设备机房动环集中式监控系统设计与实现

褚鸿锐

随着空管气象设备的不断升级改造和智能化的应用，设备机房已成为业务管理的核心场所。为保证设备安全、可靠、平稳的运行，使用传感器对设备机房进行环境监控，加装WebPower卡采集UPS电源告警，控制UPS电源运行状态，以实现设备机房的环境和动力监控。本文介绍气象设备的机房分布，分析现有设施无法24小时进行动力环境监视控制的背景下，完成动力环境监控总体设计和实现方案，并实现部分机房的环境监控。该系统具有成本低、实用性高的特点。

一、引言

目前气象设备室机房一共有五个，分别是航管楼内3楼设备机房，机场跑道23端的风廓线方仓，位于天气雷达楼内2楼的UPS机房，5楼的雷达服务器机房，和6楼雷达设备机房。机房内空调供电使用市电，市电供电不稳定或者间歇性中断会导致空调制冷制热失效。虽然每日进行巡视，但是无法保证24小时空调均可有效运行。

根据《电子信息系统机房设计规范》（GB50174—2017）中规定环境温度18℃-27℃，露点温度5.5℃-15℃，同时相对湿度不大于60%，环境温度允许值15℃-32℃露点温度允许值20%-80%，同时露点温度不大于17℃。由于黑龙江气温变化较大，天气情况也稍有复杂，空调一直保持一个参数设定，很难保证机房的运行要求。应用动力环境监测系统，实现远程环境温湿度等自动调节，保证机房各种设备在可靠的运行环境中运行。

二、动力环境监测系统的框架

动力环境监测系统总体框图如图1所示，虚线框中为机房环境监控系统，由环境监控主机、系统报警设备、前端被监测设备及温湿度、烟感、人体红外探测器（非法入侵）、水浸、空调控制器等变送器组成。在图1中标注点划线的选装内容，可以选择不安装。在机房环境监控系统中，变送器与环境监控主机的方式为RS485信号或者无线信号。动力环境监控服务器安装在就近的机房内，短信猫与动力环境监控服务器连接方式为串口连接。

三、部分组件原理和搭建方法

（一）温湿度采集、市电监测、空调控制

空调控制器内置的温湿度传感器能够对机房温湿度进行实时监测，若检测到机房内温湿度超过预设的阈值，空调控制器打开空调重新设置空调参数，同时服务器发出声光告警并发送告警短信通知机务员；空调控制还配置掉电保护功能，掉电时自动保存设置的参数。红外万能空调控制器通过通讯距离小于2000米的RS485总线与环境监控主机连接，将空调控制器上的红外发射头放置在距空调5米内的地方，通过服务器上监控软件选择自动模式或远程模式通过控制器实现对空调的控制。其中，将空调接线的火线或者零线串入电流互感器，检测空调电流大小，以此检测空调的启停状态及操作是否操成功和实现对市电监控功能。

（二）UPS监测

以山特UPS为例，加装WebPower卡，在动环监控服务器可以实现远程获得完备的UPS管理性能，包括监控UPS所有的状态值（如：电压、负载、电池、事件等），实现远程UPS自测，定时开关机，可以集中管理控制网络中所有UPS，还可以远程查看UPS的历史记录数据，了解UPS的工作情况，以便采取预防措施。

（三）动力环境监控服务器

该服务器放置在监控室内，采用Windows操作系统，接受各个机房的环境监控主机、UPS主机发来的状态信息，实现统一监控和管理，服务器通过串口与短信猫相连，当出现告警事件时，短信猫发送短信给值班手机，第一时间通知机务人员处理告警。

四、动力环境监测系统的部分软件设计

目前，已实现的部分功能有：在风廓线机房内使用台式终端机代替环境监控主机，通过接收温湿度组件的485信号计算出温湿度值，采用TCP/TP协议发送给室内动环监控服务器，动环监控服务器设置温度上限和下限、湿度上限和下限，当超过阈值时，动环监控服务器发出声光告警，提醒机务人员处理。对市电监控和空调自动调节也均可实现。

温湿度服务器软件界面如图2所示。该软件目前运行在风廓线方舱内一台主机内，温湿度传感器通过串口RS232信号连接在主机上，传感器和主机通信采用轮询模式，主机发送信息给传感器，传感器返回16进制信息，主机解析16进制信息得到当前温湿度传感器所处环境的温湿度。主机上的服务器软件支持与客户端通过TCP/IP协议通信。支持一对多的模式。

温湿度客户端软件界面如图3所示。客户端软件支持与服务端通过TCP/IP協议通信。客户端系统设置可以配置服务器地址和端口，告警设置内可以设置温湿度上下限，当实时温湿度超过所设置阈值，会有声音告警，温湿度数据会变红，达到声光告警的目的。

五、结束语

本文介绍了气象设备的机房分布，分析了现有设施无法24小时进行动力环境监视控制的背景下，完成了动力环境监控总体设计和实现方案，并实现了部分机房的环境监控。综上所述，根据上述方案，可以利用机房内现有设施，可低成本实现动力环境监控系统，维护人员可实时监控机房环境和电力的运行状态，能够实现环境自动和手动远程控制，及时告警，保障设备的正常运行。

作者单位：中国民用航空东北地区空中交通管理局黑龙江分局