第五部分機(jī)房環(huán)境集中監(jiān)測系統(tǒng)

1、曲彥賓：機(jī)房環(huán)境集中監(jiān)測系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)PAGE PAGE 7電信交換2009年 第1期安全與保密機(jī)房環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)曲彥賓（電信科學(xué)技術(shù)第十研究所 西安 710061）摘要：介紹了機(jī)房環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)的功能特點(diǎn)結(jié)構(gòu)。機(jī)房環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)采用工業(yè)控制組態(tài)軟件和Web技術(shù)，對機(jī)房的環(huán)境和動(dòng)力參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)機(jī)房環(huán)境的遠(yuǎn)程監(jiān)控和集中管理，從而為機(jī)房的監(jiān)管提供強(qiáng)有力的幫助。關(guān)鍵字：機(jī)房 環(huán)境 監(jiān)控 隨著業(yè)務(wù)系統(tǒng)的發(fā)展，機(jī)房建設(shè)的數(shù)量及規(guī)模不斷擴(kuò)大。機(jī)房作為信息交換的樞紐，科學(xué)管理尤為重要。目前，用戶對于機(jī)房管理的重點(diǎn)都集中在防黑客或非法入侵、電腦病毒、網(wǎng)絡(luò)故障、數(shù)據(jù)備份等方面，往往忽略了機(jī)房的環(huán)境

2、變化，如機(jī)房的溫濕度過高、電力系統(tǒng)不穩(wěn)定、機(jī)房安全措施不完善致使非核心工作人員進(jìn)出機(jī)房操作，由此造成的隱患/故障而引發(fā)的機(jī)房事故，可能導(dǎo)致產(chǎn)生不可預(yù)見的后果。科學(xué)地管理計(jì)算機(jī)機(jī)房，才能保證機(jī)房內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)等高級設(shè)備長期、可靠、穩(wěn)定地運(yùn)行。機(jī)房集中監(jiān)控系統(tǒng)，是相關(guān)人員管理機(jī)房的不可或缺的重要工具。一、監(jiān)控系統(tǒng)功能根據(jù)用戶的具體要求，采用工業(yè)級的傳感器，可以進(jìn)行如下監(jiān)測工作：1. UPS系統(tǒng)監(jiān)測圖1所示為UPS系統(tǒng)監(jiān)測圖。UPS是機(jī)房中提供穩(wěn)定電源的關(guān)鍵設(shè)備，機(jī)房中許多設(shè)備如服務(wù)器、小型機(jī)、路由器等，都需要使用穩(wěn)定的、不間斷的電源，以防止數(shù)據(jù)丟失。因此，監(jiān)管好UPS系統(tǒng)非常必要。圖1 UPS系

3、統(tǒng)監(jiān)測圖通過由UPS廠家提供的通訊協(xié)議及智能通訊接口，可以對UPS進(jìn)行全面監(jiān)控，對UPS內(nèi)部整流器、逆變器、電池、旁路、負(fù)載等各部件的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，一旦有部件發(fā)生故障，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警。通過直觀的圖形界面，實(shí)時(shí)監(jiān)視UPS的各種電壓、電流、頻率、功率等參數(shù)。2. 供配電系統(tǒng)監(jiān)測供配電系統(tǒng)監(jiān)測圖如2所示。機(jī)房區(qū)所有供電電源的質(zhì)量好壞將直接影響機(jī)房設(shè)備的安全，因此，采用三相智能電量變送器，對機(jī)房市電進(jìn)線的供電參數(shù)實(shí)行監(jiān)測非常重要。圖2 供配電系統(tǒng)監(jiān)測圖采用三相智能電量變送器，對機(jī)房的總輸入電源柜電量進(jìn)行檢測。三相智能電量變送器是集三相相電壓、相電流、線電壓、線電流、有功、無功、視在功率、頻率、

4、功率因數(shù)和電度等參數(shù)于一體的智能儀表。該表帶有報(bào)警功能和智能通訊接口，可單獨(dú)使用，亦可與計(jì)算機(jī)相連，將采集的參數(shù)送到計(jì)算機(jī)上，使用戶能非常方便的讀取配電的電流、電壓，了解供電質(zhì)量。機(jī)房因電源異常而引發(fā)的問題，通常都能通過電量儀和UPS的歷史曲線分析出故障原因，從而可以預(yù)防故障的發(fā)生。通過分析有關(guān)參數(shù)的歷史曲線，機(jī)房管理員能清楚地知道供電電源的質(zhì)量是否可靠、完好，為合理地管理機(jī)房電源提供科學(xué)的依據(jù)。3. 精密空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)控圖3所示為空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)控圖。通過空調(diào)自帶智能通訊接口，可實(shí)時(shí)、全面地診斷空調(diào)狀況，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)程修改空調(diào)設(shè)

5、置參數(shù)（溫度與濕度），實(shí)現(xiàn)空調(diào)的遠(yuǎn)程開關(guān)機(jī)。對重要參數(shù)，可作曲線記錄，用戶可通過曲線記錄直觀地看到空調(diào)機(jī)組的運(yùn)行品質(zhì)?？照{(diào)機(jī)組即使有微小的故障，也可以通過系統(tǒng)檢測出來，及時(shí)采取措施，防止空調(diào)機(jī)組被進(jìn)一步地?fù)p壞。對嚴(yán)重的故障，可按用戶要求加設(shè)各種報(bào)警方式，實(shí)現(xiàn)多種報(bào)警。圖3 空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)控圖機(jī)房精密空調(diào)一般提供控制功能，在權(quán)限范圍內(nèi)，可對空調(diào)進(jìn)行遠(yuǎn)程開機(jī)、關(guān)機(jī)、溫濕度的上下限設(shè)定等操作。4. 漏水監(jiān)控機(jī)房內(nèi)的地板底下有諸多的漏水水源，如空調(diào)機(jī)組的沖洗水回路、排水管等。由于機(jī)房區(qū)地板下強(qiáng)電、弱電、地線和電纜等縱橫交錯(cuò)，如不慎發(fā)生漏水，沒有被及時(shí)發(fā)現(xiàn)并清除，后果將不堪設(shè)想。正因?yàn)闄C(jī)房漏水危害大，又不容

6、易發(fā)現(xiàn)，對機(jī)房內(nèi)的漏水狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測是十分必要的。目前，泄漏檢測主要有兩種方式：點(diǎn)式傳感（圖4所示）和分布式傳感（圖5所示）。點(diǎn)式傳感決定于環(huán)境情況及傳感點(diǎn)的分布，泄漏可能擴(kuò)展非常大，其可靠性得不到保障。分布式傳感即用特種繩將水源包圍，可以真正意義上做到防患于未然，把泄漏危害降低到最低程度。兩者的比較如圖4、圖5所示。圖4 點(diǎn)式傳感 圖5 分布式傳感5. 溫、濕度監(jiān)測對于機(jī)房內(nèi)精密的電子設(shè)備，保證其正常運(yùn)行，對環(huán)境溫、濕度有較高的要求。計(jì)算機(jī)機(jī)房環(huán)境條件的好壞，對充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能，延長機(jī)器使用壽命，確保數(shù)據(jù)安全性和準(zhǔn)確性是非常重要的。溫、濕度監(jiān)測如圖6所示。圖6 溫、濕度監(jiān)測圖為了

7、確保計(jì)算機(jī)能安全、可靠地運(yùn)行，除嚴(yán)格控制溫度之外，還要把濕度控制在規(guī)定的范圍之內(nèi)。一般地講，當(dāng)相對濕度低于40時(shí)，空氣被認(rèn)為是干燥的；而當(dāng)相對濕度高于80時(shí)，則認(rèn)為空氣是潮濕的；當(dāng)相對濕度為100時(shí)，空氣處在飽和狀態(tài)。在相對濕度保持不變的情況下，溫度越高，水蒸氣壓力增大，水蒸氣對計(jì)算機(jī)設(shè)備的影響越大，隨著壓力增大，水蒸氣在元器件或由介質(zhì)材料表面形成的水膜越來越厚，形成“導(dǎo)電小路”，并會(huì)出現(xiàn)飛弧現(xiàn)象，引發(fā)設(shè)備故障。高濕度對電子計(jì)算機(jī)設(shè)備的危害是明顯的，而低濕度的危害有時(shí)會(huì)更加嚴(yán)重。在相同的條件下，相對濕度越低，靜電電壓越高，影響電子計(jì)算機(jī)設(shè)備的正常工作越明顯。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)計(jì)算機(jī)機(jī)房的相對濕度為3

8、0時(shí)，靜電電壓為5000V；當(dāng)相對濕度為20時(shí)，靜電電壓就到了10000V；而相對濕度降到5時(shí)，則靜電電壓可高達(dá)20000V。因此，需要在機(jī)房的各個(gè)重要部位，裝設(shè)溫、濕度檢測模塊，記錄溫、濕度曲線供管理人員查詢，一旦發(fā)現(xiàn)溫、濕度越限即刻啟動(dòng)報(bào)警；提醒管理人員及時(shí)調(diào)整空調(diào)的工作設(shè)置值或調(diào)整機(jī)房內(nèi)的設(shè)備分布情況。同時(shí)，系統(tǒng)記錄下的曲線可供機(jī)房管理人員參考，以方便根據(jù)當(dāng)?shù)馗骷竟?jié)的溫、濕度狀況進(jìn)行適時(shí)調(diào)整，及時(shí)防范因溫、濕度變化造成不必要的設(shè)備損壞。如果發(fā)生問題，可根據(jù)歷史曲線輕松找到產(chǎn)生問題的原因所在，方便解決問題。系統(tǒng)還可以將一段時(shí)間內(nèi)機(jī)房里的溫、濕度值通過歷史曲線直觀地表現(xiàn)出來，以方便管理人員事

9、后進(jìn)行分析查看查看，為今后管理提供依據(jù)。6. 煙感探測系統(tǒng)在機(jī)房內(nèi)，加裝煙霧傳感器來監(jiān)測機(jī)房內(nèi)煙感狀況。通過煙霧傳感器能夠準(zhǔn)確地檢測煙霧，當(dāng)煙霧濃度超過限量時(shí)，傳感器發(fā)生聲光告警，并向采集器輸出告警信號。通過開關(guān)量數(shù)據(jù)采集模塊，將干接點(diǎn)變化信號經(jīng)過處理后送到監(jiān)控主機(jī)發(fā)出報(bào)警，即可達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測機(jī)房內(nèi)的煙感情況。7. 報(bào)警方式一旦發(fā)現(xiàn)異常事件，系統(tǒng)即自動(dòng)執(zhí)行預(yù)定的控制策略，同時(shí)啟動(dòng)報(bào)警。報(bào)警方式有：報(bào)警窗口、實(shí)時(shí)打印、語音提示、電話語音、電子郵件和短信等，如圖7所示。使用時(shí)，可以選擇其中一種或多種報(bào)警方式。當(dāng)有多個(gè)報(bào)警同時(shí)發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)通過事件等級，排隊(duì)報(bào)警事件，逐一報(bào)警，其中的電話/手機(jī)號碼等由用

10、戶設(shè)置。圖7 報(bào)警方式報(bào)警具備靈活定義功能，可以分別設(shè)置設(shè)備的報(bào)警方式以及相關(guān)管理人員，例如：可以設(shè)定以下報(bào)警方式：精密空調(diào)故障通過電話語音方式通知精密空調(diào)管理人員，并發(fā)送電子郵件給主管人員；而消防報(bào)警則可通過手機(jī)短信方式通知消防管理人員，并發(fā)送電子郵件給主管人員。這種方式極大地增加了管理的靈活度。二、監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1. 軟硬件要求為有效地進(jìn)行監(jiān)控管理，機(jī)房集中監(jiān)控系統(tǒng)對監(jiān)控主機(jī)、操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)帶寬等提出如下要求：監(jiān)控主機(jī)：采用高可靠、高穩(wěn)定的工業(yè)計(jì)算機(jī)。監(jiān)控主機(jī)與各網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通訊，完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和控制，同時(shí)提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，便于遠(yuǎn)程瀏覽站訪問各種信息。監(jiān)控軟件：采用組態(tài)化機(jī)房集中監(jiān)控系統(tǒng)，完全一致

11、的顯示界面。可以管理各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、智能設(shè)備及視頻門禁等，擴(kuò)展性好；顯示和處理完全分離，穩(wěn)定而高效；提供基于Web的遠(yuǎn)程訪問功能，所有操作可以在遠(yuǎn)程桌面上完成，使用方便，便于隨時(shí)隨地了解系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。硬件設(shè)備：除監(jiān)控主機(jī)外，系統(tǒng)配備了標(biāo)準(zhǔn)的智能模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊、信號處理模塊、多設(shè)備驅(qū)動(dòng)卡、串口服務(wù)器和監(jiān)測傳感器等智能設(shè)備組成。為了增強(qiáng)系統(tǒng)的功能，用戶可根據(jù)需要選擇配置多媒體聲卡、智能電話語音卡、短信報(bào)警模塊和視頻卡等設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)要求：系統(tǒng)提供逐點(diǎn)傳送（輪巡傳送）、有值變化傳送和系統(tǒng)自動(dòng)選擇三種方式來傳送數(shù)據(jù)，在不需要傳輸視頻信號的情況下，所需的網(wǎng)絡(luò)帶寬很小，約在20200kB/s，符合TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)均可。2.系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)系統(tǒng)由監(jiān)控主機(jī)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、智能模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊、信號處理模塊、多設(shè)備驅(qū)動(dòng)卡及智能設(shè)備等組成。為了增強(qiáng)系統(tǒng)的功能，用戶可根據(jù)需要選擇配置多