风扇转速与CPU温度等是最直接、最迅速影响IT设备正常运行的因素。有时候即使机房内空调运转正常,机房整体环境参数值也在预设范围内,但某服务器却因为某种原因导致服务器风扇的转速不正常、CPU过热。若机房管理员得不到这种危险信息,整个系统就会因为该服务器潜在危机没有得到及时处理而意外瘫痪。机房温度过高会造成计算机系统的主要元件及集成电路失灵。统计显示,温度每升高10℃计算机的可靠性就下降25%,磁盘磁带会因为热胀效应造成记录错误。计算机的时钟主频在温度过高或过低时都会降低。
机柜内的微环境是设备正常运行所需要的物理环境。机柜微环境参数最能体现设备所处的实际运行物理环境的情况,所以实现对机柜内微环境的监控也相当重要。机房各个点的环境参数值是不同的,因此机房内整体环境监测的参数不能体现各机柜微环境参数,更不能体现重要设备内部的环境。也就是说,即使机房整体环境参数正常,IT设备所在处的环境也不一定正常。所以说机房的整体环境监控的重要性次于对设备的监控和对机柜内微环境的监控。
针对上述问题,我们提出了利用手机短信进行监控和报警的解决方案。方案以温度传感器为介质,以设备内部和机柜微环境的温度为主要监控指标。本方案强调远程监控和远程报警,利用人人都有的手机作为监控设备,方便实用。应用本方案后,将有助于提高机房的安全预警效率,减低潜在的危险和损失,使机房监控达到无人或少人值守,为机房高效的管理和安全运营提供有力的保证。
2. 系统构成
机房机柜环境温度检测系统主要分成:监控中心层和前端监控层两部分组成,采用IP网络方式来实现对机房机柜温度数据的传输。(见图1)
2.1 网络说明
本系统采用IP网络的传输方式,前端温度传感器将采集机柜内的环境温度传送给温度采集器进行处理,温度采集器将处理后的串行数据传送给终端服务器转换成TCP/IP形式的数据,通过相应的网络传输给监控中心的服务器进行处理和存储,当产生温度告警时,通过无线通信单元以短信的方式发送给相应的负责人进行处理。
2.2 前端监控层
前端监控层需要安装终端服务器、温度采集器和相应数量的温度传感器。在实施时根据温度传感器和温度采集器之间的距离,配置相应数量的温度采集器,为了充分反映机柜内的环境温度,本次设计每台机柜安装1个温度传感器。
终端服务器主要用于将温度采集器采集的温度数据转换成网络信号传输给监控中心服务器进行处理。
2.3 监控中心层
监控中心由安装温度监控终端的计算机和无线通信单元组成,分别用于实现对前端温度告警收集、分析、存储及短信通知功能。
3. 设备介绍
机房机柜环境温度检测系统涉及的设备主要包括:无线通信单元、终端服务器、温度采集器和温度传感器等。
3.1 核心设备介绍
(1)无线通信单元
无线通信单元采用ARM芯片S3C4510B为核心,两片TL16C554A扩展8个数据串口,并配以两块手机模块板和相应的外围电路而组成,其中NPORT板主要实现了在TCP/IP网络与RS232串口之间的数据转发功能,手机模块板主要实现了由串口到GSM网络的通信功能。
(2)终端服务器
终端服务器就是将4个异步串行口转变为1路基于TCP/IP网络数据的通信设备。
(3)温度采集器
温度采集控制器负责采集各采集点的温度实时数据、并进行数据滤波,根据预设参数完成告警判断,所有的数据均可在自带的液晶屏上显示,并通过网络发送到监控终端进行显示。
3.2 辅助设备介绍
(1)温度传感器
温度传感器,主要用于环境温度采集,可通过线缆连接至监控单元,采用单一5V供电。考虑到机柜内空间有限,我们采用了探针式温度传感器,为了更好更真实地反映影响机柜内设备运行的环境温度,温度监测单元部署在了每一个机柜的设备进气方上侧,由螺丝卡扣固定,传输线由卡带沿机柜边缘固定,通过机柜上方的线槽连接到温度采集器。
具体参数为:4-20mA或0-5V输出,测温量程在-200~200℃范围可定制,测温精度小于区0.5℃。
4. 系统功能
机房机柜环境温度检测系统具体功能描述如下:
(1)实时数据显示:在前端机房内安装温度采集器实现对机房机柜内环境温度的实时监控。
(2)自动显示:监控中心自动显示其全部监控对象的工作状态和告警情况,通过菜单等方式可选择显示指定监控对象的工作状态、运行参数、历史数据等详细资料。
(3)告警分为三级:重要告警、次要告警、一般告警;系统发生重要告警时按告警类别、性质,显示告警设备和告警信息,打印告警信息,发布告警寻呼信号,且提供告警帮助。
(4)历史数据和历史告警查询:可查询系统中任何时间段内、任何指定设备、指定现场的报警与系统记录,查询任何级别的报警信息及操作员的确认信息。
(5)参数设置:系统可对运行参数进行设置。在系统参数设置时,监控中心画面将给出提示。
(6)监控系统通过手机短信模块向设置的联系人员发送告警短信、告警数据等重要信息。
(7)配置管理:监控中心具有配置管理功能,用于监控对象和操作人员的建立、增加和删除的管理。
(1)操作管理原则上分为三级:操作员、控制管理员、系统管理员工作;
(2)当操作人员变更时,系统增加、删除某些对象和功能、调整系统各类参数时,均可通过改变系统配置文件完成系统配置管理。
(8)系统维护与自身检查功能管理
(1)各模块均具有在线式自检功能,当模块故障时(局部非灾难性),具有系统模块故障告警功能;
(2)各模块的每一个接口均具备系统屏蔽功能,系统管理员根据需要可随时屏蔽或启动接口的扫描;
(3)系统各模块均具备自恢复功能,且具有远程复位的功能。
(9)安全管理
(1)系统具有完善的操作管理功能,具有不同等级密码,能够限制不同人员的操作范围,经系统确认后方可进入系统进行操作;
(2)所有被监控设备都具有操作记录,包括操作员、设备、时间、内容等,所有记录具有不得删除性和不可更改性;
(3)监控中心具有故障告警及确认记录,故障告警及确认记录内容包括故障设备名称、故障发生时间、故障确认时间、故障确认人、故障排除时间等;
(4)设备操作记录和故障告警及确认记录等资料在计算机硬盘中保存。
(10)统计表打印:系统对记录资料具有查阅、统计功能,并将报表打印出来。
5. 技术特色
机房机柜环境温度检测系统具有以下技术优势:
(1)前端温度采集设备接入能力强,每台采集设备可以接入144个温度传感器;
(2)温度传感器采集精度高,测量范围广;
(3)监控中心具有短信告警功能,可以将告警及时发送到相关负责人;
(4)系统组网方便,扩展能力强;
6. 结束语
目前全大多数企事业单位的机房环境监控范围基本相同,重点放在对机房整体环境、空调及配电柜的监控上,而忽视了对设备内部和机柜微环境的监控。所以本方案在企事业单位具有很广泛的推广性,而且该方案和目前维护管理集中化趋势保持了一致。未来,可将本系统与机房空调、电源等相连,进行数据整合,实现机房微环境的实施监控、告警,针对某一通道、甚至某一机柜的重点降温,用以保证设备安全稳定运行。
通过系统试验和成功应用,我们相信,《机房微环境温度监控报警系统》的推广应用必将为企事业单位的维护管理集中化、创建节约型社会作出贡献。
摘要：针对企事业单位计算机机房温度集中监控进行了理论方面的研究及实际机房的部署实施。采用先进的温度采集、监测设备,及时准确地采集机柜内的温度变化,并通过网络将数据传输至监控中心,及时对数据加以整理分析,实现了数据的实时采集、实时更新。本系统具有易于扩充、易于维护、界面友好、操作简单、适用于不同地点远程访问等优点。
关键词：监控,微环境,温度,短信报警
参考文献
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关键词：软件测评机房；ZigBee；智能监控；系统设计
中图分类号： TH82 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）20-111-2
0 引言
软件测评实验室机房中存放有大量的电子测试设备，对温度和湿度环境提出了较高的要求，在实际工作过程中有时会因为暖气漏水或起火未能及时发现而导致设备损坏，因此构建能够24小时实时对实验室机房环境进行监控，并可以对机房温湿度进行调节的智能监控系统是实验室管理的必然趋势。
1 智能监控系统主要功能
该实验室环境智能监控系统基于ZigBee构建，可以实时检测和记录软件测评实验室机房的温度、湿度信息，根据设定值通过控制机房内的空调和加湿器对机房温度和湿度进行调节，当检测到温度或湿度超出阀值后进行告警，同时将机房的温湿度信息和告警信息实时发送到值班室。
2 系统组成和工作原理
2.1 系统组成
环境智能监控系统包括综合控制计算机1台、ZigBee集控中心设备1个、监控终端设备3个。集控中心模块与综合控制计算机放置在值班室，监控终端放置在实验室机房。监控终端通过ZigBee与集控中心模块建立无线连接，集控中心模块通过串口实时将监控到的温湿度信息发送给综合控制计算机以便信息显示和告警。
2.2 工作原理
集控中心模块通过串口与综合控制计算机连接，通过ZigBee无线网络与监控终端模块组成局域网。集控中心模块接收各个监控终端采集的数据并通过串口发送给综合控制计算机，从综合控制计算机接收控制指令和设置数据发送给监控终端。
监控终端模块负责机房温湿度监控，通过温度传感器和湿度传感器实时监测机房中的温湿度信息，一旦发现温湿度达到调节值则打开空调或加湿器。发现温湿度超过告警值则进行告警，并将温湿度信息和告警信息通过集控中心模块发送给综合控制计算机。
3 系统设计
3.1 系统硬件选择
综合控制计算机采用1台具有RS232的串口的台式机，集控中心设备采用ZigBee无线开发套件，监控终端设备由ZigBee无线开发套件、红外控制器、温度和湿度传感器、告警单元组成。
3.1.1 ZigBee开发板选择
系统中ZigBee网络（监控终端和ZigBee集控中心模块）采用TELESKY的C2430 ZigBee无线开发套件，其采用的是TI公司的CC2430处理器，单个芯片上结合了微控制器和射频电路。该开发板板载了Nokia5110液晶模块和SP3232串口通讯芯片，还扩展了6个可编程按键，能够满足本次系统设计的要求。在无障碍物的情况下，ZigBee设备的传输距离为l00m，障碍物时的可靠传输距离为30m。
3.1.2 温湿度传感器选择
温湿度传感器采用TELESKY的DHT11温湿度模块。该模块采用DHT11传感器，可以检测湿度范围20%-95%（0°-50°范围），检测温度范围0°-50°。
3.1.3 红外遥控选择
红外控制模块采用飞思的FS_IRC红外学习模块，该模块可以学习空调和加湿器的遥控指令，可以通过串口操作发出控制指令，该模块提供了全频段支持，理论值为10K～100K，已经完美覆盖36K～42K的常用频段。
3.2 硬件系统设计
系统中监控终端由TELESKY的C2430 ZigBee 无线开发套件、红外控制器、温度和湿度传感器、告警单元组成。该无线开发套件已内置扩展6个可编程按键、1个液晶模块和1个RS232串口，可以直接编程使用。只需将蜂鸣器和温湿度传感器连接到IO端口、红外控制模块连接到串口端口即可，极大的方便了系统硬件的设计和开发，原理图见图1。
ZigBee集控中心直接使用开发板的ZigBee模块与监控终端通信，通过开发板内置的串口与综合控制计算机连接，无须扩展其他硬件模块。
3.3 软件设计
3.3.1 监控终端软件设计
监控终端软件包括温湿度数据采集、温度/湿度调节、数据发送、告警、参数数据接收、按键设置、数据显示等功能，软件主要功能流程图见图2。
监控终端开机后，软件自动上电启动，系统通过温湿度采集传感器以每秒一次周期采集当前机房的温湿度信息，通过ZigBee开发板中的CC2430处理器进行判断处理，当温湿度超过预设的调节阀值时，监控终端通过红外控制模块发出遥控指令，控制空调和加湿器的启动和停止，当温湿度超过预设的告警阀值时，监控终端通过报警器发出蜂鸣告警音，同时向集控中心发出告警信息。
系统还可以通过ZigBee接收综合控制计算机发送的参数设置数据，更改温湿度告警和调节参数值，也可以由用户通过控制按键对监控终端进行参数设置和告警消音等操作。
3.3.2 ZigBee集控中心软件设计
集控中心软件功能包括ZigBee数据接收转发、Com接口数据接收转发。集控中心开机后，软件自动上电启动，对ZigBee无线网络端口和串口端口进行初始化。软件循环接收监控终端发送的温湿度数据和告警数据，通过串口转发给综合控制计算机。接收综合控制计算机发送的参数设置数据，通过ZigBee转发给各个监控终端。
3.3.3 综合控制计算机软件设计
综合控制计算机软件包括串口数据收发、数据存储显示、历史数据查询、参数设置、告警处理等功能。
软件接收到温湿度信息报文后，解析数据保存到数据库并实时在软件界面显示，并将各个监控终端采集的数据以折线图形式显示。当收到监控终端发送的告警报文后，启动连接在计算机上的报警器进行异常告警。
用户可以通过历史数据查询功能查询显示历史温湿度数据，可以通过参数设置功能对各个监控模块的参数进行设置。
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图3 综合控制计算机软件界面
4 结束语
本系统是利用ZigBee无线传感网的一个基本的应用，通过该系统可以实现24小时对软件评测实验室机房内温湿度的实时监控和记录，可以减轻实验室管理员对机房温湿度进行记录的工作量，同时系统还可以根据机房内的温度和湿度变化情况实时进行温湿度进行调节和异常告警，及早发现机房因为漏水、起火等原因导致的意外情况，最大限度减小损失。采用无线传感网络克服了传统监控系统布线复杂的缺点。该系统在设备库房、档案室等环境监控领域有着十分广阔的应用前景。
参 考 文 献
[1] 凌志浩，吴勤勤.ZigBee无线通信技术及其应用探讨[J].自动化仪表，2005，26（6）：5-9.
[2] 王小强，欧阳骏，黄宁琳.ZigBee无线传感器网络设计与实现[M].化学工业出版社，2012.
在信息化的时代，构成网络核心的许多关键设备对运行环境有着十分严格的要求，因而必须按国家相关标准和具体需要建立包含供配电、UPS、空调、消防、保安、漏水检测等环境保障设备的机房系统。
以力控软件为核心的机房控制系统通常可以完成以下项目监测：
环境监测：对计算机房的温度、湿度、压差，漏水情况的实时监测需求；
设备监测：最重要的系统为供配电质量监测、UPS电源监测、机房空调和新风机的监测；
网络设备：对工业交换机和SNMP网管协议设备的监测；
安全管理：门禁管理、视频监控、消防报警系统、无人值守机房的防盗监测；
报警管理：E-mail电子邮件、短信息、电话、语音，声光报警；
SNMP代理：具备SNMP的代理服务功能，将动力环境部分纳入到网络管理中。
典型应用：上海大众机房监控项目
该项目包括中心机房及下属汽车二厂、三厂及发动机厂共计8个机房的所有视频、空调、UPS、门禁、漏水等设备的实时监控，系统采用9套力控软件构成了分布式系统，完成了公司级监控系统，实现了数据的分布式采集、集中监控，以力控为核心的监控系统完成了对机房环境参数和设备状态的实时监控、历史数据查询、机房进出人员管理、自动拨打语音报警电话等众多功能。
该项目机房众多、设备繁杂、位置分散，项目中涉及到将近10多种设备通讯程序的开发，三维力控的本地化的服务保证了项目的顺利实施。
产品采用专用温度补偿电路和线性化处理电路。传感器性能可靠，使用寿命长，响应速度快。技术参数：
准确度 湿度：±3％RH(5%RH～95％RH,25℃)温度：±0.5℃(0℃～50℃)工作温度-10℃～60℃ 长期稳定性 湿度:<1%RH/y 温度:<0.1℃/y
响应时间<15s（1m/s风速）频率输出型 占空比50％方波，输出端通过1000Ω上拉到5V电平
1kHz～2kHz对应0％RH～100％RH 1kHz～1.5kHz对应0℃～50℃ 电流输出型4～20mA 网络输出型RS485/RS232 电压输出型0～5V 负载能力 电压输出型:输出阻抗≤250Ω 电流输出型：≤500Ω
机房拥有大量设备，是重点防火部门，全体工作人员必须认真贯彻“以防为主，防消结合”的方针，结合本单位实际，特制定本防火制度。
一、全体人员应有高度的防火意识，禁止在机房内存放易燃易爆物品，禁止在机房内吸烟或使用明火。
二、消防器材由专人负责保管，定期检查消防器材，未经许可，禁止擅自移动。
三、每十天进行一次电源开关、电器和线路的检查，发现故障、老化、破损、绝缘不良等不安全因素，必须及时报修，并做好记录备案，消除安全隐患。
四、所有技术人员应掌握消防灭火知识，发现火情要立即报告，并及时采取措施，尽最大努力保护人员和设备的安全。
五、机房内的电源和插座为机房设备专用，非机房设备不得使用机房电源。
六、未经许可不得在室内私自乱拉电源线，未经许可不得拆卸计算机辅助设施及电源线。
七、机房内不得随意用水，在夏季空调开放期间，应经常检查空调冷凝水管和窗户，以防止水流入机房。
机房的环境设备(动力电源、网络设备、消防综合监测设备、视频监视设备、安防设备、预警设备、报警设备等)时刻运行正常才能保证网络环境中用户的正常工作。一旦机房环境设备出现故障,可能会造成数据传送中断、数据丢失、网络长时间瘫痪、服务器闲置等网络问题。因此,确保网络环境设备及系统主机的自动监视和有效管理是保障网络环境中设备工作正常运行的重要措施。
机房动力环境监控系统实现了设备供电、UPS、空调、温湿度、漏水、门禁、消防等方面的监控管理,主要通过视频监控、数据采集、智能控制技术,对机房环境、设备进行实时监测。通过异常告警、短信提示告警、数据查询、远程管理等手段实现信息集中存放、统一管理的目的。现代机房动力环境监控系统能快速发现机房环境和设备出现的异常情况,通过数据分析、视频回放、历史数据查询等功能追踪事故发生的原因和地点,有效改进了传统的人工被动监控和排除故障的方式,为实现机房环境设备的正常运行提供了有力保障。
1动力环境监控系统概述
1.1系统概述
现代的机房动力环境监控系统是基于TCP/IP网络、RS232/RS485总线、MICROSOFTSQLSEVER技术等实现的对网络机房内的动力环境设备的有效智能监控。系统采用分布式计算技术,支持多个机房联网集中监控。根据构成网络机房的设备组成,系统可以分为:动力系统(发电机组、组合电源、UPS、电池、开关等)、环境系统(精密空调、泄漏、温度、湿度、新风机等)、消防系统(消防控制器、烟感探测器、温感探测 器、其它消防 设备)、安防系统(门禁、闭路监控、报警探头、其它保安设备)、网络设备监控系统(路由器、交换机、主机、服务器、其它通讯设备)。根据系统的整体构成,系统可以分为:系统服务端、系统客户端、系统组态设计平台、硬件监控系统。具体如图1所示。
动力机房所有硬件设备运行状况的监控,由机房环境监控系统的各个相应子系统完成,如UPS电源、配电机柜等设备的监控工作由配电监控子系统实现,机房环境的温湿度是否适合机房设备的正常运行,由温湿度监控子系统和漏水监控子系统等完成。因此,动力环境监控系统从软件方面可以分为配电监控、空调监控、漏水监控、消防监控、入侵报警监控和温湿度监控子系统。
1.2动力环境监控系统发展历程
核心机房技术从20世纪80年代开始建立雏形,在21世纪得到了快速发展。1992年,由邮电部设计院与广 州市电信局合作研究并且试验成功的“广州市长途枢纽楼通信集中监控系统”是我国第一个成功的应用实例[1]。1996年1月,邮电部发布的第[1996]105号文件及通信局电源系统总技术要求(暂行规定)明确指出,通信机房环境和内部设备应当实现集中监控,逐步实现少人、无人值守,并且把集中监控列为必不可少的部分[2,3]。
早期的监控系统主要以“集中监控、统一告警”为主要工作目的,强调数据采集的实时性和传输的时效性,要求“能够发现告警、通知告警”即可,侧重于维护层面,对于数据分析和挖掘要求不高;在系统架构上,表现为全网独立组网、单服务器和数据库,未部署其余外部网络接口及其应用;在数据组织的逻辑层次上,也只有数据采集层和数据处理层[4]。在机房环境监控发 展的10年间,大致有3个主要发展阶段:
(1)动力环境监控技术发展初期。该阶段主要采用干接点方式,即通过通信设备的网管系统监控数据的处理与传输。由于当时机房规模较小,技术落后,监控参数较少,有些设备厂家只能提供设备运行状态的监控,另一些集成商则根据用户某一方面的需求,实现几个设备监控的简单集成。
(2)动力环境监控技术发展中期。为满足对机房整体监控的需求,该阶段已经可以实现遥感、遥控、遥测等功能。该阶段的监控软件开发和应用逐渐成熟,能够实现通过数据分析掌握监控对象的运行状态。
(3)动力环境监控技术发展成熟阶段。由于网络技术的快速发展,采用轮询方式的数据处理技术已不能满足较大机房和多点机房的集中监控要求。此时,基于IP技术的智能化嵌入式监控系统很好地解决了这一难题。该技术在系统优化设计的基础上,采用告警事件主动上报机制代替被动轮询机制。数据采集利用智能化设备,以减轻数据处理工作量,提高系统稳定性。另外在数据库设计、告警机制、报表处理等方面也有很大改进,为后期进一步走向智能化提供了有力保证。
2动力环境监控系统对信息化发展的重要性
网络建设的飞速发展,使各个部门之间形成大量数据传输,因此各个行业均开始建设大规模的数据中心机房,对数据的处理和存储进行集中管理,以提高稳定性并有效降低运行及维护成本。中心机房采用高速网络与各个办公点相连通,使整个数据群体形成一个强大的机房群,进一步提高了设备的使用效能,并使建设统一的容灾备份成为可能。
传统的机房维护工作主要靠工作人员值班看护,发现问题后迅速报告处理,这种方式有很大的局限性。首先,能否及时发现机房设备工作过程中的问题与值班人员的知识水平及能力有很大关系;其次,能否在设备出现故障的第一时间发现问题,这又和值 班人员与 用户的配 合有关;第三,机房设备工作时间是365(天)×24(小时),如果采用人工值班的方式监控设备,在人员配置方面势必是一种消耗。为避免以上 局限性,保证信息 化的正常 迅速发展,核心机房中采用动力环境监控系统代替人工方式监控网络设备,实时地对机 房环境设 备运行参 数进行采 集输出,同时实现对多个机房设备的统一监控与管理,以减轻机房维护人员的工作负担,全面提高整个机房环境监控系统运行的可靠性、稳定性、兼容性和可扩展性,由此实现机房的科学管理,真正做到无人值守机房[5]。
3动力环境监控系统功能
3.1传感器监控
传感器监控即利用动力环境监控系统中的传感器设备,对机房环境中的温湿度、漏水、烟雾、明火、电压等进行监控,以保证机房设备工作环境中的相关参数值保持在设备正常工作范围内。
3.2智能设备监控
现代的动力环境监控系统中,某些设备本身也采用了智能化的管理监控。如UPS机组的输入输出电压、旁路电流电压等参数监 测具体根 据UPS本身的通 信协议而定[6]。机房动力环境监控系统中的精密空调监控、智能配电机柜监控、发电机组、直流屏、STS切换柜等也是利用这些设备本身的通信协议开发出相应的监控功能对这些设备进行监控。
3.3软件功能
机房动力环境监控系统根据与硬件环境的关系以及工作原理,可以将系统分为以下软件模块:通讯管理、设备管理、数据管理、控制管 理、安全管理、配 置管理、报警 管理、报表管理、远程管理、运维管理、专家诊断库、双机备份管理。
通讯管理模块由多功能控制器组成,完成网络与监控主机进行通信,它是监控模块与监控主机的通信桥梁。一个多功能数据控制器提供多路RS232或RS485/RS422接口,其中一个RS485接口可以连接多个监控模块[7];数据管理模块包括实时数据管理、历史数据管理、数据备份、历史数据库维护等;配置管理主要包括系统参数配置、监控对象参数配置、远程管理 和系统数 据库配置 以及备份 恢复;报表管理是系统将产生的历史数据、操作记录、事件日志生成各种报表进行管理。根据生成的报表,可以查看报警发生的时间、等级、名称、编号,以及发生报警时的变量值及原因分析和处理方法等信息。
4动力环境监控系统应用现状与国内外研究动态
4.1国内外研究动态
随着信息化的发展越来越受到重视,机房环境监控系统已成为近几年国内外研究的热门课题。1997年1月,首届基于Internet的机房环境监控诊断工作会议由斯坦福大学和麻省理工学院联合主办,来自30个公司和研究机构的50多位代表到会。会议主要讨论了有关机房环境监控系统开放式体系、诊断信息规程、传输协议及对用户的合法限制等议题,并对未来的技术发展作出了展望。由斯坦福大学和麻省理工学院合作开发基于Internet的下一代机房环境监控诊 断示范系 统,这项工作 同时得到 了Sun、HP、Boeing、Inter、Ford等12家大公司的通力配合,之后这些公司共 同推出了 一个实验 性的系统Testbed。Testbed采用嵌入 式Web组网、实时Java和BayesianNet,初步形成在Internet范围内的信息监控和诊断推理。另外,许多国际 组织MIMOSA(MachineInformationManagementOpenSystemAlliance)、SMFPT(SocietyforMachineryFailurePreventionTechnology)、COMADEM(ConditionMonitionanEngineeringManagement)等,也纷纷通过网 络进行设备监控、故障诊断咨询及技术推广工作,并制定了一些信息交换格式与标准[8]。
4.2我国机房动力环境监控系统研究及应用现状
国内对机房环境监控技术也开展了积极研究。如西安交通大学研制的计算机状态监测及故障诊断系统RMMD、华中科技大学 开发的机 房温湿度 监测和诊 断系统KBGMD、哈尔滨工业大学的微机化机组状态监视与故障诊断专家系统MMMDES等[5]。同时国内外许多通信行业的厂商相 继推出了 各种监控 系统,如中兴公 司的ZXM10动力设备及环境集中监控系统、中达公司的PECS动力环境监控系统,监控接入技术逐步从初期的干接点方式[9]发展到目前的模拟量监控与视频监控,实现了数据采集、协议解析、告警触发处理、监控界面显示等多项功能。
经过近10年的发展,动力环境集中监控系统的建设已具有一定规模,以中国移 动为例,中心机房 监控率为93.44%,VIP基站监控率为95.84%,普通基站监控率为76.95%[10]。在其它领域和行业,动力环境监控系统的基本应用已全部实施,很多单位的动力环境监控系统处于中级应用水平,高级应用正在逐步探索与完善当中。
4.3文献调查情况
在过去10年内,不同领域的学者也在积极开展动力环境监控研究。以发表论文为例,近10年,我国有关动力环境监控的论文数量逐年上升,涉及领域也在不断扩大,说明动力环境监控已成为学者研究的一个重要内容,并且在越来越多的行业得到应用。2006年至今,以“动力环境监控”为主题的论文在百万论文中所占比例情况如图2所示。
在文献检索过程中,论文中的关键词、被引用的频率也有所变化,图3是2006年至今,以“动力环境监控”为关键词的论文中的热词统计情况。
由这些热词的内容和被引用次数可以看出,目前我国有关“动力环境监控”的研究已涉及监控系统构成、监控对象、应用领域、通信协议、数据管理等内容,说明我国目前对“动力环境监控”的研究正趋于完善和成熟。
2010年至今,被万方数据库收录的有关“动力环境监控”的论文有237篇,其中期刊 论文170篇,占总数的72%;学位论文54篇,占总数的23%;会议文件13篇,占总数的5%。具体情况如图4所示。
由图4可以看出,近5年有关“动力环境监控”的论文数量基本持平,说明国内对“动力环境监控”的研究仍然是通信领域的热门话题,但是学位论文数量逐渐减少,其原因主要是2010年之后,国内高校的动力环境监控系统逐渐建成并处于应用阶段。随着计算机和通信技术的飞速发展,越来越多的智能化设备会进入机房,这要求我们在现有基础上不断完善和拓展,及早实现动力环境监控系统的高级应用。
5结语
我国动力环境监控系统已日趋成熟,并在很多行业得到应用,其能很好地实现网络设备的集中管理,对提高所处应用行业的工作效率有显著成效。现阶段我国主要采用分布式监控结构设计,该设计具有可靠性高、灵活性好、扩展性强等特点。
关键词：电视台；中心机房；集中监控
电视台的一个重要部门就是中心机房，它担负着播出节目的重要任务，所谓“播出无小事”。安全优质的播出电视节目是至关重要的，这代表了一个电视台的形象，因此，要求在播出岗位上工作的同志在具有较强责任意识和政治意识的基础上，还应有较高的业务素质，以及处理事故和应急的能力。就目前来看，存在着很多问题的：首先，图纸仅标注了线号的相对位置，往往与实际的位置存在很大差别；其次，许多大型设备的接线非常密集，线号容易被遮挡，不便进行查看；最后，在频道多而值班人员少的情况下，全面监听或监看基本是不可能的，这样就不容易发现和消除故障。现对中心机房集中监控措施进行了改进，主要包括以下几个方面：
一、集中监控的设备应符合一定的要求
1.网络化
每个设备都应该连接网络、可以寻找网址，在当今的网络化时代，一些设备生产厂都注意到了这个问题，但是广播电视台的许多使用人员在选择设备时却往往对其忽视了，只注重设备其他方面的技术特性，导致在进行监控时，一些设备成了“盲点”。
2.具备开放协议
这也是非常重要的，一些设备虽然可以连接网络，但是因为具有特殊的网络协议，所以不能和其他的设备在一个网络中共同进
行监控和管理。这就需要我们制订统一的标准，使用人员和生产厂家应共同努力，只有确保具有二次开发性的开放协议的存在，才能充分发挥硬件的作用。
3.硬件的模块化以及软件化
我们所使用的硬件大都性能优越、功能强大，但是它往往是独立的，其设置以及运行状况也只有生产厂家的专门仪器才可以了
解，这样的硬件可操作性比较差，但是我们所需要的是设置灵活并且容易进行操作的硬件系统。
二、采用智能化监控的方法
1.应能够对当前正在使用的信号流程进行准确的判断，在我们的系统中存在的信号流向一般有好几十路，它应该能够检测当前正在使用的那一路，并且做好将要使用的下一路信号流向的预警，即它的工作密切联系着播出工作。
2.日志功能非常完善，能够对设备提供的相关信息进行记录、归类和存档，从而方便用户进行分析，如记录信号质量以及设备或信号出现错误时的信息。
3.具有一定的智能调度，在播出系统中一般都会有很多应急备份的设计，在主线路发生故障的情况下，它会向用户自动建议一定的应急方案，从而能够有效帮助值班人员进行故障排除。
三、建立完善机房监控系统防破坏预警机制
设置预警机制的目的是为了在危害或故障出现以前，工作人员能够迅速接到相关的危机报告，及时赶到现场，对危机进行有效的处理，从而避免发生事故。中心机房的集中监控如果要建立预警机制的话，首先，应使用灵活的阀值来设置各种侦测，从而及时发现各种潜在危机；其次，通过设置有效的预警机制，确保无论何时相关人员都能快速收到警讯；再次，对预警流程进行全面设置，从而保证不同的工作人员可以在不同时间接收到程度不同的警讯。这样就可以确保在危机出现时，能够迅速把信息传送给相关的人员，从而有效地处理危机，实现预警机制的真正作用，在最大程度上保护系统的正常运行。
四、提高机房工作人员的自身素质
电视台播出中心机房的值机人员应发挥自己的主观能动性，提高自身的素质，将平时的监听监看工作认真做好，及时观察机房内相关的电流电压表等，并认真做好记录。同时值机人员应主动加强业务知识的学习，以便在出现突发故障时能够冷静判断，准确定位发生故障的部位。并且能够准确操作设备，使其发挥最大性能，对系统的相关技术指标进行定期检测，确保各系统的运行稳定良好，从而“安全、准确、正点、及时”地播出电视节目。
参考文献：
［1］刘俊丽.关于广播电视台播出机房安全措施的探讨［J］.科技传播，2010（16）.
［2］唐凡富.中心机房安全播出的应急系统［J］.广播与电视技术，2004（31）.
［3］黄琣，陈浩.基于B/S的电视台播控中心机房管理信息系统［J］.电视技术，2009（23）.
［4］耿新.关于电视台播出中心机房集中监控的思考［J］.中国有线电视，2005（18）.
（作者单位 江苏省海安县广播电视局技术部）
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