isPCMS 机房监控系统 技术方案.docx
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isPCMS机房监控系统技术方案
isP-CMS
机房监控系统解决方案
SToneU
随着信息技术的发展和普及，计算机系统及通信设备数量与日俱增，规模越来越大，中心机房、计算机系统和通讯网络已成为各大单位业务管理的核心部分。
为保证其安全正常运行，与之配套的机房动力系统、环境系统、消防系统、保安系统必须时时刻刻稳定协调工作。
如果机房动力及环境设备出现故障，轻则影响电脑系统的运行，重则造成计算机和通信设备报废，使系统陷入瘫痪，后果不堪设想。
因此对中心机房的动力及环境系统进行实时集中的监控极其必要。
随着计算机及网络设备的普及化，计算机及网络系统对企业的重要性愈来愈高，其配套的环境设备也日益增多。
因此，机房的管理及监控是现代计算机及网络通信机房非常重要的一个环节。
研究表明，30%~50%的组织或商业机构服务中断的根源为基础结构故障，例如：
电源、消防、环境等重要设备故障，它们停机代价对于公司是巨大的。
正是为了解决上述问题，我公司成功地推出了SToneUisP-CMS机房中央管理系统，对机房的各种环境设备实现了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。
该系统可监控用户网络中所有UPS电源，机房环境系统，供配电系统，空调系统，门禁系统，视频监控系统等，适用于网络规模大，用户数量多，分布较广的用户使用。
实现对整个系统内机房动力环境等状态信息进行实时监控及集中统一管理。
真正做到机房动力环境监控系统管理的实时化，智能化、网络化；使用户实现方便，安全，可靠，准确，无人值守的动力环境监控管理。
该系统完全基于IP网络传输，管理人员可以随时随地了解机房的各种信息，提供完善的监测和报警平台，并可以生成丰富的监测报告；该系统支持Web浏览器，管理人员可以通过远程网络浏览机房各种设备的工作状况；该系统支持多站管理，适应多个监控现场集中监控的需要；该系统支持电话、短信息、实时打印等报警方式，一旦发生意外及时通知管理人员；该系统具有严密的权限管理功能，可以设定不同管理人员的浏览和操作权限等。
该系统是专为现代计算机及网络通信机房而设计的远程环境监控及报警系统。
实现了机房集中分布式监控和智能化专家管理，在电信、金融、海关、税务、电力、公安、交通等许多行业的机房中得到良好的应用，其系统设计先进、运行稳定、操作方便获得用户一致好评。
1.isP-CMS特点
1.1.概述与架构
1.1.1.系统概述
SToneUisP-CMS机房环境中央管理系统是国内以SNMP、Modubus协议为平台开发的机房中央管理系统，具有自主知识产权、稳定可靠、简单易用及扩展简便等特点，是一款超高性价比的监控解决方案，广泛应用于银行、证券、保险、广电、军队、公安、企事业单位、电力等行业。
组成：
该系统由软硬件组成，硬件方面包括监控主机、采控模块、监测模块、报警模块与计算机网络，软件方面包括采集程序与中央管理平台。
意义：
不但减轻机房维护人员负担，提高系统可靠性，而且丰富的事件历史记录对系统设备的管理有着重要的参考价值，因而该系统对机房的科学管理具有特殊的意义，是机房运行维护部门的好帮手。
监测：
环境（温度、湿度、漏水、精密空调、新风机）
动力（配电、UPS、PDU、发电机）
安保（门禁、视频）
消防（烟感、FM200）
IT（服务器、路由器）等。
报警：
声音、灯光、弹出框、短信、电话、电子邮件及等方式。
1.1.2.典型架构
单站点：
多站点：
1.1.3.应用领域
电脑机房
电信基站
空调系统
食品冷库
渔场
供水系统
油井/电站
实验室
酒类酿造
特种仓库
1.2.典型客户
1.2.1.典型客户（按行业）
1.2.2.典型客户（按项目）
1.3.功能特点
1.3.1.先进性
1.3.1.1.文-语转换（TTS）
TTS：
文-语转换（texttospeech）系统，自动发音，无需人工录音；
TTS是TextToSpeech的缩写，即“从文本到语音”。
它是同时运用语言学和心理学的杰出之作，在内置芯片的支持之下，通过神经网络的设计，把文字智能地转化为自然语音流。
TTS技术对文本文件进行实时转换，转换时间之短可以秒计算。
在其特有智能语音控制器作用下，文本输出的语音音律流畅，使得听者在听取信息时感觉自然，毫无机器语音输出的冷漠与生涩感。
TTS语音合成技术即将覆盖国标一、二级汉字，具有英文接口，自动识别中、英文，支持中英文混读。
所有声音采用真人普通话为标准发音，实现了120-150个汉字/秒的快速语音合成，朗读速度达3-4个汉字/秒，使用户可以听到清晰悦耳的音质和连贯流畅的语调。
1.3.1.2.组态模式
系统具有ISP-CMS专有的三层组态功能（页面组态、设备组态、策略组态），而不只是传统软件的页面组态，组建过程无需进行任何编程操作，确保系统搭建时间短，人为干扰少、稳定性强。
页面组态：
定制个性化界面，可以根据用户的操作习惯制作界面，所有控件和组件开放，可以由用户自己定义参数、属性。
设备组态：
开发有大量的设备模板，可以直接选择设备型号、数量添加组态，简单快速的完成设备通讯调试。
策略组态：
制作联动无需进行任何编程，常用联动已制作为模块，只需要设置逻辑关系即可完成联动制作，方便用户自行修改。
1.3.2.易用
1.3.2.1.集中监控
系统不仅能够对单个机房内各种动力设备、环境设备及系统的状态信息、报警信息、控制命令、图像信息等进行完整地集中监控，并能够通过DDN、2M、VPN等多种数据传输方式对分布在各地的多个监测点/机房实现跨区域的联网集中监控管理。
系统的编辑和运行必须分离，支持系统在线运行状态诊断、监测和修改，避免因系统停止所造成的数据丢失和故障报警失效，从而保证系统的无间断安全运行，不会对其他站点、设备产生任何影响。
1.3.2.2.多语言界面
中文简体、中文繁体、中英文
1.3.2.3.远程管理（BS与CS）
1.3.2.4.3D电子地图
系统采用组态软件，支持图形化编辑工具，通过机房立体电子地图方式显示，并能够完全数字化、图形化的逼真模拟出机房动力和环境设备的布局位置，动画界面仿真设备运行状态，当出现设备或线路故障时，可直观显示通讯中断情况。
1.3.2.5.日志查询、报表、曲线
作为安全管理的重要组成部分，每个用户的登录，其登录时间及用户名都被完整记录下来，其所进行的操作，也都被完整记录，系统管理员可以随时检查每个用户所作的操作。
同时，系统可自动对所监控设备的故障点、故障内容、时间等信息进行完整地记录，并可对这些记录进行多条件查询，为管理者提供完备的系统操作维护资料。
日志主要分为：
报警记录
通知记录
设备日志
系统日志
报表、曲线
系统可根据需要对各设备、系统的运行状态提供实时曲线和历史曲线，方便管理者借助图形手段，直观分析系统运行状况；并且系统对数据查询、事件查询或其他报表查询提供Excel报表导出功能，便于数据的统计、整理、分析和打印，为管理者的决策提供第一手的数据资料。
1.3.2.6.数据存贮
无限制，也可自定义时间段，或根据文件大小而定。
1.3.2.7.双屏显示
双屏显示功能可以做到一个屏幕显示电子地图和数据监控、管理界面，一个屏显示CCTV图象监控界面，两个界面的操作只需一台服务器、一套鼠标键盘，不会出现切换图象而遮盖数据监控界面或者查看数据时无法看到CCTV图象的情况，极大的方便了操作。
双屏显示功能同时可以一台显示器显示电子地图和数据界面，同时将视频图象传输到大屏幕或电视墙上，作到同步显示。
1.3.2.8.自动跳转或轮循窗口
当发生警报时，系统自动跳至报警窗口。
也可以按设定的时间进行轮循窗口。
1.3.2.9.功能齐全
由于有着丰富的监控工程经验和第一手的最终客户需求研究，全系列监控产品涵盖了环境监控、动力监控、门禁监控、网络设备运行状况甚至协议转换器等各个方面，能够满足不同客户的各种个性化需求。
例如：
电流信息监控，能满足客户对机房内用电监控的需求，为机房偷电现象取证；湿度、水浸监控，能监测机房设备（尤其是空调）是否漏水；温度监控，既能配合空调控制实现机房温度自控化，又能配合烟雾感应，防止火警误报。
产品稳定可靠。
硬件上采用嵌入式技术，系统结构紧凑，发热量低，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。
不仅具有完备的遥信、遥测功能，而且具有可靠的遥控功能。
这也正是很多客户所急需的。
我们的产品能实现远程遥控空调、交换机等设备的定时开关机、自动重启，以及UPS的充放电、开关机。
通过对机房空调等耗电量的设备的智能控制，可以大幅度地节约用电费，单此一项就能让客户在一两年内收回监控设备的投资；而完善的监控更使得维护人员的工作更轻松。
在监控中心就可以完成对边远机房的设备重启、火警自动断电、UPS管理工作。
1.3.2.10.配置完善
系统为所监控的系统和设备提供了极为完善的配置功能，可以提供系统的报警方式、模拟量阀值、数字量阀值、安全时段、联动等丰富的客户化设置，用户可根据自己机房管理的模式和要求进行灵活的设置。
系统特有的安全时段及报警盲时设置，方便管理人员在机房动力或环境设备检修停运时，消除不必要的大量误报警。
1.3.3.可靠
1.3.3.1.自检与看门狗
为了防止系统的受到病毒攻击而停止工作，系统特别设置了看门狗服务，同时还可按要求定时自检（包括：
通信状态等）并报警，防范以未然。
1.3.3.2.多级报警
本地报警
Email
短信
电话
系统可根据用户需要设定多达11级的报警级别，并可分组对应各级别发送报警信息，可通过智能语音组合对分布在不同区域和不同设备的警情进行精确定位式报警，自动弹出报警画面，方便管理者准确了解发生警情的位置及状态，同时对各种设备的报警提供专家处理提示。
系统支持管理者回复报警确认，并可以通过报警过程记录查询来确认报警是否成功，系统可以提供屏幕画面、电话、语音、GSM短信、E-mail等多种报警方式。
1.3.3.3.联动控制
系统具有极为丰富的设备联动控制功能，可支持门禁、视频、消防、红外探测等安防联动和温湿度、空调、新排风等环境联动功能，根据设备及系统设置的各类联动触发阀值，实现各类设备的自动化智能控制，而无须人为监控。
1.3.3.4.双机备份冗余
现代IT技术认为,一个成功系统中数据及作业的重要性已远超过硬件设备本身,在一套完善的系统中对数据的安全及保障有着极高的要求。
双机备份方案的原理两台服务器通过心跳检测模式，连接成为互为备份的双机系统，当主服务器停机后，备份服务器能继续工作，防止用户的工作被中断。
双机备份方案的适用范围用户对系统的连续工作性和实时性要求较高，系统停机对系统的影响很大，造成很大的损失。
1.3.3.5.多级权限
系统支持组管理和用户管理，可对管理和使用者分配不同的操作使用权限，并对所有管理和使用者根据职能进行分组管理，包括允许查看的内容、允许控制的设备等。
通过这种关系，可以非常明确地规定每个管理人员可以操作的范围，防止系统信息泄露和被非授权人员所干扰，系统的安全性得到可靠保障。
同时，系统采用优秀的加密算法，通过密文传输，以防止密码被人窃取，添加用户或权限更改只能由系统管理员完成，其它用户只能修改个人密码。
1.3.3.6.抗干扰力
系统在选用各种采集单元及监控设备时，应选用防潮、防雷、防静电、防干扰等性能优良的产品，同时于施工时采取相应的防护措施，确保系统通讯的稳定
1.3.3.7.防误报率
变量属性
说明：
描述：
该变量的描述名称。
下限：
低于该数值，将报警。
上限：
高于该数值，将报警。
校正值：
如果该传感器与实际数值存在不一致时，那么可通过此来校正。
偏移量：
用于防止反复警报的发生。
触发远程报警：
是/否。
辨识时间：
建议30秒钟。
重新检测时间：
建议60分钟。
状态恢复正常，是否触发远程报警：
是/否
时间计划：
此界面允许设定变量的工作计划时间，蓝色区域表示该时间段为启用（可报警），白色区域表示该时间段为禁用（不报警）。
1.3.4.性能强
实时性：
由于监控对象众多，为了确保系统的可用性和可扩充性，系统须采用实时数据库技术，并满足以下指标：
每秒30000测点刷新
每秒20000条并发事件存储
支持100个以上IE客户端同时访问
要求一个信号周期（完成对管辖范围内所有设备的数据采集、存储和显示）应控制在3秒内。
1.3.5.易扩展
1.3.5.1.标准集成技术
C语言、OPC、SNMP、DDE、
IP网络技术、组态技术、Web技术。
1.3.5.2.全开放模式（向上开放接口）
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，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。
一次投资，终身受益。
系统具备优秀的开放性，不仅可以向下集成各种软硬件接口（OPC、DDE、ODBC、API、RS232/485、TCP/IP、BACnet等），还可对外提供各种接口（OPC、DDE、ODBC、API、TCP/IP等），完全实现与其他平台的无缝对接，传递各种报警信息。
1.3.5.3.高度扩展性
监控系统建立在模块化结构之上，所有的功能模块可根据用户的需求象搭积木一样搭建到监控系统中，这种模块化的结构可很好地适应系统后期建设中逐步扩大的监控设备或子系统数目，满足日后升级、扩容的需要，以便用户在增加服务种类或应用于不同的业务领域时，可方便地对系统进行扩展。
系统软硬件应采用模块化结构，具备较强的扩展能力，便于系统适应不同层次、规范和功能的要求，可以建成最小的基本系统，也可以建成较全面的多子系统监控、多机房联网（SC-SS-SU-SM）的大系统。
1.3.5.4.预留接口
预留ITIL、ERP接口。
在线式监控对象、网点扩容。
1.4.效益分析
1.4.1.降低运维成本，提升管理效率
人力：
实现全多网点机房的统一管理后，可合理规划相关管理人员的职能，解放更多人力，从而提升整体人力资源应用效益；
投资：
系统采用模块化结构，后续扩容升级无缝衔接，节省预算，保护现有投资；
效率：
通过对机房故障的精确定位，缩短故障响应、处理时间以及数据、信息的延时，以节约成本和缩减损失；
质量：
为总部及各地机房提供有效的运营监测功能，实现系统安全高效、稳定可靠运行；
1.4.2.极佳用户体验
系统提供统一门户，用户登入系统后，根据其权限不同，所能看到的界面、使用的功能均不相同。
达到“所见即所需、所需即所管”的效果，将机房的运行监控应落实到人，责任明确，并做好运行监控记录”的要求。
提供大量人性化设计，告警、报表等功能均可根据管理员的实际需求组态定义。
整体界面效果美观大方、图形逼真，符合中国人的UI设计。
通过强大的定制开发能力可实现贴近用户的个性化需求。
1.4.3.实施前后效果对比
项目
传统
ISP-CMS
监控频率
每天数次
1分钟内检测一次系统
系统稳定性
被动发现问题
主动发现问题告警
人力
重复检查指标
监控系统自动检查,解放人手
人员技能要求
较高
较低。
降低系统风险和用人成本
数据共享
人工提供
系统实时提供，及时、准确、客观
定位故障
经验和技能
从系统获取有效信息
知识积累
零散
集中
管理手段
手工制作报表
提供自动、持续、通用的报表
运维标准化
无法统一
统一管理，集中监控、展示
绿色、环保、低碳
无法有效实现
依据数据有效实施和验证
2.监控原理
主要包括以下几个方面，但是需要依据项目具体要求来配置功能模块。
2.1.中心平台
2.1.1.服务器（isP-CMS）
监控中心的服务器是负责通过TCP/IP与现场监控主机进行通信。
服务器将接收到的各类IP数据包（包括告警数据，运行事件数据），转换为监控中心内部信息模型的标准格式，送往业务监控台。
还将业务监控台送来的设备控制命令、设置命令及查询指令通过网络发送给监控主机，以实现相关的功能。
监控中心的业务操作台是日常操作维护的中心。
它具有实时的地图化的图形界面，以及各种图象、声音、文字的表达方法，告警转声光、转手机、电话语音等方式，可以通过各种形式表示被监控对象的告警、操作及当前的设备参数、状态、历史数据的统计分析结果等等。
还能够通过接受管理人员的鼠标或键盘命令，将设备遥控、参数设定、系统维护、软件升级等命令通过通信服务器发给各个现场监控单元。
2.1.2.显示器、触摸屏
一般配置为19’显示器，也可以输出给大屏或触摸屏。
2.1.3.软件模块
2.1.3.1.大屏输出软件模块
一般用户在需要同时观看的信源较少时，适合选择单机大屏。
但在较为复杂的监控中，如大型邮电通信系统、道路交通管理、能源分配输送、工业控制、110报警等领域，需全景浏览，统一指挥，就必须选择大屏拼接系统。
大屏拼接系统不再受单机分辨率和亮度的影响，例如一个2×2四个单机的拼接系统，单机分辨率为1024×768，亮度为500lm，则拼接后的系统分辨率为2048×1536，亮度为2000lm。
拼接系统主要由三部分组成：
大屏投影墙、投影机阵列、控制系统。
其中控制系统是核心，目前世界上流行的拼接控制系统主要有三种类型：
硬件拼接系统、软件拼接系统、软件与硬件相结合的拼接系统。
2.1.3.2.SNMP输出软件模块
SNMP（SimpleNetworkManagementProtocol,简单网络管理协议）的前身是简单网关监控协议（SGMP），用来对通信线路进行管理。
随后，人们对SGMP进行了很大的修改，特别是加入了符合Internet定义的SMI和MIB：
体系结构，改进后的协议就是著名的SNMP。
SNMP的目标是管理互联网Internet上众多厂家生产的软硬件平台，因此SNMP受Internet标准网络管理框架的影响也很大。
现在SNMP已经出到第三个版本的协议，其功能较以前已经大大地加强和改进了。
2.1.3.3.语音对讲软件模块（需硬件支持）
语音对讲，其实是服务器与客户端之间的通信，通过客户端对服务进行访问，开启了语音对讲后，服务器通过麦克风讲话，客户端可以接收到，而客户端输出的声音服务器端同样可以接收到。
2.1.3.4.3D动画仿真模块
该系统可以对电力机房动力环境监控可以对机房电源、环境、空调、消防、门禁、图像进行全面监控和管理，达到实时监测、实时记录、实时报警，同时系统对采集的各类数据进行存储并自动分析，为IT系统的正常运行提供有效的决策和支持。
3D可视化机房仿真监控系统——采用先进的3D仿真技术，以模拟现实工作中的机房环境为手段，给用户提供一个直观、易懂的信息界面，使得用户能够快速的获取IT系统运行情况信息。
3D虚拟机房构建好后，本软件即以仿真的方式将现实中的机房呈现在电脑界面上，并且能够和用户已有的IT监控系统衔接，直接将用户IT系统的运行信息反映到本软件所构成的虚拟世界中。
2.1.3.5.双机备份软件模块
现代IT技术认为,一个成功系统中数据及作业的重要性已远超过硬件设备本身,在一套完善的系统中对数据的安全及保障有着极高的要求。
双机容错系统是一套集群解决方案，结合我公司产品的安全可靠性和集群技术的优点，为用户提供一个完善的系统。
双机备份方案的原理两台服务器通过软件模式，连接成为互为备份的双机系统，当主服务器停机后，备份服务器能继续工作，防止用户的工作被中断。
双机备份方案的适用范围用户对系统的连续工作性和实时性要求较高，系统停机对系统的影响很大，造成很大的损失。
2.2.报警平台
2.2.1.屏幕提醒
当报警时，系统将自动弹出对话框，并报警，可以确认或删除此提示。
弹出框
2.2.2.邮件
当报警时，系统将自动发邮件给设置联系人，并报警。
Email配置
2.2.3.短信
当报警时，系统将自动发短信给设置联系人，并报警。
短信配置
2.2.4.电话
当报警时，系统将自动打电话给设置联系人，并报警。
电话配置
注意：
如果用户未接听报警电话，那么该系统将按照“通知次数”拨打电话。
2.2.5.声光
当报警时，系统将自动启动闪灯（一般位于保安室），并报警。
2.3.传输模块
2.3.1.串口服务器
串口服务器提供串口转网络功能，串口服务器能够将RS-232/485/422串口转换成TCP/IP网络接口，实现RS-232/485/422串口与TCP/IP网络接口的数据双向透明传输。
使得串口设备能够立即具备TCP/IP网络接口功能，连接网络进行数据通信，极大的扩展串口设备的通信距离。
2.3.2.传输方式
在动力环境集中监控系统中，在系统架构不受影响的情况下，传输方式是一个可以独立的于系统其他技术的技术。
由于监控厂家本身不提供传输条件，其监控数据的传输必须依赖用户已有的传输条件而与之相适应。
我公司的基站动环监控系统能够灵活适应多种网络接入方式，如：
pon接入、FTTX、3g（WIFI）接入、adsl接入，只要求网络可达，数据传输稳定和可靠。
根据电信行业的实际情况，动力环境集中监控系统可采用的各种传输条件主要为：
远程路由网；
E1/2M抽取时隙（包括半永久连接）；
DDN、ISDN专网；
通信主设备维护通道/公务信道；
在实际应用中，上述各种传输方式往往综合运用，如在FSU-LSC之间采用E1/2M时隙方式，在LSC-CSC之间采用路由网方式。
实践证明该方式是通讯公司最适合的传输方案，在国内广泛应用，是以上所有方案中最成熟稳定的。
2.4.采集模块（DI、DO、AI、AO）
采集信号类型：
干接点，湿接点，模拟量，
传输类型：
RS485、TCP/IP
2.5.环境监测
功能要求
温度、湿度、水浸、消防和普通空调检测
2.5.1.温湿度监测系统
功能要求
对机房内重要的区域内的温度、湿度进行实时监测。
解决方案与监控内容
以模拟图方式实时显示并记录每个温湿度传感器所检测到的室内温度与湿度的数值。
可设定每个温湿度传感器的温度与湿度的报警上限与下限值，当任意一个温湿度传感器检测到的数据超过设定的上限或下限时，监控主机系统发出报警。
连接示意图
典型界面图
2.5.2.漏水监测系统
功能要求
能够对机房内的漏水进行检测，且实时报警。
以模拟图方式实时显示并记录漏水线缆感应到的漏水状态、漏水发生的位置，实时显示漏水控制器的状态。
当空调或其它漏水到感应线所在区域漏水时，监控系统发出报警。
解决方案与监控内容
使用线式漏水传感器直接接入IO模块，通过监控主机将报警信息传送至监控中心，集中统一管理。
连接示意图
典型界面图
2.5.3.精密空调
功能要求
机房的专业精密空调，厂家提供相应的通讯接口（RS232口）和通信协议，应能通过协议转换实现遥控、遥信以及空调参数的监控。
解决方案与监控内容
系统能够通过空调厂家提供的通讯接口（
升级会员 