融媒体中心机房动环监测系统的必要性及建设思路

王宇嘉

（厦门广播电视集团，福建 厦门 361012）

0 引言

伴随着新媒体的飞速发展，传统媒体与新媒体结合，融媒体行业增值业务发展迅速，机房安全问题与安全播出密切相关，机房的运行环境质量直接影响设备的安全稳定。动环监测系统应运而生，能够及时反馈故障情况，加快值守人员响应速度，实时采集机房数据，满足无人值守机房的远程监控需求，在节省人力的同时，提高了维护人员的故障处理效率[1]。

1 背景介绍

近年来，伴随着技术进步，融媒体中心建设发展迅速，规模快速拓展，无人值守机房数量多、分布广，且涉及的专业设备类型广泛，机房环境复杂。动环监测系统建设之前，机房发生故障时，运维人员需前往现场才能逐步排查故障，判明故障原因，从而采取进一步措施，时效性明显不满足安全播出要求。且机房内专业设备较多，对于机房环境的要求较高，温湿度等参数需要保持在额定范围内[2]。因此，建设动环监测系统，不仅能提高运维人员的问题处理效率，而且能保障各专业设备的安全稳定运行，保障安全播出。

2 系统需求及目标

融媒体中心机房业务系统由计算机、服务器、网络设备、数据存储及安全设备等关键设备组成，还包括供电系统、制冷系统、消防系统、监控系统及门禁系统等基础设施。在日常运维过程中，机房可能存在以下隐患：因网络或系统资源超负荷运行造成崩溃，因动力系统供电不稳定造成设备故障，因制冷系统故障造成设备温度过高而故障，因窗户进水或空调漏水造成设备短路故障，因进出机房的设备、人员管理不当造成业务损失，因设备众多无法预警设备故障造成重大损失。

融媒体中心机房动环智能化建设应符合当前融媒体机房的发展需要，遵循科学原则，以技术创新及实际应用为驱动，以提高系统的功能及稳定性为切入点，以产生实际效用为着重点，增强监测平台的实用性、安全性、可操作性及可扩展性，提供全面有力的技术业务支撑，符合融媒体中心未来的发展趋势[3]。

动环监测系统主要对不间断电源（Uninterrupted Power Supply，UPS）、配电柜、电表、机房温湿度、视频监控、发电机组以及空调等进行远程监控，通过网络技术，对各区域设备进行远程监控，反馈相关的设备参数及环境参数，必要时通知值守人员。动环监测系统的建设将进一步提升机房系统的智能化水平，通过先进的信息融合技术和物联网技术，对动力设备、环境设备、蓄电池及安防系统监控的各种信息来源进行融合计算，实现设备运行正常状态监测、异常状态预测以及在线智能故障诊断等功能，为一体化机柜、中小机房的管理自动化、运行智能化和决策科学化提供有力的数据支撑和技术支持[4]。系统可实时保障各专业设备安全稳定运行，加快运维人员响应速度，保障各专业设备安全稳定运行，达到安全播出的目的，主要实现以下4 个目标：

（1）稳定可靠的监控，为运维管理提供必要的实时信息；

（2）提供安全稳定的机房环境，保障播出、供电设备稳定运行；

（3）降低运维成本，短期投入，长期受益；

（4）软硬件采用模块化设计，具有可延展性，对于未来现场条件变化有可调整空间，便于系统的升级以及接入上级系统。

3 动环系统组成

3.1 系统架构

动环系统利用计算机网络技术实现监控管理，使用TCP/IP 协议连接所有设备，实现系统全网络化结构，平台软件基于浏览器/服务器（Browser/Server，B/S）、客户端/服务器（Client/Server，C/S）架构，支持二次开发，具有良好的开放性。动环系统架构主要分为数据采集层、数据监控层及数据管理层[5]。

数据采集层主要由烟雾探测器、温湿度探测器、漏水报警器等数据采集器以及数据处理服务器组成。数据采集器用于采集机房现场环境参数，通过RS-485 通信协议接入串口服务器。串口服务器通过网络交换机将数据传入数据处理服务器。数据采集器在网络正常时采用主动上报机制。若网络发生故障，其也有储存现场事件及告警的功能。

数据监控层由一台管理服务器组成，采用嵌入式一体化主机，与数据采集层的串口服务器通过网络对接，承担部分机房环境数据采集任务。其采用TCP/IP 通信协议与上位机通信，采用RJ-45 接口与现场数据采集器通信，最终汇总所有机房环境数据并报送至数据管理层。

数据管理层主要为客户端（台式机），通过网络访问管理服务器，对各机房环境参数进行远程访问，实时监看现场数据，掌握现场情况。

此种架构设计集成度高、监控内容全面、布线简洁，支持底端告警通知，监控齐全。系统配置一体化数据采集器，通过RS-485 接口、DI 接口及网络接口，用于采集底端被监控设备的监测数据，实现底端数据解析、存储、处理及联动，即使与服务器失去通信，也可离线存储不少于7 天的监控数据。

3.2 系统重点模块

融媒体中心机房动环智能化系统运用了物联网、人工智能、大数据、网络技术及软件技术等科学技术，实现了机房设备集中管理、信息集中监控、数据集中查询以及内容集中展示，提升了机房的管理水平，节约人力物力成本，提高运维效率。系统主要包括以下模块。

（1）温湿度监测。通过内置传感器监测空气的温度、湿度等环境参数，转化成机器识别的信息，传输并进行数据处理。

（2）水浸监测。通过基于液体导电原理的接触式水浸传感器来检测漏水情况。浸水时，设备产生报警信号，通过网络发送报警信号到监测平台。

（3）制冷监测。根据精密空调厂家提供的通信协议和远程监控板，实时监控精密空调的回风温湿度、工作电流、压缩机状态、风机状态、加热器状态及除湿机状态等，实时记录各种报警信息，同时可控制空调的启停，可手动调节温度和湿度。

（4）动力监测。利用对强电遥感采集、UPS 厂家提供的通信协议采集、用RS-485 或RS-232 串口收集蓄电池数据、对智能空开的信息采集，实现对电压、电流、电池容量及负载功率等数据实时监看，及时查看动力运行情况。

（5）计算机设备监测。通过网络技术实现对交换机、服务器、数据存储等设备的日志报警、网络均衡及运行状态等信息收集。

（6）监控监测。通过添加Web 摄像头到动环监测平台，实时查看各监控点情况，及时处理突发情况。

（7）广播电视信号监测。通过监测板卡采集数字信号，根据广播电视安全需要对广播电视信号静音、静帧、黑场等情况进行监测，实时收到报警信息，保障播出安全。

（8）其他监测。除上述监测外，还可对消防、门禁等模块定制开发，实现更多设备监测，具备良好的扩展性。

4 系统实现

4.1 UPS 监测

市面上常见的多种UPS 品牌均提供RS-485 智能通信接口及通信协议，UPS 系统数据可以通过总线方式上传至数据监控层的管理服务器，或者也可与数据采集层的串口服务器对接，通过串口服务器上传系统数据至数据监控层。两种方法均十分便捷，可根据现场设备位置、设备型号等情况进行选择。

UPS 作为安全播出重要的一环，需要实时监测的系统数据主要有市电电压、电池电压、电池电流及负载情况等。通过图表直观地展示系统内所有UPS的相关系统数据，一旦出现紧急情况，系统可通过声光报警、手机短信、电话或电子邮件等方式远程通知运维人员，并保留报警记录，方便后续查看。

4.2 配电监测

配电监测本质就是对于市电输入的监控。现场配电柜或配电箱需要装有具备RS-485 通信接口的智能电表，通过总线方式或者与串口服务器对接的方式，将数据上传至管理服务器。由数据管理层实时监看配电箱的运行状态。

4.3 空调监测

机房空调一般采用精密空调，也称为恒温恒湿空调。精密空调对室内温、湿度波动控制极为严格，可以为专业设备提供最合适的运行环境，广泛应用于各个行业。精密空调自身具备RS-485 通信接口，可以很方便地接入动环系统。但由于精密空调相较于普通空调体积更大且重量更重，价格更加昂贵，很多时候限于现场条件以及预算情况，设备一般只有较低的降温、除湿需求，很多机房采用普通空调进行保障。对于普通空调，可以增设带有RS-485通信接口的智能空调遥控器，通过总线方式将数据传至管理服务器，动环系统实现远程开关机、控制温度、运行模式选择等功能，实时监测空调的运行情况。出现故障时，系统可以通过声光报警、电话、短信及邮件等方式快速通知运维人员，提高故障处理效率。

4.4 门禁管理

门禁控制器通过RS-485、RS-232 等联网通信方式与管理服务器对接，实现对门禁系统的实时监测，实时监控门禁系统的有效性，记录进出人员情况。当门禁出现异常状态，系统第一时间发出远程报警，保证机房的有效管理。

4.5 监控系统

各重要机房出及相关出入口实行24 h 监控，管控人员进出，确保设备安全，采用以太网供电（Power Over Ethernet，POE）方式的网络摄像头进行录像，实时储存，在网络通信通畅时通过总线方式将视频资料接入管理服务器。网络通信故障时，采用底端存储的方式，确保资料不丢失。

5 软件模块

5.1 系统功能界面

动环监控系统界面具备中文显示、电子地图功能。系统操作界面结构简洁、直观，便于操作，对各个子系统及设备的相关实时信息直观显示。操作人员可以便捷地访问各个子系统，查看运行状态。

5.2 权限管理功能

机房安全问题是不可忽视的问题之一，也是门禁、监控系统存在的意义所在，对于不同身份的工作人员，赋予不同的访问权限。同时，对于权限，也可以赋予不同的有限期，从永久有效到每日时间段有效等。实现权限管理功能，才可以保证机房安全。

5.3 告警管理功能

当系统接收到的实时数据超出预先设定的数值，系统要能及时发送告警信息至通知栏，并同时通过多种远程管理方式进行远程告警。工作人员可以通过通知栏查看具体详情及发生告警的具体机房及电子地图所处位置。若告警长时间未处理，应提升告警等级并扩大推送的人员范围，直到告警得到妥善处理。系统对告警信息根据不同情况分类，如告警日期、告警机房、处理情况以及告警推送范围等，方便后续对历史告警事件进行查询及处理。

5.4 远程管理功能

除了本地主机可以访问动环界面外，远程管理功能还应该具备可靠的远程管理方式，如Web 网页浏览，配套的手机App，邮件、短信通知等方式，以增强管理效率。在此基础上可以延伸更多的管理功能，如远程控制门禁、摄像头以及机柜等设备的开关及使用。

5.5 联动管理功能

联动管理是指相关设备及子系统智能运行、联动控制，提高设备、系统的运行效率。例如，发生火情时，动环系统可以与消防系统进行联动，及时发出信号并打开所有门禁，确保人员安全。当发生人员侵入情况，系统自动反应，调用相应位置的摄像头，加快工作人员的响应速度。除了自身搭建时涉及的子系统外，动环系统可能需要与第三方系统进行数据交换，因此应具备通用的数据交换接口，开放平台接入，方便各个系统进行联动，或后续系统进行升级。

6 结语

随着5G 技术及人工智能的发展，未来，动环系统将以传感器、数据采集为核心，可能进一步融合人工智能应用、大数据分析等体系。动环系统的可视化呈现，可以快速反映用户需求的实时数据，提高运维效率，同时能保证机房设备安全稳定运行，延长设备寿命，保证机房人身安全，满足有线电视行业对于机房安全的高要求，是实现安全播出的重大助力。