机房环境监控系统设计方案.docx
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机房环境监控系统设计方案
机房环境监控系统
设计方案
二〇一三年七月
厂家简介
深圳市纵横通信息技术有限公司，正式注册成立于2006年，总部座落于深圳这个具有深厚科技创新氛围的城市。
公司从创立之初，即以产品研发和技术创新，作为牵引公司发展的核心动力，持续大力投入，产品竞争力、研发团队实力和规模均已经进入行业前列。
产品方向已经形成动力环境监控报警系统、空调控制系统、网络防雷三大系列30余种产品，产品广泛应用于电信、金融、政府、教育、铁路、电力等各行业的机房、仓库、实验室、生产线、远程控制领域。
公司在深圳设有研发中心，24小时400全国统一服务电话，全国设有十二个直属办事处及分支机构，营销服务网络覆盖全国各省市直辖市、自治区（含香港地区）。
公司产品以监控行业为主力旗舰，为大、中、小各种规模的机房和超级数据中心提供监控方案；另外，公司紧扣物联网营造的第三波信息化浪潮，为智能电网、智能交通、智能家居等各行业的智能化、网络化提供解决方案。
公司的硬件、软件系统产品具有完全自主知识产权，已经成功获得两项技术专利，软件产品取得国家软件著作权登记证书，为深圳市高新技术企业、双软企业。
传统的监控行业正在面临新的变革，新的IT技术日益推动监控行业的革新，监控系统里的采集、传输、呈现三个层面都在快速演进，纵横通正以稳健的步伐，昂首阔步向监控行业的“广度”和“深度”进军，稳步实现：
打造行业精品，树立行业典范、引领行业潮流的企业目标。
成为每一位纵横通用户可信赖的长期合作伙伴！
第1章方案概述
前言
随着计算机技术的发展和普及，计算机系统数量与日俱增，其配套的环境设备也日益增多，计算机房已成为各大单位的重要组成部分，机房的环境设备或子系统（如供市电、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。
一旦机房环境设备出现故障，就会影响到计算机系统的运行，对数据传输、存储以及整个系统运行的可靠性构成威胁，若事故严重又没有得到及时的处理，就可能损坏硬件设备，造成严重后果。
尤其对于银行，证券，海关，邮局,政府机关等需要实时交换数据的单位的机房，机房管理显得更为重要，一旦系统发生故障，造成的经济损失更是不可估量。
机房监控管理系统因此应运而生的，它是机房环境监控管理服务与计算机网络技术、多媒体信息技术、自动化技术结合的完美体现。
在进行系统建设时，我们采用系统工程的观点对机房的环境结构、服务需求、设备内容和管理模式等四个基本要素以及它们的内在联系进行优化组合，从而提供一个稳定可靠、投资合理、高效方便、舒适安全的机房环境。
工程概况
项目名称：
机房环境监控系统工程
工程地点：
工程要求：
机房环境集中监控系统
本次项目需要实现监控范围包括：
项目状况
本工程为环境监控改造工程，在不少于原有系统监控内容的基础上，新系统对监控功能做了进一步深化及扩展，主要是
1、系统软件采用最新立体感建图模式，软件界面更为简洁，清晰。
2、系统功能更为细质，人性化及留一定的扩容能力。
3、丰富了报警管理及报表统计功能，日常管理更为方便。
4、增加消防监控及UPS间监控，见意删除配电柜控制（出于安全考虑）。
该机房监控系统可实现“集中监控、精确定位故障、高效管理”的机房管理模式；并通过设置联动，使各子系统协同工作；同时还对整个系统的扩展性进行充分考虑，并在设计时预留相应接口，以方便将来的升级需和扩容。
建设目标
为机房建立包括机房动力及环境的监控，实现全年7×24的全面集中监控和管理，保障机房环境及设备安全高效运行，以实现最高的机房可用率，并不断提高运营管理水平。
本次机房监控管理系统建设主要实现四个目标：
Ø为机房内关键设备高效稳定运行提供运维管理所需的监控信息资源；
Ø提升机房维护人员的工作效率并提供安全舒适的工作环境；
Ø提高机房运行使用效能，控制机房运维成本；
Ø系统软/硬件应符合国际工业监控标准并采用开放式、模块化设计，以适应将来对功能扩展和与第三方系统无缝对接的需求，使之最终成为一个机房运行管理支撑平台；
第2章技术方案优点
先进的系统设计
统一的软件、硬件、配件平台
纵横通监控主机系统采用标准的1U机架式设计，节省机柜空间，方便布局；主机集成度高，整个系统架构清晰，实施快捷，维护方便，系统硬件、软件、配件具有自主知识产权，技术成熟，兼容性好。
先进的软件技术
系统跨平台设计，可运行Windows（包括Win32&Win64），Unix-like系统（例如各种Linux，IBMAIX,HP-UX等）。
系统支持，Oracle，MySQL等常规数据库。
系统采用实时数据库技术，支持云部署，单节点容量大于100,000测点
全开放模式
系统软件具备开放的数据接口，可兼容其它同类子系统（OPC、DDE、ODBC、API、RS232/485、TCP/IP、BACnet等），亦可对外提供数据接口，系统配置的传感设备均设计为业界通用的Modbus、SNMP等协议，具备良好的兼容性、互通性、互换性。
优异的“防误报警”智能逻辑技术
嵌入式主机采用集成一体化设计，现场采集周期可小于1S，系统通过多次采集并根据不同数据类型，智能逻辑分析之后，才作为可靠数据处理，最大程度减少误报、临界值漂移等问题，报警准确可靠。
优异的网络性能，带宽要求低
系统通过TCP/IP组网，100M自适应网络连接，数据采集采用推送模式，常规数据量，满载带宽低于30Kb（不包括视频），对客户现有资源占用少，降低用户使用成本。
特有的系统快速恢复设计
纵横通系统软件配置、系统硬件配置分别具有全备份功能，在工程实施完成情况下，可以做原始配置的全备份，备份文件可导出，如果极端情况需要快速恢复系统，在现场有同型号主机情况下，通过导入备份文件，系统可以在5-30秒内完成全系统恢复。
满足高可靠系统快速恢复的需要。
优异的扩容能力
配备的嵌入式主机，采用多端口设计，预留常规设备采集接口，可随时增加部分监控内容，无需停机，只需要简单部署传感设备，简单方便，扩容成本低。
优异的分布式部署能力
嵌入式主机可以单独部署于节点机房，系统简洁可靠，具备完整的数据采集，监控，报警，维护功能，中心管理端只需通过网络即可同步获取现场实时数据，并可通过权限管理，实现区域级、设备级的灵活分配管理。
高可靠嵌入式设备
2.1.1工业级嵌入式监控主机
Ø内嵌Linux操作系统，内置catchdog电路，稳定可靠。
系统可脱离网络、脱离上位机软件、软件独立监控报警，并存储数据，具备“黑匣子”功能。
2.1.2双网卡
Ø系统提供2路以太网接入，满足数据机房网路互备保障要求，最大程度保证监控系统的持续运行。
2.1.3高集成
Ø嵌入式监控主机，集成常规通讯、转换模块，POE远程供电，减少中间环节，使得实施和维护更简单，减少了因中间连接件而诱发故障的可能。
2.1.4无风扇，无硬盘、低功耗
Ø无风扇、无硬盘、低功耗设计，平均无故障时间（MTBF）大于20万小时。
2.1.5系统独立性好，实施风险低
Ø几乎不用改动客户现有系统，用户只需要提供：
1、220V电源、2、IP地址、3、手机卡或电话线。
嵌入式主机可远程在线配置管理，远程升级，方便快捷，无需搬迁设备及断电完成。
第3章系统设计方案
系统网络拓扑
备注：
系统拓朴图中,“手机终端管理”“双机备份”为拓展功能
本方案将机房区域内监控的设备和采集终端按所采用的传输方式（如：
RS-232、RS485、开关量）各自汇总后接入本地监控主设备。
这样使总线拓扑结构清晰简洁，便于管理。
同时，最大程度提高采集端数据传输的可靠性，从而提高整个监控系统的实时性、稳定性。
如图所示，设计在机房设计放置1台具有高稳定性的嵌入式监控主机对现场输入输出设备及通讯接口设备实现集中管理，并将数据通过TCP/IP网络传输到集中监控管理平台服务器（C/S模式）或本地监控管理中心电脑终端采用B/S模式通过监控主机嵌入式管理系统对机房内的动力和场地环境进行集中管理监控。
软件部署
网络机房配置一套“IMCP综合监控管理平台软件”系统,软件通过TCP/IP网络通讯协议与ZHT-NMS2056S监控设备进行通讯，UPS机房与网络机房各布置一套ZHT-NMS2056S。
I中心平台对从各两个机房监控设备采集回来的各类数据进行分析和存储，集中即时呈现监控设备的状态、参数。
当有报警信号生产或设备运行状态出现异常，平台系统按事先定义的事件级别通过现场监控主设备对外发出含具体故障信息的报警提示。
让机房运维管理人员即时得到并了解报警信息，根据信息提示内容和事件级别采取对应的处理措施。
IMCP运维管理系统基于ITIL的流程框架，针对机房监控的各种数据信息、事件、问题，通过运维管理功能进行处理，以满足高效、优质的机房管理维护需要，真正实现机房监控管理的流程化、自动化、规范化。
图：
机房环境监控系统（ZHT-IMCP）软件架构图
集中监控管理系统运行支撑平台要求
3.1.1硬件平台
最低配置
推荐配置
CPU（HZ）
1G
2G或以上
内存（Byte）
2G
4G或以上
硬盘空间（G）
80G
160G或以上
网卡
10M/100M/1000M以太网卡
3.1.2运行平台
使用环境
操作系统
Windows32位、windows64位、LINUX32位、LINUX64位、UNIX
数据库
MySQL、SQL2005、Oracle、Sybase等等
IMCP综合监控管理平台功能模块介绍
3.1.3全功能组态平台
IMCP监控软件的最大特色功能就是工程组态功能，该功能可以使我们的软件灵活配置在各种应用场景下，具有丰富的定制化配置功能。
工程组态功能主要体现在设备组态、策略组态和页面组态，通过三者配合，可以实现定制化功能。
一、页面组态
页面组态是根据用户需求，使用各种页面图元关联设备测点，通过定制的图形化界面提供与用户交互的监控信息。
通过页面不仅能看到设备运行的状态，如果设备协议支持远程控制，还可通过图形化界面直接控制设备。
二、设备组态
监控平台存储有监控过的各类设备的模板信息，可直接组态到监控系统中，不需要重复开发。
对于没有监控过的设备，可以通过厂家提供的接口协议，开发相应的动态库，即可集成到监控系统中。
三、策略组态
策略组态利用系统提供的各种策略工具，通过简单的脚本语言的编写，来实现对各数据间相关性的定制。
策略是对采集数据的二次加工，用户可根据自身的个性化需要自由编写策略，完成各种复杂逻辑运算和智能联动控制，如某种条件触发设备（子系统）之间的联动、测点采集数据比较等。
3.1.4电子地图功能
电子地图模式为机房运维管理人员提供一个直观形象高适用的监控界面，通过全局地图界面了解联网监控的所有机房是否有报警信息，在全局地图或区域地图中点击地图中任一机房图标直接进入某个机房进行整体巡查或查看具体某一个监控对像如UPS的运行状态，并可以通过界面上方的“实时告警信息”栏对所有报警消息统一浏览和进行确认动作。
3.1.5权限管理
系统根据不同的操作者划分了多级操作权限，最低级操作权限只能查看监控数据；具有控制权限的操作者可以进行对监控对象发送控制指令，例如：
开、关空调；具有系统修改权限的操作者可以对系统所有控件进行属性、参数的修改；最高级的操作权限可以对用户授权，可以修改系统的所有参数，包括系统的运行参数；系统具有非常完善的权限分级管理功能，亦可根据用户实际需求，可对操作者划分不同的操作权限，亦可跨越权限等级划分操作权限，不同的用户只能在自己的操作权限内进行系统的操作。
系统操作记录：
系统对所有操作者所进行的系统操作均作详细的操作记录，包括操作人、所操作的设备、操作内容、操作时间及操作者登录、退出的系统的时间等，操作记录可以以列表的形式，以供查询之用。
系统支持页面级授权管理
3.1.6告警管理
报警内容：
可定位到设备的测点级，如：
温度、湿度
报警级别：
可定义多级报警级别
报警方式：
短信、电话语音、声光
接警人员：
根据管理岗位需要，任意指定人员和接警内容
告警策略：
可定义重复告警的时间间隔、可定义重复告警的次数、可定义防止
误报的临界值过滤、可定义告警的有效性、告警信息确认记录等。
平台系统将会自动记录系统中设备通讯、运行、数据发送、故障、设置、报警、报警确认、用户登录、页面设置、告警设备等一系列的信息，形成用户操作日志、系统运行状态日志、报警日志。
3.1.7日志管理
系统提供基于数据库的日志功能。
日志可以根据时间范围、操作类型并通过关键字指定设备、指定事件、指定操作员进行组合查询，即时生成报表，并支持Excel表格输出和打印输出。
告警日志除了可以通过时间范围、监控类型（如果空调、UPS、温湿度等）、区域进行查询，还可以通过指定监控对象、机房、主机名称、事件、告警类型、确认人等条件进行组合查询，即时生成报表，并支持Excel表格输出和打印输出。
3.1.8报表及统计分析
数据库对实时数据、历史数据、告警数据等数据分类归组，报表管理模块支持对单一事件（对象）、单一区域（节点机房）或多事件、多区域进行数据分类、汇总、统计，并具对报表模版进行新增、删除、启用、停用的管理功能。
可自定义日期报表（日报、周报、月报），设备报表，系统自动产生，邮件方式呈现给管理人员。
用户通过报表管理功能模块定义时间段、事件、对象、区域、接收对象、输出形式（PDF、WORD、EXECL文件）等条件组合形成报表模版，报表管理模块按定义的时间段向接收对像自动输出报表供用户进行故障分析、诊断、制定应急预案、设备维护和部件更换计划。
同时，允许用户通过手工方式按事件、对象、区域、时间段等条件生成并输出临时报表。
3.1.9数据存储
ZHT机房环境监控系统具备数据库存储和硬件存储两种存储方式，以保证数据的完整性。
使用全局数据查询时数据来自数据库，如果报警主机脱机运行了一段时间，数据未上传到数据库，那么可以通过硬件存取操作来提取脱机运行时主机采集的历史数据，网络恢复正常后，数据会自动上传至数据库。
3.1.10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。
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。
报警数据：
可随时查询、导出、打印历史报警数据。
数据备份：
系统支持自动备份、手动备份数据。
数据清理：
可设置数据清理模式。
3.1.11系统维护
系统支持在线维护，即系统运行时，支持实时的修改和维护。
包括以下几个方面内容：
Ø监控设备的增减：
可通过软件模块的增减实现，所有操作在线进行；
Ø参数及变量的修改维护：
在线修改，即时完成，系统不用重启；
Ø显示界面的在线修改：
可利用组态工具实现在线修改，即时完成，系统不用重启；
Ø基于远程的在线维护：
系统应支持集中维护，可通过“上传”、“下载”等功能实现对远程监控系统的修改和维护，在不影响系统整体运行的前提下，保持系统的同步。
系统在进行修改维护期间，其本身正常的设备采样、数据存储、报警等功能不受影响。
3.1.12双机热备
在本次方案设计中，系统已预留有双机热备冗余接口。
两台服务器互相备份，执行同一服务，一台用于部署数据库。
当主服务器出现故障时，可以由冗余服务器承担服务任务，从而在不需要人工干预的情况下，自动保证管理中心系统能持续提供服务，同时保证数据的存储不会间断。
主机、备机同时获取上传的数据，并保持同步。
同时备机在主机正常时对被监控设备的下行控制能力被禁止。
主机、备机之间通过RS232串口或以太网进行通讯，备机时刻检测主机健康度。
当备机在规定的时间内未收到来自主机的握手信息，则认为主机已不可用，此时自动释放端口给备机，并由其接管主机的所有工作。
3.1.13运维管理
ZHT-IMCP管理平台具有强大的运维管理功能，支持排班管理、设备资产管理、维修派工单管理、日程管理等，可供数据中心管理人员及时查阅和参考。
资产信息管理
包括数据机房的资产信息管理、供应商管理、工单管理、维护流程管理、售后记录管理、知识库管理等等。
资产登记：
主要包括：
供应商、设备类型、品牌、名称、型号、单价、计量单位、登记数量、购置日期、验收日期、保修年限、来源、负责人、存放地点、是否有配件、服务年限、备注。
各监控子系统功能介绍
3.1.14配电柜监测子系统
Ø监测对像：
市电
Ø监测内容：
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）
Ø建设方案:
在配电柜中安装电量仪采集市电输入，UPS输入进线的电量参数，通过电量仪的RS485接口采用总线方式将进线电量参数信号发送至现场监控主设备通过集中监控管理平台软件实施即时监测。
Ø系统功能：
集中监控管理平台软件中电量仪监测模块，该软件模块通过电量仪对配电柜主回路的三相电量参数、电能消耗实施监测确保用能环节的安全运行。
3.1.15配电开关监测
Ø监测对像：
市电输入、UPS输入输出、精密空调输入、重要机柜的回路断路器（俗称"空气开关"）。
Ø监测内容：
检测配电开关的通断状态。
Ø建设方案:
通过回路断路器下端引出采集线直接接入ZHT-DS85I多路市电检测模块对开关的通断状态实施实时采集，即可通过模块面板指示灯即可直观了解市电、开关状况，同时ZHT-DS85I设备自身的RS485接口采用总线方式将通断状态信号发送至现场监控主设备，集中监控管理平台软件实施即时监测。
Ø系统功能：
集中监控管理平台软件中配电通断监测模块，该软件模块通过ZHT-DS85I对开关的通断状态实施监测确保供电回路出现跳闸后能够准确及时的得到处理，使整个机房内供电系统传输部分保持畅通稳定。
3.1.16UPS监测
Ø监测对像：
UPS
Ø监测内容：
工作参数以及工作状态等。
Ø建设方案:
通过UPS提供的通讯接口RS232和通讯协议，采用总线方式将UPS工作参数、运行状态信号发送至现场监控主设备通过集中监控管理平台软件实施即时监测。
Ø系统功能：
集中监控管理平台软件中UPS监测模块，该软件模块兼容多达30种品牌（型号）UPS；对每个监测量都可设置报警上下限。
根据不同品牌UPS提供的数据，主要可采集并监测以下内容：
输入输出电压、输出电流、输出有功功率、负载、输入输出频率、电池电压、工作状态等。
3.1.17精密空调监测
Ø监控对像：
精密空调
Ø监控内容：
工作参数、运行状态。
Ø建设方案:
通过精密空调厂家提供远程监控通讯RS232/RS485接口与通信协议，采用总线方式将精密空调工作参数、运行状态信号发送至现场监控主设备通过集中监控管理平台软件实施监测、控制。
Ø系统功能：
集中监控管理平台软件中精密空调监测模块，该软件模块主要可采集并监测以下内容：
精密空调回风温度、回风湿度、温度设定值、湿度设定值、温度设定偏移值、湿度设定偏移值、压缩机运行状态、加热器状态、加湿器状态、抽湿器状态、风机运行状态、开关机状态，精密空调各部件如加热器、加湿器、抽湿机、风机、压缩机、滤网等运行状态，并对精密空调开机、关机和温、湿度的远程设定。
（不同品牌厂家，开放程度有所不同）。
3.1.18漏水监测（区域式）
Ø监控对像：
空调出水管及出水管通过区域
Ø监控内容：
液体泄漏。
Ø建设方案:
通过在空调出水管及出水管通过区域敷设区域式泄漏检测感应绳对液体泄漏情况进行检测。
泄漏检测控制器将泄漏检测感应绳检测到的体泄漏情况信号通过控制器本身的RS485接口，采用总线方式发送至现场监控主设备通过集中监控管理平台软件实施即时监测。
Ø系统功能：
集中监控管理平台软件中区域漏水检测模块，该软件模块可实现区域内空调等设备的漏水状态监测报警。
3.1.19温湿度监测
Ø监控内容：
机房内温湿度。
Ø建设方案:
在机房内布设数字型温湿度传感器，可以全方位、即时的了解机房制冷系统的有效性，通过即时了解重点区域（设备区）的温度分布情况调整精密空调送风温度和调整出风地板的送风量在达到信息设备的有效制冷，避免因局部区域制冷量不够使设备温度过高导致的宕机。
数字型温湿度传感器本身带有LCD面板可以通过面板观察温湿度数值。
同时，通过数字型温湿度传感器的RS485接口采用总线方式将温湿度信号发送至现场监控主设备通过集中监控管理平台软件实施即时监测。
Ø系统功能：
集中监控管理平台软件中温湿度监测模块，该软件可以实现多点温湿度联网监控，实时数据采集，监控现场温湿度并记录数据。
3.1.20门禁监控
Ø监控对像：
机房门。
Ø功能：
通过门磁开关检测门的状态。
Ø
3.1.21视频监控
Ø监控内容：
对进入本区域人员和重点区域进行录像监控。
Ø建设方案：
利用现有的视频摄像头，更换硬盘录像机，把视频接入环境监控系统内进行统一管理。
Ø系统功能：
（1）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。
机房内重要区域设24小时录像，出入通道及办公区域可设为定时录像，减小视频数据容量。
另外，系统支持当硬盘存满时可自动从头覆盖，循环录像。
（2）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。
（3）视频查询
录像资料的检索：
系统提供录像资料检索通道，在硬盘录像机、视频子系统管理服务器、保安监控终端以及服务管理平台上均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。
（4）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ID号、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。
硬件产品介绍
3.1.22ZHT-NMS2056S动力环境监控主机
✧产品简介
ZHT-NMS2056S环境监控报警系统是深圳市纵横通信息技术有限公司自主开发的一款高性能环境监控平台，本产品具备丰富的端口资源以及数据接口，可接入动力、空调、温湿度、漏水等各种监控对象，全面覆盖监测机房内的各种环境和设备参数，广泛应用于大中型网络机房，数据中心机房、远程无人职守站点等场所。
本产品具有短信、电话等多种报警功能，并提供完善的报警处理机制，保证用户能及时知悉机房的紧急状况，使机房安全得到充分保障。
ZHT-NMS2056S主机内建的WEB服务器使得系统配置、数据浏览等操作变得极其简单：
只需要打开IE浏览器登陆主机即可，而无需安装任何软件和数据库。
前面板
由GSM天线、电源指示灯、运行指示灯、GSM信号指示灯、告警指示灯、复位按钮、USB接口、SD卡插口和电源开关组成。
后面板
由电源接口、2个网络通讯口、4个COM串口，8个开关量/模拟量接口、3个联动控制口、声光告警输出口、BNC视频接口、电话线接口和SIM卡槽组成。
✧规格参数
Ø嵌入式一体化设计，集成数据采集、网络通信、报警等功能；
Ø19英寸，1U机架式安装；
Ø双网口设计，提供两个10/100M自适应RJ45以太网口，其中一路网络故障时，另一路网卡自动激活并工作；
Ø支持方便易用的WEB配置管理；
Ø支持短信查询功能，机房状况即刻掌握；
Ø数据采集端口统一采用RJ45插口形式，安装方便，美观；
Ø所有输
升级会员 