机房环境监控方案讲解.docx
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机房环境监控方案讲解
机房环境监控系统
解
决
方
案
洛阳畅天科贸有限公司
第一章项目概述
1.1项目背景
随着信息化程度日益加深，整个社会、各行业、各单位的业务流程都越来越依赖信息系统，服务器上存储着数量巨大的核心信息，而作为信息化载体的计算机、服务器等，其“栖身之所”正是机房。
由于机房中的设备由大量的微电子设备、各种集成电路、电子元器件等组成，这些设备使用了大量易受环境条件影响的电子元件、机械构件及材料，如果环境条件不能满足这些设备对环境的使用要求，就会降低计算机的可靠性，加速元件及材料的老化，缩短机器的使用寿命，甚至丢失重要的数据和出现误操作等。
由于机房环境条件比较特殊，机房安全包括的内容很多，确保机房的安全无疑是整个计算机信息系统安全的前提。
如果机房存在这样那样的不安全因素，机房安全得不到有力的保证，则整个信息系统的安全也就不可能实现。
机房中的设备往往每天24小时、全年365天不间断运转，因此对机房事故决不能掉以轻心，只有重视机房设备安全，才能保障整个系统的安全。
目前许多机房的管理不得不采用24小时专人值班来定时巡查机房场地设备，这样不仅加重了管理人员的负担，而且往往不能及时排除故障。
尤其目前国内普遍缺乏机房场地设备的专业管理人员，对机房进行计算机自动化管理显得十分重要。
综上所述，机房是十分重要的场所，鉴于机房的重要地位以及机房辅助设施的重要性，因此有必要建设机房综合监控系统。
我公司提供的机房监控系统可对机房的各种环境设备实现全方位的统一集中监控管理，提供美观友好的监控画面，发现异常即可通过网络，现场声光报警，手机短信和语音电话系统实现自动远程报警，确保系统的可靠运行。
减轻了机房维护人员负担，提高了系统的可靠性，实现了机房的科学管理。
1.2建设目标
项目的总体目标是对机房内的动力环境进行统一监控和管理。
按照标准的机房进行监控，主要通过对环境、动力、消防、保安系统进行建设，对机房内的温湿度、市电、烟雾、漏水、安防等建立一套较完整的机房动力监控、环境监控、安全防范监控的管理体系，实现对机房运行环境科学管理，及时发现机房辅助设备的故障和故障隐患，做到及时发现、及时处理。
机房监控管理平台将实现四个目标：
⏹为机房内各系统及设备运行提供高度稳定可靠的监控信息资源；
⏹节省机房运行管理费用，达到短期投资长期受益的目的；
⏹确保提高机房管理工作效率并提供安全舒适的工作环境；
⏹系统软/硬件均采用模块化结构设计，适应发展需要，做到具有可扩展性、可变性，适应环境的变化和工作性质的多样化。
1.3设计原则
根据机房监控的实际需求需要，以及国内外技术发展的现状和方向，参考国内外其他省市机房监控技术建设的经验，借鉴其建设经验，在方案中我们遵循以下几项总体原则：
⏹稳定可靠:
只有稳定运行的系统，才能确保电子防控工程系统平稳运行。
我们采用低功耗嵌入式ARM芯片，标准工业规格设计，具有硬件看门狗电子线路，永不死机，并且具有来电自启动功能。
⏹架构合理具有可扩展性：
系统采用先进采用模块设计来架构系统，使整个系统安全平稳的运行，并具备良好的扩展条件。
可扩展性保证当用户有更多的要求时，引入的新设备可以顺利地与本次配备的设备共同工作，进一步扩展与提高系统的性能和功能。
⏹一体化设计：
机房内所有被监控的智能设备和各种传感器到监控主机采用直接连接，减少故障点，中间不需要任何采控模块和协议转换模块；真正意义的实现由监控主机自身对所有设备的信号采集和数据采集，由监控主机自身实现对采集的信号和数据进行分析、处理、报警等功能，真正做到allinone.
⏹系统易于操作：
系统的前端产品和系统软件均有良好的学习性和操作性。
嵌入式设备追求易用性，在略通电脑操作的情况下通过培训熟练掌握系统的操作要领，达到能完成值班任务的操作水平。
⏹系统具备升级维护能力：
由于监控主机和传感器之间采用直接连接，因而维护方便，能迅速的排除故障；系统整体采用模块化设计，因而具备良好的软件升级能力。
第二章环境监控系统介绍
2.1系统介绍
集中监控系统，由嵌入式环境监控主机、系统报警设备、前端被监测设备及各种传感器组成。
机房内被监测设备、各种传感器、报警设备直接与监控系统环境监控主机相接。
安装方便，大大减少了因为中间协议转换设备故障、多串口卡故障、操作系统故障所带来的数据采集中断，造成整个监控系统瘫痪的问题。
机房管理人员只要用自己的办公机器打开IE浏览器，输入机房环境监控系统主机的IP地址、系统帐号，就可以登录系统。
可以看到各监测设备的实时数据，报警记录等信息;也可以通过安装集中监控平台软件来实现更加丰富的监控功能，由此减少了机房管理人员的大部分工作量，工作效率更高，确保机房的长期稳定运行。
系统可以广泛用于多个领域和多种网络环境，既可以应用于对单个机房的动力环境进行监控，也可应用于对多个联网机房实现集中监控。
2.2监控系统拓扑图
2.3联网集中监控系统说明
机房联网监控系统指建有专用计算机网络机房的单位，设立统一监控管理站，对分布在不同区域的多个机房内各类设备和信息进行全数字化集中监控管理，少人或无人值守，满足现代化机房管理需要。
机房集中监控平台是一个网络化机房管理业务综合软件平台，本软件基于.net3.5开发平台，涉及了网络的异步通讯，ADO.net，Cache等数据库访问技术，Server和Client通讯使用了WCF技术，客户端界面综合WINFORM和WPF技术，集中体现了近年微软的软件设计的各种新技术。
实现了通过网络采集监控现场数据，进行分析、处理、智能发布相应的告警信息等功能，工作人员可以方便配置、管理监控系统，完成对分布式数据的集中采集管理、分析统计,处理来自各个现场的报警信息，值班人员管理。
这些数据通过受理、分析、处理、校验等处理过程，保证报警信息及时、正确地得到记录分析，同时为维护部门提供日常维护报表、性能状况统计报表等分析数据。
本系统利用IP数据网、企业内部专网等传输载体来实现对各区域机房的环境监控主机的运行状况进行数据采集和处理，实现联网监控，降低机房管理成本。
每个独立机房可形成一套完整的监控系统本地站。
由监控管理站对各监控本地站实施二次集中监控管理，实现管理者对所有机房及机房内设备环境系统的远程集中联网监控管理。
实施机房联网监控系统后，可带来明显的管理、经济和社会效益：
v提升机房的管理水平，增强机房保障能力，提高单位的管理形象；
v对分布各地的多个机房或设备间实现集中监控管理；
v实现机房24小时无人值守或少人值守，节省人员财力；
v及时分析和预见设备故障，及时发现和排除设备故障及隐患，特别
是停机等重大故障隐患；
v有效降低设备损坏情况的发生，减少维修的时间和费用，降低运营成本；
v对出入机房的人员实现科学有效的监控和管理，增强机房的安全防范；
v主管领导在自己的办公室或是在外地可随时浏览各个机房的运行情况。
2.4联网集中监控拓扑图
2.5集中监控平台功能描述
运行环境
中心监控软件的运行环境入上图所示，实际上中心软件包括图像监控和环境监控两部分，分别运行于两台服务器上并互为备份。
在监控中心服务器上安装机房集中监控平台软件，实时集中地监测各分布机房环境、动力的状态，根据需要远程遥控一些设备，如空调、新通风等。
对各种告警信息进行分级、分类处理，通过现场的告警和远程无线（如手机短信）告警，通知相关人员及时处理告警事件。
机房集中监控平台软件柔和进了运营维护信息管理系统，将日常运维管理，如：
各监测点的实时监控信息、运维人员的日常询查和身份识别等，和告警事件的处理管理，如：
告警信息处理、人员通知、处理情况的反馈等，进行系统的管理，提高运维工作的效率和水平。
机房集中监控平台软件的功能特点如下：
良好的人机界面
⏹显示形式多样化：
监控软件能实现电子地图上机房位置和实时监测数据的显示，监测数据列表式分类显示；
⏹C/S架构，可通过标准Web浏览器浏览相关数据；
⏹可通过树形列表来查看每个站点下机房的详细信息；
⏹具有电子地图，方便清晰地显示各监控点。
⏹具有组态图功能。
对管理的区域和监控的对象有直观的显示，可自行编辑改动，将设备的状态直观的显示在组态图上。
操作员管理
⏹权限管理：
权限可分为系统管理员、一般操作员。
系统管理员可以执行所有操作；一般操作员可以进行除配置之外的操作；
⏹用户操作管理：
记录了所有用户对系统做的操作，包括正常登录，登录不正确，退出系统，各项配置变更等事件。
报警管理
⏹可以灵活设置报警的条件。
对每种监控量的报警设置中可按报警类别的不同进行设置，用户也可根据需要对相关告警量的门限值设置进行调整，可以使报警的管理更有效、灵活。
⏹多级报警模式。
监控中心可以提供多级报警，每一级告警根据客户的需求，都可设置多个告警人。
⏹报警机制：
一旦发生任何报警事件，系统自动将报警时间、报警事件等详细内容写入日志。
发生事件后，可以察看到该报警日志中的记录，报警时间及报警点及参数；
⏹完善的报警方式，短信、电话拨号、邮件、图形显示等，满足多方面的报警需求；
⏹网络中断告警。
可对其他设备进行集中的管理，监测其联通性并在网络中断时报警。
对机房网络连通性进行检测记录。
数据管理
⏹数据查询功能丰富。
每次操作日志、采集数据、告警的详情都有记录维护人员，可以方便的查找记录数据以定位故障。
也便于分析维护工作效率。
⏹能够自动生成日报、周报、月报、季报、年报等常规报表和各种个性化报表，支持分析数据并生成曲线图，并支持报表导出功能，满足管理的需要；
⏹提供数据备份和恢复功能，将系统数据以数据库文件备份到硬盘或者其他外部设备，并且当系统数据受到破坏后，应能从备份文件恢复数据；
远程控制
⏹远程管理和控制。
可以在软件上进行设备的Telnet远程管理设置，可以开关远端的空调，可以控制远端的UPS的关机，可以对UPS进行远程维护。
⏹灵活设置联动功能。
当某些情况发生时自动进行控制动作。
例如：
在某个机柜温度太高时控制空调开机。
⏹普通空调远程控制。
可以对普通空调进行远程控制，包括远程开关空调，定时开关空调，远程调节空调，多空调轮换开关，空调与新风的节能联动控制。
机房集中监控平台软件的界面展示如下：
2.6监控系统优势说明
⏹嵌入式系统，可靠性高。
本监控系统采用低功耗ARM芯片和嵌入式操作系统作为软件平台，稳定性高。
硬件上采用嵌入式SOC技术，系统结构紧凑，发热量低，无需硬盘、显示器等易损部件，不会感染病毒，配有Watchdog系统防止死机，具有故障自动恢复功能。
在电源、信号线等与外界交互的地方均按照工业2级设备标准进行防浪涌、防雷击、防静电等设计，芯片选型材采用工业级产品，保证在现场恶劣环境下的系统稳定。
⏹基于标准的IP网络，组网方便。
本监控系统组网结构完全基于TCP/IP网络通信协议，对监控节点分布广、数量大的多站点集中智能监控提供了最有效的监控手段，使用基于IP网络的监控系统为网络运营维护的统一管理提供了可能。
⏹使用标准协议，扩展方便。
使用标准的、开放的协议便于集成以及系统扩容。
由于搭建了基于IP的监控平台，现场数据采集也使用标准的MODBUS协议，使得增添监控节点或是增加监控信息非常方便，更实现了即插即用系统集成扩容的平滑过渡，这样需求方可以很方便地根据自身的需求和投资预算进行项目的投资。
⏹具有丰富的自动告警方式。
系统支持电话、短信、声光、邮件等报警功能，并具有多种告警策略可以选择，满足绝大多数用户的需求。
⏹优化的数据交互功能。
卓振监控系统报警事件采用先进的实时报警方式，各个报警都是主动上传给监控中心。
此外中心系统可以定期轮询，保证系统信息的可靠性。
监控主机采用主动判断报警阀值、采用IP方式主动上传监控数据及报警信息功能，将管理软件判断的工作分摊到下面的监控主机上，这样可灵活设置报告数据的间隔，减少发送的正常数据量，而在异常发生时可以及时将数据发出。
从而保证了监控系统报警的实时性和可靠性。
⏹系统集成度高。
本智能监控系统功能全面、集中监控，覆盖到机房动力、环境、安全、微环境、IT设施等各种对象的监控，具备高整合度；本监控主机集成了门禁系统，机房空调节能系统，基于集测、管、控一体化的整体考虑、全面节能的模式来实现节能减排。
提供针对机房动力环境监控的系统功能。
⏹本监控系统技术先进。
监控主机采用了2路RSRS485接口，通过RS-485总（MODBUS协议）最多可扩展64路不同的监测模块，同时支持RS-485环形总线，两路RS-485组成环形，即使通信链路断开，整个系统仍可以正常工作。
⏹系统具有完善的网络脱机管理功能。
当监控主机通讯链路中断之后，把系统的告警信息存在本地，当通讯链路恢复之后，脱机数据重新上传到监控中心，保证监控数据的完整性。
监控中心具有完善的中断监测机制，设备通讯中断后，及时发出告警。
⏹本监控系统施工部署非常简便，细节考虑周到。
⏹所有的测控模块都采用总线供电，避免了敷设供电线路的麻烦；同时智能设备监控器及蓄电池监控主机支持POE供电，一根网线就能轻松解决通信及供电；监控管理平台也非常人性化，界面友好、操作简单、功能全面，监控设备的管理采用即插即用，监控平台能够自动搜索新增的设备，无需手动添加，维护非常方便。
⏹布防撤防功能
监控系统从人性化设计出发，可设置布防撤防功能，可临时设置撤防多少时间来限制设备报警，方便灵活管理临时性的工作安排。
⏹短信遥测遥控功能
系统支持管理人员通过短信实时查询当前机房的运行情况和监控主机的网络参数，并可通过短信对传感器进行布防和撤防。
⏹网络监测功能
机房环境监控系统除了监测机房环境参数，还可以监测路由器、服务器等IP设备，提供两种监测方式，TCP端口探测和PING探测方式。
第三章机房环境监控系统方案设计
机房环境监控系统一共有以下集中监控子系统：
市电监测子系统、UPS监测子系统、电池组监测子系统、配电开关监测子系统、普通空调监测子系统、精密空调监测子系统、温湿度监测子系统、漏水监测子系统、消防监测子系统、门禁监控子系统。
3.1温湿度监测
监测对象：
对机房内重要区域的温度、湿度进行实时监测。
监测实现：
将温湿度传感器RS485信号，通过网线引出接到环境监控主机的智能串口上，设备可以设置地址码，每个传感器上面有液晶屏显示。
在多个传感器之间用4芯电源线串接，再与JZ-IEM系列环境监控主机的智能串口连接，系统通过传感器不同的地址码来区别每个位置的传感器。
监测内容：
实时显示温湿度传感器所在位置的温度、湿度变化情况。
3.2区域漏水监测
监测对象：
对机房内的空调的冷凝水、窗户和易漏水等位置进行监测，且实时报警。
监测实现：
在机房易漏水的下方或周围铺设漏水感应线，将感应线接到漏水控制器上，再将控制器的输出信号接到环境监控主机。
这样当漏水感应线检测到有水时，系统会立即报警并通知机房管理人员。
监测内容：
实时检测并记录漏水报警情况。
3.3定位漏水监测
监测对象：
对机房内的空调的冷凝水、窗户和易漏水等位置进行定位监测，且实时报警，可具体检测到某一处漏水。
监测实现：
在机房易漏水的下方或周围铺设漏水感应线，将感应线接到漏水控制器上，再将控制器的输出信号接到环境监控主机。
这样当漏水感应线检测到有水时，系统会立即报警并通知机房管理人员。
监测内容：
实时检测记录具体漏水位置并进行报警。
3.4市电监测
监测对象：
对机房内的供配电系统的市电质量进行实时监测。
监测实现：
在配电柜中安装一个电量仪，将电量仪的数据线与机房环境集中监控主机传感器接口相连。
实时参数：
线电压、线电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、有功电度、无功电度等。
3.5配电开关监测
监测对象：
对机房内的供配电系统的重要配电开关进行实时监测。
监测实现：
在配电柜中安装一个配电开关监测模块，将模块的数据线与机房环境集中监控主机传感器接口相连。
实时参数：
每一个配电开关监测模块可以监测16路配电开关状态。
3.6UPS监测
监测对象：
对机房内的UPS运行状态进行实时监测。
监测实现：
需要UPS提供智能通讯口及正确的通讯协议，用数据线将UPS串口直接连接到智能监控器相对应的串口上，由智能监控器根据UPS厂家提供的通信协议将数据采集处理后上传至监控中心，这样监控中心就可以直接查看UPS的各项运行参数、工作状态、报警信息。
如果UPS本身带网络口，将其连接到与机房环境集中监控主机所在的同一子网内。
即可与其进行实时通讯。
监测内容：
实时参数：
输入电压、输入频率、输入电流、输出电压、输出频率、输出电流、电池温度、电池电压、电池充电程度等。
工作状态：
旁路工作状态、在线状态、电池供电状态、电池充电状态等。
报警信息：
输入越限报警、输出过载报警、电池异常报警、整流器故障报警、逆变器故障报警等。
注意：
UPS监测的内容需要根据UPS所提供的协议而略有变化，上面的内容只作参考。
UPS一般不进行远程关机控制，以免发生意外。
3.7电池组监测
监测对象：
UPS后备电池
监测实现：
对一组蓄电池组（不超过254块的情况下），建议用一台蓄电池监控器加与蓄电池相应数量的参数传感器来实现在线监测功能，蓄电池监控器最多可多扩展支持254节蓄电池。
蓄电池监控器将各参数采集器所采集的参数上传至集中监控管理平台，实现电池状态和电池寿命实时在线管理。
监测内容：
在线监测每节电池的电压、内阻、电池表面温度、预测电池组中落后的蓄电池和蓄电池组的后备时间。
3.8普通空调控制
控制对象：
对机房内的普通空调进行控制。
监测实现：
监控主机自带4路普通空调控制接口，只需外接红外控制器即可实现对每台普通空调的控制，并能与机房新风实现联动，达到机房节能的效果。
监测内容：
对普通空调的控制提供三种模式的控制，自动模式、手动模式、锁定模式。
自动模式是根据设定机房环境温度的限值自动调整空调的控制指令；手动模式即通过网页上的按钮来控制空调，锁定模式即保持空调始终在一个控制指令上工作。
3.9精密空调监测
监测对象：
对机房内的精密空调的运行状态进行实时监测。
监测实现：
精密空调是智能型的设备，其自带智能通讯口或智能通讯卡。
通过设置不同的通讯地址，以满足对精密空调的集中管理、监测。
用数据线将精密空调智能通讯口直接连接到智能监控器相应的串口上，由智能监控器通过IP网络将数据传送到集中监控管理平台上，实现对每台精密空调进行参数状态查询。
监测内容：
回风温度、回风湿度、回风温湿度限值、温度设定值、湿度设定值、加热器运行状态、制冷器运行状态、除湿器运行状态、压缩机高低压报警、主风扇过载报警、滤网堵塞报警等。
注意:
空调的所有监测参数具体情况依据空调厂商提供的通讯协议略有变化。
3.10消防监测
监测对象：
对机房内的烟雾进行监测。
监测实现：
在机房的天花板上布置烟雾传感器，通过4芯电源线连接到环境监控主机，当机房出现火警时，系统会立即报警，通知机房管理人员。
监测内容：
监控各区域烟雾报警状态。
第四章机房环境监控硬件参数
4.1机房环境监控主机
4.1.1监控主机
产品参数：
⏹采用低功耗32位ARM嵌入式芯片，无需风扇辅助散热；
⏹1个10/100MBase-T以太网口（物理接口：
RJ-45插座）；
⏹4个模拟量输入接口，可配置为0-5V、4-20mA、0-20mA等模拟量输入或者干结点、TTL电平类型开关量；
⏹8个干接点输入接口，过流反接保护；支持干接点类型和TTL电平类型，可接烟感、漏水、防雷检测等传感器；
⏹4路继电器输出，可实现联动告警输出，灯光控制等等；
⏹4路普通空调控制接口，可以实现4台普通空调的自动开关控制及轮转调度功能，实现空调的节能控制；
⏹1个普通空调红外接收口；
⏹1路wiegand读卡器接口；
⏹1路电锁控制接口；
⏹1路出门按钮接口；
⏹1路门磁输入接口；
⏹2个串行RS-485接口，可支持最多64路RS485测量模块接入；
⏹1路RS232调试接口，对设备进行固件升级或者厂家调试；
⏹1个Reset复位按钮，恢复主机到出厂默认参数；
⏹1路拨码开关；
⏹1个AC220V电源接口，主板典型功耗5W；
⏹1个DC48V电源接口；
⏹8个LED状态指示灯；
⏹1个船型通断开关；
⏹工作温度：
-10~50℃；
⏹标准19英寸1U机架式安装；
性能参数：
以太网接口
RJ45,10/100MBaseT
管理接口
1Console（RS232），RJ45，兼容思科和华为串口配置线
开关量输入
支持干接点和TTL电平
模拟量输入
支持0-5V、4-20mA、0-20mA、开关量和TTL电平型开关量
读卡器输入接口
支持韦根26和韦根34
支持网络协议
IP,、ARP、TCP、UDP、Telnet、SNMP、Http、ICMP
RS485总线容量
最多64个RS485总线模块
总线协议
MODBUS
门禁持卡员工数
最多2000个
门禁存储刷卡记录
最多20000条
脱机数据条目
最多100000条
AD转换精度
12位
开关量接口输入电压
0-5.5V
模拟量接口输入电压
0-5.5V
接口ESD
±15KV
继电器输出容量
250V/3A
电锁最大输出电流
1.1A
交流电源
AC220V，50Hz。
直流供电电压
DC12-60V
额定功率
5W（自身功耗，不包括负荷输出和电锁电源输出）
额定功率输出
25W
外观尺寸
432x200x44mm（标准1U机架安装）
工作温度
-20-60℃
工作湿度
RH5%-95%，非凝露
产品特点：
1、系统应对单个机房内各种动力设备,环境设备及系统状态信息,报警信息等进行完整集中监控,并有良好的扩充性,实现跨区域集中监控管理。
2、报警事件采用的是实时报警方式，数据交互采用主动上传和被动查询相结合的方式。
监控主机采用主动判断报警阀值，告警时主动上传数据到监控主机，无变化时，接收监控中心的查询。
既保证了报警信息的实时性，也保证了数据的可靠性。
3、监控主机采用低功耗ARM芯片和嵌入式操作系统，内置硬件看门狗，超低功耗，具有故障自动恢复功能，当主机重新启动后，监控功能随之运行。
4、监控主机带2个RS485接口，通过RS-485总线（MODBUS协议）最多可扩展64路不同的监测模块，如温湿度传感器、电量仪、开关监测模块、门禁读卡器等设备。
同时支持RS-485环形总线，两路RS-485组成环形，即使通信链路断开，整个系统仍可以正常工作。
4、监控主机可保存脱机期间发生的所有事件和以及固定周期记录的数据，设备重新联网后主动上传至监控中心，从而保证监控系统的连续性。
5、监控主机内置WEB服务器，支持B/S架构，管理人员可直接通过浏览器和相应权限就可以实时的查看机房内所有动力环境监控设备的运行状态，可以远程管理、调整相关设备的工作参数。
5、整套机房环境监控系统对各种报警信息、系统事件、设备参数等进行详细的记录，能够以报表形式进行数据导出、备份。
6、监控主机结合中心管理平台，支持多种报警方式，现场声光报警、电话拨号报警、手机短信报警、邮件报警、声音等多种报警方式。
7、主机集成了一路单门门禁控制功能，可实现简易的单门刷卡功能。
包括：
1路读卡器（韦根接口）、1个门磁、1个出门按钮、和1个门锁继电器输出（支持上电开门锁和断电开门锁）。
8、
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