王 潔

內蒙古自治區(qū)廣播電視傳輸發(fā)射中心839臺 內蒙古 呼和浩特市 010000

前 言

傳統(tǒng)的機房監(jiān)控涵蓋了動力設施監(jiān)控、環(huán)境設施監(jiān)控以及安防監(jiān)控，但在實際應用中，往往存在各監(jiān)控系統(tǒng)相互獨立，不能互聯(lián)互通的缺點。機房一體化監(jiān)控從頂層設計思想出發(fā)，建立機房一體化監(jiān)控系統(tǒng)（以下簡稱“監(jiān)控系統(tǒng)”），實現(xiàn)基礎設施一體化、全面化、智能化、自動化的監(jiān)控和管理。一體化監(jiān)控設計能夠全面覆蓋機房所有基礎設施，避免產生信息孤島。實際應用中采用模塊化部署方式，有效避免單點故障擴散，提高了系統(tǒng)可靠性。所以一體化監(jiān)控系統(tǒng)具備高可靠、高穩(wěn)定、全面覆蓋、告警準確等特點，保障機房7*24*365不間斷運行，提高運維管理效率。

1 一體化監(jiān)控系統(tǒng)架構

1.1 系統(tǒng)功能架構

圖1 系統(tǒng)功能架構圖

一體化監(jiān)控系統(tǒng)主要由以下四部分組成：數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)處理層、平臺功能、交互展示層。各部分的主要作用如下。

1.1.1 數(shù)據(jù)采集層

數(shù)據(jù)采集層為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)入口，是監(jiān)控系統(tǒng)基礎設施數(shù)據(jù)的來源。其通過提供標準接口及協(xié)議，接收前端系統(tǒng)，如供配電子系統(tǒng)、制冷環(huán)境子系統(tǒng)、安防子系統(tǒng)、消防子系統(tǒng)等的數(shù)據(jù)信息。

1.1.2 數(shù)據(jù)處理層

數(shù)據(jù)處理層具備集中數(shù)據(jù)處理能力，對采集數(shù)據(jù)進行計算、分析及存儲；具備組態(tài)化聯(lián)動控制功能，實現(xiàn)相關系統(tǒng)或設備的自動化聯(lián)動控制；具備復雜事件分析功能，自動查找根源告警，方便運維中快速定位根源和解決問題。

1.1.3 平臺功能

具備配置管理、安全管理、權限管理、日志管理、數(shù)據(jù)管理、組態(tài)配置、告警管理、報表管理、門禁管理等功能，為基礎設施監(jiān)控系統(tǒng)的采集、處理及展示提供強大的功能支撐，同時，為監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠、安全運行保駕護航。

1.1.4 交互展示層

交互展示層提供豐富的展示媒介，包括web瀏覽器、移動設備、大屏等方式；具備數(shù)據(jù)發(fā)布、告警告知、報表報告等功能；提供友好、清晰、簡潔的用戶交互界面。

1.2 系統(tǒng)部署架構

整個系統(tǒng)主要由以下兩部分組成：采集監(jiān)控層、遠程瀏覽層。各部分的主要作用如下。

1.2.1 采集監(jiān)控層

圖2 系統(tǒng)部署架構圖

部署一體化監(jiān)控主機，既可進行數(shù)據(jù)采集，又可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理、分析、存儲及展示。采集部分由各種傳感器、安防設備等組成，采集如UPS、蓄電池、配電柜、空調、溫濕度、漏水等設備的數(shù)據(jù)信息。監(jiān)控主機采用工業(yè)級硬件設計，具備多層防護功能；具備良好的接地及電磁兼容性設計，有效避免電磁干擾，保證數(shù)據(jù)及報警準確；高度集成化，內置絕大多數(shù)通用采集協(xié)議，可隨時根據(jù)需求進行協(xié)議擴展；物理接口種類豐富（包括但不限于RS232、RS485、DI、DO、AI等），無需外置轉換模塊即可實現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的采集；采集設備具備數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)過濾及數(shù)據(jù)緩存功能，支持斷點續(xù)傳。處理部分可實現(xiàn)所有的告警信息、告警事件的采集、存儲，并發(fā)送告警通知。同時負責將控制命令發(fā)送至現(xiàn)場設備，實現(xiàn)對其的控制。平臺具有強大的數(shù)據(jù)處理能力，實現(xiàn)各種數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)管理、告警管理、報表管理、權限管理、日志管理和組態(tài)配置等功能。

1.2.2 遠程瀏覽層

系統(tǒng)支持多種告警通知方式，在告警產生時，可及時有效的通知運維人員。并且具備web瀏覽器及移動終端訪問方式，便于運維人員隨時隨地了解機房的工作狀況。同時，匹配相應的權限可以進行設備控制及系統(tǒng)配置修改等操作。

2 一體化監(jiān)控系統(tǒng)具體實施

2.1 動力設施監(jiān)控

動力設施監(jiān)控對象主要包括低壓配電柜、精密配電柜、UPS不間斷電源、蓄電池組以及發(fā)電機組等，監(jiān)測方式以及監(jiān)測內容如下。

2.1.1 低壓配電柜

在配電柜進線處加裝（帶液晶顯示的）智能電量儀，智能電量儀采集配電柜進線的各項配電參數(shù)，通過RS485智能監(jiān)控通訊接口及通信協(xié)議將信號上傳至監(jiān)控平臺；監(jiān)測低壓配電柜的配電參數(shù)及狀態(tài)：包括系統(tǒng)頻率F（Hz）、有功電度輸入、有功電度輸出、無功電度輸入、無功電度輸出、三相相電壓、線電壓、電流值、有功功率、無功功率、功率因素、視在功率Kva、零序電壓等參數(shù)；

同時通過智能采集模塊采集斷路器的狀態(tài)信號，并上傳至監(jiān)控平臺，由監(jiān)控平臺軟件進行實時監(jiān)測斷路器的分、合狀態(tài)。

2.1.2 精密配電柜

通過設備的RS232/RS485/SNMP監(jiān)控通訊接口及通信協(xié)議將信號上傳至監(jiān)控平臺，由監(jiān)控平臺軟件進行實時監(jiān)測。監(jiān)測精密配電柜的配電參數(shù)及狀態(tài)：包括開關分合狀態(tài)，開關脫扣狀態(tài)，三相過流報警，三相缺相報警，三相過、欠壓報警等狀態(tài)；電流變比值、三相相電壓、線電壓、三相相電流、輸出功率等參數(shù)。

2.1.3 UPS不間斷電源

通過設備的RS232/RS485/SNMP監(jiān)控通訊接口及通信協(xié)議將信號上傳至監(jiān)控平臺，由監(jiān)控平臺軟件進行實時監(jiān)測。監(jiān)測UPS運行參數(shù)及狀態(tài)（只監(jiān)不控）：包含逆變器狀態(tài)、旁路狀態(tài)、整流器狀態(tài)、電池充電狀態(tài)、UPS狀態(tài)、風扇故障、旁路電壓過高、整流器限流、整流器溫度過高等狀態(tài)；輸出相電壓、輸出相電流、輸出線電壓、旁路線電壓、電池電壓、電池電流、視在功率、有功功率、輸出負載率、電池充電容量、電池后備時間、電池溫度、旁路頻率、逆變頻率、零線電流等參數(shù)；一般不通過監(jiān)控系統(tǒng)對UPS進行控制，避免由此帶來的斷電風險。

2.1.4 蓄電池組

對每節(jié)電池加裝蓄電池內阻采集模塊（含溫度貼片）、對每組電池加裝電池組電流采集模塊，并配置智能網(wǎng)關模塊。蓄電池內阻采集模塊（含溫度貼片）采集每節(jié)蓄電池的單體電壓、單體溫度、單體內阻信號，電池組電流采集模塊采集每組蓄電池電流信號。采集模塊將監(jiān)測信號接入智能網(wǎng)關模塊，再將信號通過RS485智能監(jiān)控通訊接口及通訊協(xié)議上傳至監(jiān)控平臺，由監(jiān)控平臺軟件進行實時監(jiān)測。監(jiān)測包括蓄電池組總電壓、單體電壓、單體溫度、單體內阻、充放電電流等。

2.1.5 發(fā)電機組

通過設備的RS232/RS485/SNMP監(jiān)控通訊接口及通信協(xié)議將信號上傳至監(jiān)控平臺，由監(jiān)控平臺軟件進行實時監(jiān)測。監(jiān)測發(fā)電機運行參數(shù)及狀態(tài)：包括自動/手動/停止模式、正常關機狀態(tài)、緊急關機狀態(tài)、緊急停止、油料箱油料低位、低水位、過載或短路、過速、啟動失敗等狀態(tài)；線電壓、三相相電壓、相電流、零線電流、頻率、運行時間、油壓、水溫度、油料量、轉速、電池電壓等參數(shù)。

2.2 環(huán)境設施監(jiān)控

環(huán)境設施監(jiān)控涵蓋了精密空調、智能新風系統(tǒng)、普通空調、普通新風系統(tǒng)、定位/（區(qū)域)漏水檢測、機房溫濕度、機柜溫度、防雷器等，監(jiān)測方式以及監(jiān)測內容如下。

2.2.1 精密空調系統(tǒng)

通過精密空調設備的RS232/RS485/SNMP監(jiān)控通訊接口及通信協(xié)議將信號上傳至監(jiān)控平臺，由監(jiān)控平臺軟件進行實時監(jiān)測。監(jiān)測精密空調運行參數(shù)及狀態(tài)：如精密空調開、關狀態(tài)，送風溫度/濕度，回風溫度/濕度參數(shù)等。實現(xiàn)對空調進行遠程控制：如遠程控制其開、關機等。

2.2.2 普通空調系統(tǒng)

普通空調需加裝紅外發(fā)射器/智能空調遙控器。紅外發(fā)射器通過紅外的方式與普通空調通訊，然后通過監(jiān)控內置的紅外接口將信號上傳至監(jiān)控平臺，由監(jiān)控平臺軟件進行實時監(jiān)測。

智能空調遙控器通過紅外的方式與普通空調通訊，然后通過RS485/SNMP智能監(jiān)控通訊接口及通信協(xié)議將信號上傳至監(jiān)控平臺，由監(jiān)控平臺軟件進行實時監(jiān)測。

監(jiān)測普通空調運行參數(shù)及狀態(tài)：如空調開、關機狀態(tài)等。實現(xiàn)對空調的遠程控制：如控制其開、關機，實現(xiàn)其來電自啟動功能等。

2.2.3 智能新風系統(tǒng)

通過設備的RS232/RS485/SNMP監(jiān)控通訊接口及通信協(xié)議將信號上傳至監(jiān)控平臺，由監(jiān)控平臺軟件進行實時監(jiān)測。監(jiān)測新/排風機運行參數(shù)及狀態(tài)：如設備啟停狀態(tài)、過濾網(wǎng)壓差狀態(tài)（新風機專屬）等。實現(xiàn)遠程控制：如遠程控制其開、關機等。

2.2.4 普通新風系統(tǒng)

需加裝輔助模塊。開關量狀態(tài)變送器將新/排風機電源線的電流信號轉換成開關量信號，（新風機時選用）微壓差開關檢測過濾網(wǎng)兩側的壓差信號；經由智能采集模塊上傳至監(jiān)控平臺進行實時監(jiān)測。同時監(jiān)控平臺可通過控制繼電器裝置來實現(xiàn)新/排風機的開關機電源控制。

監(jiān)測新/排風機設備啟停狀態(tài)、過濾網(wǎng)壓差狀態(tài)（新風機專屬）。實現(xiàn)遠程控制其開、關機。

2.2.5 漏水檢測

在機房空調區(qū)域及水管沿線敷設漏水感應繩，并通過引出線連接至定位漏水控制模塊。當漏水發(fā)生時，漏水控制模塊通過檢測及處理漏水感應繩電子信號的變化產生報警信號，并將信號上傳至監(jiān)控平臺進行實時監(jiān)測。

2.2.6 機房溫濕度

在機房區(qū)域安裝智能溫濕度傳感器。溫濕度傳感器將環(huán)境中的溫度量、濕度量轉換成電信號，通過設備的RS232/RS485/SNMP監(jiān)控通訊接口及通信協(xié)議將信號上傳至監(jiān)控平臺，由監(jiān)控平臺軟件實時監(jiān)測。同時智能溫濕度傳感器自帶液晶顯示屏，可在監(jiān)測現(xiàn)場查看當前的溫度、濕度數(shù)值。

2.2.7 機柜溫濕度

在每一臺機柜前門的頂部、中部和底部部署溫度傳感器，用以監(jiān)測機柜內IT設備的進口溫度，實時監(jiān)測機柜內的溫度值。

2.2.8 防雷器

通過加裝智能采集模塊采集防雷器輸出的干接點信號，并上傳至監(jiān)控平臺，由監(jiān)控平臺軟件進行實時監(jiān)測，監(jiān)測防雷器的狀態(tài)。

2.3 安防設施監(jiān)控

安防設施監(jiān)控主要包括視頻系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、防盜系統(tǒng)、消防控制器等。監(jiān)測方式以及監(jiān)測內容如下。

2.3.1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

在機房出入口、機柜間的通道、走廊等重要區(qū)域安裝攝像機，進行全天候的視頻圖像監(jiān)視。前端攝像機獲取視頻信號，然后通過硬盤錄像機等設備進行存儲和轉發(fā)；硬盤錄像機將數(shù)據(jù)傳遞給監(jiān)控平臺，由監(jiān)控平臺軟件進行實時視頻查看、錄像回放、遠程控制等操作。

實時監(jiān)視各路視頻圖像，通過在電子地圖上點擊相應的圖標即可查看該攝像機的當前畫面。可靈活設置錄像方式，包括24小時錄像、預設時間段錄像、報警預錄像、移動偵測錄像以及聯(lián)動觸發(fā)錄像等多種方式。支持硬盤存滿時自動從頭覆蓋，循環(huán)錄像。支持歷史視頻檢索回放功能，可根據(jù)錄像的類型、通道、時間等條件進行檢索，回放速度可調。

2.3.2 門禁系統(tǒng)

對機房進行門禁管控，采用進門刷卡（刷卡+密碼，指紋，指紋+密碼）、出門按按鈕（刷卡）的進出驗證方式。門禁系統(tǒng)由控制器、感應式讀卡器、電控鎖和開門按鈕等組成。當讀卡器感應到刷卡驗證請求，即將卡中的信息發(fā)送到門禁控制器，控制器將檢查卡的有效性，然后決定是否開門。門禁控制器通過RS485/SNMP智能監(jiān)控通訊接口及通信協(xié)議將信號接入監(jiān)控平臺，接受監(jiān)控平臺軟件的實時監(jiān)控。

實時監(jiān)控門禁系統(tǒng)的狀態(tài)，實現(xiàn)對開關門狀態(tài)、門的刷卡記錄進行監(jiān)測，并遠程控制開門。可對人員的進出區(qū)域、有效日期、進出時段等進行授權，并可對人員進行權限組劃分；可對門控器進行遠程設置操作；支持集中發(fā)卡功能。

2.3.3 防盜系統(tǒng)

在機房重要區(qū)域及出入口位置安裝紅外探測器實時監(jiān)測機房的人體入侵情況。紅外探測器的信號經由智能采集模塊上傳至監(jiān)控平臺，由監(jiān)控平臺軟件進行防盜報警的實時監(jiān)測。實時監(jiān)測各點探測器的報警情況。

2.3.4 消防控制器

從消防控制器上獲取消防報警信號、氣體噴淋信號，經繼電器轉換為干接點信號輸出，然后經智能采集模塊采集，再將信號上傳至監(jiān)控平臺，由監(jiān)控平臺軟件進行實時監(jiān)測。監(jiān)測消防系統(tǒng)的各區(qū)域報警狀態(tài)和報警時間，不對消防系統(tǒng)進行控制。

結束語

通過部署分布式（采集單元）一體化監(jiān)控主機，可實現(xiàn)機房各子系統(tǒng)的一體化監(jiān)控管理。機房一體化監(jiān)控系統(tǒng)在保障性能指標基礎上，實現(xiàn)了告警、權限、報表、聯(lián)動控制等功能的統(tǒng)一管理。通過機房一體化監(jiān)控技術可以迅速準確定位故障根源，提高運維效率，切實提高安全播出的保障能力。