机房动力环境监控系统应用研究

裴旭

【摘 要】随着计算机技术的发展和普及，机房已成为重要的数据处理及运行中心。而机房的动力环境状态，作为机房设备运行的基础支撑，其良好的运行是保证机房数据运行的前提和基础，一旦机房动力环境出现故障，就会影响到计算机系统的运行，对数据传输、存储及系统运行的可靠性构成威胁，如事故严重又不能及时处理，就可能损坏机房硬件设备，危害数据安全，造成严重后果。

【关键词】机房动力环境；监控系统；应用研究

一、前言

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设备和环境设备等（如：配电、UPS、空调、温湿度、漏水、烟雾、安防视频等）。通过新型传感技术采集设备参数，以通信技术为基础将不同设备传输协议同步，最后通过网络技术将信息集成监控。

二、技术原理论述

系统可分为五层：前端采集层、信号转换层、信号传输层、数据处理层、信息汇总层。分别依赖采集设备、转换设备、串口服务器、监控主机、集中监控服务器等软硬件设备完成相应工作。监控平台能够方便、实时查看到各智能设备或子系统的所有运行参数和运行状态。系统采用现场智能采集设备，采集到的信号和数据，传给集中监控平台，集中监控平台可以直观的查看各监控子系统的运行情况，并能进行必要控制，设备数据、环境参数等集中在一个平台进行监控。一旦检测到报警信息，监控系统可及时发出报警，报警方式灵活可选，具有良好的报警功能，报警对象和报警阀值可以预设。当异常情况发生时，监控平台自动发出声音报警、界面出现报警图示、并可通过电话或短信发送报警信息。

三、机房环境监测技术分析

（一）基于传感的采集技术

机房环境监控涉及供配电、UPS、空调、漏水、温湿度、烟雾、安防、门禁等，设备种类多、信号来源复杂多样，故以传感器为基础采集设备，核心技术原理为外界环境变化引发电流或电压变化，再用公式计算出变化范围、数值并上报。

气敏传感器：应用于氢气检测模块和烟雾感应模块中，主要检测UPS附属蓄电池组泄露产生的氢气和机房内烟雾。表面覆盖一层二氧化锡薄膜，用于氧化还原反应，氢气浓度升高或降低时反应可逆，避免模块成为一次性消耗品。还含有少量钯化合物与氢气反应，当氢气浓度到一定比例后发生化学反应，引发电阻敷在加大或所辖，其输出电压发生变化，根据阻止变化参数范围监测氢气浓度。

湿敏传感器：应用于温湿度模块和漏水监测中，检测机房各部位湿度。本项目才有电容式湿敏感传感器，在电容上电极、下电极间覆盖湿敏材料（聚苯乙烯），当即房内水汽过高或过低，引发电容变化，进而引起电流变化，再根据变化参数监测范围。

磁敏传感器：应用在电量仪、开关监测模块中，主要减得市电供电、UPS、机房内配电柜等设备。在设备内部采用旁路安装的方法接入被监测设备，李勇电磁相应工作。当供电设备发生变化时，瞬间电流、电压改变引发磁场变化，磁敏感器经过感应、稳压、放大、输出变化的电信号，反馈设备的具体数值。

（二）动力监控技术

主要监控的项目：UPS、市电电量、配电开关、蓄电池组、精密配电柜、ATS/STS、电源支路电流、PDU机柜电源、防雷器、发电机等。需要实时监测的主要参数：相线电压电流、频率、有功无功功率等输入电源状态参数， 主控开关ATS/STS通断等停送电状态；UPS输入电源的电压、电流、频率、功率等状态参数， 及后备电池的电压、电流、总电压、总电流， 电池柜温度， 电池备份时间， 负载率等状态参数；整流器、逆变器、充电器、后备电池、自动旁路的运行状态；发电机油箱油位、尾气参数、噪声、润滑油油位等。需要实时控制的主要状态：远程切换ATS/STS、远程开关UPS、联动开关UPS、远程起停发电机、远程电池充放电。

（三）基于协议转换的工业网络通信技术

本项目涉及设备提供的数据传输接口均为串口，故在系统设计及建设中，采用RS232、RS485协议进行转化构建网络用于传输信号。

设备串口使用RS232协议采集信号，再通过差分电平法抑制干扰，保证信号稳定，最后转化为RS485用于解决RS232传输距离较短的限制。使用RS485协议采集信号的设备不需转换，可直接使用RS485传输。当所有底层采集设备全部转换为RS485协议后，通过串口服务器进行第二次转换，以TCP/IP协议传送至监控服务器，最终汇入数据库，为监控软件提供数据支持。

当数据以TCP/IP传递至监控服务器后，再经由设备驱动程序在系统中虚拟出多个串口一一对应被监控设备，将信号最终传至监控平台。

运维人员可通过IE或手机APP随时查看系统运行情况。

（四）基于触发器的智能化告警技术

本系统设计了两种告警方式：短信、电话。短信以发送速度快、可群发等优势作为主要告警手段。设备发生故障后，监控系统判断故障级别，达到预设告警级别的故障发送告警信息，未达到预设告警级别的故障仅记录在系統日志中。

四、效果分析评价

该设计较好地解决了当前信息化中心机房面临的很多问题，设计中提及到的内容，基本上可以作为同类型机房的直接应用，只需要对少数类型的测点数量进行调整即可以达到机房动环监控的运行目标，最大程度地降低同类型机房建设设计的投入。并且还可以在此基础上组成机房群动环监控系统，以适应和满足未来智慧大规模机房建设的需要。以该设计理念和思路为基础，在某基建信息中心机房建设中已取得成功应用，成为传统智能建设发展的标杆和范例。当然，由于技术发展速度之快，相信在较短时间内就会有更为先进的机房出现，但是该机房作为现代化建设中的重要一环，将成为相关技术发展过程中的见证。该设计应用后与传统机房相关的监测和管理内容相比具有以下特点：1）减人增效。原先值守机房人员可以完全解放出来，实现无人值守，并通过远程操控实现所有监测监控设备的快速启停，提高了机房运行的效率。通过组态界面实现了从现场操作到全局管控的提升，当然，对管控人员的综合业务素质也提出了更高的要求。2）快速高效。系统监测的所有参数一旦触发阈值，系统立即发出警报，并通过报警系统生成信息组发送给相关管理人员和维护人员，甚至不用到现场即可及时处置出现的重要问题，并能直接提供故障点信息，缩短排查响应时间。3）准确可靠。最大程度排除人为因素造成的信息不准确和个体差异导致的信息反馈不及时等问题。数据多地存储，实现异常数据恢复，将后期损失降低到最小。

五、结束语

通信机房动力环境监控体系的运用解决了市级机关机房管理者对各个通信机房、网络机房实际运行状况的控制，从而最大程度提升了通信设备运行工作效率和工作质量。此外，监控体系的运用还加强了机房管理质量，为本单位及辖内各分支机构安全、稳定、有效地运行做出贡献。但是仍然不能忽视其中仍然拥有的问题，需要相关的工作人员能够进一步提高机房动力环境监测的质量，提高其重视程度，更好的提升工作效率，让机房环境越来越好。

【参考文献】

[1]伊益华.铁路通信机房动力环境监控系统分析科技创新与应用，2014（12）.

[2]张宁.无人通信站机房动力环境监控系统可靠性研究[J].中国新通信，2013（12）.

[3]黄庆.物联网技术在机房动力环境监控系统中的应用设想[J].科技创新与应用，2013（02）.