浅谈数据中心机房环境监控系统设计

本文简要概述了机房环境监控的结构及组网方式 ，并对机房环境监控的各子系统进行了实现的功能介绍。

【关键词】机房 环境监控 电力监测 安防监控 消防

1 概述

机房建立包括机房动力、环境及安防监控系统，主要监控对象包括：精密空调、UPS、电量检测、温湿度监测、漏水检测、门禁、消防监测等，实现7×24×365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。

2 系统方案介绍

2.1 系统结构

整个系统主要由以下三部分组成：现场设备采集层、现场嵌入式监控主机、远程浏览端。各部分的主要作用如下：

2.1.1 现场设备采集层

由各种I/O采控模块组成，直接连接各种被监控设备，硬件采集模块采用8通道I/O模块化设计，输入输出点通过采控模块组合完成对监控系统中需要被监控设备和控制点的匹配，并采集UPS、空调、温湿度、漏水等现场信号。机房内的采集设备主要包括：温湿度探测器、漏水控制器及测漏配件等。

2.1.2 嵌入式服务器

用于对现场设备数据的采集，而且用于实时分析、处理现场设备采集层的各种信息，实现对监控数据的简单处理分析、存储，在本地实现手机短信，现场声光报警。

（1）嵌入式硬件结构：无风扇、无硬盘，低热量、低功耗、低噪音，减少机械故障。

（2）Windows XP Embedded嵌入式操作系统，系统稳定，免受病毒干扰。

（3）内置看门狗功能。

（4）远程管理：远程设置、远程监控、远程维护、远程报警。

（5）独立运行管理能力。

（6）支持IE远程浏览，采用B/S及C/S结构。

（7）灵活的组网方式：支持基于TCP/IP协议的各种网络环境。

2.1.3 远程WEB浏览端

远程WEB浏览的主要功能是通过网络在远程主机上以IE的方式进行浏览，便于管理人员随时随地了解机房内各设备及环境的实际状况，实现管控一体化，并可远程浏览监控画面，值班人员可方便在网络联通的企业内部网络中远程查看监控主机的监控画面和实时数据。

系统采用C/S、B/S分布模式的三层模块化结构，软件及硬件的安装与维护集中于监控服务器端，实现了零客户机管理，易于实施和维护，降低了系统的总拥有成本。同时，采用三层结构，客户端只负责用户界面，业务规则的处理放在应用服务器端；当业务处理需求增加时，只需要对应用服务器进行升级或扩展成多个应用服务器，系统的可伸缩性大大地加强了。

2.2 系统通讯方式

系统现场输入输出设备及通讯接口设备为星型模块化结构，输入输出点通过I/O模块，组合完成对监控系统中需要被监控设备和控制点的匹配。

系统现场控制总线网络的传输速率不低于1Mbps，无需任何转接设备，每条RS485总线长度最大为1200米。

（1）由现场传感器连接I/O模块采用现场总线方式，传输速率达到17.4Kbps。

（2）由I/O模块或智能通讯接口连接监控服务器采用RS485总线方式，传输速率达到2M。

（3）由监控服务器与网络交换机或通讯协议转换器连接通过TCP/IP网络，传输速率达到100Mbps。

（4）远程IE浏览端与系统的数据通讯通过TCP/IP网络，传输速率达到100Mbps。

2.3 监控系统的实现

UPS检测：提供RS232/RS485通讯接口进行连接，监控系统可以使用厂家提供的通讯协议实时地监视UPS整流器、逆变器、电池（电池健康检测，含电压电流等数值）、旁路、负载等各部分的运行状态与参数（监测内容由厂家的协议决定，不同品牌、型号的UPS可能所监控到的内容不同）。系统可全面诊断UPS运行状况，实时监视UPS的各种参数。一旦UPS报警，将自动切换到相应UPS监控子系统的运行画面。

市电监测：系统设计使用智能电量检测仪，全面检测市电进线配电柜的电源参数。实时检测市电供电的质量，当电源参数超过设备的安全电源要求时，系统即可提供及时的报警以便管理员及时地采取措施，同时通过供电参数的历史曲线可方便查看用户的实际供电的品质，为用户合理地管理机房供电提供科学的依据。

精密空调监控：监控系统通过空调自带智能通讯接口及通讯协议，系统可实时、全面诊断空调运行状况，监控空调各部件的运行状态与参数，并可通过软件在系统上或通过网络远程修改空调设置参数，实现空调的远程开关机。空调机组即使有微小的故障，也可以通过系统检测出来，及时采取步骤防止空调机组进一步损坏。对严重的故障，可按用户要求加设电话语音报警和短消息报警。

温湿度监测：在机房中有大量的精密设备，设备对温、湿度等运行环境的要求非常严格，所以加装温湿度传感器，以实时检测机房和重要设备区域内的温、湿度。温湿度传感器可与空调系统实现联动，当机房的温度越限时，系统可联动设定空调温度及启动空调进行工作等联动动作。

漏水检测：系统设计使用漏水检测系统，配置漏水感应绳用来监测机房内漏水事件的发生，确保设备不受水浸的危害。当检测到有漏水情况发生时，系统在第一时间报警，监控界面自动切换到漏水监测画面上，并且在画面上形象的显示出漏水的状态，同时发出声光或短信报警，及时通知有关人员排除漏水故障。

安全防范系统监控：鉴于机房设备的安全和重要性，在机房的重要区域和公共安装红外探测器用于防盗报警监测和摄像机。在数据中心机房主出入口设计门禁系统管理。如红外探测器、门磁检测到异常入侵，则立即通过数字开关量采集模块DS-7052D将报警信号发送到监控系统中，监控系统在第一时间通过预设方式（如声光、短信等）向管理人员发出报警。盗报警系统可与其它子系统进行联动，当红外探测器探测到有人员活动自动联动照明系统打开灯光、自动联动相应位置的摄像机进行录像等。

消防监测：限于消防法规，集成消防系统时只监测不控制。项目中使用的是烟感探测器，所使用的烟感探测器可以提供干接点信号给监控系统，以用于反应报警状态，我们设计采用开关量采集模块DS-7052D将烟感探测器的干接点变化信号送到监控服务器，实时监测机房的消防报警情况。同时系统支持与门禁系统的联动，可以实现在消防报警时相关位置的门自动开启等。

3 结论

由于机房的环境必须满足计算机等各种微机电子设备和工作人员对温度、湿度、洁净度、电磁场强度、噪音干扰、安全保安、防漏、电源质量、振动、防雷和接地等的要求。所以，一个合格的现代化计算机机房，应该是一个安全可靠、舒适实用、节能高效和具有可扩充性的机房。

作者单位

达智咨询顾问（深圳）有限公司 广东省深圳市 518000