机房动力环境监控技术方案.docx

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机房动力环境监控技术方案

机房动力环境监控

sitepro

技

术

方

案

广州市凝智科技（机房保镖）有限公司

第一章项目概述

1.1项目背景与分析

随着信息化程度日益加深，整个社会的业务流程都越来越依赖信息系统，服务器上存储着数量巨大的核心信息，而其运行的也都是重要业务，而作为信息化载体的计算机、服务器等，其“栖身之所”正是机房。

那么机房就成为各单位重要的数据处理及运行中心。

所以机房管理尤为重要，一旦系统故障没有及时处理，就会造成事故发生，经济损失不可估量。

目前许多机房的管理人员不得不采用24小时专人值班，定时巡查机房环境设备，这样不仅加重了管理人员的负担，而且更多的时候，安全隐患不能及时排除。

目前国内普遍缺乏机房环境设备的专业管理人员，在许多地方的机房不得不安排软件人员或者不太懂机房设备管理甚至根本不懂机房设备维护的人员值班，这对机房的安全运行无疑是一个不利因素。

而其中任一系统出现问题均会给数据中心机房带来相应的风险。

各个系统又都有如下一些无法避免的情况发生：

机房管理会遇到的哪些问题？

1、UPS与电池管理经常出现哪些问题？

★UPS的逆变器超温、输出负载过载、逆变器故障从而造成UPS转旁路工作，由市电直接给后面的负载如服务器、网络设备等进行供电，而传统的管理方式没有办法及时获取到UPS的工作状况，此时一旦发生市电断电，将会造成服务器、网络设备异常宕机、从而造成网点异常断电的电力事故。

★事实表明50％以上的UPS故障都是电池故障所造成的，UPS的电池容量不足、电池故障、电池电压低从而造成UPS保护关机。

电池组是UPS能够持续进行电力供应的保障，电池质量是否稳定是保障UPS正常工作的核心之一，而UPS的电池长时间处于一种浮充状态、小电流放电、短时间放电的供电环境中，UPS的电池极为容易出现异常，而此时一旦市电故障本来可以持续工作4小时的电池，此时只能够工作2小时或者1小时就已经到了电池的截止保护状态（电池电压低），UPS直接关闭输出。

然而由于UPS阀控式铅酸蓄电池的特殊密封结构，造成传统的管理方式没有办法及时发现相关问题，而因此无法采取相应的应急措施，继而转变为网点异常断电的电力事故。

★计划性停电：

限电、检修、维护、系统改造；故障停电：

超负荷、供电线路和设备故障；自然停电：

地震、水灾、台风、雷电、火灾。

这些问题都会导致市电中断，由电池供电，但无法掌握电池的容量，容易导致电池电量低而导致机器非法关机。

……

可以把UPS的管理变得轻松吗？

2．配电柜管理的问题？

由于缺乏对配电系统的有效监测，由于负载分配不均导致跳闸甚至短路的电源事故时有发生。

能避免跳闸的发生和轻松地完善负载的分配吗？

3．机房环境存在的问题？

传统的管理方式无法获取到环境参数的情况，因此无法为后续对网点的改良提供应有的依据。

如何对机房的温度进行有效的监测，成了机房管理员最头痛的问题；如何能远程及时掌握机房环境情况呢？

★温度问题

随着负载的不断增加，散热问题日渐成为机房的头号杀手，UPS周边温湿度环境，对UPS的工作效率及工作质量有非常密切的关系。

如果UPS的电池长时间工作在高温环境下，将会造成电池的过放情况，造成电池的使用寿命缩短，高温还会造成服务器异常宕机的情况；UPS的电池长时间工作在低温环境下，将会造成电池的放电效率大大下降。

而这些问题都将会造成UPS的工作受到影响。

我们能及时掌握机房温湿度吗？

★湿度问题

由于缺乏对机柜微环境的有效监测，在空气湿度增大时，元器件或由介质材料表面极容易形成的水膜，造成“导电小路”和飞弧现象，从而引起设备故障；而当湿度过低，也就是说越干燥，静电电压会越高，影响电子计算机等设备的正常工作。

我们能防止这种问题的发生吗？

★漏水问题

漏水问题一直以来都是机房管理人员所忽视的，漏水现象一旦出现，如不及时制止，将会给机房带来不可估量的损失：

电路短路、UPS及服务器等关键设备损坏甚至引发火灾。

能及时的发现漏水，避免这些问题吗？

★空调问题

为解决机房的散热问题而配置的各种空调系统，由于自身缺乏有效的故障自检机制，一旦出现故障，不但起不到散热作用，还可能引发漏水、火灾等一系列的机房事故的发生。

能给空调系统一套有效的监控机制吗？

4．消防问题？

烟雾测检是机房火灾预警系统的最后一道防线，无数机房火灾事故血的教训表明，90%以上的火灾事故，都可以通过安装烟感传感器能避免，能减少甚至避免火灾的发生吗？

1.2监控系统概述

针对以上种种问题，我司依据多年来在机房监控管理领域的研发、生产及施工经验，成功推出了全能型一体化机房动环监控主机“sitepro”。

该套解决方案的实施能实现机房一体化管理，从而实现“集中化、网络化、智能化、无人化”的科学管理模式，让信息化建设迈上一个新的台阶，让机房的运行更为稳定、可靠，管理更为简单、方便。

监控系统采用先进的B\S架构的动力环境集中监控管理平台、嵌入式网络型并辅以相关的环境采集模块，通过TCP/IP协议方式进行数据传输，实现对该项目机房动力与环境系统进行365*24小时全方位的统一集中监控管理。

提供美观友好的WIN8监控画面。

发现异常系统自动及时弹出报警窗口、并附有多媒体语音广播报警和本地声光进行本地报警，同时通过手机短信、E-mail方式远程通知机房运维人员，以让运维人员及时采取相应措施确保各机房设备的可靠运行。

1.3监控设计理念

我司的全能型一体化机房动环监控主机“sitepro”依据“产品化”的设计理念，按照用户选择的品牌型号找到对应UPS，精密空调，配电通讯协议，（可兼容艾默生，施耐德，科华，科士达，易事特等众多品牌的智能设备），良好的兼容性实现高效快速的进行机房动环监控的部署。

1.4监控系统设计原则

根据机房的现实情况和机房物理环境，结合机房宝科技对于机房与UPS动力环境管理监控的最新研究成果和解决方案，提出如下设计原则：

1、先进性、实用性：

充分考虑到机房的重要性和高科技的特点，在进行系统设计时，满足了现有基本需求的基础上，考虑到信息技术的发展，我司监控系统设计先进、实用性体现如下：

✓所有的动力环境监控产品都是自主研发和制造，简单、易用、产品兼容性好，标准化接口设计，产品化的系统构成使安装、调试、维护工作变的更加轻松简单；

✓本监控系统采用先进的B/S架构，可远程对监控系统进行查看、控制和管理，不需要安装任何客户端软件和第三方插件；

✓采用TCP/IP协议方式进行数据传输，支持多种网络传输架构；

✓具备大容量锂电池，超长续航能力，外部供电中断之后，还能正常监控报警工作12个小时

2、高度集成化：

一站式采购，只需一台主机，即可轻松搞定机房里的动力环境系统

3、便捷实用：

免工具对插，安装式方便快捷，清晰明了，标准化功能轻松实现

4、稳定性、可靠性：

✓本监控系统符合电磁兼容性和电气隔离性能设计要求，不影响被监控设备的正常工作；

✓本监控系统具有自诊断功能，对通信故障、软硬件故障功能能够自动诊断出来并及时告警；

✓双网口设计，冗余配置，大幅提升链路可靠性

5、安全性：

✓本监控系统与被监控对象间具有可靠的电气隔离，本系统的软硬件在任何情况下，均不影响被监控对象运行的安全性。

✓具有两路零地电压检测，扫除机房接地漏电的威胁，提升机房安全度。

✓双电源输入设计，可接一路市电加一路UPS供电，也可接两路不同UPS供电，多种供电选择更安全，更有保障。

第二章方案设计与介绍

2.1方案设计

sitepro是一款机房动力环境综合网络监控主机，专为中心机房开发的，集UPS监控与扩展动力环境于一身的网络监控主机。

该产品采用1U19英寸机架式设计风格，220V交流供电，更符合现代机房的设计要求。

sitepro提供2路220V交流电的接入，并监控2路220V交流电是否接入、零地电压检测，内置后备电池。

实现同时支持对4台主串口设备进行监控（4路UPS，或者2路UPS+2路精密空调等的组合）。

支持8路的485扩展设备和智能设备连接接口，4路USB口可连接语音模块，支持8路开关量输入检测、4路继电器输出控制，内置短信模块，机身带LCD显示和按键输入功能，人机交互界面更为方便直观，极大的满足了中小机房的监控需求，是建设现代无人值守机房的最佳选择。

系统拓扑图如下：

2.2系统介绍

sitepro机房动力环境综合网络监控主机是一款功能强大的机房与UPS网络综合监控系统主机，主机系统采用了最为安全可靠的Linux系统平台，网页服务平台采用最为安全、可靠、高效的ApacheWEB+PHP服务平台，数据库采用了最为先进、高效、安全、可靠的网络数据库sqlite。

该主机提供精确故障定位能力，充分满足网络运维管理的需求；具备IP可视化管理、一键式配置的功能。

自动运行监控，无需专人管理，大大降低了传统运维人员学习IP技术的难度；同时，sitepro机房动力环境综合网络监控主机还支持显示界面设置、用户添加、用户管理、UPS品牌告警、历史数据记录和导出等。

sitepro系统有如下特点：

强大的告警功能：

1）系统具有多种报警方式，本地声光报警、多媒体语音告警、短信报警和电子邮件、电话语音等报警方式，满足不同用户的需要；

2）报警响应速度快，响应时间少于10S；

3）系统具有分等级告警功能，可以对重要的报警设置多次报警，不重要的告警可进行屏蔽；

强大的报表功能：

1）为了方便后期信息查询，系统具有历史数据（实时数据表）、历史事件（实时告警表）存储、查询及导出报表等功能，方便管理者了解任何时间段的系统运行状况。

2）系统可将告警信息及处理情况系统将全部可以保存。

并提供对告警信息的查询、统计、浏览和打印等功能。

简单优美的监控界面：

如下图所示

功能：

Ø可通过网络远程监控多路的UPS、精密空调、智能配电柜等。

Ø可实现基于Web的用户界面接口。

Ø兼容多品牌多型号的UPS、精密空调、智能配电柜等。

Ø良好的人机交互界面，带LCD显示。

Ø产品内置可接通/关断的锂电池，在外部掉电情况下可工作2-12小时（视所接外部功能模块而定）。

Ø支持内置SD卡作为历史记录、历史数据的存储。

Ø支持周边动力环境进行监控，入烟感、漏水、温湿度、门禁等。

Ø可扩展8路周边环境温湿度侦测功能。

Ø支持2路交流输入的电压等模拟量的监控。

Ø支持声光告警及设备联动。

Ø内置短信模块，支持短信告警。

Ø支持Email告警。

Ø支持多用户权限管理。

Ø支持远程自测、关机及重启UPS功能（需要UPS支持）。

Ø支持telnet、超级终端、WEB页面配置。

Ø支持计划任务（定时自测、开/关机）。

Ø具备历史事件和数据记录功能。

Ø可通过HTTP、SNMP、Javaapplet、Telnet和IPPower进行远程设备监视和管理。

Ø完善的事件处理（包括事件记录和通知）。

优点：

内置短信模块，快速及时知道报警。

内置32GSD卡，可存储3～5年的历史事件与数据录.

LCD屏幕显示，主机可视化。

兼容多品牌多型号的UPS、精密空调等。

4种报警方式，声光/电话语音/短信/邮件。

支持定时发送机房状态功能（平安短信功能）。

支持失效时间设定（免打扰模式）。

支持页面声光控制功能。

支持多用户管理权限。

支持远程自测、关机及重启UPS功能（需要UPS支持）。

支持普通空调远程控制，远程调温，支持空调时间设定双

机切换工作，拥有来电自启动功能。

完善的历史记录，并且具有事件处理记录功能，可导出。

可选配内置式零地电压检测模块，扫除机房接地隐患。

WEB访问设置，B/S架构，无需软件安装。

时间一键同步，无须输入设置。

2.2.1设备监控

UPS监测

UPS自带RS232/RS485接口与sitepro的RS232/RS485接口通过UPS-232/RS485连接线连接（需UPS自带RS232/RS485接口并需要提供UPS通讯协议）；

通过由UPS厂家提供的通讯协议及智能通讯接口，对UPS内部整流器、逆变器、旁路、负载、电池等各部件的运行状态进行实时监视，一旦有部件发生故障，系统会自动报警。

并且实时监视UPS的各种电压、电流、频率、功率、电池后备时间等参数。

监控可全面诊断UPS状况，监视UPS的各种参数。

一旦UPS报警，应自动切换到相关画面。

越限参数将变色，并伴随有报警声音，有相应的处理提示。

可根据用户需要设置电话语音或短信通知。

对于重要的参数，可作曲线记录，并可显示选定某天的最大值，最小值，使管理人员对UPS的状况有全面的了解。

监控界面如下：

整组电池监控

如果不能妥善地管理使用蓄电池组，例如过充电、过放电及电池老化等现象都会导致电池损坏或电池容量急剧下降。

因此，对电池组的监控，能及时的了解电池组的状态，和是否正常运转具有十分重要的意义。

通过电池电量仪B，电量仪主机通过RS422/RS485转换器与UPS监控主机连接起来，通过相应的设置，即可查看电池数据，包括电池组的总电压、总电流、电池容量、电池温度、电池后备时间、电池容量衰减比例、电池状态等信息，出现异常，系统自动及时通过手机短信和邮件等方式告知机房管理员；

监控界面如下：

普通配电柜监控

电量仪

电量仪测量交流电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数和频率，计算有功电度，通过RS485通讯传送测量值

连线图如下：

sitepro通过RS485接口与电量仪连接，电量仪分别对应接入普通配电柜的电源端。

（1）配电柜监控系统应该包括对供配电系统、重要支路、开关柜的监测。

可查看所监测配电线路的参数。

相应的参数应存有历史曲线，可查看该参数的历史曲线。

机房因电源问题引发的问题通常都能通过UPS的历史曲线分析出故障原因，甚至预防很多故障的发生。

如果某参数超出设定范围，系统应通过短信报警。

状态指示灯交替闪烁显示报警，在事件窗内可看到哪个参数越限，点击该事件，可以显示详细报警信息。

（2）全面监视每个支路开关的电流的使用情况，实现越限报警；监视进线电源的三相重要参数，并在监控平台上统一监控。

对关键参数，可作曲线记录，查询一年内的曲线，并可显示选定某天的最大值，最小值，使管理人员对电源的状况有全面的了解。

（3）为提高机房设备供电的可靠性，配电系统中的静态开关柜（STS）和动态开关柜（ATS）的开关状态、故障状态和切换状态等应受到监控。

当监控系统检测到开关跳闸，发生故障或者非法动作等不正常情况时，将自动启动手机短信报警，以方便管理人员及时的处理问题，避免造成更大的损失。

监控界面如下：

精密空调监控

接线图如下：

sitepro通过RS485接口与精密空调RS485接口连接（需精密空调自带RS485接口与提供精密空调的通信协议）

机房监控系统需实时监控世界各厂家的精密智能空调，时时监视空调各部件（压缩机、风机、加热器、加湿器、去湿器、滤网等）的运行状态与参数，并可远程修改设置与开关空调。

（根据生产厂提供的全部监控功能）此系统所实现功能如下：

压缩机状态、风机状态、加湿器状态、去湿器状态、加热器状态、空调的温度、湿度值。

软件界面如下：

温湿度监控

接线图如下：

根据机房实际面积，加装温湿度传感器，实时监测机房和机柜的温度和湿度数值，在监控界面上以电子地图的方式直观地显示现场的温湿度，并可对温湿度进行实时和历史查询。

并且当机房的温湿度超过预定值时，系统将对管理人员电话短信报警；管理人员则可通过远程监控系统对机房内的空调进行调节，以完成对机房的控制。

普通空调监控

接线图如下：

sitepro通过RS422接口与普通空调智能红外模块RS422接口连接。

监测空调的开关状态：

经过开关量变送器转换模块把强电信号转换成数字信号，送往监控主机来监视各空调的开关状态；

控制空调开、关：

通过普通空调智能红外模块，远程控制空调的开、关，并可通过时间的设定来控制空调的定时开关，来实现空调的自动双机切换；

控制空调的运行温度，通过普通空调智能红外模块，远程控制空调的调温；

实现空调的来电自动重启。

防盗报警系统

接线图如下：

为防止机房有入侵者进行破坏或者其他活动，对进入机房的人员进行严格控制，而且需要排除由小动物引起的误报警。

在设防时间内，一旦有人入侵，系统将自动报警。

在重要的通道关口安装双鉴探头，双鉴探头为人体感应、微波感应等智能探头，可准确判断人体入侵.

消防监控系统

接线图如下：

在机房布置烟雾传感器，对机房的烟雾做实时感应，监控室内的烟雾情况，减少或者避免火灾的发生而产生的危害。

一旦出现火灾，系统立即做出反应，对机房管理人员实现短信、语音、声光等报警，以第一时间通知人员，达到减少甚至避免损失。

非定位漏水监控

接线图如下：

计算机房是大楼的心脏地域，计算机房的设备必须保证大楼正常运营，保证网络和计算机等高级设备能长期而可靠地运行。

由于地板下强电、弱电、地线、电缆纵横交错，一旦漏水，后果将不堪设想。

设备房漏水危害大，又不容易发现，对设备房内的漏水状态进行实时的检测是十分必要的。

由于用户机房面积大，且漏水水源一般在机房地板下，为了方便用户今后的维护，建议采用非定位式漏水检测系统，其工作原理为：

采用耐腐蚀，强度高的感应线缆与控制器及其他附件，将有水源的地方围起来，一旦有液体泄漏碰到感应绳，感应绳通过控制器将接点式信号输到工控机，及时通知有关人员排除。

系统本身包括：

漏水控制器、漏水感应绳及其他辅助设备，系统可检测感应线上任何点的漏水位置并有语音报警。

系统还可检测机房洁净度，当感应上的尘埃集结到一定厚度，系统会报警提示管理人员派人清洗感应线。

空调/新风机开关状态监测

接线图如下：

在空调或新风机的电路上安装状态变送器，通过监测电路是否有电流经过从而判断空调或新风机的运行状态，输出开关量信号给到后台管理系统。

配电开关状态监控

接线图如下：

市电采集模块是专门为机房环境监控集中系统开发用来采集配电开关状态的专用模块，每个模块都有8路220VAC输入和8路5VDC输出，一个配电监测专用主机可以连接2个市电采集模块（共16路）。

其主要作用就是将配电开关的220V交流电压降压成5V直流电压，然后转换成为数字信号，再通过sitepro监测到配电开关的通、断状态。

第三章sitepro性能与指标

sitepro主机

sitepro是一款机房动力环境综合网络监控主机，专为中心机房开发的，集UPS监控与扩展动力环境于一身的网络监控主机。

该产品采用1U19英寸机架式设计风格，220V交流供电，更符合现代机房的设计要求。

sitepro提供2路220V交流电的接入，并监控2路220V交流电是否接入、零地电压检测，内置后备电池。

实现同时支持对4台主串口设备进行监控（4路UPS，或者2路UPS+2路精密空调等的组合）。

支持8路的485扩展设备和智能设备连接接口，4路USB口可连接语音模块，支持8路开关量输入检测、4路继电器输出控制，两个网口，内置短信模块，机身带LCD显示和按键输入功能，人机交互界面更为方便直观，极大的满足了中小机房的监控需求，是建设现代无人值守机房的最佳选择。

接口名称

主机上接口数量

可接设备/可支持功能

（可支持数量）

配件

智能接口（串口/485）

8

2个：

R232/DB9

UPS/ATS/STS：

最多2台

无

2个：

RS485/232

RJ45复用口

UPS/ATS/STS/精密空调:

2台

无

4个

RS485、RJ45

智能配电柜：

4台

单相/三相电量仪

开关量接口

8口：

干接点开关量/RJ11

烟雾探测器

烟感组件

漏水检测

漏水组件

出入检测

门磁组件

入侵检测

红外双鉴组件

新风开关检测

新风开关检测组件

防雷器开关检测

无（防雷带开关量输出）

其他开关量信号检测

。

。

。

。

。

。

485扩展

4口：

RS485总线接口/RJ45

温湿度检测（8路）

温湿度组件（液晶）

电池整组检测

（数量与UPS数量相同）

电池整组检测套件

普通空调智能遥控检测

（含普通空调智能开关检测）

普通空调智能遥控检测套件

配电开关检测

（级联8个，每个检测8路，可检测64路配电开关）

配电开关检测套件

开关检测

开关检测组件

市电检测

市电检测组件

继电器输出

4路

声光报警

声光报警套件

USB

2/4个

电话语音报警1个

Wifi功能，3G功能

USBDISK功能

电话语音报警组件

Wifi组件，3G组件

USBDISK组件

CPU

32-bitARMRISC-based50MHz高速中央处理器（CPU）

网络接口

10/100Mbps高速以太网络自适应

串行接口

4个主串口，2个高速异步RS232串行接口用于同UPS和控制台通信。

2个RS232/485用于同UPS和控制台通信并且可进行RS-232、RS-485的复用。

8个RS485串行接口4路用于智能设备，4路用于扩展设备

SNMPMIB

支持RFC1213,RFC1628,PPCMIB

网络协议

TCP/IP,UDP,SNMP,Telnet,SNTP,HTTP,SMTP,DHCP,DNS,TFTP,ARP,ICMP,PPP等

LED指示灯

S1、S2、Run、Power、Erro、Connect

输入电压

220VAC，50Hz

开关电源输出

12VDC/5A

多语言

支持简体中文、繁体中文、英文，并可任意扩充其他语言

硬件程序更新

网络升级，串口升级

系统安全性

提供基于IP的过滤机制，以及系统操作和控制管理的用户ID和密码保护

温/湿度

温度:

0°C～70°C湿度:

10～80%

安全认证

CE、FCC

参数与项目

Sitepro

大 多 数 同 行 产 品

销售方式

产品采购

项目实施及项目报价

主机功能

高度集成一体机，内置软件基础系统开发平台，包括超长续航电池包、报警短信模块、SD卡

前端主机为多串口服务器，不具备数据处理和存储功能；后台主机为传统工控机，依赖于后台系统

操作界面

Web界面系统软件，专为IT行业所需设计，一键安裝，嵌入式系统稳定性佳，具Internet设备所有标准

量身定做，无法提供数据库以供连接。

应用场合

100平米以下单机房

单机房及多网点机房

收费方式

每年收取升级维护费

项目报价收费

价格竞争

高性价比

量身定做，价格不一

明显特点

一台主机搞定一个机房，兼容性强

传统组态方式，依赖于后台系统

功能限制

监控对象多出于主机的硬件接口则需增加主机

系统扩容、升级受限，对于多网点机房告警响应慢

监控内容

2台UPS、2台精密空调、4台配电、8路干接点输入、4路485扩展、4路继电器输出

UPS、配电、电池、空调、发电机、温湿度、消防、漏水、视频、门禁、防盗

安装

傻瓜式安装，免工具对插式

工程难度大，实施周期长，需要专人进行配合

培训及售后

24X365时间无空白的远程售后服务

需要专人进行配合，维护困难；上门调试费用高

第四章sitepro扩展传感器指标参数

序号

产品名称

产品外观图片及尺寸

参数说