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1、1 前言随着计算机的发展和普及，计算机系统数量与日俱增，其配套的环境设备也日益增多，计算机房已成为各大单位的重要组成部分。机房的环境设备（供配电、UPS、空调、消防、保安等）必须时时刻刻为计算机系统提供正常的运行环境。因为，一旦机房环境设备出现故障，就会影响计算机系统运行，造成数据传输或存储故障，当严重事故时，会造成机房内计算机设备报废，现场电脑长时间瘫痪，后果不堪设想。因此，为了保证计算机系统安全可靠工作，对机房里面环境设备及系统主机进行自动监视和有机管理是极其必要的。尤其目前国内普遍缺乏机房场地设备的专业管理人员，对设备进行现代化管理尤显得十分重要。2 核心技术 用于机房环境参数采集的核心
2、技术包括单片机技术、智能传感器技术、数据采集与处理技术、无线通信技术、显示技术、微机测控技术等。2.1单片机技术 单片机是单芯片形态作为嵌入式应用的计算机，它有唯一的、专门为嵌入式应用而设计的体系结构和指令系统，加上它的芯片级体积的优点和现场环境下可高速可靠地运行的特点，因此单片机又称之为嵌入式微控制器。它是一个典型的嵌入式应用计算机系统。目前按单片机内部数据通道的宽度，把它们分为4位、8位、16位及32位单片机。单片机种类繁多，就应用情况看，功能最强者有日立公司的H8/3048系列的16位机。应用最广者当属Intel 公司的MCS-51系列8位机。在Philips 等公司推出新一代80C51
3、系列单片机后，各种型号的80C51层出不穷。ATMEL公司的闪速存储器单片机AT89C51等更有后来者居上之势。由于单片机功能的飞速发展，它的应用范围日益广泛。小到玩具。信用卡，大到航天器、机器人，从实现数据采集、过程控制、模糊控制等智能系统到人类的日常生活，到处都离不开单片机。针对机房环境参数的采集器的设计，有多种类型的单片机可以采用。可采用AT89S52，片内ROM全都采用Flash ROM；能以3V的超底压工作；同样具有89C51的功能，且具有在线编程可擦除技术，当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，不需要对芯片多次拔插，所以不会对芯片造成损坏。2.2
4、智能传感器技术该技术侧重于信号的转换、处理、存储以及传输，它相当于我们人体的大脑以及遍布全身的神经网络。将模糊控制应用在智能传感器中就是以人的经验和知识为依据，模仿人的思维方式和控制经验来进行控制的一种技术，将此技术应用到机房环境监控。同时，人体的神经系统并不是将所有的信号都传送到大脑进行处理，而是利用非条件反射机制直接处理了很多外界刺激。因此，在智能传感器的设计中可以利用非条件反射机制，将一些没有应用价值的信号直接摒弃掉，不再需要模数转换、处理、存储以及传输这部分信号。这样不仅可以节省很多能量，还可以调高智能传感器反应的速度。所以针对机房温度的检测可以预先设定一个阈值范围，将传感器测量到的低
5、于该阈值范围的温度值直接丢弃，不进行任何处理。反之，将处于该阈值范围内或高于该阈值范围的最大值的温度值进行转换、处理以及传输。这样，大量减少了智能传感器装置所需处理的数据量，节省了大量的能量。新型智能温湿度传感器的测试功能也在不断增强。例如，DS1629型单线智能温度传感器增加了实时日历时钟（RTC），使其功能更加完善。DS1624还增加了存储功能，利用芯片内部256字节的E2PROM存储器，可存储用户的短信息。2.3数据采集与处理技术数据采集是指将温度、压力、流量、位移等模拟量采集、转换为数字量后，再由计算机进行存储、处理、显示或打印的过程。相应的系统称为数据采集系统。数据采集系统的任务：采
6、集传感器输出的模拟信号并转换成计算机能识别的数字信号，然后送入计算机，根据不同的需要由计算机进行相应的计算和处理，得出所需的数据。与此同时，将计算得到的数据进行显示或打印，以便实现对某些物理量的监视，其中一部分数据还将被生产过程中的计算机控制系统用来控制某些物理量。运用数据采集与处理技术，通过对机房环境温湿度等模拟量参数的采集，将其转换为数字量后送人计算机进行分析处理，来实现对机房环境信息的实时采集与监控。 2.4无线通信技术无线通信在机动性要求较强的设备中或人们不方便随时到达现场的条件下得到了越来越广泛的应用，如无线数据采集、无线设备管理和监控、汽车仪表数据的无线读取等都是其典型应用。微功率
7、短距离无线通信技术作为无线通信实用技术，一般使用单片射频收发芯片，加上微控制器和少量外围器件构成专用或通用无线通信模块，通常射频芯片采用GFSK(高斯频移键控)调制方式，工作于ISM(工业、科学、医疗)频段，通信模块包含简单透明的数据传输协议或使用简单的加密协议，用户不必对无线通信原理和工作机制有较深的了解，只要依据命令字进行操作即可实现基本的数据无线传输功能，因其功率小、开发简单快速而在工业、民用等领域应用广泛。目前，由于数据通信需求的推动，加上半导体、计算机等相关电子技术领域的快速发展，短距离无线通信技术也经历了一个快速的发展阶，WLAN技术、蓝牙技术、UWB技术，以及紫蜂(ZigBee)
8、技术、射频识别(RFID)技术等取得了令人瞩目的成就。随着集成电路技术的发展，ISM频段单芯片的无线数据通信IC的性能日益提高，短距离无线应用领域也在不断的扩大，其中包括家用电器，消费电子产品，工业控制，安防，自动抄表，汽车遥控控制等诸多领域。在遥控遥测、无线抄表、门禁系统、小区传呼、工业数据采集、无线遥控系统、无线鼠标键盘等许多应用领域，都采用无线方式进行远距离数据传输。应用无线通信技术，可以更好方便快捷的实现对机房的远程监控。2.5显示技术人的感觉器官中接受信息最多的是视觉器官（眼睛）。在生产和生活中，人们需要越来越多地利用丰富的视觉信息。显示技术的任务是根据人的心理和生理特点，采用适当的
9、方法改变光的强弱、光的波长（即颜色）和光的其他特征，组成不同形式的视觉信息。视觉信息的表现形式一般为字符、图形和图像。显示设备由显示器件和有关电路组成，按所用显示器件的不同，可以分为电子束管显示设备、平板型显示设备和投射型显示设备。对于机房的环境参数的显示可以采用一些简单的LED显示屏或LCD液晶显示器。如LED数码显示屏，LED点阵图文显示屏或具有体积小、功耗低等特点的LCD液晶LGM12641显示屏显示内容。2.6微机测控技术微机控制技术涉及面广，包括：计算机控制理论，微机测控系统常用元器件(放大器、比较器、多路模拟开关、集成稳压器、光电耦合器、新型传感器、存储器、总线、显示器、键盘、A/
10、D、D/A、可编程I/O接口芯片等)，硬件电路和接口技术，控制方法和程序设计等。本书从实用角度出发，以MCS5l系列单片机为控制工具，全面系统地讲述了微机在工业过程测试和控制中的软、硬件技术。主要内容有：微机测控系统的组成、分类及发展；检测技术的基本知识与误差理论；常用传感器与应用技术；基本IO接口技术；输入输出通道接口技术；常用检测程序的设计与实现；PID控制；直接数字控制；干扰及抑制技术；微机测控系统的工程设计方法及实例等5。对于机房环境参数采集器的设计，该技术几乎涵盖了大部分的应用技术。3 结论机房是数据中心重要的基础设施，可以比喻为数据中心的摇篮。它是指在一个物理空间内实现信息的集中处
11、理、存储、传输、交换、管理。计算机设备、服务器设备、网络设备、存储设备等是数据中心机房的核心设备。一旦机房环境设备出现故障，就会影响整个计算机系统运行，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，就可能损坏硬件设备，造成严重后果。机房环境参数监控系统主要是针对机房的环境进行监控，发现参数异常，即时采取电话、短消息等多种报警方式进行报警，并记录历史数据和报警事件，还可以通过以太网进行远程查看。机房环境参数采集器的设计，可以采用多种应用技术。FPGA、DSP、单片机等都可以实现其功能，但由于单片机的应用技术已相当成熟，目前大多数的温湿度采集器的设计均采用主流的单片机实现，
12、其实现方法更容易学习和掌握，另外，市场上单片机的价格也相对低廉，所以，采用单片机更适于实现机房环境参数采集器的设计。参考文献1 何立民MC5l系列单片机应用系统设计M北京：航空航天大学出版社，20012 乔和,陈彬.基于ARM的智能温控系统设计J.辽宁工程技术大学学报,20093 金凯鹏,胡即明.基于模糊PID算法远程温度控制系统的实现J.微计算机信息,20064 周立功增强型80c5l单片机速成与实战M北京：航空航天大学出版社，20035 李贵山微型计算机测控技术(第2版)M北京：机械工业出版社，2002。6 范逸之，降立元VisualBasic与R9232串符通信控制M北京：中国青年出版社
13、，20027 林国汉.基于单片机的温度控制系统设计J.微计算机信息，2009（25）:21248 易顺明.基于单片机的大棚温湿度控制系统设计J.现代电子技术,2011(7):7159 张毅刚.单片机原理及应用M.北京：高等教育出版社2008.1210610 K. U. Kasemir, L.R. Dalesio, Lanl. Interfacing The Controllogix Plc Over Ethernet/IP. In: 8th International Conference on Accelerator & Large Experimental Physics Control
14、Systems, San Jose, California, 2001. 11 J. Y. Tang. SNS VACUUM INSTRUMENTATION AND CONTROL SYSTEM*，In: 8th International Conference on Accelerator & Large Experimental Physics Control Systems, San Jose, California, 2001. 毕 业 设 计（论 文）文 献 综 述指导教师意见 指导教师： 年 月 日专业教研室审查意见 负责人： 年 月 日推进学校内涵建设深化年各项工作和“三乐两校”主题教育活动的开展，进一步繁荣校园文化，搭建具有时代特征大学生特点的文化艺术活动平台，促进学院间师生的友谊第 5 页 共 6 页
