广电中心机房动力环境监控方案.docx
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广电中心机房动力环境监控方案
xx广电中心机房动力环境监控方案
目录
一、背景与需求1
二、系统综述：
2
三、系统设计原则4
3.1可靠性、稳定性原则4
3.2安全性原则5
3.3实用性、先进性、便捷性原则6
四、系统设计及工程实施规范7
五、系统技术实现说明：
7
5.1系统主要技术架构说明7
5.2环境、设备状态变量的分布式采集监测的技术实现8
5.3策略化分布式监测告警的技术实现8
5.4策略化分布式环境监测调节控制的技术实现8
5.5服务器远程管理的技术实现9
5.6交换机远程管理的技术实现9
5.7精密空调、智能型UPS、智能型发电机、门禁系统整合监测控制的技术实现9
5.8普通空调及中央空调联动控制的技术实现10
六、系统软件介绍（包含嵌入式部分）11
6.1软件体系介绍11
七、方案设计与系统功能实现简述14
八、机房动环监控方案设计与功能实现17
8.1信息中心机房现场简要状况：
17
1）主设备配置17
2）温、湿度监测配置18
3）UPS联动监控配置19
4）空调联动监测控制配置19
5）烟雾探测器配置20
6）水浸监测配置20
7）数字电力监测配置——电力监测21
8）视频监控22
九、系统功能实现说明22
一、背景与需求
随着信息网络技术的不断发展，各类大、中型组织的网络信息化建设的设备资金投入日趋增加，其职能运行与计算机网络的结合日趋紧密。
计算机网络的建设与发展使人们极大地开阔了信息视野、也极大地提升了办公、生活中信息处理、传播效率。
与此同时人们在工作、生活中对网络的依赖性也日益增强，网络的维护管理负担也日趋繁重。
各类规模大小不等、设备种类、数量不同的网络设备机房广泛分布于用户各分支机构所在地域，由于欠缺与运行网络的规模体系相对称的运维系统，数量众多的无人值守机房的物理运行环境状况、动力配电状况、设备运行状况、人员活动状况以及消防状况的变化包括可能出现的危急状况，均无法得到及时的发现和处理，也就很难被有效预见、防范和避免。
因此，由于运行环境造成的网络运行的不稳定和网络设备的隐性寿命衰减，以及由地域楼宇间的距离和区隔造成的管理维护的不便所导致的综合运维开销和建设开销相当巨大。
为保证组织的安全、稳定、高效运行，保证网络设备的良好运行状态和设备使用寿命与安全，实现用户的最大投资效益，就有必要对网络运行环境的电力供应、温度、湿度、漏水、空气含尘量等诸多环境变量，UPS、空调、新风、除尘、除湿等诸多设备运行状态变量，进行24小时实时监测与智能化调节控制，以保证网络运行环境的稳定与网络软硬件资源、设备的安全以及相关信息数据资产的安全。
因此设计建设一套能够对网络物理运行环境变量、设备状态变量以及安防、消防状况进行全方位监测、智能化自动调控报警，分布式远程控制管理的系统，从而实现网络维护管理本身的智能化、网络化，从物理最底层开始全面保证网络安全已经成为各类组织当前信息化建设的首要之务。
融智9000系统立足于建设一个全面覆盖用户网络所有核心机房、汇聚层机房、重点和非重点接入层设备间，支持监控运维网带外通讯，支持监控运维网独立自供电运行，集动力、环境、视频、设备、安防、消防综合监测、调控、监视软硬件平台于一体的分布式、智能化网络机房远程运维管理系统。
二、系统综述：
融智9000分布式网络机房监控远程智能管理系统，引入独立运维网概念，采用分布式系统结构，以高可靠性、高环境适应性的环形工业级以太网作为通讯链路，构建独立于用户网络运行维护网络，以主监控服务器RZ9000DS为系统的策略核心与控管中心，采用嵌入式多维变量智能监测控制工作站即RZ9000C作为系统的分布式智能监测控制节点，实现环境变量、设备状态变量的自动监测采集、智能化自动调节控制。
图1：
融智9000系统标准系统拓扑图
融智9000系统可对分布在不同物理空间、不同地域的多维物理环境变量与设备状态变量、进行分布式采集监测、分布式调节、控制，集控化智能远程维护管理。
全面防范网络物理运行环境威胁，超越网络维护管理中的物理性障碍。
不仅实现网络物理运行环境变量的策略化、可编程的自动采集/监测、调节/报警、自动控制和远程控制，更实现了网络本身的智能化、网络化、移动化的远程集中监测控管，全面实现网络维护管理和网络物理运行环境监测、调控于管理的数字化、智能化和网络化。
为满足高端用户对高可靠性的需求，融智9000系统还进一步设计实现双网热备、双电热备、独立供电、独立组网运行。
即依托用户当前网络的物理介质，采用工业级路由以太网技术建立一个独立于运行网络、环境耐受级别和可靠性更高的工业级运维网，依托独立运维网为系统提供一个不受运行应用网络状态影响的工业级带外通讯链路，同时每个融智9600机房综合监控工作站在每个机房节点都经内置安全网关跨接在运维网和内部网络上，实现系统的双网热备运行，从日常应用角度用户可在运行网网络节点上实现所有系统功能，极大地实现了系统应用的方便性与广泛性；从可靠性角度，融智9000系统基于安全网关保护使运维网免于来自运行网络的冲击与攻击，同时其通讯系统基于光纤链路自成独立运维网络，在宽压、宽频的热备双电源与后备电源支持下，以工业级的环境适应性，在运行网络大面积断电、运行网络瘫痪等极端情况下，亦可全面支持运行网络的远程监控与运维管理。
融智9000分布式网络机房监控远程智能管理系统采用分布式系统结构，采用集环境监测调控与数字视频监控于一体并内嵌路由模块的嵌入式RZ9600系列综合监控工作站作为系统的分布式智能监测、监控智能节点和运维网络的通讯网络节点。
不仅可基于其丰富的接口结合相应的传感器、智能化监测仪表与智能控制器实现环境变量、设备状态变量的全面采集监测，更可基于其内嵌的数字视频监控编码模块接驳摄像头，实现对各个设备间的数字化、网络化视频监控，还可根据用户设置对相应状况进行智能化自动调节控制和策略化的报警。
同时依托其内嵌的安全路由模块，系统可在独立组网的基础上同时跨接在被监控的运行网络上，既方便用户随时随地登陆系统了解运维网与运行网的相关状况，同时又保持了运维网的相对独立性。
系统以高度集成的融智9600系列环境视频综合监控工作站为综合智能节点，为用户设计构建了独立于运行网络的运行维护网，并在此基础上，实现机房现场视频监控、动力环境数据监控、安防监控、环境设备（空调、照明）控制、远程电源管理、网络设备远程网管维护（远程串口命令配置）的全面有机整合。
不仅全面实现对机房环境数据与现场视频的全面监测、预警和告警，更为运行维护人员提供了一个可对各机房进行远程空调控制、远程电源管理和远程自动照明控制的远程控管干预平台，同时系统还为网管维护人员提供了远程串口命令配置功能，即针对配备了远程串口命令配置模块的运行网设备，即使运行网瘫痪或设备死机，网管人员仍可通过运维网对相关设备进行断通电重启和远程串口命令配置，无需带着笔记本跑到现场进行串口操作。
使运维人员足不出户即可依托运维网解决大部运维问题。
三、系统设计原则
3.1可靠性、稳定性原则
3.1.1系统设备硬件均采用高可靠性的工控级产品，在运行环境温湿度范围、抗电磁干扰、噪声震动、空气含尘量等方面具有高于被监控网络的良好适应性。
3.1.2系统采用了强弱电分离的设计结构，强电的通断及正常交流传输所产生的电磁脉冲和感应电磁波完全被屏蔽在强电箱体内，不会对系统的弱电部分以及被监控网络的正常运行造成干扰。
3.1.3通讯链路采用环形结构的工控级以太专网，可靠性高，环境适应性好。
拥有独立于所监测的IP网络的通讯链路或通讯控制通道，即使在被监控IP网络不通时也能够完全正常地起到网络运行环境监测与调控作用。
对于高端用户融智9000系统可依托用户当前网络的物理介质，采用工业级以太网通讯模块建立一个独立于运行网络、环境耐受级别和可靠性更高的工业级运维网，依托独立运维网为系统提供一个不受运行应用网络状态影响的工业级带外通讯链路，同时每个融智9600机房综合监控工作站在每个机房节点都经内置安全网关跨接在运维网和内部网络上，实现系统的双网热备与全网应用。
对于暂时不具备相关条件用户，融智9000系统亦可直接依托用户现有网络运行。
3.1.4环境温湿度、配电系统以及UPS、精密空调等干节点设备状态以及其它环境变量、设备状态变量的采集、传输均采用数字化技术，传输过程数据精度无损耗、无偏移、不受线阻、电压波动与电磁干扰影响。
3.1.5环境监测控制执行器与设备监测控制执行器均采用双电源结构，任何一个电源出现问题都不会出现系统供电的中断。
配备应急电源模块，系统可选配为自身及上行链路设备提供备用应急电源，在系统外的市电及UPS全部中断的情况下可启动后备电源支持系统延时运行，使告警信息能够在系统彻底断电终止运行前传送到达网管监控人员。
3.1.6系统采用分布式结构，采用嵌入式、智能型的监测控制工作站主机，监测控制工作站主机本身具有强大的策略执行能力，一般只需接受主控服务器的策略部署约束和管理约束，可很好地与主控服务器协同，可极大地简化系统数据采集、传输、处理的过程和路径，因此拥有更高的可靠性。
3.2安全性原则
3.2.1系统内部网络层以上数据通讯采用自定义专有协议，可充分减少运维系统的外部攻击威胁，同时按用户需求定制化提供通用或专用协议的外部通讯接口，保证安全的基础上实现应用的开放性与广泛性。
3.2.2系统将影响网络运行安全、设备安全的环境变量、设备状态变量、安防状况、消防状况等因素全面纳入系统的监测、报警、调控范围全面保证运行安全、设备安全与数据安全。
3.2.3对电源管理子系统内的每路被管理电源均采用通断双路控制信号并行控制，并默认常闭输出，在控制主机出现故障、控制线路被意外拔掉有以及控制器自身断电重启等可预见的极端情况下，运行网设备的供电线路可以保持状态，以免造成系统供电中断影响机房的正常用电。
即使电源管理系统完全失效亦可将电源管理执行器作为普通PDU插板使用。
3.2.4在状况报警方面，除本地声光报警、网络中心机房图示定位报警外，本系统还支持独立的移动通讯短信报警、电话语音报警和LED屏幕信息告警以及MAIL告警，在报警信息传递和远程控制的方式上最大限度的保证了系统的安全性。
3.2.5系统采用C/S为主、B/S为辅的系统结构，针对运维管理层面的用户，系统采用安全性具有更好保障的C/S结构，以工控机的以太专网作为系统的通讯构架，并以经过严格身份认证的硬件远程登录方式（人机界面OVERIP）实现主控服务器的远程访问操作控制，实现系统与互联网的自数据链路层以上完全隔离的人机界面链接，既可使系统支持网络远程操作控制，又可使系统免除暴露于公共网络的各种风险。
针对普通监管用户，系统仅提供常规的WEB远程监测控制功能，不提供攸关安全的系统设置管理功能，并同时对用户来访网段、用户身份进行过滤和认证。
3.3实用性、先进性、便捷性原则
3.3.1本系统全面实现对网络中心机房、汇聚层、接入层设备间等所有网络物理运行环境的全面监测、调控、报警与远程维护管理控制；全面防范物理层风险、降低网络故障率、全面减轻维护负担和维护开销。
3.3.2本系统实现了本地报警、主控室图示定位报警、手机短信报警的三位一体的报警机制，保安人员、网管人员和相应的领导负责人员可同时以不同形式收到报警信息，关注充分、职责分明，有利于网络硬件安全的维护与管理。
3.3.3本系统实现了中心机房服务器、交换机的远程断/通电重启，远程人机界面操作，全面克服了服务器维护管理的物理距离障碍。
3.3.4本系统实现了设备间交换机的远程断/通电重启，远程串口命令配置，全面克服的交换机维护管理的物理距离障碍。
3.3.5本系统实现对运行环境的网络远程控制、手机短信指令远程控制和基于预置策略的自动控制，对网络中心机房、设备间的服务器、交换机、路由器、防火墙，以及空调、通风等设备或辅助设备以及电力供应进行有效的远程控制或自动控制，保证网络硬件运行环境的安全。
四、系统设计及工程实施规范
遵循或参照标准：
国家标准：
国家标准《电子计算机机房设计规范》（GB50174-93）
国家标准《计算站场地技术要求》（GB2887-89）
国家标准《计算站场地安全技术》（GB9361-88）
国家标准《计算机机房用活动地板的技术要求》（GB6650-86）
国家标准《电子计算机机房施工及验收规范》（SJ/T30003）
国家标准《低压配电设计规范》（GB50054-95）；
国家标准《供配电系统设计规范》（GB50052-95）；
国家标准《建筑设计防火规范》（GB50222-95）
国家标准《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）；
国家标准《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（GB50169-92）；
国家标准《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》GB 50150-91
国家标准《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB 50236-98
行业表准：
《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》CECS72：
1995
《建筑防雷》IEC1024-1：
1990
《用户终端耐过电压和过电流能力》ITU.TS.K21：
1998
《建筑装饰工程施工及验收规范》JGJ 73-91：
1991
五、系统技术实现说明：
5.1系统主要技术架构说明
融智9000系统采用高可靠性、高环境适应性的环形工业级以太网作为主通讯链路，以主监控服务器RZ9000DS为系统的策略核心与数据中心，以融智9000应用客户端为日常监测控管的中心和分中心，采用嵌入式多维变量、视频综合智能监测控制工作站作为系统的分布式智能监测控制与通讯、供电节点。
RZ9000C是一款嵌入式、全数字、智能型的多维环境、设备变量监测、控制主机和数字视频监控服务器，具有数字量变量和开关量变量的采集监测接口和0-4路可选的数字视频监控接口，内置工业级网络通讯模块与安全网关模块，可互联自组成网、可安经由全网关跨接用户网络，上联支持标准的TCP/IP，可对纳入系统的各个机房、设备间全面实现分布式的带内/带外智能化监测控管。
5.2环境、设备状态变量的分布式采集监测的技术实现
配置相应的传感器、采集器和变送器分别对各个机房、设备间的电力供应、环境温湿度、空气含尘量、漏水、烟雾、红外及微波扰动、玻璃破碎、门窗开关等物理运行环境变量，UPS、空调、除湿、新风、净化、照明等周边设备状态变量，服务器、交换机、路由器、防火墙、磁盘阵列等核心网络设备的基本物理运行状态变量进行全方位采集监测，并按照主监控服务器RZ9000DS预置的调控/报警和通讯策略结合监控工作站RZ9000C和动力电源控制执行器RZ9000PM相应的强弱电控制输出接口和通讯接口进行自动调控和通讯处置。
5.3策略化分布式监测告警的技术实现
环境变量及设备状态变量数据传输到监控主服务器RZ9000DS后，由RZ9000DS按用户设定的阈值与策略，自动判定中心机房和各级设备间的环境变量、动力电源以及设备运行状态变量的受控状况，可按用户设定策略针对不同状况进行智能化环境变量自动调节控制、监测和策略化智能报警。
系统告警系统采用了本地告警、主控中心图示定位/声音告警和手机短信告警的立体告警方式，有效保证受控的警戒状况信息能够以最迅捷的方式、最短的路径和明确的告警位置、告警状况信息传达到相关责任人，从而使受控的警戒状况能够在最短的时间内得到关注和处理。
融智9000系统支持策略化的调控/告警策略设置，既可过滤调控过程中的频繁报警又可使受控状况信息得到及时传递、关注和处理，避免状况的恶化。
5.4策略化分布式环境监测调节控制的技术实现
嵌入式环境监控工作站RZ9000C与动力电源控制执行器RZ9000PM相结合，可提供每工作站总计16路的强电及弱电控制输出接口，和一路可复用数字通讯控制接口，可按系统设定策略监测控制空调、UPS、门禁、新风、照明等各种智能或非智能的强、弱电设备。
更可通过网络对接入系统的空调、除湿、新风、净化、电力、备用发电机、照明等环境调控和动力设备进行关闭、开启、加强、减弱、切换、加电、断电等操作和控制。
在不具备网络控制条件的情况下，系统还可以手机短信指令方式进行基本运行状态的查询和基本运行状态的短信远程控制，同时监测执行操作结果，向网管操作人员的手机回馈状态或结果信息，实现控制闭环。
5.5服务器远程管理的技术实现
融智9000系统引入KVMoverIP技术，可基于网络全面实现对鼠标、键盘、显示器的远程接管，对接入服务器I/O矩阵的服务器、工作站实现全功能远程操作接管，只要远程集控模块上联网络路径畅通（通讯带宽>=128Kbps），其服务器远程I/O操作效果可与本地操作基本等效，可关闭服务器无响应或消耗资源较大的进程和任务，可实现绝对安全的软关机/重启操作。
基于融智9000系统的分布式电源管理功能，系统可实现对每台服务器的动力电源的独立控管，针对死机的服务器可通过网络或短信指令控制的方式控制服务器进行断/通电重启。
5.6交换机远程管理的技术实现
基于分布式电源管理功能，融智9000系统可通过网络或短信指令控制方式，对死机的交换机、路由器、防火墙等网络设备进行断/通电重启。
融智9000系统采用串口overIP技术，可将交换机、路由器、防火墙等网络设备的COM口虚拟到特定的主机上，可对交换机、路由器、防火墙进行远程命令行配置，可关闭或开启防火墙端口。
5.7精密空调、智能型UPS、智能型发电机、门禁系统整合监测控制的技术实现
精密空调、智能型UPS、智能型发电机均设计配置有与计算机的数字通讯接口一般为232或485接口近年来也有以太网口，且出厂时一般都随机配置有监控软件；门禁系统一般也都采用232、485或以太网口与上位机实现通讯连接。
因此针对上述四类系统或者设备有3种整合监控办法:
1）做关联程序链接
即采用原厂随机软件，在本系统软件界面中做关联应用程序的链接菜单按钮，将本系统的主监控服务器作为设备的监控上位机随时了解随时调用启动或切换程序画面。
这种方式可充分节约用户投资。
2）原厂开放协议，做定制化的整合监控
即取得原厂开放协议，根据原厂协议开放状况和用户需求，把协议开放的变量作为本系统的受控变量，重新开发相应的监控软件模块，与本系统完全融为一体。
这种方式需要定制化集成研发，需要用户增加相应投资。
3）软硬件全面定制化开发、改装（非智能型UPS、发电机、空调亦适用）
在无法取得原厂开放协议或设备本身就没有兼容接口的情况下，或设备根本就是没有相关接口的情况下，只能或定制化开发硬件电路或集成相关监测仪表或改装控制监测电路，再定制化开发相关监测软件实现全面整合监控。
5.8普通空调及中央空调联动控制的技术实现
普通空调按控制实现方式可分为断/通电后运行状态记忆恢复型，和断/通电后运行状态初始化型。
对断电运行状态记忆恢复型可在设置好制冷状态的条件下采用简单通断电控制，也可采用遥控编码学习方式实现全方位联动控制，也可选择控制电路改装实现全方位联动控制；
断/通电后运行状态初始化型的空调可分为可遥控型和不可遥控型，可遥控型可采用遥控编码学习方式实现全方位联动控制，对不可遥控型可选择控制电路改装实现全方位联动控制；
还有一类可设置为“调试模式”的空调，在这种模式下空调处于通电状态下就会持续制冷，对这种空调也可采用简单的通断电控制实现联动。
中央控调的终端控制可采用控制电路板改装方式实现联动；
六、系统软件介绍（包含嵌入式部分）
6.1软件体系介绍
融智9000软件体系采用扩展矩阵式结构，由低到高分为数据采集层、实体设备管理层、数据服务层、逻辑单元管理层和应用层，采用以C/S为主、以B/S为辅的系统架构，横向分为系统设备设置管理、机房逻辑实体管理（包含机房内被监控设备逻辑子单元管理）、用户管理、以及应用策略管理；用户可见部分具体分为“硬件实体初始化管理”、“逻辑实体初始化管理”、“机房数据、图文、视频布局管理”、“中心数据服务器”、“用户管理”、“CS监控客户端（按授权分可为中心、分中心、机房三级）”以及WEB监控控件。
外部支持环境软件还包括：
Windows2003操作系统（用于提供运行平台）、SQLSEVER数据库软件（用于提供数据库支持）、OFFICE（用于提供通用数据导出）等。
硬件初始化管理：
实现各级硬件相关采集数据流与控制通道基于网络的接入；
逻辑实体初始化管理：
将各前端数据流与控制通道映射到各级被监控单元，即将各类监测数据与控制通道按照被监控设备、被监控机房的实际状况组合成逻辑实体。
例如1部空调将由1组反映出风温湿度实型量数据流、1组反映功耗的电力参数实型量数据流，1组反映空调启动/关闭、待机/运行状态的2个开关量数据流和1个对空调进行操作控制的RS485数字通道以及1个对空调电力进行通断控制的开关量输出通道构成的1个逻辑子单元；而一间机房则是由空调数据单元、各路电力数据组单元、各路环境温湿度单元、门禁单元、安防单元、视频单元等子单元构成的更高一级的逻辑单元。
机房界面数据、图文、视频布局管理：
将各机房物理分布布局、机房内设备分部布局分别图形化，并将各逻辑单元的各项数据按照实际的对应关系建立与实物代表图形的映射联动和表示关系，实现全面仿真反映被监控机房的数据、图文、视频的一体化的综合监控界面；
各界面图形要素可拖拽定位
中心服务器：
数据解析、数据处理、数据组合、实时数据流服务、、数据存储、数据查询、数据报表、图文数据WEB发布。
用户管理：
管理用户
CS监控客户端
七、方案设计与系统功能实现简述
7.1网络机房综合监控方案设计背景
随着网络规模的不断扩大，我广电中心IDC机房和网络机房的数量与日俱增，与机房相配套的动力、环境设备也日益增多，因此机房的动力环境设备或子系统（如供配电、UPS、空调、消防、保安等）必须实时、稳定、全天候为网络设备及其应用系统提供正常的运行环境保障。
一旦机房环境动力设备出现故障，又没有得到及时的处理，就会间接或直接损坏硬件设备，造成严重后果，就会影响到网络的运行，对数据传输、存储以及整个网络以及全校的业务运行的可靠性构成威胁。
因此，为了保证机房运行的安全性和稳定性，目前的管理人员不得不定时巡查机房各环境设备,必要时采取24小时专人值班的方式。
但这样不仅加重了管理人员的负担，而且在很多情况下往往不能及时排除故障，对事故发生时间、频度及原因等也无科学的管理与数据分析，这对保障机房的安全运行与科学维护管理是不能提供足够支撑的。
基于以上状况，正是为了解决上述问题，本方案以我公司融智9000分布式机房综合监测控管系统为平台，为我校网络机房群组全面设计实现了对各机房设备的统一监控与管理，可极大地减轻机房维护人员工作负担，同时又大大提高了整个系统的运行可靠性、稳定性和兼容性，全面实现了机房的分布式远程集中控管，真正使“无人职守”机房和科学管理机房成为现实。
7.2方案设计特色
1、独立光纤组网、独立供电，全方位支持带外运维监控管理
系统自带工业以太网100BAESE-T光纤接口，各机房所采用的融智9600系列、3600系列主监控设备均为光口、电口双上联接口配置，支持光纤直接或跳接上联到主监控室，通讯链路不依赖被监控网络，实现独立带外监控的同时，更可为用户提供一个可扩展的独立运维网络，以融智9600，3600综合监控工作站为核心的机房监控前端系统，结合设备内置的后备供电，即使在机房电力、UPS电力完全中断，机房上联网络设备当机的情况下，仍可继续全方位监控采集机房现场数据与视频场景，为远端维护人员及时全方位掌握故障机房状况提供有力技术平台支持。
2、独立高可靠供电系统设计
系统主监控服务器，各机房融智9600、3600系列综合监控工作站均采用宽压（AC85—265V）、宽频（）双电源+后备电源（）的高
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