机房监控系统方案设计.docx
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机房监控系统方案设计
机房监控系统方案
设计方案
广州莱安智能化系统有限公司
2014年08月
第1章前言
本文档是我们设计的机房集中监控系统技术方案书。
本方案根据当前的具体需要，并结合我们在机房集中监控系统建设领域（包括机房环境、机房动力、机房安防、机房消防、机房网络等）的长期设计、工程经验，提出了一个既考虑系统的高效率和高度可用性，又同时具有先进性、可靠性和扩展能力的系统集成方案，力争为您不断发展提供机房的安全支持。
第二章用户需求
2.1工程范围
机房综合监控系统。
包括机房环境监控子系统、机柜微环境监控子系统、漏水监控子系统、新风监控子系统、空调监控子系统、空气采样监测子系统、UPS监控子系统、蓄电池组监控子系统、配电柜监控子系统（含配电开关检测）、视频监控子系统、门禁监控子系统、红外入侵子系统、消防监控子系统、防雷接地监控子系统、设备集中监控系统等部分组成。
2.2机房集中监控系统设计原则、依据和要求
机房集中监控系统是一个综合利用计算机网络技术、数据库技术、通信技术、自动控制技术、新型传感技术等构成的计算机网络，提供的一种以计算机技术为基础、基于集中管理监控模式的自动化、智能化和高效率的技术手段，系统监控对象主要是机房动力和环境设备等（如：
配电、UPS、空调、温湿度、漏水、烟雾、视频、门禁、防雷、消防系统等）。
计算机机房环境，包括硬件和软件环境，是一门多学科综合性技术，为保证计算机及通信系统的稳定可靠的运转，电子计算机机房环境必须满足计算机等电子设备对温度、湿度、洁净度、防漏、电源质量、防雷、电磁场强度、屏蔽、接地和安全保卫等方面的要求。
信息中心机房系统的可靠与否直接关系着通信网络能否正常、持久、稳定的运行，通信机房一般需要24小时的运行，但很多系统都无法在每个机房安排专人值守，需要部署功能完备的远程监控系统实现机房无人值守。
在构建全网IP化的数字通信时代，电力、金融、公安、电信等部门对其通信网络核心通信站及信息中心机房的许多关键设备运行环境有着更加严格的要求，因而需要按国家相关标准与招标的具体要求完善、优化已建系统,并新建包含：
供配电、空调、消防、保安、漏水检测、出入安全等环境安全保障的机房集中监控系统。
结合客户全网IP化的大趋势，结合成熟的数字图像监控技术、嵌入式数据采集技术、网络通信技术和软件技术，以及依据大量综合监控工程的成功经验，提出了：
IP化的监控模式建设方案。
2.2.1设计的原则
机房集中监控系统的设计和施工必须符合现行国家法律、法规和相关规定及行业标准，应具备先进性、实用性、可靠性并具有观赏性、经济性和管理性。
先进性
机房集中监控系统设计应充分体现信息系统核心的特点，采用目前比较先进的技术和材料，满足节能环保的要求，考虑未来机房发展趋势，将数据中心建设成为一个先进的智能化信息数据处理和控制中心。
实用性
所选用的技术和材料均在以往的工程实践中得到检验，都能最大限度的满足本机房目前及未来发展的需要。
可靠性
设计和选材应符合消防、环保要求，在整体上具有高度的安全性、可靠性。
观赏性
整体建设要布局合理，色调柔和，有良好的视觉效果，符合现代IT行业建设的审美标准。
经济性
机房集中监控系统设计在风格上应简单明了，软件开发既满足功能要求，又降低成本为原则，方案设计应具有较好的性价比。
管理性
必须建立一套全面、完善的机房管理和监控系统（机房集中监控系统）。
所选用的设备应具有智能化，可管理的功能，同时采用先进的管理监控系统设备及软件，实现先进的集中管理监控，实时监控、监测整个机房的运行状况，实时灯光、语音报警，实时事件记录，这样可以迅速确定故障，提高运行可靠性，简化机房管理人员的维护工作，从而为其数据数据中心安全、可靠的运行提供最有力的保障。
2.2.2设计要求
机房集中监控系统的总体解决方案围绕上述机房建设目标，把计算机机房各组成系统有机的结合起来，根据计算机科学的发展趋势，长远规划，因地制宜，采用优质材料及先进工艺确保环境指标的实现，通过科学合理的设计方案，精心施工、安装，采用当前国内外先进的技术和新材料、新设备；为计算机设备和工作人员创造一个安全、可靠、宽松、舒适的工作场地，从而能够保证计算机系统的可靠性；延长计算机系统的使用寿命；满足计算机用户的特殊要求。
2.2.3设计标准
《智能建筑设计标准》（GB50314-2006）
《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）
《建筑内部装修设计防火规范》（GB50222-95）
《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》（GB50311-2007）
《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》（GB50312-2007）
《电气装置安装工程电气照明装置施工及验收规范》（GB50303-2002）
《洁净气体灭火系统物理性能和系统设计》（ISO14520）
《七氟丙烷洁净气体灭火系统设计规范》（DBJ15-23-1999）
《智能建筑工程质量验收规范》（GB50339-2003）
《民用建筑电气设计规范》（JGJ/16-2008）
《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94）
《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（GB50169-2006）
《电子计算机房设计规范》（GB50174-2008）
《电子计算机房施工及验收规范》（GB50462-2008）
《计算站场地技术要求》（GB2887-2007）
《计算机房活动地板技术条件》（GB6650）
现场环境勘察及建设方提供的相关参考图纸
2.3设计目标
本项目的建设目标是将60平方的IDC机房监控系统建成一个先进的机房集中监控系统，一个安全可靠、美观实用、节能高效和具有可扩充性的机房集中监控系统。
要求能够满足机房接入的需要，界面要求美观大气，体现高标准、专业化，并具备高安全性、高可用性、高可扩展性、高可管理性。
建成后的机房集中系统要求提供可靠的、高品质的机房无人值守监控环境，一方面要保障计算机系统、网络设备安全、可靠、正常地运行，延长设备的使用寿命，提供一个符合国际、国家各项有关标准及规范的优秀的技术场地。
2.4机房集中监控系统设计总体要求
2.4.1总体要求
本方案将环境、动力、安防、IT监控结合在一起，提出建设基于TCP/IP传输技术的数字化、网络化机房监控系统工程。
在方案设计里，广州市信控信息科技有限公司开发的机房智能专业监控组态软件，结合了多种环境监测传感设备、前端采集设备，所有的信息采集与控制均通过企业内部的网络通道进行。
采用多级结构的监控网建设：
即每个机房IP监控单元与监控中心传输采用内部专网方式，一旦各个机房的监控网络建立，将IP监控设备安装在标准机架上，各自分配好IP地址，实现多个机房的联网参数监控和告警的查询、排序、统计等功能。
监控中心安装数据库服务器及相关监控管理软件后，监控中心和各个分控中心根据各自的管理权限可以同时进行机房监控管理和收到告警通知。
监控系统主要包括三个部分构成：
前端采集器、信号采集单元、监控中心。
下图为监控系统拓扑图，采用网络接入监控网可以做到全部联网。
第三章机房环境监测系统
3.1监控需求
机房监控系统的设计及建设是结合机房结构、设备内容、使用功能、操作对象和管理要求等综合因素进行考虑的，并做出合理的、适应特定工程使用和管理需要的设计。
本系统的特点是集成了机房动力、场地环境、机房安全管理功能，结合我公司多年从事机房环境监控系统和集成管理系统建设经验而进行设计的。
本次设计必须体现“较低投入、集中监控”的理念，并充分考虑今后用户进行大规模机房联网建设的需求。
3.2监控组成
从功能结构上，本次机房环境监控系统主要涉及环境监控设备、各种动力设备、机电设备和安防子系统，各子系统主要监控对象包括：
监测1个配电柜及列头柜供电参数的状态及能耗情况;
监测1个配电柜中各16路配电开关的通断状态
UPS设备：
1台UPS，监测UPS工作状态、报警状态和采集各种运行参数；
空调设备：
5台精密空调，系统对其运行参数、运行模式、运行状态进行全面的监视；在权限之内，可以进行远程控制启停和设置参数；
温湿度监控：
3个点，监测机房内温度、湿度变化；
机柜微环境监控：
监测1个重要机柜的环境状况；
漏水监测：
5套,监控机房5台精密空调下方及空调进出水管的漏水情况；
门禁监控：
1套门禁系统，监控现场2道门的人员出入情况，实现“进门指纹验证＋出门按出门按钮”；
消防监测：
监测由消防控制箱提供的接点报警信号，监测消防监控区的消防报警状态；
防雷监测：
监测由防雷预警系统或者防雷器提供的接点报警信号，监测防雷系统的报警状态；
新排风系统监测：
监测由新排风系统提供的接点报警信号，监测新排风系统的工作状态；并可以通过软件进行与门禁、空调等系统的联动；
红外报警监测：
监测由红外报警主机提供的接点报警信号，监测红外报警系统的工作状态；并可以通过软件进行与门禁、视频等系统的联动；
蓄电池监测：
通过安装蓄电池监测仪，实时监测电池组中单体电压、电流、温度、总电压等参数实现数据采集；
蓄电池监测：
通过安装蓄电池监测仪，实时监测电池组中单体电压、电流、温度、总电压等参数实现数据采集；
3.3原理
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集中管理服务器，易于实施和维护，降低了系统的总成本，提高管理效率。
同时客户端可远程对监控系统查询和管理，满足用户实时监查需要。
负责用户界面，业务规则的处理放在应用服务器端；当监控设备、监控点增加时，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。
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。
3.4技术方案优点
在完全满足用户需求的前提下，本着机房环境监控系统为用户提供管理服务，本设计方案有以下优点：
全开放模式
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、SNMP、BACnet等），还可对外提供各种接口（OPC、DDEODBC、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。
系统数据库开放，系统选用SQL数据库，完全免费，提供数据库结构说明，方便日后用户的扩展应用与自行二次开发。
全面组态模式
系统具有信控科技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。
第四章各监控系统功能描述
4.1市电参数监测
机房配电柜供电电源质量的好坏将直接影响机房设备的安全，因此需采用智能电量监测仪对机房市电进线的供电参数实行监测。
通过监视各配电柜总进线三相电源的相电压、线电压、电流、频率、功率因数、有功功率、无功功率等参数。
对于重要的参数，可作曲线记录，系统管理员和操作员可以通过历史曲线图查看每天的电压、频率、有功、无功的最大值、最小值、当前值及电压、电流峰值。
通过分析有关参数的历史曲线，管理员能清楚地知道供电电源的质量是否可靠完好，为合理地管理机房电源提供科学的依据。
市电参数监测
系统设计使用1台智能精密电量检测仪（自带RS485智能接口，可与监控主机通信传输数据），可全面检测市电输入柜或UPS输出配电柜的电源参数。
实时检测供电的质量，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。
4.2配电开关监测
配电柜中有多路重要的配电开关，开关的状态直接影响整个机房设备的运行，往往在设备处于断电的情况下，管理人员无法准确、快捷的判断空气开关的状态。
通过对开关状态的检测，可实时掌握整个机房的供电情况。
系统当检测道开关跳闸或断电时，自动切换到相应的运行画面，同时发出短信报警等，通知管理员尽快处理，并将事件记录到系统中。
配电开关监测
传统的开关状态系统采用D8H信号处理模块经完全的光电隔离将输入的强电信号，经处理转换为低电平信号，再输入到智能开关量采集模块转换为数据信息，送往现场监控服务器服务器，实现开关状态的监测。
我司采用的开关状态监测模块可监测16路开关信号，现场监测16个回路开关的状态。
系统可随时方便的增加采集模块来增加配电开关状态监测的数量，系统扩容非常的方便，采用此类组合式模块，减少传统布线复杂的困境，将大大的确保施工安全、速度和日后维护的方便。
4.3UPS监测
若机房中使用的1台UPS具备RS232/RS485接口，则可通过UPS的智能接口及通讯协议与现场监控服务器保持通信，可实现实时地监测输入/输出相电压、相电流；整流器、逆变器、旁路、负载等各部分的运行状态与参数。
UPS监测
一旦UPS报警，系统将自动切换到相应报警UPS的运行画面。
出现越限的参数将变色显示，提醒值班员注意，并立刻通过短消息进行报警。
对于重要的UPS运行参数，系统可进行曲线记录，曲线的存储时间可超过1年。
曲线中提供了方便的定位查询线，可以显示具体参数值和最大值、最小值、平均值等，方便管理员全面了解UPS的运行状况，及时地发现并解决UPS运行中出现的各种问题。
4.4蓄电池监测
蓄电池在线监测系统能监测、显示和记录电池组电压、充放电电流、各个单体电压、单体内阻，可配置温度、电池间连接电阻和列间连接电阻、电池总电压、蓄电池运行环境温度或表面温度。
并能按用户定义的时间间隔将参数值传送到监测中心计算机。
设备提供RS-232/RS485以及TCP/IP通讯介面，可通过智能接口及通讯协议与现场监控服务器保持通信，可实现网络监控管理。
蓄电池监测
一旦蓄电池报警，系统将自动切换到相应报警蓄电池的运行画面。
出现越限的参数将变色显示，提醒值班员注意，并立刻通过短消息进行报警。
对于重要的蓄电池的运行参数，系统可进行曲线记录，曲线的存储时间可超过1年。
曲线中提供了方便的定位查询线，可以显示具体参数值和最大值、最小值、平均值等，方便管理员全面了解蓄电池的使用状况，及时地发现并解决蓄电池组工作中出现的各种问题。
4.5漏水检测系统
鉴于机房设备的重要性，本系统在机房中安装的非定位式漏水检测系统，用于监测机房的空调有无漏水事件发生，确保设备不受水浸的危害。
机房内精密空调的冷凝水管都有可能出现漏水，或者由于空调的温度过低，导致空气凝聚成水滴，这些都将威胁着机房内各设备。
。
设计通过在精密空调周围可能造成漏水的水源附近安装定位式漏水监测设备，每个区域各自安装1套漏水感应设备，在需要监测的区域敷设漏水感应绳，一旦有水泄漏碰到漏水监测绳，感应绳通过漏水控制器将信号传输到现场监控服务器上，同时在远程浏览界面上形象、准确的反映漏水的具体位置，及时通知有关人员排除，并产生相关报警信息。
机房漏水检测
4.6温湿度检测
在机房中有大量的服务器，设备对温、湿度等运行环境的要求非常严格，按照机房的实际面积，结合设备的密集情况，在机房内加装3个温湿度传感器，以实时检测机房和重要设备区域内的温、湿度。
温湿度一体化传感器将把检测到的温湿度值实时传送到现场监控服务器中，并在监控界面上以图形形式直观地表现出来。
一旦温、湿度值越限，系统将自动弹出报警框或发出短信报警，提示管理员通过调节空调温、湿度值给机房设备提供最佳运行环境。
并且还可以将一段时间内机房里的温湿度值通过历史曲线直观地表现出来，以方便管理人员进行查看。
温湿度监测
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。
4.7红外报警系统
机房中使用的红外报警主机可对外提供有源接点或干接点信号以用于反应报警状态监测红外报警系统的工作状态；设计采用开关量采集模块实时监测红外报警主机的接点变化信号，并传送到现场监控服务器，实时监测机房的红外报警系统运行情况及红外报警状况。
同时系统支持与视频、门禁系统的联动，可以实现在红外报警时相关位置的视频探头自动弹出打开、相关位置的门禁自动开启/关闭等。
4.8防雷报警系统
机房中使用的防雷系统可对外提供有源接点或干接点信号以用于反应报警状态监测防雷报警系统的工作状态；设计采用开关量采集模块实时监测防雷报警主机的接点变化信号，并传送到现场监控服务器，实时监测机房的防雷报警系统运行情况及防雷报警状况。
4.9消防报警系统
限于消防法规，集成消防系统时只监测不控制。
机房中使用的是气体消防系统，且提供有消防控制箱，所使用的消防控制箱可对外提供有源接点或干接点信号以用于反应报警状态。
设计采用开关量采集模块实时监测消防控制箱的接点变化信号，并传送到现场监控服务器，实时监测机房的消防报警情况。
机房保护区的火灾喷嘴安装在天花板向室内的一侧。
当一个区域发生火灾时通过该区的释放阀，继而打开系统七氟丙烷的供该区的储瓶，并向该区释放七氟丙烷进行灭火，而其他区域的储瓶则被其单向阀阻止而不打开。
本层保护区的设计灭火浓度为8%，通过智能灭火控制器的逻辑编程，来实现不同保护区的气体喷放。
⑴性能方面：
该产品性能处于国内同类产品领先水平，七氟丙烷灭火系统按照国际标准送检；
⑵技术先进性方面：
七氟丙烷灭火系统在现行应用的气体灭火系统中，要求的喷放时间最短，因此其灭火剂的秒流量比其它灭火系统要大很多。
所以灭火剂容器的阀门设计，需满足喷放的时间短的要求。
该公司容器阀是快开型结构，采用了差动式的设计。
我们是从较多的进口气体灭火系统设备中了解该结构的，并通过大量的试验，掌握了具体的数据后，才进行阀门的设计。
差动式阀门设计，其关键是起密封作用的活塞两端面积比系数的确定。
面积比太大，阀门动作灵敏性高，但密封可靠性降低，面积比太小，阀门密封性提高但灵敏性降低，我们通过反复试验验证，使阀门在保证密封性的前提下，提高了阀门的灵敏性。
七氟丙烷灭火系统是用于重要场所的防护，灭火系统要处于良好的工作状态。
但灭火剂瓶组的容器阀，其显示内部压力的压力表，是长期承受压力的仪表，在经过一段很长时间后，压力表有失准损坏的可能。
因此该产品设计的压力表平时处于关闭状态，当检查储气瓶压力时松开压力表下的螺母90°即可打开压力表观看瓶内压力，检查完毕后，再拧紧螺母即可，这样可保证压力表长期受压使用及多次开启。
⑶可靠性方面：
七氟丙烷灭火系统其设计寿命较长，一旦发生火灾，能立即启动释放灭火剂。
因而其可靠性十分重要。
七氟丙烷灭火系统在设计上充分考虑了其可靠性能的要求，其中对阀门运动部件润滑材料方面，我们选用了进口硅脂，保证在二十年使用寿命期，不会变硬干涸。
高压软管采用不锈钢软管。
灭火剂从灭火剂瓶组释放会产生冲击振动现象，一般阀门出口连接采用高压软管，否则因冲击容易在两端接头处产生金属断裂。
考虑到灭火系统设计使用寿命达20年，其连接软管如采用橡胶或其它柔性非金属材料，容易老化，使强度降低，一旦灭火剂释放，高压软管断裂，灭火剂将不能释放到防护区。
因此该公司高压软管采用金属不锈钢软管材料，且经8Mpa水压逐条试验。
为保障灭火设备在运输过程中某种意外因素引起误动作，在启动阀及容器阀上均设置了专用的运输保险销及防护帽，以防在运输及安装过程中瓶组误喷造成人员的伤害。
灭火系统设备的启动部件采用电磁启动，长时期动作可靠，抗干扰能力强，比普通的电爆管启动技术在使用上更安全。
电磁阀部件逐具经过推力测试，保证其工作推力达到设计启动力两倍以上。
灭火系统瓶架采用异型钢材焊接成型，刚性及喷放时稳定性经过多次试验，让实其使用性能，外观美观，方便维修操作。
集流管工艺采用焊接试验后整体内外镀锌处理。
因此两端均用法兰结构，以免在电镀后再焊接封堵其中一端而破坏了镀锌层。
因此集流管抗腐蚀性强。
4.10灯光照明监控
可以实时控制机房灯光的状态，也可以进行远程去控制机房的粼光照明情况。
对于没有人在机房时，可以进行远程的操作。
可以做到很好的节约资源。
4.11机房运维监控
机房的各方面运行状态是对于整个机房地运行有很好的了解。
可以了解到机房网络，机房交换机的工作状态，很好的控制网络，如有出现异常情况，可以进行提醒，能够快速的作出处理。
第五章、监控系统功能模块
5.1系统界面
监控页面的设计可以归结为各种页面对象的设计，利用这些对象可以组织成各种各样的显示画面，这个组织过程称为页面组态，通过此项功能实现系统图形化界面组态编程。
系统支持全中文界面，图形化设计，支持电子地图功能。
界面的结构、层次清晰明了，能够实时直观地显示设备的运行数据和运行状态，场景仿真。
子系统的主界面包含所有子系统内监控设备的电子地图，在该界面上可直接点击子系统内的任意监控设备进入其运行状态界面。
同时，在子系统的主界面上为各功能模组设置访问按钮，通过点击进入各功能模组界面（电子地图），以便对分组的监控设备进行更清晰、更有针对性的监控。
当操作者点击主界面或功能模组界面上某一监控设备后，画面会自动切换到该设备的运行状态图或者弹出对相关设备的操作界面，以便管理人员查看和控制该设备。
在有报警或异常状态的情况下，有问题的监控设备界面可以自动弹出，同时启动帮助系统，利用预存于知识库中的信息给管理人员相应的操作提示。
界面轮询：
系统允许管理人员针对系统中不同设备、环境的重要程度，自行定义监控画面按照预先设计好的顺序、时间间隔，在各功能模组之间进行轮询。
当无人操作时，系统显示界面可按照设定的顺序（可随意更改编辑）自动显示。
当进行手动操作或发生报警时，界面轮询功能自动停止，直到手工再次启动轮询。
监控系统功能模块
系统提供集成开发环境，利用各种界面元素（例如按钮、圆、矩形、直线、图片、实时曲线、历史曲线等）及编辑工具，使管理人员可以根据自己的需求设计个性化界面。
例如对界面的框架结构进行调整、对监控单元的位置进行调整等。
在使用过程中，对界面的修改能在线进行，修改效果即时生效。
5.3权限管理
通过在系统内核管理设置和数据库管理设置操作管理级别，实现权限管理功能。
子系统管理员的权限（包括操作权限和管理范围）设置，与监控平台的权限设置完全一致并被后者包容。
当监控平台不可用，用户需直接登录子系统进行操作时，则由子系统的权限设置进行相应的控制。
用户如需对子系统进行操作，需先通过登录，输入用户名、密码，经系统验证后根据用户分配的操作权限和管理范围进行操作。
在登录前系统处于锁定状态，只能显示，不可操作，但报警界面的自动弹出不受限制。
操作权限：
子系统管理员（用户）的操作权限级别不少于5级：
第一级：
登录系统查看管理界面+设备运行状态查询
第二级：
第一级+事件管理（事件确认、事件查看等）
第三级：
第二级+报表管理（报表设置、报表生成等）+日志管理
第四级：
第三级+数据的备份与恢复+设备硬件操作能力（空调启停等）
第五级：
第四级+管理员操作权限和管理范围分配+系统参数设置+系统模块的添加与删除
用户管理范围的分配可通过对各功能模组的组合选择来实现和控制。
用户只能对自己管理范围内的监控设备进行监控和管理。
权限管理界面
5.3远程浏览
通过在监控平台上配置IE浏览权限管理软件模块，可实现通过授权不同的页面和不同的设备，在IE浏览端进行远程IE浏览时，用户只能查看到那些已授权的
升级会员 