基于“云端服务”的服务器机房空调远程控制

何宏贵 倪 辉

（合肥工业大学管理学院，安徽合肥230009）

0 引言

随着计算机系统应用的发展，服务器运用数量越来越多，而服务器24 h不间断运行必然释放大量的热量，如果服务器机房不能够稳定维持适宜的室温，服务器设备将因过热损坏并造成数据丢失。特别是夏季高温季节，偶有突然停电事故发生，而一般空调不能断电后自动重启，这将对服务器设备造成灾难性的影响，为了保障服务器设备和数据的安全，服务器机房的空调管理变得越来越重要。

现有的空调远程控制解决方案，有的基于电力通信专网和单片机技术，有的基于GSM网络和单片机技术，有的基于物联网云平台技术，但大都成本较高且实施起来较为复杂。随着互联网和相关技术的发展，应用互联网技术对服务器机房空调进行远程控制变得切实可行。

本文针对小型服务器机房设计了一种服务器机房空调远程控制装置，运用带红外遥控装置的网络摄像机，利用互联网“云端服务”远程对服务器机房空调进行状态监视并对空调运行进行控制。

1 原理

1.1 红外遥控原理

红外遥控是一种无线、非接触控制技术，具有抗干扰能力强、信息传输可靠、功耗低、成本低、易实现等显著优点，被诸多电子设备特别是家用电器广泛采用，并越来越多地应用到计算机和手机系统中。

红外线又称红外光波，在电磁波谱中，其波长范围为0.01～1 000 μm。红外光按波长范围分为近红外、中红外、远红外、极红外4类。红外遥控是利用近红外光传送遥控指令的，波长为0.76～1.5 μm。用近红外作为遥控光源，是因为目前红外发射器件（红外发光管）与红外接收器件（光敏二极管、三极管及光电池）的发光与受光峰值波长一般为0.8～0.94 μm，在近红外光波段内，二者的光谱正好重合，能够很好地匹配，可以获得较高的传输效率及可靠性。

红外遥控的发射电路是采用红外发光二极管来发出经过调制的红外光波，红外接收电路由红外接收二极管、三极管或硅光电池组成，它们将红外发射器发射的红外光转换为相应的电信号，再送后置放大器。接收电路一般由接收电路、放大电路、调制电路、指令译码电路、驱动电路、执行电路等几部分组成。接收电路将发射器发出的已调制的编码指令信号接收下来并进行放大后送解调电路，解调电路将已调制的指令编码信号解调出来，即还原为编码信号。指令译码器对编码指令信号进行译码，最后由驱动电路来驱动执行电路实现各种指令的操作控制。

1.2 互联网与“云端服务”

互联网（Internet），或音译因特网、英特网，是网络与网络之间所串联成的庞大网络，这些网络以TCP/IP等一组通用的协议相连，形成逻辑上的单一巨大的全球化网络。在这个网络中，有交换机、路由器等网络设备，各种不同的连接链路，种类繁多的服务器和数不尽的计算机、终端。这种将计算机网络互相连接在一起的方法称作“网络互联”，在此基础上发展出来的覆盖全世界的全球性互联网络称互联网，即互相连接在一起的网络结构。

互联网已成为目前信息社会的基础，互联网始于1969年的美国军方的ARPA（阿帕网），20世纪80年代中期，为了共享大型主机的宝贵资源，美国国家科学基金会资助建设NSF网，推动了越来越多的人把Internet作为通信和交流的工具，一些公司还陆续在Internet上开展了商业活动，随着Internet的商业化，其在通信、信息检索、客户服务等方面的巨大潜力被挖掘出来，使Internet有了质的飞跃，并最终让世界进入互联网时代。

所谓“云端”，其实就是泛指网络，名称来自工程师在绘制示意图时常以一朵云来代表网络。因此，“云端服务”就是“网络服务网络”。凡运用网络沟通多台计算机的运算工作，或是透过网络联机取得由远程主机提供的服务等，都可以算是一种“云端服务”。

使用“云端服务”的好处是：企业不需投入大量资金采购软硬件，也不需要增加信息管理人员，只要透过云端服务供货商所提供的服务，在很短的时间内就可以迅速取得服务。这对分秒必争的企业营运来说，极大地提高了公司的营运效率。有了虚拟化的“云端服务”技术，个人和企业在云端的资料备份及后台支援服务将得到相当程度的保障。另外，联网终端涵盖PC、智能型手机、电子书等，随着网络的普及和频宽的提升，透过“云端服务”服务商提供的服务，企业和个人能够通过自己的手持终端，迅速做出决策。

1.3 空调远程控制装置设计

利用红外遥控技术，通过相关设备厂商提供的“云端服务”，设计了一种空调远程控制装置，如图1所示。

系统硬件由手机、电脑、无线路由器、带红外（IR）遥控功能的网络摄像机、壁挂式空调和柜式空调组成，使用前，选择合适的位置安装摄像机，使摄像机的红外信号发射管在云台回转行程内能对着空调室内机的红外信号接收窗口。调试步骤如下：

（1）注册账号：用手机在摄像机厂商官网APP Store下载相应的APP，注册账号并登录。

图1 空调远程遥控原理图

（2）摄像机与手机绑定：将摄像机接上电源，根据摄像机的语音提示在手机APP中添加摄像机并完成绑定，将摄像机用网线连接至路由器LAN口。

（3）遥控器对码：在手机APP对应摄像机参数设置中添加红外遥控器，选择对应空调品牌进行对码（如果是未知品牌，可以通过学习自定义对码）。

（4）遥控空调：在APP中添加遥控器后回到“软件首页”，点击相应的遥控器即可进入控制界面，对空调进行开关等相应的控制（图2）。

图2 APP中空调遥控操作截图

2 实验效果

通过实验，应用手机APP在家中或外地远程监控单位服务器机房的空调运行状况，效果良好。为提高安全系数，本单位的服务器机房采用了壁挂空调和柜式空调双备份的解决方案，平时对两个空调要进行必要的维护保养，保证两个空调都能正常运行。白天环境温度高，使用制冷功率7 300 W的柜机；夜晚环境温度稍低，使用制冷量3 500 W的壁挂机。

另外，除了在手机APP上进行服务器机房监控外，在电脑上也可通过摄像机厂商的“云端服务”对服务器机房的空调运行情况进行远程监视（图3）。可通过控制摄像机云台水平和垂直回转远程调整摄像机视角，实时监控机房实况，摄像机的录像可保存在存储卡上。

3 不足与改进

本实验方案是在服务器机房联通互联网环境下进行的，手机APP的运行依赖于通畅的互联网和摄像机厂商的“云端服务”，提供了一种方便可行的服务器机房空调远程控制方案。不足之处是没有实时的温湿度监控，如果再接入相应的温湿度传感器，随时能监控服务器机房的温度和湿度，那样远程管理的效果将会更好。

图3 电脑远程监控画面

本方案中，如果没有带红外遥控功能的网络摄像机，也可采用网络摄像机与红外遥控设备组合的方案。

另外，服务器机房由于空调的运行，室内比较干燥，不利于服务器中散热风扇等含有轴承部件的保养，在日常工作中建议定期开窗通风，适当放置一些绿色植物调节湿度并净化空气。