育种园园区监控设计方案合理化建议.docx
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育种园园区监控设计方案合理化建议
育种园园区监控设计方案（智慧农业）合理化建议
数据中心机房建议
数据中心机房基础环境
机房选址建议
本期工程新增设备均安装于XX中心XX中心试验基地数据机房内，本工程设计应严格遵循YD5054-2010《通信建筑抗震设防分类标准》。
机房工艺建议
1.本期新增设备均应安装在专用通信机房，机房设计应符合YD/T5003-2005《电信专用房屋设计规范》的有关规定。
2.机房室内装修、空调设备和电器照明的安装应在通信设备装机之前完成。
室内装修应满足工艺要求，经济实用。
各类电缆应采用上走线方式，应分开架设交流电源线、直流电源线、信号线。
3.机房的温湿度条件应满足下表的要求。
机房温湿度条件要求
温度（℃）湿度（％）
长期工作条件短期工作条件长期工作条件短期工作条件
18～2810～3540～7010～90
注：
环境正常工作条件（即长期工作条件）的温湿度应是在地板上1.5m和在设备前方0.4m处测量的数值；短期工作条件为连续不超过48h和每年累计工作时间不超过15天。
4.机房应防止有害气体侵入，做到严密防尘，在灰尘颗粒的直径大于5μm时，最大浓度应小于或等于3×104粒/m3。
灰尘粒子不得是导电的、铁磁性的和腐蚀性的。
5.机房梁下高度不宜低于3m，地面负荷不应低于6Kn/m2。
6.机房应能防电磁干扰，具备防静电措施，远离高压变电站、电气化铁道等强电干扰源，应符合相关方面的要求。
当机房周围有工业、科学和医用射频设备时，应执行国家标准GB4821.1的规定。
7.机房的工作地、保护地、建筑防雷接地应采用联合接地，必须符合YD5098－2005《通信局（站）防雷与接地工程设计规范》的相关规定。
8.设备的安装必须采取相应的抗震加固措施，必须符合YD5059-2005《电信设备安装抗震设计规范》的相关规定。
9.机房必须采取防火措施，必须符合YD5002-2005《邮电建筑设计防火规范》的相关规定。
10.机房应避免阳光直射，由于常年需要空调，可以不开设窗户。
机房动力环境监测系统
机房内运行着大量的精密贵重设备，这些设备的正常稳定运行，对周围环境的要求非常高，要求环境长时间保持在一个相对较小的变化范围内，否则会影响设备寿命或导致设备损坏。
我们根据机房的实际需求，为机房配置温湿度传感器、水浸探头等环境监测设备，监测机房环境，这些环境信息通过动环主机实现数据集中上传。
环境数据处理单元
环境监测、安全警卫、消防报警、智能控制等子系统部署在机房内，但各系统独立运行，无法发挥系统功能，同时也给维护和管理带来了不便。
为了实现多系统的综合监控、集中管理，急需对各子系统进行集成。
设备介绍
环境数据处理单元是机房综合监控系统的核心设备，实现环境信息、报警信息实时处理、传输、存储等功能。
环境数据处理单元采用一体化设计，兼容多种规格的接口，可以保护现有投资，避免重复建设，今后可以增加主机数量以支持更多的子系统接入。
多功能动环监控报警主机（环境数据处理单元），是针对机房特点量身设计的监控报警主机，它的出现解决了站端多系统集成的问题。
它可以通过开关量接口、4-20mA模拟量接口、RS-485串口与各子系统连接，对各种数据进行汇聚，处理成数字信号，并可以提供向上的接口供平台访问、管理。
主要功能
采集机房内的开关量信号，接受站端管理单元信号控制开关量输出；
采集机房内的模拟量信息，并上传站端管理单元；
采集机房内的串口数据，并上传站端管理单元。
配置原则
根据机房现场动环监测设备的接口数量进行配置，对于RS-485设备，支持总线方式。
环境监测子系统
1.温湿度传感器
对于机房内精密的电子设备，其正常运行对环境温湿度有比较高的要求。
机房环境条件的好坏，对充分发挥设备的性能，延长机器使用寿命、确保数据安全性以及准确性都是非常重要的。
按照《电子信息系统机房设计规范》GB50174-2008规定，A级和B级主机房开机时的温度范围为23℃±1℃，相对湿度为40%-55%，C级主机房开机时的温度范围为18-28℃，相对湿度为35%-75%。
为了确保机房设备安全可靠地运行，需要在机房的各个重要部位，装设温湿度检测模块，一旦发现温湿度越限即刻启动报警，进行空调开启或调温等联动，并提醒管理人员及时处理，同时系统记录下的温湿度数据和变化曲线可供机房管理人员参考，以方便根据当地的各季节的温湿度状况适时调整，及时防范因温湿度质量而造成不必要的设备损坏。
2.水浸传感器
泄漏的发生因种种原因不能及时发现而造成难以想象的损失，在机房的设计施工中对预防泄漏已经考虑很多，但这并不能保证泄漏不会发生。
因此，及时发现泄漏就显得更加重要。
特别是对于机房，由于铺设防静电地板，泄漏发生后不造成事故很难发现。
因为看不见，很小的泄漏也极有可能造成大事故，这样的事故并不罕见。
机房的地板底下有诸多的漏水水源，如空调机组的冲洗水回路、排水管等。
由于机房区地板下强电、弱电、地线、电缆纵横交错，如不慎发生漏水，不及时发现并清除，后果将不堪设想。
正因为机房漏水危害大，又不容易发现，对机房内的漏水状态进行实时的检测是十分必要的。
火灾报警子系统
由于机房都是重要电气设备，一旦失火，会造成不可估量的经济损失，严重的还会引起设备的误动作，危及机房负责系统的稳定运行，引起公共场所秩序混乱，所以防火是必不可少的防范措施。
机房一般都有独立的火灾报警系统，根据机房现场情况可划分为不同的防区，每个防区内配置有不同数量的烟感等火灾探测器，来监测烟雾报警情况。
动环主机可通过开关量报警电缆与火灾报警主机，进行实时通讯，能够及时响应火灾报警主机发出的报警信息。
火灾报警系统具有不同的防区，当检测到火灾时，报警主机输出相应防区的报警信息到动环主机。
动环主机可根据预置规则联动相应功能：
报警信息上传中心，保安人员可以迅速来到事发地点；联动相应的灯光照明，调用预置位，以便机房及监控中心能及时了解现场火势。
火灾报警系统的开关量能实现各种联动：
开启门禁，使火灾区域的人员能够逃生；实现与电源控制开关的联动，自动切断重要设备的电源。
智能控制子系统
机房内的相关辅助控制设备较多，许多设备在以前都只能在前端进行控制。
实现无人值守后，需要在某些情况下实现远程的控制功能，如远程打开现场灯光、风机、门禁、空调等，通过远程控制系统将机房辅助控制设备集中、整合，能够远程手动、联动控制。
现场的控制设备分为2大类：
开关设备、智能设备。
对于开关设备，只需控制设备的启、停，如灯光、风机、门禁等，可以直接接入硬盘录像机或IPC的开关量接口。
监控中心可通过网络发送开关控制命令，控制设备的启、停；也可以设置相应的联动规则，比如通过红外双鉴联动灯光照明、消防报警联动门禁开门，温湿度报警联动空调开启等。
对于智能设备，需要多种控制（如空调有模式控制、温度控制等），根据不同设备需要配置不同的控制模块，如民用空调需配置空调控制器。
空调控制器相当于可以联网的遥控器，通过RS-485接口与动环主机连接，监控中心只需通过网络远程控制红外发射头发射空调控制命令即可。
而精密空调则不需配置空调遥控器，其本身通过485与动环主机，系统通过集成空调协议来实现对空调的控制。
以机房最常见的灯光控制为例，对于采光条件比较差的室内以及夜晚低照度环境下的场地，为了能够看清设备、环境，当光线不足需开启灯光照明。
无人变机房大多数需要远程控制来实现，通过硬盘录像机或IPC开关量控制机房内灯光的方法进行室内照明。
采用监控系统控制机房内灯光的方法进行室内照明存在的最大问题是要解决远程控制与本地控制之间的关系，需要改造站内的灯光开关，改造后监控中心可以远程控制开灯，本地可以关闭，反之本地开灯，远程也可以关闭，同时系统可以设置定时开关灯、报警时自动开灯、延时关灯等。
试验基地调度指挥系统建议
需求建议
运用互联网技术、云技术、4G移动、大数据集成技术、大屏幕显示技术、综合音视频处理技术、无线通信技术等构建信息集中展示和管理系统，融合XX中心现有的信息技术系统和即将部署实施的各类系统的数据，实现XX中心农业信息集聚、监督管理、综合研判、决策指挥等四个方面的功能。
1.信息集聚功能
能够集中整合、集中展示、云存储各家企业农业信息系统和平台的数字和视讯信息，以及与行政、农业机关有关部门相关信息资源的交换与共享，为农业工作的监督、管理、研判、指挥提供信息数据保障。
2.监督管理功能
通过农业信息指挥中心平台建设，对入驻企业关办公、农业保障等音视频图像进行集中调度和显示，实施农业机关内部监督和安全管理。
同时，通过相关信息汇报展示，接受上级领导的检查监督。
3.综合研判功能
通过汇集各部门的数据信息，开展多维分析、关联分析、动态研判、质效评估等，使用统一的直观的图形图表界面进行展示，为领导决策提供保障。
4.决策指挥功能
通过视讯系统、4G移动、无线遥控等，及时对入驻企业和安全管理工作进行研究决策，实行远程同步指挥协调。
农业应急指挥调度系统
技术路线
XX中心试验基地应急指挥系统能够实现移动设备实时监控的功能，从而构建一整套事发后的应急报警系统、现场督查取证系统以及完善严谨的指挥调度系统，满足无线督查现场的需求，实现视频监控与业务处理相融合的新型业务系统。
当紧急事故发生后，视频平台的应急指挥功能，通过平台实现现场的应急调度，比如机械设备的启停、火警、人员疏散、危机预案启动等等，通过及时有效的应急指挥，消除险情降低损失。
将现场的数据信息传输到监控中心（指挥平台），以便指挥人员做合理判断。
同时控制通风疏导系统，人员疏导：
人员的对讲、广播，疏导信息的发布等；启用或者停用相关设施、设备、通风、空调、门禁、闸门等；实时更新现场监管的数据和信息，向周界发送紧急疏散信号，最大程度减免危险事件发生。
移动设备的接入：
单兵、布控球、车载、便携式取证系统，实现现场无盲区监控；
可视化管理：
使用专门针对应急指挥调度系统设计的多媒体交互平台，界面友好，操作简便；
立体监管模式：
实现移动前端、危化品企业指挥中心、安监部门指挥中心三级垂直监管，固定网络采用C/S、B/S方式进行访问，移动网络通过手持终端（手机、平板等）进行指挥；
系统运维管理：
IT基础设施管理、GIS定位、带宽优化及控制、资产管理、日志管理。
系统架构
1.系统拓扑图
应急指挥调度系统解决方案分为二级架构部署，通过部署现场作业区、一级危化品企业指挥中心，并承载于无线基站或运营商网络，组成一个完整的多级联网系统。
系统组成
XX中心试验基地应急指挥调度系统由前端系统、传输网络、指挥中心三个部分组成。
1.前端系统
前端系统部署单兵、布控球、车载取证系统和便携式车载取证系统，用于现场工作人员在执行任务的时候，采集现场的视频、音频、报警信息、GPS定位信息等传输给指挥中心，工作人员也可通过设备实现与现场指挥车和指挥中心的视音频对讲。
2.传输网络
系统传输网络采用企业内网和运营商网络，前端移动设备接入指挥中心可通过企业内部直接接入光纤连接或者通过搭载运营商信号基站接入，监控中心接入运营商固定网络，两者通过运营商和基站实现互联互通。
前端车载取证系统及单兵系统通过运营商信号基站传输时，若前端网络传输良好，可直接通过无线网络传输；若前端网络传输不好，可使用无线基站放大无线信号进行传输。
前端车载取证系统及单兵系统通过光纤直接传输时，若现场某个区域网络出现问题，可通过网线将无线基站连入网络。
3.指挥中心
指挥中心部署视频监控管理平台，包括管理服务模块、接入/报警服务模块、流媒体服务模块、存储管理模块等等，完成各种数据信息的交互。
系统功能
突发事故应急指挥系统是针对突发事故区域不固定、群组数量大、调度流程复杂、实时性要求高等特点，将车载动态取证系统、便携式取证系统配合单兵设计的解决方案，可以提高突发事件作业现场的指挥调度工作效率，完善远程指挥调度功能，满足紧急情况和灾难发生时的视频通信保障需求。
1.基础功能
实时监控
采用的视频监控系统，实时获得动态移动视频，并且可以对带云台设备进行云台操作，对视角、方位、焦距的调整，实现全方位、多视角、无盲区、全天候式监控。
录像存储
本系统支持前端存储和中心存储两种模式。
前端设备部署SD卡，实现临时的寄存；也可部署存储设备，实时存储前端的视频。
对讲功能
通过对讲功能，工作人员能够对现场工作进行指导，对违章操作进行警告；通过语音对讲，指挥中心能够和现场人员进行沟通。
数据下载
监控中心对于前端便携式设备如单兵、布控球，可通过SD存储卡下载高清晰的照片集视频存储资料；
对于前端车载取证设备，通过USB接口下载数据，如高清晰照片、历史视频存储资料。
图片抓拍
平台客户端用户可实现紧急抓拍照片，便于事后查询。
2.扩展功能
录像上传管理
由于单兵实时视频数据是通过3G/4G和无线基站网络传输，并使用CIF格式数据，为了保存更高质量的图像和视频，以供事后的有效评估，同时实时上传也将消耗运营商的网络带宽，网络费用将非常巨大。
因此平台提供本地视频上传功能，实现高清录像的集中存储。
工作人员根据任务名称和相关人员信息，将录像上传到中心进行集中存储。
GIS地图应用
系统配备了GPS模块的移动设备，具备GPS定位功能，平台结合第三方GIS地图服务器，实现精确定位，可实时监督应急指挥车行驶的位置和历史轨迹。
数字集群对讲
单兵支持集群对讲功能，现场工作人员可通过单兵与所有携带单兵的人员进行集群对讲，对讲采用自有对讲服务器，可进行群组对讲和群组短信，通过IP数字化通信，距离范围更广。
指挥大屏显示系统
系统架构
DVD、摄像机、网络视频解码器等模拟视频信号源，电脑、PC等模拟VGA信号、视频会议终端、高清录像机等高清信号源（HDMI\DVI）通过相应的电缆和接口将视频信号传输到高清混合矩阵，再经过高清视频矩阵输出到LED大屏拼接处理器，最后再经LED大屏拼接处理器的DVI端口，输出至主画面LED大屏幕及监视器显示单元显示。
客户通过PC控制电脑、手持无线设备，利用有线或者无线网络的方式向视频综合平台发送控制指令；视频综合平台作为系统核心，通过串口，将视频矩阵、RGB/VGA矩阵、显示单元等外设连接起来，控制端通过发送各类控制指令，从而实现大屏幕的任意位置无级拉大、缩小、移动、画中画等混合、高速显示。
整体系统架构如下图所示：
系统实现功能
1.系统信号综合显示能力
画面显示功能——支持DVI、HDMI、VGA等多种显示信号，都能在显示单元内任意缩小放大、画中画显示，也可选一路或多路独立信号，直接在单屏、全屏范围内实现任意缩小放大、移动、漫游、拖曳、画中画等显示模式，完全不受1×2、2×2等以M×N（行×列）方式显示的限制。
画面任意漫游功能——每个显示信号窗口均可在所有输出的画面中任意漫游，可显示在任意一块或多块大屏上。
画面在显示时不再受到输出通道的边界限制和影响。
无缝实时切换功能——设备内部硬件采用高清信号处理机制，单个或多个信号进行切换时没有黑场间隔困扰。
高清信号切换间隔只有人眼无法察觉的数帧时长，切换间隔实时、无缝。
画面缩放功能——每个窗口的画面大小可任意进行缩放，可单独或组合对高度、宽度进行放大或缩小，通过视频补偿处理算法保证画质不受任何损失。
画面缩小时无尺度限制，画面放大时最大可充满整个画面视野范围。
画中画显示功能——画面上方可叠加显示另一窗口画面，其中小画面不受下方画面的区域控制，可以跨越大画面的边界进行显示。
画面跨屏显示功能——每路信号均可实现跨多块显示屏显示，最大可扩大至整体全屏显示。
图像尺寸放大时设备自动进行倍线处理。
2.故障自动检测报警能力
状态检测与报警功能——显示系统具备状态检测与报警功能，能对显示系统的电源、内部温度、信号板卡等硬件进行实时监控和报警，也可对显示屏幕亮度、温度情况进行管理，并可将信息内容发送至控制软件界面实现远端监控。
3.集中控制与管理能力
集中控制与管理功能——在一个软件界面下，对实现对所有的图像信号源的定义、调度和管理；实现所有输入信号源窗口模式组合的定义、编辑；实现对全彩LED显示屏、多屏处理器等系统核心设备的控制与管理，包括参数设置、设备故障报警与管理等；还可实现对矩阵、中控系统等周边系统设备的无缝接入。
平板电脑的预监控制功能——在IPAD等平板电脑上，可以对大屏幕上显示内容进行实时监视；可以实现大屏幕任意窗口信号源自由切换与任意开窗处理。
显示屏供货商家具备相应的软件能力，提供软件著作权证书，提供公检法LED大屏显示系统的对接案例及用户反馈报告，承诺不对LED显示屏展示数据泄密。
能提供完整的二次开发接口，提供对其他系统的控制接口，方便集成其它系统统一控制管理；且系统建设方必须保证免费提供控制软件系统的升级和更新。
4.图像、色彩及自动调整能力
全屏色彩、亮度自动调节功能——内置光学传感器，可实时捕捉、反馈色彩与亮度信息，在无人值守情况下，可智能调节和校正任意拼接规模全屏的色彩与亮度达到基本一致。
自适应环境功能——可根据外界环境光强弱设定或调节机芯亮度输出模式，如白天模式、黑夜模式、会议模式、参观模式。
农业安全防护建议
AES128位加密
ZigBEE（AES128位）加密
应用环境：
农业自动化监控，前段感知设备与无线控制器之间的一种无线传输技术，具有以下优势：
1.超低功耗：
由于ZigBee技术传输速率低、传输数据量很小、内存使用量少，因此信号的收发时间很短，ZigBee节点可以在大部分时间内处于睡眠状态，当需要发送数据时，Zigbee可以在15毫秒或更短的时间内由睡眠状态进入工作状态，因此即使处于睡眠状态的节点也能做到低时延。
所以ZigBee节点非常省电。
2.网络容量大：
ZigBee低速率、低功耗和短距离传输的特点使它非常适宜支持简单器件，而简化功能器件可以用于非常简单的应用。
一个ZigBee的网络最多包括有255个ZigBee网路节点，其中一个是主控设备，其余则是从属设备。
若是通过网络协调器，整个网络最多可以支持超过65000个ZigBee网路节点，再加上各个协调器可互相连接，整个ZigBee网络节点的数目将十分可观，这样，ZigBee系统无需重新布线，也不需要专门的软件就可以简单的实现增加或去除设备，对农业自控系统非常简便。
3.数据传输稳定可靠：
对农业智能监控系统的稳定性、可靠性要求严格，ZigBee产品必能满足其要求。
ZigBee的媒体接入控制层（MAC层）采用talk-when-ready的碰撞避免机制，采用这种方法可以提高系统信息传输的可靠性。
同时，ZigBee网络层采用了网状网的组网方式，从源节点到达目的节点可以有多条路径，路径的冗余加强了网络的健壮性，如果原先的路径出现了问题，比如受到干扰，或者其中一个中间节点出现故障，ZigBee可以进行路由修复，另选一条合适的路径来保持通信，这也是ZigBee稳定性、可靠性的一个重要特性。
以这种方式创建的网络，具有以下特点：
装置之间的双向通讯
增加桥接通讯距离
甚至在装置出现故障或暂时不使用的时候，可以转发信息
日志审计系统
日志审计系统能够通过主被动结合的手段，实时不间断地采集用户网络中各种不同厂商的安全设备、网络设备、主机、操作系统、以及各种应用系统产生的海量日志信息，并将这些信息汇集到审计中心，进行集中化存储、备份、查询、审计、告警、响应，并出具丰富的报表报告，获悉全网的整体安全运行态势，实现全生命周期的日志管理。
融合多种信息安全技术和管理理念，充分实现组织、管理、技术三个体系的合理调配，帮助用户进行基于日志的综合审计和日志全生命周期管理，从而最大化的保障网络、主机和应用系统安全机制的有效性。
系统组成
包括审计中心、日志采集器和日志代理三个部件。
日志采集器和日志代理实现对审计数据源（主机/服务器类、网络类和安全类等）的日志信息统一收集，然后上传给审计中心进行集中化存储、分析和审计。
同时，审计中心自身也可以直接收集审计数据源的日志信息。
审计中心
审计中心，即管理中心，是核心部件，实现了对日志的集中化存储、备份、查询、审计、告警、响应，以及出具报表报告。
用户的审计员通过浏览器即可登陆审计中心，进行各种审计操作。
审计中心内置日志采集功能，可以直接收集审计数据源的日志信息。
审计中心也可以汇聚来自日志采集器和日志代理的日志信息。
日志采集器
日志采集器可以安装并独立运行在一台服务器上，实现对异构审计数据源的日志采集，功能同审计中心的日志采集模块，用以辅助审计中心解决特定日志采集的问题，并可以实现分布式日志采集能力。
日志采集器收集的日志可以转发给审计中心。
日志代理
日志代理用于安装并运行在审计对象上，实现对审计对象的数据源采集和转发。
目前，日志代理支持Windows操作系统，主要用于采集Windows操作系统及其服务与应用的日志。
日志代理收集的日志可以转发给日志采集器，或者直接转发给审计中心。
系统结构
采用组件式平台架构，实现了分层的逻辑架构，包括：
审计数据源层、日志采集层、业务层和应用层。
如下图所示：
审计数据源层
审计对象层是指审计数据源对象，包括各类型的网络设备、安全设备、数据库、应用系统、主机等能产生相关日志的设备和信息系统。
日志采集层
该层利用SYSLOG、SNMP、ODBC、OPSEC、文件等多种协议方式，从审计对象获取日志，并对原始日志信息进行范式化、分类、过滤、归并，统一推送到业务层进行分析、存储。
业务层
利用关联分析引擎对采集的日志进行分析，触发规则，生成告警记录；通过高性能海量数据存储代理将日志进行快速存储；通过分布式查询引擎实现日志查询；通过日志聚合引擎实现日志抽取。
应用层
面向系统的使用者，提供一个图形化的显示界面，展现安全审计系统的各功能模块，提供综合展示、资产管理、日志审计、规则管理、告警管理、报表管理、权限管理、系统管理、知识维护等功能。
备份及容灾
设计架构
根据前期深入沟通和调研，包括：
应用系统、数据库、存储设备等。
平台越大，对系统依赖性会越强，这对系统的可用性要求也会越高。
如何保障整套大平台的核心数据的安全和高效处理能力将是迫切需要考虑的问题，而满足当前业务系统集中存储需要，面向未来业务发展存储需求设计，建成一套可按需服务、动态扩展，具有高可靠性、高性能、安全的存储服务平台，满足7*24业务连续要求，并可满足CIFS/NFS/iSCSI/FC等多种存储服务需求将成为首先需要解决的问题，其次针对核心数据和业务系统的数据安全保护方式，确保数据不丢失和应用不间断的备份容灾方案也是需要重点考虑的问题。
设计原则
存储系统具有高可用性，满足7*24关键业务应用
对科研大平台应用，系统的保护已经不再仅仅停留在数据保护上，而是要保护业务的24X7持续性。
关键业务的业务持续性受到许多因素的挑战，主要原因是由于软件误操作、硬件故障和机房环境发生灾难造成的。
如何确保7*24的业务持续性，是建设数据中心的基本出发点。
具有前瞻性和完整的安全保障措施。
由于整个信息系统的集中存储和共享，将会有多种不同类型，不同安全级别的数据共存于同一个存储阵列，必须具备完善的安全保护机制，确保核心业务信息的安全。
虚拟化是IT发展趋势，服务器与桌面的虚拟化需要更好的存储系统服务平台提供存储服务。
系统健壮性与稳定性
系统的健壮性和稳定性是关键业务系统应具备的基本要求。
我们不应当假设系统都是在个个环节和环境非常理想的状态下工作。
相反，应当假设系统经常在一些不可测事件和频繁扰动的情况下，仍能正常工作。
这要求组成系统的设备是可靠稳定的。
设备的冗余配置非常重要。
但是问题的关键是设备本身是否就具备容错的能力。
系统具有线性扩展能力和灵活的体系架构
要求存储系统平台的可扩展性与硬件平台
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