深圳市共济机房监控系统设计方案.docx
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深圳市共济机房监控系统设计方案
机房监控系统
设 计 方 案
深圳市共济科技有限公司
2010-11-05
第一章 系统分析
1.1 用户需求
根据机房的实际情况，需要对机房中配电及动力、环境等进行全面的集中监控。
所监控的智能设备或子系统主要包括：
配电监测、开关状态监控、UPS监控、空调监控、温湿度监测、漏水监测、视频监测、门禁监控、消防监控等。
机房面积185平米。
具体监测内容：
1. 配电：
3路，开关状态检测24路
2. UPS：
2台
3. 空调：
2台
4. 温湿度：
3个点
5. 漏水：
1套监测空调下方漏水
6. 视频：
6路
7. 门禁：
2道门
8. 消防：
1路
1.2 需求分析
监控主机能够方便、实时查看到各智能设备或子系统的所有运行参数和运行状态。
系统采用现场智能采集设备，采集到的信号和数据，传给集中监控服务器。
具体设计
△配电监测子系统：
通过电量仪采集配电情况，通过开关量采集模块及辅助设备采集开关的状态信号，并在监控系统以动态方式直观的显示
△UPS监控子系统：
通过UPS厂家提供的智能接口及协议获取设备的运行参数，所采集的数据取决于协议所开放的数据采样点
△空调监控子系统：
通过空调厂家提供的智能接口及协议获取设备的运行参数，所采集的数据取决于协议所开放的数据采样点
△温湿度监控子系统：
通过在天花上安装带液晶显示的温湿度传感器监测机房内温湿
度的数值，以监测机房的环境安全程度及对空调工作状态的信息反馈
△漏水监控子系统：
通过定位式绳式漏水监测系统实时监测空调下方的泄露情况，准确定位漏水点位置，并在监控系统有直观的动态显示
△消防监控子系统：
通过干接点信号采集消防报警主机的报警信号。
△门禁监控子系统：
通过门禁控制器实现对主要出入口进出人员的管理。
△视频监控子系统：
通过摄像头和监控主机实现对重要区域的视频监控。
△具备的报警方式：
手机短信报警、声光报警。
第二章 整体结构描述
2.1 系统结构设计说明
系统结构描述：
1. 数据采集层：
针对机房内的各类参数用采集模块进行数据采集并通过多种总线型是传到监控服务器。
2. 核心处理层：
配备现场管理服务器及相应的软件实现对各参数的集中存储与处理。
并提供相应的报警方式：
声光报警、短信报警。
3. 远程管理层：
系统支持远端IE浏览，实现移动办公。
通过授权可以在任何有网络的地方实时的对监控系统进行浏览检索、操作控制等。
2.2 系统设计优势
1. 本次系统设计软硬件均采用模块化设计，具有良好的二次开发能力和可移植性。
2. 系统管理监控平台具有较好的开放性，不仅可以向下集成各种软硬件接口，满足机房设备的不断升级和扩容；还可对外提供各种接口完全实现与其他平台的无缝对接，传递各
种报警信息，以便能够实现被更高层次的管理系统所集成。
3. 机房内配置1台嵌入式服务器进行数据采集、处理、存储，嵌入式服务器具备高稳定、防死机、抗干扰等优点可保证底层采集的数据完整性，提高整个监控系统的可靠性；
2.3 监控服务器
监控服务器实时采集机房各智能设备的运行参数和运行状态，监控服务器与各现场智能设备之间通讯可根据用户需要选择采用RS232、RS485或者采用IP网络。
2.4 远程浏览站
系统提供浏览器支持。
管理人员无需安装任何软件，就可直接通过网络在任何微机的浏览器中，查看到监控服务器以及中心管理服务器的所有实时数据，管理人员将可以在浏览器中，直接观看监控画面，并且该监控画面与监控管理站一致，可以通过该界面远程控制设备运行。
2.5 报警网络设计
本系统设计采用现场屏幕提示、短信报警、声光报警多种报警方式相结合的模式，充分保证警情能发送到机房管理人员，为处理故障赢的时间。
第三章 各监控子系统的实现和功能
3.1 配电监控
配电柜：
可监测内容：
通过监视各市电进线三相电源的相电压、线电压、电流、频率、功率因数、有功功率、无功功率等参数。
对于重要的参数，可作曲线记录，系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。
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。
实现方式：
对于机房内的市电的监测，设计配置智能电量仪GX200监测三相输入电压及频率，并将信号实时发送至监控服务器做数据处理。
开关监测：
通过7052模块与D8H的组合实现对开关量的监测。
3.2 UPS电源监控
根据实际情况暂时按现场使用的UPS提供RS232通讯接口监控
实现方式：
监控方案：
通过其UPS自身智能接口与协议获得UPS运行参数,通过智能接口接入监控服务器进行数据处理、分析和联动设置，监控服务器分析后的数据发送到总控平台的集中管理服务器进行统一监管。
监控内容：
运行状态与参数：
全面监视智能UPS的电池状态、旁路状态、及其他负载保护、在线模式、负载过载等状态；实时监测的工作参数主要包括：
输入电压、输入电流、输入频率、负载电压、负载电源、负载频率、旁路电压、旁路电流、旁路入频率等。
UPS报警：
一旦UPS报警，将自动切换到相应UPS监控子系统的运行画面。
越限参数变色显示报警，并伴随有报警多媒体语音，系统进行报警记录的同时有相应的处理提示。
用户还可根据需要对重要的报警事件设置电话语音拨号、手机短信等对外报警功能。
注：
为保证UPS的正常运行，避免出现误操作，特别申明机房监控系统将不对UPS进行控制操作。
3.3 空调监控
监控系统通过空调自带智能通讯接口及通讯协议，系统可实时、全面诊断空调运行状况，监控空调各部件（如压缩机、风机、补给水、水泵、加热器、加湿器、去湿器、滤网等） 的运行状态与参数（监测内容由厂家的协议决定，不同品牌、型号的空调可能所监控到的内容不同），并可通过软件在系统上或通过网络远程修改空调设置参数（温度、湿度等），实现空调的远程开关机。
系统一旦监测到有报警或参数越限，将自动切换到相关的运行画面。
越限参数将变色，并伴随有报警声音，及相关处理提示。
对重要参数，可作曲线记录，用户可通过曲线记录直观地看到空调机组的运行品质。
空调机组即使有微小的故障，也可以通过系统检测出来，及时采取步骤防止空调机组进一步损坏。
对严重的故障，可按用户要求加设电话语音报警和短消息报警。
实现方式：
通过精密空调的智能接口接入本地监控服务器。
3.4 温湿度监测
实现方式：
智能温湿度传感器通过RS485通讯接口将数据发送至现场的管理服务器做处理、存
储、分析、联动策略。
监控内容：
监测内容：
实时准确的监测机房内的温度和湿度的实时数值；
显示方式：
通过电子地图，实时显示温湿度所处空间区域内的真实温度和湿度数值；
动态曲线：
通过动态曲线对机房的温湿度的趋势进行估测，并且可以打印动态曲线；
历史曲线：
通过历史曲线记录机房温湿度，可以查询历史曲线，也可打印历史曲线。
温湿度传感器可与空调系统实现联动，当机房的温度越限时，系统可联动设定空调温度及启动空调进行工作等联动动作。
3.5 漏水检测
鉴于机房中心设备的重要性，机房又需做到无人值守，而且地板下强电、弱电、地线、电缆纵横交错，如空调或外墙不慎发生漏水而不能及时发现并处理，后果将不堪设想。
定位式漏水
使用美国进口泰科品牌的定位式漏水设备，需要在有可能漏水的空调水源周围或空调四周敷定位式漏水感应绳进行围闭，当检测到有漏水情况发生时，在画面上显示具体的漏水位置，精确到米，精确定位漏水故障，同时发出电话或短信报警，及时通知有关人员排除漏水故障。
根据用户的要求和场地的实际情况，系统设计在机房使用1套定位式的定位式漏水检测系统用来监测机房内无漏水事件发生，确保设备不受水浸的危害。
系统本身包括：
漏水控制器和漏水检测的其他辅助设备，在有可能漏水的空调水源周围，当检测到有漏水情况发生时，系统在第一时间报警，监控界面自动切换到漏水监测画面上，并且在画面上显示具体的漏水位置（精确到米），同时发出电话、现场语音或短信报警，及时通知有关人员排除漏水故障。
3.6 消防监测
限于消防法规，集成消防系统时只监测不控制。
项目中通过消防系统提供的消防接口，我们设计采用开关量采集模块DS-7052将探测变化信号送到监控服务器，实时监测机房的消防报警情况。
3.7 门禁系统
本系统通过门禁控制器，监控2道机房门的门禁状态；为保证机房的安全运营，系统采用指纹加刷卡进门方式，避免闲杂人物进入机房；出门选用按钮方式；门禁信息将并反馈给服务器，分别做记录。
共济科技的ACTROL系列产品，所有读卡器信息的都是维根26标准格式传输，门禁控制器与上位机的数据采用RS485方式进行传输，确保了门禁使用的高效率和高稳定性。
系统设计的门禁系统是一个可以脱机独立运行的系统，机房监控管理平台出现任何问题都不会影响门禁系统的使用。
门禁控制器自身还带有后备电池，可以确保在停电后不会丢失任何刷卡信息和权限管理信息。
门禁系统功能
通过监控管理平台及门禁控制器对进出卡持有人的用户信息进行定义，并保存在数据库中。
当需要授权时，再将相关卡的信息下载致门禁控制器中，从而实现对进出卡的管理。
系统对人员进出权限的控制主要通过对进出卡的管理来实现，包括以下几个方面：
进出卡中包含的用户信息应包括卡号、用户名、工号、部门、级别授权、授权进出区域、有效日期、授权进出时段、卡有效状态以及个人照片等信息。
进出卡的设置信息应即时下载至门禁控制器中，保证管理服务器故障时人员的进出不受影响。
管理人员通过对进出卡的登记、注册、授权、变更、注销、挂失与解除挂失等操作实现对人员进出权限的控制。
通过监控管理平台对门禁控制器内存进行读写，并下载相关授权信息，实现授权设定。
报警功能：
当出现异常情况时，系统具有报警功能。
如：
强行开门、门长时间不关、通信中断、设备被拆、用户卡失窃或无效的卡开门等，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，驱动最近的摄像机进行录像。
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。
例如，可以设置，当有人开门时视频抓拍开门的值班人员。
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。
3.8 视频监控管理
视频实现方式
机房监控管理平台是通过嵌入式监控服务器与摄像机进行连接，获得模拟视频信息，从而进行录像与监控。
并将数据上传到监控服务器，同时，机房监控管理平台还是视频远程浏览的唯一连接出口，远程WEB浏览站只需登录到机房监控管理平台上就可以对视频系统进行切换和浏览。
本系统采用的摄像机支持MPEG-4或H.264压缩格式。
所有视频文件采用MPEG-4或
H.264格式压缩后通过流媒体格式进行传输，保证监控、录像、回放、传输能同步进行。
一般来说，单路视频传输在25帧/秒时，其占用带宽应小于300K。
系统允许用户根据网络状况随时更改视频数据的传输参数，如帧数、分辨率等。
视频存储
录像方式：
每台摄像机的硬盘录像方式可灵活设置，包括无间断实时录像、预设时
间段录像、报警预录像、移动侦测录像以及联动触发等多种方式。
每路每秒25帧，分辨率为352*288，连续录像24小时占用存储空间为2G。
录象方式可以根据要求进行调整，例如白天实时录象，晚上动态监测或报警联动录象。
另外，系统支持当硬盘存满时可自动从头覆盖，循环录像。
图像控制
可灵活调节视频图像的亮度、对比度、饱和度、色调等，设置画面质量和压缩比。
以上设置可于录像过程中进行。
支持任意时刻图像的抓拍和存储。
视频查询
录像资料的检索：
系统提供录像资料检索通道，在监控管理平台上可进行录像资料
的检索回放，且可根据录像的类型（定时录像、触发录像、抓拍等）、通道和录像时间等多种条件进行组合检索。
录像资料的回放控制：
可利用拖拽功能选择任意时间点的回放，同时回放速度可调
（至少具备四种速度：
-2、2、4、8速），回放时不影响系统正常录像。
快速查询：
系统应支持快速查询功能，管理界面上设置快速查询通道，当管理人员
输入摄像机名称等唯一性信息时，系统可自动切换到该摄像机实时监控画面，并提供该摄像机录像资料查询功能。
断电保护
系统具有断电保护功能，当发生意外断电时，系统自动保存断电时刻以前的录像数
据。
视频联动控制
系统联动控制主要通过监控管理平台服务器实现，视频和门禁等监控系统保持良好
通讯，当有报警发生，视频监控界面可根据报警设备联动切换到最近的视频画面，同时进行录像。
第四章 系统功能描述
4.1 软件平台
机房监控管理软件平台运行于中文WindwosXP/2003操作系统上，数据库采用My
SQL，平台支持RS232、RS485、RS422、TCP/IP、SNMP、OPC、ODBC、SCOKET、API、LonWorks、BACnet等多种标准接口和协议。
4.2 系统界面
共济环境监控系统页面的设计可以归结为各种页面对象的设计，利用这些对象可以
组织成各种各样的显示画面，这个组织过程称为页面组态，通过此项功能实现系统图形化界面组态编程。
系统支持全中文界面，图形化设计，支持电子地图功能。
界面的结构、层次清晰明
了，能够实时直观地显示各机房设备的运行数据和运行状态，场景仿真。
Windows标准界面，操作与Windows操作系统一致，菜单、工具条、设备栏、事件栏等可以个性化编辑，可按用户的需求定制界面，满足用户需要。
主界面包含所有机房分布的电子地图，在主界面上可直接点击任意区域便可查看该
区域所在机房的环境情况。
同时，在本子系统的主界面上为各功能模组设置访问按钮，通过点击进入各功能模组界面（电子地图），以便对分组的监控设备进行更清晰、更有针对性的监控。
当操作者点击主界面或功能模组界面上某一监控设备后，画面会自动切换到该设备
的运行状态图或者弹出对相关设备的操作界面，以便管理人员查看和控制该设备。
在有报警或异常状态的情况下，有问题的监控设备界面可以自动弹出，同时启动帮助系统（调用知识库），利用预存于知识库中的信息给管理人员相应的操作提示。
界面轮询：
系统允许管理人员针对系统中不同设备、环境的重要程度，自行定义监
控画面按照预先设计好的顺序、时间间隔，在各功能模组之间进行轮询。
当无人操作时，系统显示界面可按照设定的顺序（可随意更改编辑）自动显示。
当进行手动操作或发生报警时，界面轮询功能自动停止，直到手工再次启动轮询。
系统提供集成开发环境，利用各种界面元素（例如按钮、圆、矩形、直线、图片、
实时曲线、历史曲线等）及编辑工具，使管理人员可以根据自己的需求设计个性化界面。
例如对界面的框架结构进行调整、对监控单元的位置进行调整等。
在使用过程中，对界面的修改能在线进行，修改效果即时生效。
4.3 权限管理
通过在系统内核管理和数据库管理设置操作管理级别，实现权限管理功能。
每个管理人员可根据其权限查看所在监控数据。
划分多级管理：
为了能够保障系统正常运行的基础上，满足不同级别管理权限的操
作，系统具备多级的权限管理功能，避免了非专业人员乱操作的情况；不同的权限级别的用户所看到的页面、报警信息各不相同，最高权限的管理员可按照不用的客户分配各种权限，客户可通过网络查看前置服务器上面的部分历史数据，所看到的页面和报警信息由管理员定义，用户管理范围的分配可通过对各功能模组的组合选择来实现和控制。
用户只能对自己管理范围内的监控设备进行监控和管理。
本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，用户需直接登录本子系统进行操作时，则由本子系统的权限设置进行相应的控制。
用户需对本子系统进行操作，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。
操作权限：
本子系统管理员（用户）的操作权限级别不少于5级：
第一级：
登录系统查看管理界面+设备运行状态查询
第二级：
第一级+事件管理（事件确认、事件查看等）
第三级：
第二级+报表管理（报表设置、报表生成等）+日志管理
第四级：
第三级+数据的备份与恢复+设备硬件操作能力（空调启停等）
第五级：
第四级+管理员操作权限和管理范围分配+系统参数设置+系统模块的添加与
删除
用户管理范围的分配可通过对各功能模组的组合选择来实现和控制。
用户只能对自
己管理范围内的监控设备进行监控和管理。
3.1 查询功能
通过把各监控单元数据存储到数据库，对数据进行分类归组，在查询数据时，过滤
不相关数据，以实现查询功能。
系统对每一个监控单元（设备）的工作状态、工作参量等内容提供简单、直接的查
询方式，查询的结果可以输出及打印。
同时系统的查询方式可以根据查询条件过滤不关心的内容，要求直观、简洁，又不失完整性。
快速查询：
系统支持快速查询功能，即在管理界面上设置查询窗口，当管理人员输
入设备ID号、设备名称等唯一性信息时，系统可自动进入该设备的工作状态界面，便于管理人员随时查询。
4.4 数据管理
实时数据：
系统能够监控到相关设备的实时参量，并能实时进行查询。
系统提供多
种形式的实时动态曲线。
动态曲线的时间跨度默认为5分钟，时间刻度默认为5秒，即显示5分钟内每5秒
的变化情况；除此之外，系统至少提供“时间跨度2分钟，时间刻度2秒”以及“时间跨度1分钟，时间刻度1秒”等选择，提供更精确的实时动态曲线。
历史数据：
对预设的监控对象有关参数，系统自动保存历史数据。
任何历史数据不允许任何人进行修改，保证数据的可靠性、安全性。
系统能提供多种形式的历史数据曲线。
曲线可以提供日线、周线、月线（折线图）和年线（柱状图）等图表，并能自定义
时间跨度（如某一天的8:
20-8:
45）生成用户所需图表；历史数据曲线的时间刻度可随不同图表的不同的时间跨度变化，当自定义的时间跨度小于2分钟时，要求时间刻度最小能精确到秒或一个采样周期。
（注：
当采样数据发生突变，即变化值超出预设的范围，系统允许以采样周期为时间刻度保存实时数据，此时可以自定义一个短时间跨度以采样周期为时间刻度生成历史数据曲线；当采样数据变化不大时，系统可通过各种优化算法只保存必要的数据以节省存储空间。
）
数据的本地备份：
系统具备本地备份和恢复功能，系统能自动将历史数据、报警日
志、数据库等数据备份到本地硬盘上并于必要时进行恢复。
本地硬盘的容量满足所有监控及UPS数据保存一年的要求。
数据的异地备份：
系统数据的异地备份在监控平台上完成。
系统提供自动备份和手
动备份两种方式，并可灵活选择自动备份的时间、自动备份的范围、手动备份的时间段、手动备份的范围等，支持通过磁带机进行备份和恢复。
对外数据接口：
系统支持对外提供ODBC、OPC、DDE等标准数据接口，满足用户使用
第三方软件对平台数据进行集成的需要，并可相应的实现查询、生成趋势图、打印等功能。
4.5 报警管理
通过对相关采集数据与数据库内设定数值进行对比，当实时采集数据超过设定数值
时，系统产生报警，并对报警数据进行归类分组，从而实现报警管理功能。
系统的报警级别按重要性设为1-10级，级别越高的报警，表示重要性和危害性越大。
系统具有并行处理报警的能力，对报警事件按优先级的高低进行处理。
报警方式：
可以根据报警事件的报警级别提供不同的报警方式：
窗口报警、声光报
警、短信报警、拨号报警、邮件报警、打印报警等（如需实现不同报警方式，只需增加相应的报警软件模块即可），同时告警信息可以限次播放，而且在两次告警间的停顿时间可以灵活设置。
系统支持语音报读。
当报警发生，系统界面自动切换到报警设备的运行状态界面，并对报警情况做出直
观、形象的说明。
当报警级别足够高时，系统第一时间（从报警触发到发送报警信息的时间间隔不超过30秒）向短信服务器发出报警信息或进行语音拨号，并对发送成功与否进行记录。
动力环境监控子系统服务器和监控平台均具备向短信服务器发送报警信息的能力，
并能通过自定义的设置对发送报警的范围和接收者进行限制。
为保证高级别报警的接收，也可对该类报警设为（动力环境监控子系统服务器和监控平台）双重发送。
报警群发：
系统可于规定的时间自动将当天所有报警信息或某一类报警信息（可组合选择）通过email方式一次性群发给相关管理人员（已经预留电邮报警方式，如需该报警功能，只需增加相应的软件模块即可）。
报警恢复信息发送：
当一个报警状态解除时（解除条件可以自定义），系统可自动发
送相应的恢复短信，以便机房管理人员随时掌握相关动态。
通常情况下，每次报警均对应着一对报警短信（报警和恢复）。
报警屏蔽功能：
系统允许对不同的设备、同一设备的不同的测点（模拟量、数字量）、
报警接收对象等进行屏蔽，并提供“屏蔽报警事件”、 “屏蔽恢复事件”、 “按时间段屏蔽报警事件”、“屏蔽低限报警”、“屏蔽高限报警”、“屏蔽接收对象”等多种选择。
报警信息的查询：
系统提供完整的报警事件查询功能，报警日志包含每一报警事件
的报警时间、地点、报警设备、报警内容、确认人等信息。
查询方式该灵活多样，允许用户根据不同的组合条件对报警事件进行查询。
报警信息的确认：
系统默认对每一个报警事件均需进行确认，但同时允许对多个报
警事件集中一次性确认。
确认人的相关信息可以在系统日志内自动记录。
4.6 远程管理
在CM-Desk监控系统中，系统同时提供浏览器支持，远程浏览端管理人员无需安装
任何软件，就可直接在任何网络联通的区域，所监控的对象与监控中心保持同等效果。
浏览终端可查看到各监控服务器的所有实时数据，画面刷新速度将小于4S，确保其
实时性。
在浏览终端可随时随地了解设备的实际工作状况，便于实现管控一体化，系统提供内嵌于浏览器的远程监控模块。
管理人员将可以在浏览器中，直接观看视频监控画面，并且该监控画面与监控服务
器一致。
在IE端可按用户权根进行浏览、查询等操作，授权用户可以通过该界面远程控制设
备运行。
4.7 日志管理
系统通过对历史运行数据按时间进行分类，从而实现日志管理功能。
系统提供基于数据库的日志功能，对显示日志记录表的显示窗口设定每页显示数量，
默认为100条。
系统日志至少包括用户操作日志、系统运行状态日志、报警日志等。
所有日志可以
根据查询条件即时生成报表，并可打印输出。
系统日志原则上不可被任何人修改；除最高级用户外，系统日志也不能被删除。
系统日志的默认保存时间为三年。
超过保存时间需要删除时，由最高级用户根据时
间段进行删除。
4.8 联动功能
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。
通过设定联动逻辑，可以方便的将不同监控设备或
升级会员 