第五部分機房環(huán)境集中監(jiān)測系統(tǒng)

1、曲彥賓：機房環(huán)境集中監(jiān)測系統(tǒng)的實現(xiàn)PAGE PAGE 7電信交換2009年 第1期安全與保密機房環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)曲彥賓（電信科學技術第十研究所 西安 710061）摘要：介紹了機房環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)的功能特點結構。機房環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)采用工業(yè)控制組態(tài)軟件和Web技術，對機房的環(huán)境和動力參數(shù)進行監(jiān)測，實現(xiàn)機房環(huán)境的遠程監(jiān)控和集中管理，從而為機房的監(jiān)管提供強有力的幫助。關鍵字：機房 環(huán)境 監(jiān)控 隨著業(yè)務系統(tǒng)的發(fā)展，機房建設的數(shù)量及規(guī)模不斷擴大。機房作為信息交換的樞紐，科學管理尤為重要。目前，用戶對于機房管理的重點都集中在防黑客或非法入侵、電腦病毒、網(wǎng)絡故障、數(shù)據(jù)備份等方面，往往忽略了機房的環(huán)境

2、變化，如機房的溫濕度過高、電力系統(tǒng)不穩(wěn)定、機房安全措施不完善致使非核心工作人員進出機房操作，由此造成的隱患/故障而引發(fā)的機房事故，可能導致產(chǎn)生不可預見的后果。科學地管理計算機機房，才能保證機房內(nèi)的網(wǎng)絡和計算機等高級設備長期、可靠、穩(wěn)定地運行。機房集中監(jiān)控系統(tǒng)，是相關人員管理機房的不可或缺的重要工具。一、監(jiān)控系統(tǒng)功能根據(jù)用戶的具體要求，采用工業(yè)級的傳感器，可以進行如下監(jiān)測工作：1. UPS系統(tǒng)監(jiān)測圖1所示為UPS系統(tǒng)監(jiān)測圖。UPS是機房中提供穩(wěn)定電源的關鍵設備，機房中許多設備如服務器、小型機、路由器等，都需要使用穩(wěn)定的、不間斷的電源，以防止數(shù)據(jù)丟失。因此，監(jiān)管好UPS系統(tǒng)非常必要。圖1 UPS系

3、統(tǒng)監(jiān)測圖通過由UPS廠家提供的通訊協(xié)議及智能通訊接口，可以對UPS進行全面監(jiān)控，對UPS內(nèi)部整流器、逆變器、電池、旁路、負載等各部件的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)視，一旦有部件發(fā)生故障，系統(tǒng)會自動報警。通過直觀的圖形界面，實時監(jiān)視UPS的各種電壓、電流、頻率、功率等參數(shù)。2. 供配電系統(tǒng)監(jiān)測供配電系統(tǒng)監(jiān)測圖如2所示。機房區(qū)所有供電電源的質(zhì)量好壞將直接影響機房設備的安全，因此，采用三相智能電量變送器，對機房市電進線的供電參數(shù)實行監(jiān)測非常重要。圖2 供配電系統(tǒng)監(jiān)測圖采用三相智能電量變送器，對機房的總輸入電源柜電量進行檢測。三相智能電量變送器是集三相相電壓、相電流、線電壓、線電流、有功、無功、視在功率、頻率、

4、功率因數(shù)和電度等參數(shù)于一體的智能儀表。該表帶有報警功能和智能通訊接口，可單獨使用，亦可與計算機相連，將采集的參數(shù)送到計算機上，使用戶能非常方便的讀取配電的電流、電壓，了解供電質(zhì)量。機房因電源異常而引發(fā)的問題，通常都能通過電量儀和UPS的歷史曲線分析出故障原因，從而可以預防故障的發(fā)生。通過分析有關參數(shù)的歷史曲線，機房管理員能清楚地知道供電電源的質(zhì)量是否可靠、完好，為合理地管理機房電源提供科學的依據(jù)。3. 精密空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)控圖3所示為空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)控圖。通過空調(diào)自帶智能通訊接口，可實時、全面地診斷空調(diào)狀況，監(jiān)控空調(diào)各部件（壓縮機、風機、加熱器、加濕器、去濕器、濾網(wǎng)等）的運行狀態(tài)與參數(shù)，并可遠程修改空調(diào)設

5、置參數(shù)（溫度與濕度），實現(xiàn)空調(diào)的遠程開關機。對重要參數(shù)，可作曲線記錄，用戶可通過曲線記錄直觀地看到空調(diào)機組的運行品質(zhì)。空調(diào)機組即使有微小的故障，也可以通過系統(tǒng)檢測出來，及時采取措施，防止空調(diào)機組被進一步地損壞。對嚴重的故障，可按用戶要求加設各種報警方式，實現(xiàn)多種報警。圖3 空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)控圖機房精密空調(diào)一般提供控制功能，在權限范圍內(nèi)，可對空調(diào)進行遠程開機、關機、溫濕度的上下限設定等操作。4. 漏水監(jiān)控機房內(nèi)的地板底下有諸多的漏水水源，如空調(diào)機組的沖洗水回路、排水管等。由于機房區(qū)地板下強電、弱電、地線和電纜等縱橫交錯，如不慎發(fā)生漏水，沒有被及時發(fā)現(xiàn)并清除，后果將不堪設想。正因為機房漏水危害大，又不容

6、易發(fā)現(xiàn)，對機房內(nèi)的漏水狀態(tài)進行實時的檢測是十分必要的。目前，泄漏檢測主要有兩種方式：點式傳感（圖4所示）和分布式傳感（圖5所示）。點式傳感決定于環(huán)境情況及傳感點的分布，泄漏可能擴展非常大，其可靠性得不到保障。分布式傳感即用特種繩將水源包圍，可以真正意義上做到防患于未然，把泄漏危害降低到最低程度。兩者的比較如圖4、圖5所示。圖4 點式傳感 圖5 分布式傳感5. 溫、濕度監(jiān)測對于機房內(nèi)精密的電子設備，保證其正常運行，對環(huán)境溫、濕度有較高的要求。計算機機房環(huán)境條件的好壞，對充分發(fā)揮計算機系統(tǒng)的性能，延長機器使用壽命，確保數(shù)據(jù)安全性和準確性是非常重要的。溫、濕度監(jiān)測如圖6所示。圖6 溫、濕度監(jiān)測圖為了

7、確保計算機能安全、可靠地運行，除嚴格控制溫度之外，還要把濕度控制在規(guī)定的范圍之內(nèi)。一般地講，當相對濕度低于40時，空氣被認為是干燥的；而當相對濕度高于80時，則認為空氣是潮濕的；當相對濕度為100時，空氣處在飽和狀態(tài)。在相對濕度保持不變的情況下，溫度越高，水蒸氣壓力增大，水蒸氣對計算機設備的影響越大，隨著壓力增大，水蒸氣在元器件或由介質(zhì)材料表面形成的水膜越來越厚，形成“導電小路”，并會出現(xiàn)飛弧現(xiàn)象，引發(fā)設備故障。高濕度對電子計算機設備的危害是明顯的，而低濕度的危害有時會更加嚴重。在相同的條件下，相對濕度越低，靜電電壓越高，影響電子計算機設備的正常工作越明顯。實驗表明，當計算機機房的相對濕度為3

8、0時，靜電電壓為5000V；當相對濕度為20時，靜電電壓就到了10000V；而相對濕度降到5時，則靜電電壓可高達20000V。因此，需要在機房的各個重要部位，裝設溫、濕度檢測模塊，記錄溫、濕度曲線供管理人員查詢，一旦發(fā)現(xiàn)溫、濕度越限即刻啟動報警；提醒管理人員及時調(diào)整空調(diào)的工作設置值或調(diào)整機房內(nèi)的設備分布情況。同時，系統(tǒng)記錄下的曲線可供機房管理人員參考，以方便根據(jù)當?shù)馗骷竟?jié)的溫、濕度狀況進行適時調(diào)整，及時防范因溫、濕度變化造成不必要的設備損壞。如果發(fā)生問題，可根據(jù)歷史曲線輕松找到產(chǎn)生問題的原因所在，方便解決問題。系統(tǒng)還可以將一段時間內(nèi)機房里的溫、濕度值通過歷史曲線直觀地表現(xiàn)出來，以方便管理人員事

9、后進行分析查看查看，為今后管理提供依據(jù)。6. 煙感探測系統(tǒng)在機房內(nèi)，加裝煙霧傳感器來監(jiān)測機房內(nèi)煙感狀況。通過煙霧傳感器能夠準確地檢測煙霧，當煙霧濃度超過限量時，傳感器發(fā)生聲光告警，并向采集器輸出告警信號。通過開關量數(shù)據(jù)采集模塊，將干接點變化信號經(jīng)過處理后送到監(jiān)控主機發(fā)出報警，即可達到實時監(jiān)測機房內(nèi)的煙感情況。7. 報警方式一旦發(fā)現(xiàn)異常事件，系統(tǒng)即自動執(zhí)行預定的控制策略，同時啟動報警。報警方式有：報警窗口、實時打印、語音提示、電話語音、電子郵件和短信等，如圖7所示。使用時，可以選擇其中一種或多種報警方式。當有多個報警同時發(fā)生時，系統(tǒng)通過事件等級，排隊報警事件，逐一報警，其中的電話/手機號碼等由用

10、戶設置。圖7 報警方式報警具備靈活定義功能，可以分別設置設備的報警方式以及相關管理人員，例如：可以設定以下報警方式：精密空調(diào)故障通過電話語音方式通知精密空調(diào)管理人員，并發(fā)送電子郵件給主管人員；而消防報警則可通過手機短信方式通知消防管理人員，并發(fā)送電子郵件給主管人員。這種方式極大地增加了管理的靈活度。二、監(jiān)控系統(tǒng)結構1. 軟硬件要求為有效地進行監(jiān)控管理，機房集中監(jiān)控系統(tǒng)對監(jiān)控主機、操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡帶寬等提出如下要求：監(jiān)控主機：采用高可靠、高穩(wěn)定的工業(yè)計算機。監(jiān)控主機與各網(wǎng)絡設備通訊，完成實時數(shù)據(jù)采集和控制，同時提供網(wǎng)絡服務，便于遠程瀏覽站訪問各種信息。監(jiān)控軟件：采用組態(tài)化機房集中監(jiān)控系統(tǒng)，完全一致

11、的顯示界面。可以管理各種網(wǎng)絡設備、智能設備及視頻門禁等，擴展性好；顯示和處理完全分離，穩(wěn)定而高效；提供基于Web的遠程訪問功能，所有操作可以在遠程桌面上完成，使用方便，便于隨時隨地了解系統(tǒng)運行狀態(tài)。硬件設備：除監(jiān)控主機外，系統(tǒng)配備了標準的智能模塊、協(xié)議轉換模塊、信號處理模塊、多設備驅動卡、串口服務器和監(jiān)測傳感器等智能設備組成。為了增強系統(tǒng)的功能，用戶可根據(jù)需要選擇配置多媒體聲卡、智能電話語音卡、短信報警模塊和視頻卡等設備。網(wǎng)絡要求：系統(tǒng)提供逐點傳送（輪巡傳送）、有值變化傳送和系統(tǒng)自動選擇三種方式來傳送數(shù)據(jù)，在不需要傳輸視頻信號的情況下，所需的網(wǎng)絡帶寬很小，約在20200kB/s，符合TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡均可。2.系統(tǒng)拓撲結構系統(tǒng)由監(jiān)控主機、計算機網(wǎng)絡、智能模塊、協(xié)議轉換模塊、信號處理模塊、多設備驅動卡及智能設備等組成。為了增強系統(tǒng)的功能，用戶可根據(jù)需要選擇配置多