環(huán)境監(jiān)控方案

1、目 錄第一章、 前言21.1. 背景2第二章、 中心機房環(huán)境監(jiān)控需求4第三章、 解決方案53.1. 整體方案設計53.1系統(tǒng)結構53.2. 機房監(jiān)控功能詳細設計83.3. 方案設計說明8 整體設計說明93.4. 系統(tǒng)各功能模塊解決方案9 配電系統(tǒng)監(jiān)測9 環(huán)境系統(tǒng)檢測103.5. 監(jiān)控主機113.6. 機房環(huán)境監(jiān)控13第一章、 前言1.1. 背景隨著現代化進程的推進，各行業(yè)對各類信息系統(tǒng)的依賴性日益提高，計算機系統(tǒng)已成為業(yè)務系統(tǒng)的重要組成部分，其數量與日俱增，配套的環(huán)境設備也日益增多。機房的環(huán)境設備（供配電、UPS、空調、消防、保安等）為計算機系統(tǒng)提供正常的運行環(huán)境。一旦機房環(huán)境設備出現故障，就

2、會影響計算機系統(tǒng)運行，對數據傳輸、存儲及系統(tǒng)運行的可靠性構成威脅，如事故嚴重又不能及時處理，就可能損壞硬件設備，造成嚴重后果。對于政府企業(yè)中心系統(tǒng)這樣需要實時數據處理的單位，機房管理尤為重要，一旦系統(tǒng)故障，造成的經濟損失不可估量。目前許多機房的管理人員不得不采用 24 小時專人值班，定時巡查機房環(huán)境設備，這樣不僅加重了管理人員的負擔，而且更多的時候，安全隱患不能及時排除。目前國內普遍缺乏機房環(huán)境設備的專業(yè)管理人員，在許多地方的機房不得不安排軟件人員或者不太懂機房設備管理甚至根本不懂機房設備維護的人員值班，這對機房的安全運行無疑是一個不利因素。為了保證企業(yè)管理系統(tǒng)機房各種服務器的正常運行，服務器

3、、網絡設備及UPS供電系統(tǒng)的正常運行是系統(tǒng)正常運行的必備條件，機房的管理人員對供電情況較難管理，UPS、發(fā)電機組及供配電設備的供電運行情況主要通過巡檢方式。運維人員的工作量巨大。此外，網絡規(guī)模大，設備數量多、種類復雜，由于沒有有效的監(jiān)控和故障診斷工具，無法有效劃分管理職責。對于機房運維有效及科學的管理，提高客戶服務質量等方面都會造成一定的影響。正是為了解決上述問題，廣州網控通信科技有限公司成功地推出了GNC機房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，對機房的各種環(huán)境設備實現了全方位的統(tǒng)一集中監(jiān)控管理，提供美觀友好的監(jiān)控畫面，發(fā)現異常即可通過網絡，現場聲光報警，手機短信和語音電話系統(tǒng)實現自動遠程報警，確保系統(tǒng)的可靠運行。

4、減輕了機房維護人員負擔，提高了系統(tǒng)的可靠性，實現了機房的科學管理。本系統(tǒng)可監(jiān)控用戶網絡中所有UPS電源，機房環(huán)境系統(tǒng)，供配電系統(tǒng)，空調系統(tǒng)，防雷系統(tǒng)等，適用于網絡規(guī)模大，用戶數量多，分布較廣的用戶使用。實現對整個系統(tǒng)內機房動力環(huán)境等狀態(tài)信息進行實時監(jiān)控及集中統(tǒng)一管理。真正做到機房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)管理的實時化，智能化、網絡化；使用戶實現方便，安全，可靠，準確，無人值守的動力環(huán)境監(jiān)控管理。第二章、 中心機房環(huán)境監(jiān)控需求目前，四平市交警考試中心與辦證大廳弱電工程管理中心機房的基本情況如下：服務器機房A：機房面積60左右；機房空調2臺；UPS供電設備1臺；配電柜2個?，F需對各以上各功能機房的環(huán)境進行集

5、中監(jiān)控管理，環(huán)境監(jiān)控管理工作主要突出表現在：機房內溫濕度情況方面；監(jiān)控目標ü 實時監(jiān)測各機房內環(huán)境量變化（環(huán)境溫度），溫度過高實時報警。第三章、 解決方案3.1. 整體方案設計在介紹總體方案之前首先先講一下GNC網絡監(jiān)控系統(tǒng)的結構。以此更深入的了解我們的解決方案。3.1系統(tǒng)結構依據四平市交警考試中心與辦證大廳弱電工程管理中心機房動力環(huán)境監(jiān)控的要求，我們采用的GNC網絡監(jiān)控系統(tǒng)設計為多級結構，系統(tǒng)結構分為：監(jiān)控中心以及各個前端機房管理站（SU既需要監(jiān)控的中心機房）兩大部分組成。系統(tǒng)的結構如下圖所示：第一部分：監(jiān)控中心監(jiān)控中心主要由監(jiān)控管理系統(tǒng)軟件和監(jiān)控管理服務器組成，監(jiān)控管理系統(tǒng)軟件分

6、幾個功能模塊，如監(jiān)控中心管理軟件、門禁管理系統(tǒng)模塊、視頻管理系統(tǒng)模塊、組態(tài)圖編輯模塊、電話語音報警模塊、短信報警模塊等組成。監(jiān)控管理系統(tǒng)軟件將采集到的所有的實時數據進行集中管理并實時報警，對各類報警內容統(tǒng)一作出響應。 監(jiān)控中心管理軟件與各機房內監(jiān)控主機之間通過網絡連接，采用主從方式通過TCP/IP通訊協議相互通訊，取得各設備的實時數據，為保障系統(tǒng)實時性，系統(tǒng)采用多線程方式，同時與各端口的設備通訊，便于對事件的即時響應。 監(jiān)控中心管理軟件采用完全圖形化的用戶界面，可以有組織地管理機房各種設備。監(jiān)控中心機房還可采用了主備監(jiān)控服務器的方式 ，各遠程機房的GNC監(jiān)控主機可以將報警信息、參數、實時監(jiān)測數

7、據分布存儲于主備服務器中。第二部分：前端機房管理站（SU）前端機房管理站（SU）由安裝于各前端機房的監(jiān)控主機和各類采集模塊組成，以實現各機房（機房可視為SU）不同監(jiān)控功能的要求。監(jiān)控主機采用廣州網控通信科技有限公司設計開發(fā)的新型現場監(jiān)控單元GNC-M系列網絡監(jiān)控主機、GNC-AM智能設備監(jiān)控器、GNC-UPSM 監(jiān)控器、GNC-ICT門禁控制器。這些設備是采用嵌入式系統(tǒng)，能夠將各采集信息處理后通過標準的接口上行傳送到監(jiān)控中心。并能夠提供各種數字量的輸入、輸出，模擬量的輸入，同時具有很大的擴展?jié)摿?。通過GNC-M系列網絡監(jiān)控主機連接各環(huán)境量的采集器，如GNC-HTHM溫濕度變送器、GNC-HEM

8、電量監(jiān)測儀，GNC-HIN通用輸入模塊采集各類環(huán)境溫濕度數據；各類電壓、電流數據；各類開關狀態(tài)數據等；通過GNC-HIN通用輸入模塊接入各漏水、煙感、門磁、紅外等采集探測器可實現對漏水系統(tǒng)監(jiān)測，消防煙霧報警監(jiān)測；安防系統(tǒng)監(jiān)測等；通過GNC-AM智能設備監(jiān)控器和GNC-UPSM監(jiān)控器可完成開關電源、整流電源、電話線纜自動充氣機等智能設備各類監(jiān)控量數據的采集，并把這些監(jiān)測數據上行傳送給監(jiān)控中心。GNC-M系列監(jiān)控主機等各類監(jiān)控主機通過IP網絡將接收監(jiān)控中心下行傳過來的控制命令。此外， GNC監(jiān)控主機還可以存儲本站的監(jiān)控信息，即使監(jiān)控網絡故障或崩潰，所有的報警信息、實時記錄及歷史數據依然存儲于分控站

9、的監(jiān)控主機內，對分析故障的起因提供了保障。并且由于采用了監(jiān)控主機，確保了系統(tǒng)的擴容性，今后的擴充設備監(jiān)控，只要增加相應的GNC監(jiān)控設備，就可集成監(jiān)控。針對于本監(jiān)控系統(tǒng)對機房各類監(jiān)測量的需求，整個系統(tǒng)的解決方案如下：根據整個系統(tǒng)的設計架構，機房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)全部采用GNC網絡監(jiān)控系統(tǒng)的架構進行建設。機房集中監(jiān)控的基本的拓撲結構如下；（1） 機房監(jiān)控前端（SU），使用1臺GNC-M系列網絡監(jiān)控設備進行環(huán)境動力的監(jiān)控，GNC-MIII監(jiān)控主機基于IP網絡進行數據傳輸，可連接多個漏水傳感器、紅外探測器和煙霧傳感器，對機房內的漏水情況、安防情況和消防報警情況進行監(jiān)測；使用現場總線采集控制技術，通過標準的M

10、ODBUS協議可以與32個測控模塊連接，實現溫濕度監(jiān)測，市電電壓的監(jiān)測。而且可以通過連接GNC-KM電源控制器實施相關的自動或聯動控制動作，如安防報警時自動打開燈光，視頻錄像等。（2） 在機房前端（SU），使用GNC-UPSM UPS監(jiān)控器，可對不同型號的UPS運行情況進行監(jiān)控，此設備可直接與UPS的串口相連，通過廠家提供的通訊協議，就可以實現對其設備進行監(jiān)控和管理，根據協議的不同可實現對UPS總輸入輸出情況；運行旁路情況；蓄電池剩余時間；UPS主要運行故障狀態(tài)等信息。再通過GNC-UPSM以IP的方式將相應的測控信息傳送至監(jiān)控中心，以實現集中統(tǒng)一監(jiān)控。（3） 在機房監(jiān)控的前端（SU）使用GN

11、C-ICT系列門禁控制器對需控制的門進行控制和管理。將每個門的出入情況及相關的信息以IP的方式傳送到監(jiān)控中心，統(tǒng)一管理。（4） 機房前端（SU），使用GNC-AM 智能設備監(jiān)控器，可對不同型號的空調運行情況進行監(jiān)控，此設備可直接與空調智能卡的串口相連，通過廠家提供的通訊協議，就可以實現對空調設備進行監(jiān)控和管理，再通過GNC-AM以IP的方式將相應的測控信息傳送至監(jiān)控中心，以實現集中統(tǒng)一監(jiān)控。（5） 在監(jiān)控中心使用GNC-Manager中心監(jiān)控軟件，軟件包主體是以環(huán)境監(jiān)控及告警聯動處理為主的，支持組態(tài)圖的顯示、編輯，有不同的安全權限，可以詳細的記錄數據，可以方便的進行查詢，可以通過網絡以郵件、短

12、信、電話語音的形式將告警信息發(fā)送個值班人員和主管人員。（6） 針對于本系統(tǒng)環(huán)境監(jiān)控的實際狀況和具體需求，采用TCP/IP協議，用Ethernet（以太網）為傳輸通道，集中構建高性能、安全可靠的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。（7） 其它用戶可通過客戶端直接通過內部網實時查看機房內的環(huán)境量的監(jiān)控數據。3.2. 機房監(jiān)控功能詳細設計1） 機房監(jiān)測功能實現說明Ø 機房根據監(jiān)控功能安裝一臺GNC-MIII網絡監(jiān)控主機實現各機房數據采集處理及上傳到監(jiān)控中心管理平臺功能。Ø 溫度監(jiān)測功能實現：機房依據機房平面大小及機柜數量安裝相應數量的GNC-HTHM溫濕度變送器實現機房內溫度的檢測功能，每個機房內15

13、平方左右安裝配置一臺，重要服務器機柜內安裝一臺此設備。3.3. 方案設計說明本系統(tǒng)采用“集中管理、分散控制”的模式：各機房現場的設備環(huán)境系統(tǒng)將數據傳輸到在本地監(jiān)控主機，同時監(jiān)控主機通過數據網絡將數據傳輸至總部監(jiān)控管理中心，由監(jiān)控中心管理服務器實現對分布在不同區(qū)域的網絡監(jiān)測機房的集中管理。“集中管理、分散控制”實現方式不但滿足了對分散機房的集中統(tǒng)一管理的需要，更滿足了對現場數據安全、實時、完整的存儲和控制要求較高的領域。本系統(tǒng)也可設計三級結構，監(jiān)控中心中心能查看、監(jiān)控、切換全部各機房的實時監(jiān)測數據，每個獨立機房可形成一套完整的監(jiān)控系統(tǒng)本地站，由監(jiān)控管理中心對各監(jiān)控本地站實施二次集中監(jiān)控管理，實現

14、管理者對所有機房及機房內設備環(huán)境系統(tǒng)的遠程集中聯網監(jiān)控管理。為此，此次設計建議，機房監(jiān)控系統(tǒng)全部采用以TCP/IP協議為平臺架構。各機房智能監(jiān)控器全部采用嵌入式的操作系統(tǒng)，以IP協議的方式與監(jiān)控中心傳輸數據。3.3.1 整體設計說明1. 本系統(tǒng)通信信道全部采用IP網絡，每個監(jiān)控區(qū)域的機房監(jiān)測點都通過以太網（IP網絡）連接構成一個網絡監(jiān)控系統(tǒng)。2. 數據中心機房是整個系統(tǒng)的監(jiān)控中心，負責監(jiān)控所有區(qū)域的機房監(jiān)測；在數據中心機房可以對整個機房動力環(huán)境情況進行集中監(jiān)控和管理。對每個監(jiān)測可以進行報警閥值設置。3. 機房的監(jiān)控子系統(tǒng)實時監(jiān)控數據（溫濕度、等）。4. 環(huán)境動力集中管理都真正實現了監(jiān)控數據實時

15、同步上傳到數據中心的功能。保證了數據的實時性、準確性。5. 系統(tǒng)的實施線材主要采用了超五類網線，所有的測控模塊都通過RJ45接口進行聯接，真正做到一網打到底；達到了實施的方便，維護更方便。6. 所有的子系統(tǒng)（溫濕度、漏水、UPS和網絡設備監(jiān)測）都預留有擴展接口。方便以后系統(tǒng)的擴展。對系統(tǒng)的擴展和升級，不需要也不影響原來的系統(tǒng)的運行。7. 現場施工、系統(tǒng)檢修和排除故障更方便。采集模塊設備連線一改原有傳統(tǒng)的RS485總線連接的煩雜，把接口改為RJ45連線，極大方便施工，同時保證施工的規(guī)范和質量。多個采集模塊之間采用RS485現場總線串聯方式連接，并且采用總線供電的方式給采集模塊供電，可以極大的減少

16、現場布線的工作量，也極大減少了接線端子接線松動故障和系統(tǒng)檢修、排除故障的難度和時間。8 模塊穩(wěn)定性更高，售后服務、維護更方便。因為GNC網控監(jiān)控系統(tǒng)不存在采用第三方采集測控模塊硬件產品和監(jiān)控主機，所以GNC現場數據采集測控模塊（采用了嵌入式系統(tǒng)）與自主研發(fā)的GNC網控監(jiān)控系統(tǒng)（軟件系統(tǒng)）真正做到了無縫集成，所以系統(tǒng)穩(wěn)定性高，產品的售后服務和維護更方便。3.4. 系統(tǒng)各功能模塊解決方案3.4.1 配電系統(tǒng)監(jiān)測供配電檢測：在機房配電系統(tǒng)中，有多路重要的配電開關，監(jiān)視其是否跳閘、斷電等狀態(tài)非常必要，一旦開關跳閘斷電，機房設備停止工作，將造成系統(tǒng)崩潰。當開關跳閘或斷電時，監(jiān)控系統(tǒng)自動切換到相應的運行畫

17、面，同時發(fā)出多媒體語音和電話語音報警，通知管理員盡快處理，并事件記錄到系統(tǒng)中。監(jiān)測內容：主要的配電開關狀態(tài)，電源狀態(tài)；解決方案1）市電檢測：在主進線的三相的每相線路上安裝電流互感器（如現場無該部分設備則另外增加），通過GNC-HEM電量儀對電量參數的采集，實現對每路開關的電流、電壓、功率因素、功率、頻率、電度等參數的監(jiān)測。GNC-HEM電量儀輸出的RS485信號通過信號線傳輸到現場監(jiān)控主機GNC-M系列，由GNC-M系列監(jiān)控主機集中上傳到監(jiān)控中心進行管理和實時報警。GNC-HEM電量監(jiān)測儀 可對(1)組成對主供電交流電源的入口電源電壓檢測，三套三相電壓檢測手段，可診斷出主供電系統(tǒng)三相電源的斷相

18、、跳閘、接觸不良、保險熔斷、欠壓、過壓及三相電壓不平衡等故障。(2) 分別測出交流三相電源的輸出電流和零序電流（供電電流采用互感器的工作方式）一旦發(fā)生供電電流嚴重過流時，則呼叫管理中心進行設備告警。2）配電開關狀態(tài)檢測將需要監(jiān)測的開關信號接入開關監(jiān)測模塊送往GNC-M系列監(jiān)控主機。實現開關、狀態(tài)的監(jiān)測，每臺GNC-SWM開關輸入模塊可連接8個開關量信號，并可隨時方便的增加采集模塊，來增加配電開關狀態(tài)的監(jiān)測的數量，系統(tǒng)擴容非常的方便，采用此類組合式模塊，將大大的確保施工安全、速度和日后維護的方便。通過GNC-SWM開關輸入模塊的RS485總線將采集到的數據傳送給現場GNC-M系列監(jiān)控主機，并在監(jiān)

19、控系統(tǒng)頁面直觀、準確的顯示當前的配電開關狀態(tài)，當出現某一開關因異常情況跳閘或市電中斷，監(jiān)控系統(tǒng)立即發(fā)出報警，通知所在區(qū)域的值班管理人員，以最快的響應速度進行處理。組態(tài)圖示例：3.4.2 環(huán)境系統(tǒng)檢測1）溫濕度檢測系統(tǒng)在現有機房中，有大量的精密設備，對溫、濕度等運行環(huán)境的要求非常嚴格，所以應加裝溫濕度傳感器，以實時檢測機房和重要設備區(qū)域內的溫、濕度。系統(tǒng)設計在各機房安裝若干個溫濕度傳感器，以15平臺米范圍安裝一個溫濕度傳感器，溫濕度一體化傳感器將把檢測到的溫濕度值實時傳送到監(jiān)控主機中，并在監(jiān)控界面上以圖形形式直觀地表現出來。一旦溫、濕度值越限，系統(tǒng)將自動彈出報警框并觸發(fā)語音報警，提示管理員通過調

20、節(jié)空調溫、濕度值給機房設備提供最佳運行環(huán)境。并且還可以將一段時間內機房里的溫濕度值通過歷史曲線直觀地表現出來，以方便管理人員進行查看。對于機房內使用非精密空調時特別重要，可讓管理員及時地了解機房內實際的空調運行情況。溫濕度傳感器可與空調系統(tǒng)實現聯動，當機房的溫度越限時，現場監(jiān)控系統(tǒng)可聯動設定空調溫度及啟動空調進行工作等聯動動作。解決方案 一、溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)對機房內重要的區(qū)域內的溫度、濕度進行實時監(jiān)測。以模擬圖方式實時顯示并記錄每個溫濕度傳感器所檢測到的室內溫度與濕度的數值，顯示短時間段內的變化情況曲線圖。可設定每個溫濕度傳感器的溫度與濕度的報警上限與下限值，當任意一個溫濕度傳感器檢測到的數據超

21、過設定的上限或下限時，監(jiān)控主機系統(tǒng)發(fā)出報警。傳感器使用GNC-HTHM溫濕度變送器。使用1臺GNC-HTHM溫濕度變送器對所需監(jiān)控區(qū)域內的溫濕度進行監(jiān)測，對每個需要監(jiān)測的點的溫度和濕度同時進行監(jiān)測，不單獨區(qū)分監(jiān)測溫度和濕度。每臺GNC-HTHM溫濕度變送器通過485總線的方式與本機房蚋GNC-M系列監(jiān)控主機進行通訊，再由監(jiān)控主機通過IP網絡直接將報警信息傳送到監(jiān)控中心。一臺GNC-M系列可以連接32臺485總線模塊，所以在本方案中我們機房選用了一臺GNC-M系列連接各機房所需監(jiān)測的溫濕度變送器。3.5. 監(jiān)控主機GNC-M系列智能監(jiān)控主機是廣州網控公司自主研發(fā)生產的高性能監(jiān)控主機，它是監(jiān)控系統(tǒng)

22、的核心組成。采用TCP/IP協議，用Ethernet（以太網）為傳輸通道，連接各型外接傳感器后，就能智能的提供現場環(huán)境數據采集、傳輸，匯總到監(jiān)控中心以實現整個監(jiān)控過程。由于通過現場總線的方式進行數據采集，特別適合于采集點或控制點比較分散的應用場合，測量精度高，抗干擾性能好，易于安裝部署。GNC-MIII監(jiān)控主機GNC-MIII智能監(jiān)控機具有如下功能特點：² 提供9路干接點輸入，可通過軟件配置干接點類型，可以連接煙感、紅外探測器、門磁開關、震動傳感器等開關型傳感器。² 提供基于RS485的現場總線，支持MODBUS現場協議接口，與總線上的傳感器、變送器通信完成數據采集工作，構

23、成FCS采集控制系統(tǒng)?？梢灾С衷?500米范圍內與32個采集或控制的子設備通訊?？勺詣铀阉鬟B接的子設備?？偩€波特率：9600bps與19200bps可選，12v作為總線輸出電源。² 通過總線為監(jiān)測子設備供電（12v），提供RJ45的網線接口，可使用普通標準網線作為與GNC系列總線測控模塊的連接，非常方便安裝部署。² 通過以太網絡用TCP/IP協議與監(jiān)控中心通信實現遠程監(jiān)控。² 數據通信及控制數據都有數字簽名，具有很高的安全性。² 開放通信協議，便于系統(tǒng)的二次開發(fā)。² 易于管理，具有網管功能，可以通過RS232口用超級終端進行命令行設置，也可以通過網絡(Telnet)設置。對于大量使用的場合，我們還提供一套圖形化的軟件可以方便快速設置。² 可以定時或當滿足某些條件時及時將連接的傳感器的數據信息傳遞到中心服務器?？紤]到可靠性，可以同時向兩臺中心服務器發(fā)送數據實現冗余備份系統(tǒng)。² 提供http訪問，直接用IE瀏覽器可查看節(jié)點的狀態(tài)。²