毕业设计论文 无人值守机房综合监控系统.docx
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毕业设计论文无人值守机房综合监控系统
一、引言3
二、系统设计原则4
三、系统解决方案7
3．1系统总体结构图7
3．2监控系统拓扑图8
四、系统组成与实现9
五、系统的主要构成11
5．1动环监测模块11
5．2综合报警模块12
5．3音视频监控模块12
5．4支持彩信发送功能13
5．5门禁管理功能13
六、系统的重要功能14
七、系统特色17
7．1系统具有先进性、开放性17
7．2实施方便快捷17
7．3模块化设计17
7．4综合平台18
7．5操作简单，维护方便18
八、主要设备介绍19
8．1TC-W604综合监控主机19
智能高速球TC-D2618AW23
8．3动环门禁主机25
8．4TC-W8901温湿度一体化探头26
8．5三相交流电压探测器TC-PAS-U327
8．7三相交流电流变送器TC-PAS-150A28
一、引言
无人值守机房综合监控系统主要是对机房设备（如供配电系统、UPS电源、防雷器、空调、消防系统、保安门禁系统等）的运行状态、温度、湿度、洁净度、供电的电压、电流、频率、配电系统的开关状态、测漏系统等进行实时监控并记录历史数据，同时将机房设备的工作状态的进行实时的视频监控，实现对机房五遥（遥测、遥信、遥控、遥调，遥视）的管理功能，使机房监控达到无人或少人值守，为机房高效的管理和安全运营提供有力的保证。
天地伟业“无人值守机房综合监控系统”正是顺应这种发展趋势的产物，它能够满足“集中监控、集中维护、集中管理”的维护管理目标要求，具有实时监控设备以及预期故障发生、迅速排除故障、记录和处理相关数据、进行综合管理等多重功能，从而实现集中维护，集中管理。
二、系统设计原则
系统设计坚持“技术先进、使用方便、经济合理、超前考虑”的原则，系统具有先进性、实用性、规范性、可靠性、开放性，同时为了保证整个系统稳定可靠，具备良好的整体升级、扩展能力和方便维护，系统具有良好的升级、扩展能力，符合网络优化配置和业务拓展的需要，系统设备选型在符合系统功能要求的前提下，综合的考虑了性能指标、规格统一性及性能价格比。
可靠性：
保证系统的高可靠性。
决不会出现单点故障，即绝不会出现因为某一个设备发生故障而造成整个监控系统无法使用的现象。
系统的接入不会影响现有通信设备和网络的正常工作。
系统将正确反映监控内容的实际情况。
系统的运行和平均故障修复时间完全符合设计要求。
实时性：
保证系统能实时的反映通信设备运行情况。
开放性：
系统选用的软硬件都是使用市场成熟的国际通用的产品，数据传输采用国际标准的TCP/IP网络传输协议，并提供开放式的接口。
先进性：
选择的软硬件都是业界的优秀产品，整体方案设计新颖、技术先进，并符合通信技术发展的趋势。
充分借鉴、利用最新技术和成功经验，集成为先进的整体系统。
安全性：
通过安全隔离、信息加密等技术保证系统安全。
实用性：
全面分析未来需求与现有条件，充分考虑当前功能要求与整体人员技术素质，力求实现系统建设与使用的同步，使集成开发的系统充分满足统计局的需求，并且易于操作、维护。
兼容性：
系统可与各相关单位内网兼容，满足级联需要，进行超前方案设计和优化。
规范性：
符合国际、国家及部门和地方有关标准规范等，并充分考虑上级水行政主管部门正在制定的有关标准，适应实际情况，确保各系统组成部分间的协调一致、兼容配合。
经济性：
具有最佳的性能价格比。
可维护性：
系统可操作性强、界面友好、易于使用和推广。
可扩展性和易升级性：
随着网络技术的不断发展，面对飞速发展的通信事业和系统功能的扩大，系统设备和软件等要有良好的可扩充性，主干网络设备应能平滑升级。
为此，系统采用模块化结构设计，可以积木式拼装，各子系统通信接口和协议透明，增强了系统的延续性。
良好的可管理性和易维护性：
本系统是由多种设备组成的复杂系统，因此选择的产品要有良好的可管理性、通用性和易维护性，费用低廉，投入较少。
设计依据为：
设计依据为：
Ø《中华人民共和国公共行业标准》
Ø《安全防范工程程序与要求》
Ø《民用建筑电器设计规范》
Ø《工业电视系统工程设计规范》
Ø《电视系统视频指标》
Ø《电器装置安装工程线路施工及验收规范》
Ø《电业安全工作规程》
Ø《工业企业通信设计规范》
Ø《民用闭路监视电视系统工程技术规范》
Ø《安全防范系统通用图形符号》
Ø《安全防范工程概预算编制办法》
Ø《低压配电装置安装工程及线路设计规范》
Ø《快速以太网接口标准》
Ø《建筑闭路监视电视系统工程技术规范》
Ø《防盗报警控制器通用技术条件》
Ø《民用建筑电气设计规范》
Ø《电工电子产品应用环境条件无气候防护场所使用》
Ø《电工电子产品基本环境试验规程》
Ø《火灾自动报警系统设计规范》
Ø《保护接地和防雷接地标准》
Ø《视音频编解码标准-视听对象的编码》
Ø《以太网接口标准》
Ø《中国网通山东省分公司动力环境及总配线架集中监控系统技术规范书》
Ø《电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验》
Ø《电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验》
Ø《电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验》
Ø《电磁兼容试验和测量技术电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度试验》
Ø《信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法》
Ø《通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范》
三、系统解决方案
3．1系统总体结构图
远程集中监控系统总体示意图
天地伟业无人值守机房综合监控系统，支持三级或三级以上的联网结构，天地伟业公司有着大型监控系统联网的丰富经验，方便系统扩容。
3．2监控系统拓扑图
四、系统组成与实现
无人值守机房综合监控系统按功能共分三个部分：
前端信号采集处理部分、信号汇总和传输部分、后台控制（监控中心）部分。
前端信号采集处理部分
信号采集部分处于系统最前端，属于系统底层部分。
由各种传感器构成，传感器直接对设备进行信号采集。
传感器采用精密元器件设计，能够充分保证系统的稳定、正常的运行。
前端信号采集模块可分为：
音视频采集模块，模拟变量采集模块、报警信号采集模块、数字量采集模块、信号转换模块等。
能够实现对各种不同信号的采集和转换。
信号汇总和传输部分
采用天地伟业的综合监控主机，作为机房监控系统的数据汇总和传输部分设备。
天地伟业的网络视频服务器采用服务器级配置，保证了系统的稳定性。
设备本身提供视频连接接口，提供多串口传输，可以将前端采集设备采集到的模拟变量、数字变量、报警信号的开关量都转化为网络信号进行传输。
天地伟业综合监控主机的特性：
1,MPE4/压缩算法，高清晰编码；
2,数据支持多路透明串口数据传输通道，可接多路智能设备；
3,支持自动拨号功能；
4,支持双码流传输；
5,支持带宽自动适应；
6,支持更多用户直接访问；
7、服务器级配置，保证真正的稳定性；
8、支持TCP/IP、UDP、HTTP等多种网络协议，保证系统是真正的开放性和兼容性。
后台控制（监控中心）部分
在监控中心采用无人值守综合监控软件平台，可以实现一套软件控制前端所有设备。
实现机房监控系统的音视频监控、温湿度实时监测，UPS工作状态实时监测，配电系统实时监测并且报警联动视频，漏水检测定位检测，空调运行状态监测，机房出入控制，门禁管理。
机房防火、防盗报警能功能，报警时还可以联动短信发送。
以上所有的功能都可以在一套系统软件平台上实现，系统支持网络浏览功能。
五、系统的主要构成
系统由如下子系统模块构成：
5．1动环监测模块
（1）UPS监测子系统。
实时显示并保存UPS的输入输出电压、电流、频率、功率因数、逆变器状态、有功功率、电池（按块）、防雷器、等状态信息。
（2）配电监测子系统。
监测配电柜内开关的工作状态。
可以实时监测相电压、相电流、相功率、频率、功率因素、总功率等电参数。
能够实时显示并保存各配电柜总进线的各监测参数的数值，实时显示并保存各被监测开关的工作状态。
可设定电压、电流等电参数的上限值与下限值，当监测的电参数超过设定的允许值时，系统诊断为有故障（报警）事件发生，监控主系统发出报警。
报警可以联动视频录像、警灯、警号提示，联动语音、短信等功能。
（3）空调监控子系统。
可以通过厂家提供的监控接口与通讯协议，转变成透明串口信号，接入系统处理。
实时显示并保存各空调通讯协议所提供的全部运行参数和各部件状态。
控制空调的远程开机、关机，温、湿度的远程设定，来电后自动开机，空调机组定期循环运行、故障自动切换，系统能根据机房实际需要自动增减投入运行的空调数量。
（4）温湿度监测子系统。
由温、湿度传感器采集机房内的信号：
实时温度信号、实时湿度信号。
以电子地图方式实时显示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，监控主系统发出报警。
并以电子地图形式显示，发生警情时可以联动预设的报警联动方式，进行报警联动。
（5）在电子地图实时显示各个传感器的数值，并能够进行查询，保存、输出和打印，支持表格和图形显示。
5．2综合报警模块
（1）机房漏水监测子系统。
监测漏水状态，漏水位置，可以实现泄漏可定位检测。
以电子地图方式实时显示并记录漏水线缆感应到的漏水状态、漏水位置及漏水控制器的状态。
当空调或其沿线水管漏水时，监控系统发出报警，并提示漏水发生的位置。
提示方式可以联动短信或语音提示，同时联动视频录像。
（2）可以扩展支持，消防报警、防盗报警和周界报警到等。
5．3音视频监控模块
●可对图像进行实时播放、历史播放、播放控制、图像报警处理。
●软件支持最多同屏1/4/9/16/25/36路图像同时播放，并根据需要进行屏幕切换和刷屏操作。
●具有完善的图像切换功能。
操作人员在权限范围内任意调用显示方式或手工设定，将指定实时摄像机图像显示在指定的显示器上。
●具有完善的云台镜头控制功能。
能控制相应的云台转动以及镜头的变倍、光圈、和聚焦。
●可进行图像显示方式顺序切换和分组切换、报警自动显示设置。
●可进行图像参数传输帧率、图像分辨率的设置。
●可以为每路图像配置文字注释和编号设置，叠加字符可在观看图像时任意调整位置、取消或叠加。
●历史图像查询方式。
可以根据日期、时间、摄像机编号、名称、报警信息、图像变化报警查询相关历史记录。
●历史图像回访功能。
系统可按摄像机编号、日期、时间、报警信息等多种方式检索回放录像，可逐帧，高速率快慢回放，图像和声音同步回放。
●可对图像进行放大、缩小操作并可调整图像对比度和亮度。
●可定格抓拍画面并实现彩色打印。
●可根据授权进行重要数据文件的对外备份，将选定的声像资料转存到录像带或光盘。
5．4支持彩信发送功能
●监控系统里所有报警设备发生警情时，都会联动相应的摄像机抓拍、录像。
对带预置位的摄像机还可以支持联动预置位抓拍的功能，抓拍的张数可选。
●报警后，抓拍的图片通过彩信发送模块发送至相应值班人员手机里，发送内容和手机号码均可自定义编辑。
●管理人员接到彩信后可以根据情况判断，机房警情的重要程度，采取不同的措施。
5．5门禁管理功能
●支持多种电磁锁和电控锁，可以摆脱传统机械开锁的繁琐，只要合法卡刷卡就可以开门，既安全又便捷。
●支持刷卡开门、纯密码开门、出门按钮开门、远程开门和机械锁钥匙开门等多种开门方式。
●支持断电锁门，保证机房的绝对安全性。
●当有非法卡刷卡时支持多种报警方式，包括实时刷卡记录、刷卡联动抓拍、刷卡联动录像、非法卡联动短信报警功能等。
●有考勤管理的全部功能。
六、系统的重要功能
系统具有以下功能。
1、支持温湿度等环境动力参数监测采集功能。
2、支持实时设备运行状态列表，显示设备运行数据、设备加载状态；支持设备工作状态实时监测、远程启停实时控制、联动控制等。
3、支持以曲线、表格等形式显示监控对象的工作状态。
包括电压、电流、功率，温度、湿度等。
4、支持报警时发送短消息（包括小灵通，短信模块，移动、联通短信网关）。
5、要有日志查询功能，支持实时报警列表和历史日志查询。
6、支持对数据采集设备的编辑，可以对系统的每个数据采集设备进行增加、修改、删除等操作。
7、支持操作记录、报警记录、报警确认记录等数据的查询与打印。
8、支持对任何存储参数点的历史数据进行查询和实时打印功能。
9、支持自定义报表功能。
10、多画面显示，实时切换，可以连接到DLP大屏显示，控制切换。
七、系统特色
天地伟业机房环境网络视频监控系统，是基于TCP/IP技术的第三代网络监控系统，除满足上文所提的所有功能外还主要有以下特色。
7．1系统具有先进性、开放性
系统采用第三代网络监控技术，有C/S和B/S两种监控模式。
不仅适用单个机房的独立监控管理、实时监控，更适合多个机房的远程集中管理。
B/S架构的软件可以实现跨平台操作，只要能上网的地方就可以实时监测管理机房设备。
系统具有开放性、可扩性、兼容性和灵活性的特点，能适应产品的升级换代。
天地伟业公司提供相应软件接口，方便软件集成到机房网管系统，支持跨平台操作和管理。
7．2实施方便快捷
系统能够充分利用机房现有的网络环境，直接将视频服务器接入网络即可，不影响原有网络结构，易于日后系统扩展。
网络视频服务器丰富的接口可以提供各种报警器材、温湿度探测、红外感应等设备接入功能。
充分满足机房用户对环境各种指标的监测要求。
核心设备采用采用嵌入式操作系统，便于安装，无需人员管理，适于多种恶劣环境应用。
场地环境信息采集、控制及报警系统的核心硬件采用嵌入式操作系统，具备不受病毒感染、多级授权、授权数据加密等功能。
7．3模块化设计
系统采用模块化设计，系统共分为音视频监控模块、环境动力监测模块、综合报警处理模块和门禁管理模块。
各个模块之间既相互独立又能无缝集成，根据用户的实际需要可以像搭积木一样灵活配置，而且各模块之间不会相互影响。
系统应采用模块化结构，具有功能完备、稳定可靠、中文界面、可组态、多级组网结构、远程升级维护及操作简单等特点。
7．4综合平台
系统是一个综合性的监控平台，只需要一套软件，一台主机，就可以实现对监控系统里的所有设备的监控管理,同时天地伟业强大的研发队伍可以保证针对机房环境监控用户的特殊要求及时定制相关功能模块。
市场上不少厂家的环境监控系统需要多台主机，几套软件才可以实现对所有设备的管理，无形中增加了成本，以及使用者操作和管理的难度。
7．5操作简单，维护方便
机房环境网络视频监控系统秉承天地伟业系列监控软件的特色，从用户使用者的角度考虑设计使用。
用户只要有一定的计算机基础，只需少量或无需培训，就可以很熟练的使用该系统管理软件。
系统设有智能的容错机制，一旦用户操作失误还可以导入原来的设置，恢复到发生错误以前的状态。
支持对核心硬件设备的远程维护功能。
八、主要设备介绍
8．1TC-W604综合监控主机
功能特点：
●无缝集成门禁系统，实现刷卡联动抓拍、录像并实时上传
●实时采集、存储、传输温湿度、电压、电流等环境变量
●8路视频同步实时录像
监控范围更大，性能更稳定，单机最大可支持24路监控点同时录像，并提供24路监控图像同时显示，24路同时录像时CPU占用率不超过10％。
●最先进的MPEG4音视频混合压缩技术
图像质量清晰，每小时硬盘空间占有量为25M/小时－100M/小时，通常情况为75M/小时，甚至更低，可大大节省硬盘空间。
可以纯视频压缩，也可以音视频同时混合压缩，支持一路音频实时预览。
压缩数据率根据图像质量分为五级：
最好、良好、好、一般、稍差。
音视频的缺省参数可由用户设置。
音视频完全同步压缩，支持一路音频实时预览，压缩文件中的音视频完全同步播放。
●灵活的字符叠加功能
三种视频字符叠加方式：
日期时间叠加、通道名称叠加、企业logo叠加，可以在系统设置界面中根据需要设定。
叠加的内容在回放时能够显示。
叠加字符颜色可调，避免了在反差不大的监看图像中叠加字符看不清晰的问题。
●多种录像方式可选
包括定时录像、手动录像、移动视频报警录像（提供预录报警功能）、传感器报警录像（提供预录报警功能）、报警主机报警录像（提供预录报警功能）。
●独特的视频预览遮蔽功能
在特定的安防项目中，有的监控图像的局部需要提供保密功能（如金融行业中的储户密码、重点工程的精密机械型号等），本系统提供视频预览遮蔽功能，将需要保密的部分视频图像遮蔽，提高安保性能，加强内外防范。
采用此功能的视频录像文件，视频是没有遮蔽的效果。
●独特的视频遮蔽录像功能
同预览遮蔽功能相比，此功能有类似的作用，具体的区别在于回放录像文件中，采用遮蔽的区域图像是遮蔽的。
●支持网络视频解码主机
综合监控采集的监控现场的视频信号，可以通过输出到网络视频解码主机将数字信号解码成模拟视频信号，并输出到电视屏幕墙，实现真正意义上的数字监控系统。
●智能报警切换功能
当主监视器在观察一监控点时，另外的监控点发生报警，主监视器自动切换到发生报警的监控点进行观察，同时可以触发报警录像功能，对现场进行报警录像。
●图像抓拍功能
对监控现场进行图像抓拍，提供静态证据。
●综合报警处理功能
支持视频丢失报警、视频移动分区报警、传感器报警。
视频移动报警支持100个矩形分区，可以组合成各种形状的报警区域。
报警发生时，综合监控主机进行声音、图像提示，同时通知所有的网络分控端。
主机报警联动录像，网络分控联动视频。
报警信息同时可以进行远程传输，支持手机短信报警、电话报警和传呼报警。
综合监控主机可以接报警主机（16路输入，8路输出）来接收报警信号和控制快球解码器设备，节省设备成本，报警主机采用232串口，不需要485转换器，灵活满足各种报警场合的不同需要。
●视频移动报警可按“白天”“黑夜”分别设置
根据监控现场白天和黑夜的监控环境不同，移动报警的灵敏度可分别设置，有效避免误报警的发生。
●报警联动快球功能
报警点如果设置的是快球摄像机，当警情发生时，报警器触发快球，快球自动按照预置景点自动切换观察。
●超长报警预录功能
提供超长时间的报警预录功能，预录时间范围5秒至999秒，预录时间精确、可调，满足各种场合的预录需要。
●智能报警日志记录查询功能
强大的报警日志记录和操作日志记录功能，用户可以自行选择进行哪种日志类型的记录，同时记录所有用户在任意时间内的所有操作。
所有的报警信息均被详细记录，可以方便查询，并可双击播放。
●案情过程录像文件截取/合并功能
发生案件后，可以将案件过程段落从整个录像文件中截取出来，省去用户每次拷贝整个录像文件的麻烦。
如果没有此功能，哪怕只有10秒钟的有用录像，也要携带60分钟的录像文件，回放检索也非常不方便。
同时可将多个小的案情录像文件合并起来，统一播放和携带，有利于公安机关快速分析案情。
●录像文件分区存储功能
每一路的录像文件可以按照指定的硬盘区域进行存储，方便管理和以后查询。
●短信报警功能
当警情发生后，综合监控机可通过网络短信功能直接把报警信息传输给用户，快捷及时。
●系统自我安全保护功能
能够完全防止操作员进行综合监控机以外的各种操作，所有系统热键被屏蔽，提供关机退出、开机自动运行、定时关机、系统手动和自动锁定、视频保护（屏蔽该路的视频预览同时不影响录像、报警等功能）。
异常关机可自动重新启动系统，自动恢复丢失的压缩文件，确保数据的完整性，完整保存现场视频和音频数据。
所录制的监控图像文件严格保护，不受第三方软件的修改，确保监控系统的安全性、实时性、真实性。
●完善的网络分控功能
可支持目前全部的网络环境（局域网、广域网），其中局域网网络分控支持9路音视频同时实时预览、录像，效果同综合监控主机。
同时支持录像画面的自动切换，浏览更方便。
网络分控图像质量清晰，网络分控最多可以同时监视256台综合监控主机。
电话线分控传输速率最快可达到10帧/秒。
●超低网络带宽资源占用
网络传输一路音视频同步平均占用384k网络带宽资源，在这方面我们占有绝对优势。
●独有的断点续传功能
网络分控支持断点续传功能，即当网络发生人为或未知的断线，恢复后网络分控可以继续接收主机传送的音视频信号，无需认为重新设置操作。
●完备的网络用户管理系统
针对不同的用户（操作员/管理员/超级用户）对不同通道拥有不同的权限，可以灵活设置，充分满足用户的各种应用需要。
通过网络分控能够控制综合监控主机的高速球、解码器等设备。
●视频质量可调节功能
用户可以对视频图像的“亮度”、“对比度”、“饱和度”、“色度”进行调节。
●良好的系统兼容性
可以支持国内市场上大部分解码器协议，可以控制10种高速球，基本兼容了所有已知类型的外围设备。
●超强系统稳定性
运行平台：
windows2000professional，运行稳定可靠，满足连续运行无故障。
●强大的系统扩容性
综合监控主机和大路数矩阵配套，可以实现更多点的监控、录像，为将来的系统升级、扩容节省成本。
●人性化的电子地图功能
客户可以根据自身监控特点绘制电子地图，可用分层分组的方式对电子地图进行各种编辑，使控制整个监控系统更直观、更容易管理和控制。
智能高速球TC-D2618AW
天地伟业智能高速球为新一代球机产品,具有超高速,功能丰富的特点.本产品兼容PELCO_P,PELCO_D,TIANDY协议,可实现水平360°无盲点监视,垂直90度自动翻转。
球机内含220个预置位,另有自动扫描,自动巡航和模式路径功能,设有看守位功能，警联动功能,还可根据用户需要添加隐私保护,是室内外监控的最佳选择。
●手动速度：
°～180°/秒，巡航最高速500°/秒
●220个预置位,支持巡航,模式路径功能.
●报警联动预置位,巡航或模式路径
●安普快装结构,安装方便
●18倍SONY摄像机,自动昼夜转换功能
●隐私保护功能（可选）
性能参数:
8．3动环门禁主机TC-W408-S1
设备参数：
型 号
TC-W408－S1
规格
标准1U机架式
单温度输入
8路
温湿度输入
8路
CO2q气体输入
8路
交流电压信量输入
12路
直流电压信号输入
12路
交流电流信号输入
12路
开关量报警输入
8路
开关量报警输出
4路
支持门数
支持单门联网控制
特性
液晶实时显示门的开关状态，人员出入信息
存储
存6万条记录，脱机卡表7000人
电 源
DV12V3A
电源功率
5W
工作湿度
10％～85％
工作温度
-25～40°C
系统优点
*系统结构简单，施工方便，维护简单。
*支持各种功能模块的任意组合、搭配，系统可扩展性突出。
*设备总线上全数字信号传输，提高数据传输质量和抗干扰能力。
选用结果
*系统成本降低,一般可达50％以上。
*节省施工时间、提高工作效率
*系统维护简单、扩展方便
8．4TC-W8901温湿度一体化探头
TC-W8901是全新概念的温湿度探头，采用了智能线性化技术，使用了全新的生产工艺，发扬科技数字化、网络化的特点，实现高精度、高互换性、方便的现场校准/安装，是经济性、方便性和先进性的统一。
探头与探头之间可联网，也可以单只
升级会员 