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1、数据机房动力环境监控系统数据机房动力环境监控系统第一节第一节 系统介绍系统介绍一、概述随着计算机网络技术的发展和普及， 计算机系统数量与日俱增，其配套的环境设备也日益增多，网络数据机房已成为融媒体监测监管平台的重要组成部分。机房的环境设备（供配电、UPS、空调、消防、安保等）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，当事故严重时，会造成机房内计算机设备报废，服务器长时间瘫痪，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效管理是极其必要的。二、重要性数据机房是搭建
2、融媒体监测监管平台的核心和关键。其机房管理尤为重要，一旦系统发生故障，造成的损失和影响是不可估量的。而数据机房的动力环境状态， 作为数据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。数据机房动力环境监控系统主要为了保证机房服务器的安全、 稳定、高效运行，实现用户的最大工作效率。系统设计应充分体现信息系统核心的特点，采用目前比较先进的技术和材料，满足节能环保的要求，考虑未来机房发展趋势，将数据中心建设
3、成为一个先进的智能化信息数据处理和控制中心。 它主要监控的对象包括：精密空调、UPS、电量检测、配电开关监测、温湿度监测、漏水监测、门禁、视频监控、消防监控、新风监控等。传统的机房管理采用的是每天定时巡视的制度， 比如早晚各一次的检查，并且将核心运行参数进行人工笔录后存档。这样取得的数据只限于特定时段，工作单调而且耗费人力。而机房动力环境监控系统实时监控功能可解决此问题。系统具有遥信、遥测、遥控和遥调，所谓“四遥”功能，对整个系统进行集中监控管理，实现少人值班或无人值守的目标。系统可实时收集各设备的运行参数、 工作状态及告警信息。系统值班操作人员可以对有关设备进行遥控和遥调，以便处理相关事件或
4、调整设备工作状态，确保机房设备等在最佳状态下运行。三、实用性从使用者角度出发，所选用的技术和材料均在以往的工程实践中得到检验，都能最大限度的满足本机房目前及未来发展的需要。 系统地组建应能使数据信机房实现无人值守成为可能，系统应能充分利用现有资源，尽量使系统具有较高地性能价格比。四、可靠性系统对各种信号采集和传输及设备的控制和组网的方式等方面保证系统的稳定性和可靠性。必须建立一套全面、完善的机房管理和监控系统（机房集中监控系统） 。所选用的设备应具有智能化，可管理的功能，同时采用先进的管理监控系统设备及软件，实现先进的集中管理监控，实时监控、监测整个机房的运行状况，实时灯光、语音报警，实时事件
5、记录，这样可以迅速确定故障，提高运行可靠性，简化机房管理人员的维护工作，从而为其数据数据机房安全、可靠的运行提供最有力的保障。1.监控系统具有良好的电磁兼容性和电气隔离性能， 不影响被监控设备正常工作。2.监控系统具有自诊断功能， 对通信中断、软硬件故障能够诊出故障并及时告警。3.监控系统硬件能在用户给出的基础电源条件下不间断工作。4.监控模块的机箱采用良好的接地措施，具有较好的抗干扰能力。五、实时性系统应采用各种先进的科学技术保证对各个现场数据及告警的及时传输、 即时显示以及对各个设备实现的实时控制等。六、开放性整个监控网络采用标准接口组成一个开放型的系统，能兼容不同厂商产品，可以为以后的扩
6、容留有足够的扩展余地；标准规范设计的模块可以本身组网，也可以按部颁布协议与其它公司监控组网，同时可以兼容各种常用通信方式。七、可扩展性系统的软硬件设计采用模块化可扩充结构及标准化模块接口， 便于系统适应不同规模和功能要求的监控网络系统；系统应能适应用户的各种需要，可在机房内方便的增加或减少监控点，并且可方便地在监控中心增加、减少相应的功能和设备，并且可对中心进行搬迁等。八、灵活性监控系统网络通信协议符合国际网络协议标准， 操作系统应选用国际通用操作平台，数据库管理系统应选用通用的大型关系型数据库系统,系统的组网方式灵活；监控中心软件的功能使配置和使用方便；该系统既可独立运行，可以小型的监控系统
7、，又可以组成大型监控系统，也可以纳入其它厂家的监控系统中。九、通用性监控产品及系统的设计符合国内、国际工业监控与开放式设计标准。十、准确性告警准确率：100%；对现场设备的控制准确率：100%；直流电压精度优于0.5%；蓄电池单体电压误差不大于5mv；其他电量优于 2%；非电量优于 5%。十一、稳定性监控系统某一子系统运行异常，不影响系统中其它子系统的正常运行。十二、安全性硬件系统的设计采用可靠的电气隔离， 保证系统的软硬件在任何情况下，均不能够影响被监控对象运行的安全性。软件系统的设计对系统管理和维护人员进行多级权限分类以区分限制各级别用户对系统的访问和操作能力，保证系统操作的安全性。监控系
8、统为用户对系统所做的管理和维护操作进行跟踪记录， 为系统日后出现运行事故提供辅助分析功能以追究相关的事故责任。十三、可维护性（一）及时处理系统运行进行在线运行状态诊断和监测， 能及时发现系统各功能单元故障情况，便于系统故障的维护处理。（二）模块化设计软件系统的设计采用模块化结构设计和规范化标识保证软件的可维护性要求。第二节第二节 系统设计与应用系统设计与应用一、配电监测子系统机房配电柜供电电源质量的好坏将直接影响机房设备的安全， 对机房市电输入柜的主回路的三相电量参数（电压、电流、三相有功功率、频率、功率因数、无功功率、视在功率、有功电度、无功电度等）实施监测，对于重要的参数，可作曲线记录，系
9、统管理员和操作员可以通过历史曲线图查看每天的电压、频率、有功、无功的最大值、最小值、当前值及电压、电流峰值。对机房机柜电源断路器的工作状态实施监测。 实时显示并保存该配电柜内的主回路各监测参数的数值，实时显示并保存市电互投转换系统、各机房机柜电源断路器等开关工作状态。通过分析有关参数的历史曲线， 管理员能清楚地知道供电电源的质量是否可靠完好，为合理地管理机房电源提供科学的依据。并设定电压、电流的上限值与下限值，当监测的电压或电流超过设定的允许值、开关断开（或闭合）时，系统诊断为有故障（报警）事件发生，监控主系统立刻弹出相应的报警页面窗口，同时监控主机发出多媒体声音报警及自动拨打预设电话，实现电
10、话语音报警，同时可实现短信报警，通知值班人员或相应的主管人员。二、UPS 监测子系统在 UPS 提供远程监控通讯接口与完整准确的通信协议的基上，监测协议提供所有状态和参数。对智能 UPS 的模拟量与数字量进行实时监测。模拟量：输入电压、输入电流、输入频率、负载电压、负载电流、负载频率、旁路电压、旁路电流、旁路频率、逆变器电压、逆变器电流、逆变器频率、各相有功功率、标称功率、视在功率、负载率、电池备份时间等。数字量：输出电压超范围，电池工作模式，旁路工作模式，电池电压高，电池电压低，系统报警，系统暂停，电池电压低报警，旁路电压超限，主电压超限等。实时显示并保存 UPS 通讯协议所提供的能远程监测
11、的运行参数和各部件状态。实时判断 UPS 的部件是否发生报警，当 UPS 的某部件发生故障或越限时，监控主系统立刻弹出相应的报警界面窗口， 同时监控主机发出多媒体声音报警及自动拨打预设电话（座机或手机） ，实现电话语音报警，通知值班人员或相应的主管人员。对于重要的 UPS 运行参数，系统可进行曲线记录，曲线的存储时间可超过1年。曲线中提供了方便的定位查询线，可以显示具体参数值和最大值、最小值、平均值等， 方便管理员全面了解 UPS 的运行状况，及时地发现并解决 UPS 运行中出现的各种问题。三、空调监控子系统监控对象： 在空调厂家提供远程监控通讯接口与完整准确的通信协议的基础上，对机房内的精密
12、空调实施集中监测与控制。监测部份：温度、湿度、温度设定值、湿度设定值、空调运行状态、风机运转状态、 压缩机运行状态、 加热器加热状态、 加湿器加湿状态、 压缩机高压报警、风机过载、除湿器溢水、加热器故障、气流动故障、过滤器堵塞、制冷失效、加湿电源故障、压缩机低压报警、压缩机高压报警等。控制部分：空调的远程开机、关机，空调的温、湿度的远程设定。监测空调机运行状态， 用图形和颜色变化来显示空调的工作情况，故障时将报警。空调的压缩机高压报警、风机过载、除湿器溢水、加热器故障、气流动故障、过滤器堵塞、制冷失效、加湿电源故障、压缩机低压报警等的监测与报警，检测空调的运行状态。 可以通过本监控系统在远端监
13、控室内控制空调机的启、 停。实时显示并保存各空调通讯协议所提供的能远程监测的运行参数、 各部件状态及报警情况。报警时，可通过所弹出的报警窗口中相应颜色的改变来分辨报警，同时系统发出多媒体声音报警，自动拨打预设电话，实现电话语音报警，通知值班人员或相应的主管人员。通过历史记录直观看出空调机的运行品质，防止小的故障扩大。四、漏水监测子系统鉴于机房设备的重要性， 本系统在机房中安装的非定位式漏水检测系统，用于监测机房的空调有无漏水事件发生，确保设备不受水浸的危害。监测对象： 主要是针对机房漏水情况进行实时监控，漏水监测系统采用绳式漏水检测系统。 对机房内的空调及机房四周地板下其他地方的漏水实施检测与
14、报警。通过漏水感应线缆感应到空调周边水的存在， 信号回传到控制器内，通过总线将信号传至监控主机上的智能通讯卡。 系统可监测到控制器所处理完毕的报警信号，即漏水报警和故障（系统断开）报警。机房内精密空调的冷凝水管都有可能出现漏水， 或者由于空调的温度过低，导致空气凝聚成水滴，这些都将威胁着机房内各设备。设计通过在精密空调周围可能造成漏水的水源附近安装定位式漏水监测设备， 每个区域各自安装 1 套漏水感应设备，在需要监测的区域敷设漏水感应绳，当空调发生漏水现象时 （水必须碰到感应线缆） ，感应线缆感应到某处有漏水事件发生，系统将即刻响应，弹出相应的报警窗口，可从电子地图上线缆的颜色变化来判断报警的
15、发生；同时，现场值班室还将通过多媒体声音报警，并自动拨号通知相关人员前来处理。系统在漏水事件的发生时，将弹出相应区的报警，能定位漏水的具体位置。并产生相关报警信息，能实时显示并记录漏水线缆感应到的漏水状态，灰尘水分的维护状态以及本身的故障状态。并且能记录一定时间内的数据，方便工作人员排查故障、日常维护等相关操作。五、温湿度监测子系统在机房中有大量的服务器，设备对温、湿度等运行环境的要求非常严格，按照机房的实际面积， 结合设备的密集情况， 在机房内加装一定数量温湿度传感器，以实时检测机房和重要设备区域内的温、湿度。 温湿度一体化传感器将把检测到的温湿度值实时传送到现场监控服务器中， 并在监控界面
16、上以图形形式直观地表现出来。一旦温、湿度值越限，系统将自动弹出报警框或发出短信报警，提示管理员通过调节空调温、湿度值给机房设备提供最佳运行环境。监测对象：实现对机室内进行温湿度的精确监测，根据环境监控实际要求，温湿度检测主要是对机房温湿度实时监测： 在机房中相应的区域安装温湿度传感器。由温、湿度传感器采集机房内的下列信号：实时温度信号、实时湿度信号。实时显示 （最好采用电子地图方式）并记录每个温湿度传感器所检测到的室内温度与湿度的数值，显示短时间段内的变化情况曲线图。系统可设定每个温湿度传感器的温度与湿度的上限与下限值。当任意一个温湿度传感器检测到的数据超过设定的上限或下限时， 系统立刻弹出相
17、应的报警窗口，同时监控主机发出多媒体声音报警及自动拨打预设电话，实现电话语音报警，通知值班人员或相应的主管人员。并且还可以将一段时间内机房里的温湿度值通过历史曲线直观地表现出来，以方便管理人员进行查看。六、消防报警监测子系统监测对象： 通过消防控制器上给出的智能通讯接口（要求提供相应的完整准确的通讯协议）或干接点，将消防报警接入集中监控系统中，实时检测其报警情况。当消防控制器提供智能通讯方式 （通讯接口和通讯协议）的情况下，能实时监测火灾报警联动控制器的工作状态和参数， 能够提供消防系统监控场地的电子地图，并能够在电子地图上实时显示各区域的火警状态。当消防控制器提供报警干接点输出的情况下， 能
18、实时监测消防主机的消防报警情况，不可以分区域显示，仅一个报警信号而已。记录并显示从消防主机所输出的报警情况。 当监控系统接受到火警信号时发出最高级别的报警并自动切断门禁控制电源以便于人员逃生，系统立刻弹出相应的报警窗口，同时监控主机发出多媒体声音报警及自动拨打预设电话，实现电话语音报警。七、视频监控子系统视频监控系统具备集中显示数据机房摄像头的画面， 画面底部可以编辑对应的位置说明， 实时监控各路视频图像，通过在多格画面上点击相应的摄像头即可将任意画面单独放大，查看该摄像机的当前画面。视频故障发生时，摄像头列表中突出显示相应故障标识。建议机房摄像头使用至少 130 万像素日夜型 IP 网络摄像
19、头，图像通过机房内部网络传送至主机，进行集中显示和储存。使用 IP 网络硬盘录像机进行连续录像，硬盘容量保证全部 724 小时连续录像时， 至少保存时长 30 天。 支持历史视频检索回放功能， 可根据录像的通道、时间等条件进行检索，回放进度可调。八、门禁子系统出于对机房安全性的考虑， 系统设计将机房主出入口的出入门进行门禁系统管理。门禁应采用读卡器、控制器、开门状态传感器等一体化设计。门禁采用具有较强的防撬、防砸等良好安防机械性能的锁具，具备关门时自动上锁功能。开门方式有指纹开门、刷卡开门、机房内按钮开门和机房控制台远程开门四种方式，在保障安全和操作便捷的前提下应对不同的开门需求。 电控门锁接
20、到门禁主机的开门驱动信号后，须在 2 秒内使基站门处于非闭锁状态，并持续数秒以便工作人员开门，若超过设定时间内门锁无开门动作，系统自动控制门锁锁死（防止误操作导致机房门开） 。电控锁的安装能方便的替换原有门锁，并对原有门的强度、防盗、防撬等安全性能没有实质性的影响。具备非法开门或门状态异常提示， 如锁舌没有完全伸到位则警示音长响提示，避免了关门不到位造成的风险发生。当出现异常情况时，报警功能启动。如：强行开门、门长时间不关、通信中断、设备被拆、无效的指纹开门等，管理平台会发出报警信号，实时显示案发地点，同时保存记录。以上各类非法操作均可通过设置与视频系统的联动逻辑，驱动最近的摄像机实时显示现场
21、图像。门禁联动控制，通过对采集数据与数据库内相关设定数值进行对比，当采集数据与设定值不符时，触发相关系统动作，从而实现联动功能。另外，系统提供图形化动态逻辑组态功能，以图形化界面方式实现逻辑定义，从而更方便的实现联动功能； 系统支持与视频子系统的联动控制，比如门开启后自动联动摄像机弹出视频图像进行显示等；系统支持与动力环境监控子系统的联动控制，比如双路火警信号发生， 满足触发条件时， 门禁系统可即时联动控制所有门开启。第三节第三节 系统实现的功能系统实现的功能一、集中实时监视功能我国目前的机房动力环境监测系统是以计算机信息技术为主旨和核心的， 机房的运行主要是靠电力配送，动力环境监测系统主要是
22、帮助机房实现电压、温度等各项参数进行远程监控，机房的硬件设备和软件设备主要包括监测、采集，再加上计算机网络以及客户端等应用软件组成，一旦采集数据发生问题，就会造成很多设备的部件无法正常运转， 动力环境监测系统可以将监测到的数据传输到计算机，并对这些数据进行分析和保存，帮助相关工作人员进行管理。工作人员还要密切关注机房内的情况，避免机器发生故障， 一旦发生故障机器会发出警报讯息， 工作人员要迅速排除故障，所以在机房的日常工作中要对机房设备定期进行维护和检修， 很多机房都采取 24h 轮班制来管理机房人员，虽然可以高效检测到机房的运行情况，但是这样的模式会提高成本，造成资金的浪费。所以我们必须完善
23、机房的管理制度，制定行之有效的检测方案，实现机房的智能化管理，提升管理人员的工作效率， 保障机房的稳定运行。 而集中实时监控功能可解决此问题。二、报警和事件功能机房动力环境监测系统在运行中有多种报警方式， 利用计算机技术将设备和电脑、手机等多种方式进行连接，一旦发生异常情况，工作人员可以在第一时间做出反应，找出故障范围，及时给予解决，而且动力环境检测系统还能有效辨别故障的程度， 对于比较严重的故障系统会将报警方式同时进行，加速故障排除和维修的方式。 报警的发生意味着机房的运行受到影响，其严重程度可用优先级的概念来定义。 一般监控系统均可设置几十到上千个优先级以区别报警的严重程度。机房内的报警优
24、先级一般划分为 10 级即可。三、历史数据和趋势功能对机房的管理者来说， 除了系统的报警功能以外，系统的另一个重要的功能就是历史数据和趋势功能。因为机房只是一个存放计算机和网络设备的场所，随着时间的推移，机房内的设备数量、型号等都会发生变化，按照目前的趋势，一般都是越来越多。因此，从机房管理角度，需要能够拥有机房设备运行的历史资料，这样可以通过分析，找出发展趋势、发现故障隐患。从而大幅度提高机房的管理水平。五、用户管理功能用户管理主要是对监控系统的使用者进行权限管理， 避免末授权的人员随意修改参数设置或者查看。而授权需要进行分级控制，不同级别的用户只能进行自己这个级别内所允许的操作。通过在系统
25、内核管理设置和数据库管理设置操作管理级别， 实现权限管理功能。子系统管理员的权限（包括操作权限和管理范围）设置，与监控平台的权限设置完全一致并被后者包容。当监控平台不可用，用户需直接登录子系统进行操作时，则由子系统的权限设置进行相应的控制。用户如需对子系统进行操作，需先通过登录，输入用户名、密码，经系统验证后根据用户分配的操作权限和管理范围进行操作。 在登录前系统处于锁定状态，只能显示，不可操作，但报警界面的自动弹出不受限制。五、确定需要监控的对象需要监控的对象包括：UPS 电源(包含直流电源)、空调设备、漏水检测、配电系统、 发电机、 机房实际温湿度、 通风系统、 防雷系统、 消防系统、 视
26、频监控、门禁监控、网络设备与应用系统监控、系统通信的监视等。六、完善的监控系统的基本要求（一）可扩容性系统需满足机房发展需要，具备较强的扩容能力。（二）实时性系统在发现故障后，必须达到实时的响应时间。确保故障在第一时间得到解决，保证机房设备的正常运行。（三）可靠性系统必须具备故障分析诊断的能力,能够准确判定故障点,实现声光报警,并弹出提示故障检查内容,提供报警恢复操作。这样在一定程度上确保了机房动力环境监控系统的安全、 稳定等性能， 避免出现不必要的故障， 影响机房正常运行。（四）施工方便性在整个系统的施工中必须考虑机房的空间配置， 能解决动力机房施工方面的各种技术要求，确保施工方便。（五）监控设备的完整性必须能将各种传统设备及智能型设备完整纳入监控系统。 机房动力环境监控系统是属于一个集成控制系统,具有一定的开放性。 但是,在构建的过程中，由于不同子系统,不用产品间接接口、协议的“标准化”的有效连接和融合,可以使它们之间具有一定的互联性和操作性,以此为该系统的运行提供良好的数据接口、网络接口和应用软件接口,以此在最大程度上保证了机房动力环境监控系统的正常运行。
