机房监控系统设计方案基于主机.docx

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机房监控系统设计方案基于主机

XXXXXXXX机房环境监控系统

深圳市纵横通信息技术有限公司

二○○一年三月八日

一.前言

信息中心机房系统的可靠与否直接关系着通信网络能否正常、持久、稳定的运行，通信机房一般需要24小时的运行，但很多系统都无法在每个机房安排专人值守，需要部署功能完备的远程监控系统实现机房无人值守。

在构建全网IP化的数字通信时代，信息部门对其通信网络核心通信站及信息中心机房的许多关键设备运行环境有着更加严格的要求，因而需要按国家相关标准具体要求完善、优化已建系统,并新建包含：

供配电、空调、消防、保安、漏水检测、出入安全等环境安全保障的机房监控系统。

深圳市纵横通信息技术有限公司结合客户全网IP化的大趋势，结合成熟的数字监控技术、嵌入式数据采集技术、网络通信技术和软件技术，以及依据大量综合监控工程的成功经验，基于嵌入式硬件设计的机房监控方案解决方案。

由深圳市纵横通公司开发制造的一体化机房动力环境监控系统特别适用于建设中心机房内的动力、环境参数和状态信号的机房动力环境监控和报警系统，可将各种机房内设备如：

配电电压、电流、用电量（有功电度）等监测量，油机、UPS电源、空调设备及温度、漏水、湿度、开关状态、开关控制环境状况等的模拟量、数字开关量统一接入，并对开关控制输出量进行远程操作，主要特点有：

1、监控网管系统采用稳定的B/S结构，无需安装客户端便可远程监控浏览（通过IE浏览器即可监控管理和维护操作，简单方便；

2、通过策略配置，满足用户各种报警组合的需求。

现场报警时，报警可通过短信、电话、声光警号等来实现；

3、本系统支持异构网络组网，标准的TCP/IP协议，可以通过带内或带外通道低成本实现联网监控和管理，在现有的基于IP网络构架上无需再组建专网实现监控功能；随时扩容，IP联网互通。

纵横通机房监控系统的安全性高，稳定性强，监控终端设备采用嵌入式实时操作系统，软件固化在硬件里，不受病毒黑客的攻击，具备主动式双数据流传输功能；固化的软件具有加密用户认证和分级权限管理功能，支持多用户管理。

纵横通机房监控硬件平台，内建稳定的数据通信网关，可集成空调、UPS、门禁、通信电源、市电监测、环境温湿度、消防、防盗入侵、视频安防系统等标准协议设备，真正做到一体化无缝集成。

这样就避免了市面上其它机房监控系统采用工控机加通讯协议转换模块的冗余设计，使中控与前端采集传感器、智能设备的连线更加清晰，检查、维护简单，降低了系统的成本，更方便用户的日常管理。

二.技术方案系统概述

1.系统的设计目的

网络传输机房数量多、位置分散、管理的难度相当大，维护人员疲于被动地应对多套管理工具，多种形式的告警。

分离的故障和投诉不仅大大降低了已有网络资源的利用效率和维护人员的工作效率，也造成IT管理严重脱节于企业业务的整体管理，新业务的扩展不断引起IT建设和维护成本的飞涨。

随着网络规模的不断扩大，网络设备数量和各种应用软件系统的渐渐增多，软件和硬件设备出现问题的情况也越来越多，技术管理人员现在处于一种“救火员”工作方式，就是哪里出现问题，就去哪里救火解决问题。

如何有效集中地把IT及相关设备纳入到一个系统管理平台之中，这对于信息化管理运维提出了更高的要求。

因而必须按国家相关标准和具体需要建立起供配电、UPS、空调、消防、保安、漏水检测等环境保障设备的机房系统。

机房系统的可靠与否直接关系着网络、服务器等设备能否正常、持久、稳定的运行。

因此，机房系统保障设备、环境监控系统与视频监控系统的结合得到了日益广泛的应用。

提高了设备的维护管理质量和效率，减少机房维护对工作人员的依赖，并能够做到实时掌握各机房工作的环境与传输设备的运行情况。

随着计算机及网络技术的发展、普及和网络带宽的迅速扩大，机房视频和机房动力环境监控又逐渐产生了新的需求，即将嵌入式数据采集设备、数字视频监控技术与网络技术相结合，在现场监控主机无人职守情况下，实现Internet远程监控的功能。

本系统的设计和建设目的是实时监测机房环境的各项指标，遇到机房停电、电源故障、环境温度过高、空调运行异常、空调停机、非法闯入、火灾和漏水等紧急意外情况，能够及时记录、查询和自动快速报警。

采用计算机、通信、网络、四遥（遥测、遥信、遥控、遥视）技术，利用现有的网络环境，构成一个一体化网络化的集中监控系统，可以在计算机屏幕上看到监控点的图形，了解监控点的信息，提高机房的可靠运行能力，提高机房日常维护效率，降低维护成本和劳动强度。

2.系统设计原则

从实际出发，在有限的预算下，追求最高的性能。

在重要的机房，采用嵌入式网络型监控设备，辅以传感器，组建综合监控管理系统具有较好的成本优势，其建设成本远远低于采用传统环境动力监控系统之和；工程建设周期只有传统方案的1/2；系统维护成本也只有传统方案的1/2。

3.系统的稳定性和安全性

本系统适应监控数字化、网络化发展趋势，不落后，不重复投资；采用企业内部局域网或广域网通信和管理，稳定安全。

采用TCP/IP方式，各个被监控机房可以很容易地与监控管理中心及数据库建立起联系，用较低的成本对被监控机房的动力设备、机房环境、安全保卫消防、视频图像等信息实施统一平台下的监控。

4.系统的实时性和可扩展性

监控主机采用采集、解析、传输和报警一体化设计，报警迅速，数据显示及时，数据记录完整，数据分析直观；系统以模块化设计，具有开放性，能灵活地组建各种规模的监控系统，与企业内部网络系统连接，不管是何种网络传输方式都能有机融合成一个整体，将是十分重要的。

机房大小差异较大，要求设计的系统能适合各种实际情况，有较强的可扩性，能随时适应对系统的扩容要求。

三.系统设计的依据

《电气装置工程施工及验收规范》GBJ232--82

《保安电视监控工程技术规范》GA/T76--96

《安全防范系统通用图形符号》GA/T74—94

《民用建筑电缆工程技术规范》

《电子计算机房设计规范》GB50174-93

《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB50168—1992

《防盗报警控制器通用技术条件》GB12663-2000

《入侵探测器通用技术条件》GB10408.1-2000

《磁开关入侵探测器》GB15209

四.系统规划

XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX机房动力环境监控系统采用多用户分级管理模式，分级部署的能力，嵌入式集中监控主机集中监控和管理整个机房的动力环境设备。

通过权限分级管理，监控中心可直接采集、监控、处理相关信息；各管理人员可通过授权监控区内的机房状况;同时该系统具备全国联网功能。

机房监控系统采用内部IP路由传输方式，以组播为主选方式，单播为备选方式。

系统中对于被监控机房的供配电、环境、消防、漏水监测等实现集中综合管理和监控等系统功能。

多种报警手段（声光、手机短信、电话报警）结合使用，灵活方便，并具备管理功能。

支持各种电源监控，连接232或485接口，进行对设备的远程管理。

嵌入式网络型监控设备安装在机房，与各种传感器、UPS、空调等相连；嵌入式管理软件采用B/S结构,可以直接对NMS2056主机进行查看、配置操作。

集中监控管理软件主要面对大型的、联网的、分散在异地的监控系统进行集中管理，它具有界面友好、快速报警、自动纪录、多级协同浏览，操作简单方便等优点。

该系统设计能完全满足24小时365天长时间正常运行。

监控现场通过监控系统的任意报警，为突发事件提供准确的事实依据。

监控系统客户端支持windows2000、XP、2003多种操作系统,支持SQL、Access等通用数据库，并能实现内建软件的平滑升级。

通过NMS2056的嵌入式系统，还可以实现跨平台式管理。

根据XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX机房动力环境监控系统的需求，该系统包含以下子系统：

✧温湿度监测子系统

✧市电监测子系统

✧配电开关监测子系统

✧UPS监测子系统

✧空调监控子系统

✧漏水监测子系统

✧消防烟雾报警子系统

✧门禁监控子系统子系统

✧视频监控子系统

✧蓄电池检测子系统

✧新风机监控子系统

✧防盗入侵监控子系统

纵横通机房监控系统拓朴图如下所示:

五.纵横通机房监控系统功能介绍

1.NMS2056主机介绍

NMS2056是针对大中型机房动力环境监控领域的一款高性能监控主机，系统配备高性能32位CPU，Linux操作系统，大容量存储器，提供便捷的嵌入式WEB服务，无需依赖网络、上位机软件即可完成供配电、UPS、空调、漏水、温湿度、红外、门禁、视频图像等进行集中监控管理报警功能，可以直接使用IE浏览器进行监控管理，系统内建完善的TCP/IP功能，支持SNMP等开放接口协议，可实现灵活组网或跨平台无缝集成。

1．1性能参数

协议

TCP/IP

网络口

RJ45，10M/100M自适应

串口

4路/8路RS-232，8路RS485

GSM网络

900MHz/1800MHz双频（可选）

电话报警

PSTN，RJ11（可选）

模拟量输入口

8路，0-5V/4-20mA

开关量输出口

8路，光电隔离

输出端口

2路继电器端口（250VAC/10A，20VDC/10A）

电源

220VAC

物理尺寸

19英寸，1U标准机架式

使用环境

温度：

-10~60℃；湿度：

10~95%无凝结

重量

2．95Kg

1．2产品特点

●嵌入式系统,超强稳定

Ø基于嵌入式Linux系统设计,超强抗病毒和攻击;

Ø内置大容量闪存存贮,数据保存稳定;

Ø系统设置信息一经写入,永不丢失;

●无人值守设计,监控报警一体化集成

Ø内置硬件看门狗技术,有效防死机、死锁;

Ø内置智能来电重启技术;

Ø硬件集成短信、电话报警、声光报警

●功能全面、易于扩展

Ø动力配电系统：

电量监测、电流、电压、配电开关、发电机、配电屏

Ø智能设备：

UPS、蓄电池、精密空调

Ø环境参量：

温湿度、漏水、消防烟雾

Ø安防系统：

红外探测、门磁、门禁、视频监控

Ø扩展功能：

民用空调、网络设备、服务器

●设计新颖、管理轻松

Ø嵌入式WEB管理，无需安装软件即可完成各项配置、管理、查看；

Ø硬件节点可独立于计算机和网络运行，软件辅助管理

Ø短信互动管理功能

Ø支持联网远程监控,远程配置和维护

2.嵌入式WEB管理界面

ZHT-NMS2056机房环境监控主机嵌入式系统的配置管理界面包括以下内容：

主页面、系统管理、设备监控、数据查询、设备信息等。

登入NMS2056主机的WEB管理界面方式：

直接输入监控主机的IP地址即可。

2.1系统管理

在NMS2056机房环境监控系统主机的WEB管理主界面，可以查看、配置和查询所有的内容。

图表21WEB管理主界面

在系统这个主页面，可以直接点击图标进入系统配置、数据查询、设备告警、设备监控的界面，进行各种操作。

2.2系统配置

在这个页面，你可以配置主机的IP地址信息，并且可以通过远程控制重启监控主机。

以及将配置文件保存并导出等。

2.3用户管理

在NMS2056环境监控主机中，可通过WEB端设置用户权限，可以灵活的配置管理不同的权限人员，给不同的人员分配不同的权限,让其查看、配置和管理不同的设备。

2.3日志管理

通过WEB的日志管理功能，可以按指定日期、指定的操作用户名来查询用户的登录情况，通过这些记录，可以清楚的知道用户的操作过程，方便机房管理人员管理。

2.4报警管理

在报警管理页面，可以根所需要配置报警的处理方式。

可以设置的报警方式有：

短信+固话、短信主+固话备、固话主+短信备等。

2.5设备监控

在纵横通机房环境监控主机NMS2056的嵌入式系统中,除了可以通过登录WEB端对监控主机进行配置管理,还可以在WEB端页面直接对设置进行监控。

监控界面如下所示。

UPS监控界面

精密空调监控界面

民用空调监控界面

2.6历史数据查询

在NMS2056机房环境监控主机中,可以在嵌入式系统WEB端中直接查询对历史数据查询。

可以自定义查询条件：

起止期、端口号、端口类型、端口名称等。

纵横通NMS2056机房环境监控主机的嵌入式系统除具有以上常见功能上，还内建自维护调试工具、帮助手册等，可以通过这些调试工具和帮助手册，极大的方便了安装人员、机房管理人员对设备进行调试，真正实现了智能化维护。

3.集中监控管理软件

NMS2056集中监控管理软件主要是针对联网型监控的解决方案，通过本监控软件，可以方便的对多台NMS2056环境监控主机进行集中、异地监控。

3.1系统界面

NMS2056集中监控管理软件主界面包括以下内容：

菜单栏、工具栏、状态栏、控制台、设备交互区、信息反馈区。

Ø菜单栏

菜单栏包含系统的所有命令，菜单项目分5类：

用户操作、用户管理、设备管理、系统设置、帮助。

Ø工具栏

工具栏显示的图标是系统常用工具和界面入口。

Ø状态栏

状态显示当前用户，当前激活的设备、设备的IP地址以及网络状态、时间参数等。

Ø设备交互区

在设备交互区可进行系统设置、模块设置、查看实时数据等操作。

Ø信息反馈区

信息反馈区滚动显示当前产生的所有告警和恢复信息、系统状态信息等。

3.2用户管理

系统按操作权限划分了两种管理级别的用户：

超级用户和普通用户。

超级管理员具备系统所有操作权限，普通管理员只有查看权限；超级管理员可以进入用户管理，来添加或删除用户账户，如图所示:

超级管理员可进入权限管理，为每个用户更改权限设置，包括：

为每个用户设置不同的管理区域，更改用户管理级别等。

如下图所示：

系统可分配最小项目为子区域，例如：

为用户张三分配区域“南山区”，那么张三登陆后界面中就只有南山区的设备页面显示。

3.3实时数据显示

ZHT机房环境监控系统将各模块通过列表形式显示实时数据，并可自定义采集周期，如图所示。

温湿度实时数据：

图表31

UPS实时数据

图表32

3.4查询

系统数据查询功能完备，可在任一个模块下对该模块数据进行简单查询，也可进入“全局查询”对所有数据进行高级查询；数据筛选条件包括：

时间段、区域（大区域、子区域）、类型（告警数据、历史数据）、设备、通道类型、关键字等。

如图所示：

图表33

用户可以将已查询的数据导出至EXCEL表格，以便分析或打印。

3.5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。

硬件存取操作界面：

图表34

3.6报警管理

ZHT机房环境监控系统具备两种报警管理方式：

本地告警

使用监控主机自带的短信、电话模块进行告警时，对该主机的告警方式可使用本地告警进行单独配置。

该模式下的告警信息由报警主机单独处理，不依赖上位机，甚至不需要网络连接

本地告警可设置3种告警模式：

短信+固话、短信主固话备、固话主短信备。

支持5个短信接收号码、5个电话接收号码。

还支持邮箱告警、音响告警以及连接在主机端口上的声光报警设置。

如图所示：

图表35

集中告警1

当系统节点多，结构复杂时，可在总部端监控平台的中心端告警设置界面统一管理各区域告警处理方式。

该模式下，由总部监控平台软件收集告警信息，通过连接到平台的集中告警模块（ZHT-GDM01）将信息发送出去。

集中告警功能特点：

Ø告警信息统一处理；

Ø串口和网络两种连接方式；

Ø可高度自定义的告警方案设置；

Ø即时告警操作：

开启、暂停、停止告警；

Ø双重保障，即时网络断开，用户也能接收到通知。

告警设置界面：

图表36

创建告警解决方案，可设置四种信息发送方式：

短信、电话、EMAIL、音频，如图所示：

图表37

方案关联，为每个区域/机房/设备关联告警方式：

图表38

3.7远程控制/联动

通过ZHT机房环境监控系统可以方便的对机房动力设备进行远程控制，如图所示：

图表39

系统支持四路端口操作（打开、闭合），同时可对各路端口设置告警联动，一旦系统有任何告警发送，已设置联动的端口就会反向动作。

六.监控子系统功能概述

1.温湿度监测系统

图表11

ZHT机房环境监控系统温湿度监测模块用于采集机房室内温度和湿度值，支持模拟型和数字型接口，可分别配置我公司ZHT-PTH04I（电流型）和ZHT-PTH485（数字型）温湿度传感器。

ZHT-PTH系列传感器均配置高精度温湿度敏感元件，并采用外置布局方式，能够快速的响应外界温度变化，在最短时间内监测到高温（低温）危险。

同时，ZHT-PTH系列传感器具有一致性好、安装方便、操作快捷、大屏显示、超低功耗等特点。

非常适用于机房内温度、湿度监测。

监控界面：

图表12

ØZHT-PTH485数字型温湿度传感器

功能特点：

◆采用MODBUS通信协议，可实现多点组网；

◆采用RS-485通信接口，可实现远程采集（最远1km）；

◆可自定义通信速率，最高支持19600kps；

性能指标

技术参数

ZHT-PTH485数字型温湿度传感器

测量范围

温度：

-20~70℃湿度：

0-100%RH

测量精度

温度：

±0.5℃湿度：

±3%R

输出信号

数字型

通信接口

RS-485

通信协议

MODBUS

传输速率

2400/4800/9600/19200bps（默认9600bps）

额定电压

DC12V

图表13

ØZHT-PTH04I电流型温湿度传感器

功能特点：

◆输出电流信号，多平台适用；

◆设置直观，端口-传感器一一对应；

◆经济；

性能指标

技术参数

ZHT-PTH04I电流型温湿度传感器

测量范围

温度：

-20~70℃湿度：

0-100%RH

测量精度

温度：

±0.5℃湿度：

±3%R

输出信号

电流型

接口类型

模拟

额定电压

DC12V

图表14

2.市电监测系统

三相市电参数监测

图表21

YM-B1多功能智能电表主要应用于三相市电的监测，它可以监测市电的电压、电流、频率、功率因数、有功功率、无功功率、视在功率、电能等参数。

技术参数

YM-B1多功能智能电表

型号

3AC-12

供电电压

AC180V～AC220V

测量范围

相电压有效值：

0～275V

相电流有效值

0～50A

频率

40～65Hz

测量精度

相电压：

0.5%

相电流：

0.5%

频率：

0.2%

功率：

1%

功率因数：

1%

电能：

1%

输出

RS485总线，MODBUS通信协议使用环境

温度

-20℃～70℃湿度：

10～90%rh

软件监控界面如下：

市电状态监测

单路市电监测模块ZHT-PWR01用于单相交流市电（AC220）的通断检测。

ZHT-PWR01参考IEC61000-4-5（GB/T17626.5）标准设计，具备良好的雷击、浪涌保护能力。

功能特点：

◆可定制的输入电压阈值，满足不同市电监测要求；

◆优良的雷击、浪涌保护能力；

◆不需要辅助电源；

性能指标

技术参数

ZHT-PWR01单路市电监测模块

输入电压范围

AC220V

断电阈值

90-150VAC可定制，默认150V

浪涌防护

差模：

2KV（8/20us）共模：

4KV（1.2/50us）

漏电流

≤0.5uA

短路保护电流

≤10A

输出信号

开关量

图表22

3.配电开关监测系统

图表31

ZHT-DS85I多路市电&开关监测模块可同时监测8路市电、5路开关量，对配电系统监测非常适用。

系统结构如图所示：

图表32

功能特点：

◆采用独立MCU控制，通过模块面板指示灯即可直观了解市电、开关状况；

◆输入端口具备脉冲群和静电保护；

◆采用RS-485通信接口，可实现远程监测：

性能指标

技术参数

ZHT-DS85I多路市电&开关量监测模块

输入市电范围

100-220VAC

市电路数

8路

浪涌防护

差模：

2KV（8/20us）共模：

4KV（1.2/50us）

漏电流

≤0.5uA

短路保护电流

≤10A

输出信号

开关量

图表33

4.UPS监测系统

图表41

ZHT机房环境监控系统UPS监测模块可支持最多4路UPS（RS232接口）数据采集，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、以及工作状态等。

采用动画+表格形式显示，简洁直观，如下图所所示：

图表42

5.空调监控系统

●舒适性空调（普通民用空调）监控

图表51

使用民用空调模块可以实现远程控制机房空调，也可通过设置实现空调自动控制。

民用空调模块需配置ZHT-AC485空调控制器才能使用：

将ZHT-AC485接入环境监控系统的RS-485接口，管理主机通过以太网访问环境监控系统主机，通过集中监控软件中的“民用空调”模块与控制器通信，从而使用户可以远程控制多台机房空调。

系统结构如下：

图表52

如下图所示，在空调控制界面中可以对选定空调发送任意模式命令（制冷、制热、开关机等），也可以设置自动控制。

有三种自动控制方式供选择：

温度控制、定时控制、周期控制。

同时系统空调控制模块内还具备一些辅助功能：

远程查看机房温度、空调状态、设置空调来电自启动等。

C/S监控界面（普通民用空调）

图表53

还可通过WEB界面进行远程控制：

B/S监控界面–民用空调

图表54

功能特点：

◆可学码，兼容所有带红外遥控功能的普通民用空调；

◆采用MODBUS协议，实现多点组网；

◆RS-485接口通信，实现远程控制；

◆多种自动控制方式：

定时控制、周期控制、温度控制；

◆远程测温；

◆来电自启动功能，防止市电恢复后空调不启动。

性能指标

技术参数

ZHT-AC485控制器

通信接口

RS-485

通信速率

9600bps

红外载波频率

接收：

37~39KHz，发射：

38~39KHz

感应电压输入门限

0.1

有效温控范围

0~50℃

工作电压

12V（DC）

工作电流

21mA

外形尺寸

130×90×32（mm）

工作环境

温度：

0~50℃，湿度：

10~90%

图表55

●精密空调

通过空调厂家提供远程监控通讯RS232/RS485接口与通信协议,与监控报警主机链接通信，对机房的精密空调的运行状态进行监测。

监控系统主机通过串口（RS-232/RS-485）直接通信，系统结构如图所示：

图表56

精密空调各个品牌提供的数据有所不同，一般包含以下内容：

Ø监测内容：

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、开关机状态及报警状态

Ø空调的远程控制：

开机、关机，空调的温、湿度