机房动力环境监控系统.docx
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机房动力环境监控系统
机房动力环境
监控系统
目录
一、概述3
1.1公司介绍3
1.2机房监控的必要性3
1.3适用行业3
二、机房动力环境监控系统介绍4
2.1设计理念4
2.2系统特点4
三、环境监控系统结构6
3.1系统结构概述6
3.2系统功能概述6
3.3系统性能指标10
四、信息中心环境监控系统设计说明11
4.1配电监测子系统12
4.2UPS监测子系统14
4.3空调监控子系统16
4.4温湿度监测子系统17
4.5漏水监测子系统18
4.6智能消防监测子系统19
4.7视频监控系统20
4.8计算机网络总控21
一、概述
1.1公司介绍
某公司是一家专业从事系统集成，生产自动化的研发、销售和服务的公司，为客户提供机房监控，闭路监控，信息化解决方案。
公司自成立以来，遵从"信誉第一、用户第一、自强不息、服务社会"的经营宗旨，以前瞻的眼光、超前的理念和领先的技术推动着我国信息、自动化事业的发展。
我公司拥有雄厚的研发实力和一批来自重点学府，造诣较高、经验丰富的高科技人才，为客户提供专业的工程设计和极具价格竞争力的监控系统，得到各界朋友的肯定和大力支持。
《TrunKe机房监控系统》自推出以来，先后在全国各地百个大型机房得以应用，以其出色的稳定性获得用户的高度评价。
我们将根据用户的意图和要求，为您提供适应实际需求的、经济适用的、完善的智能化系统和最优质的服务！
使您能以最经济的投入，得到最大程度的回报。
1.2机房监控的必要性
随着现代化进程的推进，各行业对计算机的依赖性日益提高，计算机系统已成为业务系统的重要组成部分。
机房的环境设备（供配电、 UPS、空调、消防、保安等）为计算机系统提供正常的运行环境。
一旦机房环境设备出现故障，就会影响计算机系统运行，对数据传输、存储及系统运行的可靠性构成威胁，如事故严重又不能及时处理，就可能损坏硬件设备，造成严重后果。
对于银行、证券、电讯、海关等需要实时数据处理的单位，机房管理尤为重要，一旦系统故障，造成的经济损失不可估量。
正是为了解决上述问题，我公司成功地推出了专业精准的机房监控系统，对分散的电源、UPS、空调、环境等进行遥信、遥控、遥测,实时监视设备运行状态,记录处理有关数据,即时侦测并消除故障,保证机房内设备处于良好的工作环境中。
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。
1.3适用行业
本系统适用的行业：
政府机关、海关、电力、广播电视系统、教育系统、交通、银行、税务、电信行业、智能化建筑等。
二、机房动力环境监控系统介绍
2.1设计理念
机房动力环境监控系统的主要特点，运用目前国际上最先进的分布式信息与控制理论为基础而设计的分布式监控系统，综合应用现代计算机技术、现代控制技术、现代通信技术和现代图形显示技术，在国内这种集计算机硬件软件于一体的监控方案正成为各重要科研机构选择监控系统的首选。
2.2系统特点
2.2.1友好的人机界面：
3D效果主界面，电子地图显示，令操作人员一目了然。
参数实时动态显示，用户可按自己的意愿构造完美的人机交互界面。
系统提供丰富的控件及控件库可供用户自己组态，所有控件的大小、颜色等属性均可自己设置。
2.2.2简单直观的操作：
场地布局，设备照片或图片直接显示屏幕上，场景逼真，鼠标控制，在图形环境中，以窗口和控件的方式构造应用系统。
操作方式类似于VB、Delphi等可视化高智能开发软件，结果随手可得。
用户只要有简单计算机软件操作知识，稍加培训，即可信任所有操作。
2.2.3强大的报警处理功能：
可区分多级报警级别，报警事件发生时系统自动按事件级别排队报警、处理，以电子地图形式弹出相应的报警窗口，并可在电子地图上产生相应的颜色变化。
2.2.4网络功能强大：
系统基于TCP/IP及SNMP，完全实现多个机房，多个地方场地的集中或分散监控。
客户软件通过计算机网络与代理软件系统连接，计算机网络可以是局域网，广域网，传输介质可以是以太网、FDDI、ATM及ISDN、PSTN等，传输协议为TCP/IP。
客户软件能检测到远方代理运行状态，自动恢复连接。
2.2.5自动拨号与声音报警功能：
当报警发生时，系统可自动拨设置的电话号，当对方提机时，系统会自动播放语音报警信息，及时将故障的详细情况通知有关人员。
客户系统根据需要，在发生报警事件时，自动播放WAV声音文件，拨打各种预设的电话或CALL机。
不同报警可拨打不同的电话。
2.2.6强大的数据管理功能：
可存储一年的数据，并用历史曲线显示任意一天的数据情况，最大值，最小值，平均值及某一特定时刻数值。
2.2.7可扩充功能：
使用本系统软件和修改监控系统无需专业软件知识，用户可因机房变动（设备位置、类型、图形、机房结构等）或因增加设备（在限定范围内）、增加监控点数，而自由修改监控系统。
2.2.8支持各系列智能设备：
空调
STULZ、HIROSS、LIBERT、RC、ATLAS（阿特拉斯）、佳力图、阿尔西、EW（依顿）等
UPS
APC、ExidePowerware、LIEBERT、SOCOMEC（索科曼）、EMERSON（艾默生）、MGE（梅兰日兰）、SANTAK（山特）等
配电
EMERSON、SOCOMEC、美国能控AEC、浙江华仪、上海通信等
发电机
康明斯、卡特比勒、雅图等
开关量
研华ADAM模块、泓格ICP模块、鼎升力创Remo等
模拟量
研华ADAM模块、泓格ICP模块、鼎升力创Remo等
更多设备不一一列举
三、环境监控系统结构
3.1系统结构概述
方案设计充分考虑用户的实际要求，整个监控系统采用逐级汇接的结构，分别由现场监控中心、监控单元、监控模块和远端监控站（远端用户）组成。
在设计中充分考虑系统的稳定性、兼容性、系统所有设备的性价比、及其系统以后扩展、扩充需要，能方便地纳入系统监控体系。
监控单元和监控模块由协议单元、多功能控制器、各种测量传感器及相应的控制执行单元和智能设备的智能控制单元组成，其中各个监控单元都具有智能的数据处理和控制功能；它与监控站的通讯采用RS485控制总线，全面确保通讯正常、安全可靠。
现场监控中心采用合力集中监控系统软件，工作站安装基于WINDOWS2003环境工作，它既可独立运行（采集本地监控单元的数据及发送控制命令），也可以向上与远端监控站传输数据和向下对监控单元和监控模块实施数据采集。
监控单元由多功能控制器组成，安装在监控主机上，多功能控制器完成由监控模块采集的各种数据传输到监控中心主机；一个多功能数据控制器提供4个RS232或RS485/RS422接口，RS485接口可以连接各种测量传感器采集、传输数据。
监控模块是一系列的信号采集单元、测量传感器、协议转换器及相应的控制执行器和智能设备的智能控制器。
根据系统需求，监控模块可以与监控单元那样接插各种输入输出采集模块或控制模块，即模拟量采集模块、数字量采集模块、控制模块等。
3.2系统功能概述
本监控系统能对各不同地域的机房场地的动力环境实现集中监控，包括对机房动力系统（包括配电柜、UPS、开关量）、环境系统（机房专用精密空调、漏水检测、温湿度监测、照明监控、新风机监测）、消防系统（消防报警监测）、保安系统（门禁管理），网络设备等具有完善的监测和控制功能，更为重要的是要融合了机房的管理措施，对发生的各种事件都结合机房的具体情况非常务实的给出处理信息减轻机房维护人员负担，有效提高系统的可靠性，清理事件关系，实现机房可靠的科学管理。
本方案设计将机房动力环境监控系统分为六大功能。
分别为数据管理、安全管理、配置管理、报警管理、报表管理及远程管理。
3.2.1数据管理
实时数据：
监控中心主机可非常实时查询本地和远程机房内各监控设备的运行状态、运行参数及各种故障参数等所有的数字、模拟数据，亦可实时的查询监控站的所有数据；监控主机可在不同时间、不同环境根据现场实际需求向现场或远程监控站各监控对象发送采集各种实时开关量数据的指令，收集各监控单元上报的各种实时数据，并根据各监控点的实际情况将采集的数据进行分析、处理；系统根据采集的监控数据生成实时动态曲线图，以供操作人员分析所监控的对象的实时数据变化之用。
所有数据均以非常友好的人机界面显示在监控主机上。
历史数据：
监控中心主机将所有监控数据（包括远程的监控数据）存储在本地硬盘上，提供给操作人员随时作各个监测项目的历史资料查询，可查询任一天、任一时的历史数据曲线，亦可查询某一天的最大值、最小值和平均值，将查询结果以列表方式显示或打印，以供分析之用。
系统可保存历史数据的时间是没有期限的（主要限硬盘大小、数量而定）。
3.2.2安全管理
操作权限：
系统根据不同的操作者划分了多级操作权限，最低级操作权限只能查看监控数据；具有控制权限的操作者可以进行对监控对象发送控制指令，例如：
开、关空调；具有系统修改权限的操作者可以对系统所有控件进行属性、参数的修改；最高级的操作权限可以对用户授权，可以修改系统的所有参数，包括系统的运行参数；系统具有非常完善的权限分级管理功能，亦可根据用户实际需求，可对操作者划分不同的操作权限，亦可跨越权限等级划分操作权限，不同的用户只能在自己的操作权限内进行系统的操作。
系统操作记录：
系统对所有操作者所进行的系统操作均作详细的操作记录，包括操作人、所操作的设备、操作内容、操作时间及操作者登录、退出的系统的时间等，操作记录可以以列表的形式进行打印，以供查询之用。
系统数据恢复：
系统当出现某些故障或系统操作不正当、不正常而导致系统数据（包括软件运行的数据）全部丢失时，系统会自动启用数据备份恢复功能，将以往每天一次所备份的系统数据恢复到上一次正常的状态。
当系统因操作不当、监控主机操作系统出现故障或系统断电后（包括非正常断电）而导致操作系统重新启动时，该系统会在监控主机操作系统重新启动后自动启动监控系统，以确保系统正常运行，使之具有更高稳定性、安全性。
软件安全：
只有获得我公司的正确许可权后才能拷贝软件程序到其他监控主机上运行，否则所拷贝的软件程序将不能运行，其目的保障用户使用该系统时应具有的软件安全性。
3.2.3配置管理
系统参数配置：
只有在具有系统参数修改操作权限的操作者才能对整个系统软件的运行参数、数据管理参数、报警参数等进行配置、修改，如配置或修改不当，运行出现故障时，系统会自动将数据恢复到上一次正常状态。
监控参数配置：
同样只有在具有权限的操作者才能修改监控对象的监控参数，包括新增、删除、修改监控对象的监控参数，如修改不当，系统会在下一次启动时自动恢复上一次正常状态。
所有修改监控参数操作均可为在线时，而不必重新启动系统，只需要保存所修改后的监控参数即可，使之系统的操作更为简单。
3.2.4报警管理
报警等级：
系统具有强大的报警级别报警，可区分多级报警，当系统出现报警时，可根据不同监控对象报警事件而划分不同的报警方式，包括划分报警等级、时间优先、次数频率等，在监控中心可以以不同颜色和声音对报警事件进行区分，完善的报警级别将会使系统具有更高的可靠性。
报警方式：
A.屏幕报警，当出现任何报警事件时，系统会在监控主机不同在进行任何操作或任何工作时，将所报警的画面自动弹出，并显示在最上方，还伴随着画面闪烁、文字提示，通知在线的操作人员。
B.声音报警，出现报警事件时，监控主机多媒体音箱便播放录制的报警声音，以通知在现场的值班人员；并可以外接声光报警器。
C.电话报警，除了上述两者报警方式外，系统将通过电话拨号方式，当报警事件发生时，系统会自动拨打已设置好的多组值班电话，包括固定电话和移动电话，以便及时的通知值班人员，当值班人员获知报警信息后，可在电话上按下“#”键两次，则系统便不再给该电话继续拨号，但不影响其他所设置的电话进行电话报警。
D.手机短信报警，当报警事件发生时，系统会自动将报警信息以短信的方式向预设的手机发送，以便及时的通知值班人员，从而在根本上实现了机房无人值守，科学管理。
E.指示灯闪烁报警，当有报警事件发生时，用指示灯表示不同类型的报警。
事件日志：
系统会自动记录每一条报警的详细信息，信息包括报警事件的内容、时间、报警值、报警级别、设备位置等，系统将报警事件日志作为非常重要的历史数据储存在硬盘中，以便进行查询、打印，任何操作权限的人不能对其进行任何修改。
报警管理：
所有报警条件、报警限值、报警等级只能由具有权限的系统管理员才能进行配置和修改。
系统具有自动分析报警事件的功能，对因线路、设备或系统故障等原因引起的误报和不需要进行报警的事件会加以屏蔽，确保报警事件的正确率和高效率。
3.2.5报表管理
系统将所保存的历史数据、操作记录、事件日志生成各种报表进行管理，可针对不同的监控对象形成独立的报表，亦可对所有的监控对象生成整体的统计报表，包括生成历史数据统计报表、报警统计报表、操作统计报表并具有打印功能。
3.2.6远程管理
远程监控：
系统通过任何现有的传输介质，实现远程监控，所监控的对象可以和监控中心具有等同的功能，亦可针对不同的监控对象实现不同的远程监控。
监控中心是整个监控系统的操作、维护、数据统计、分析、及处理的管理中心。
主要由监控主机与多媒体语音报警系统和电话语音报警系统组成。
监控主机软件采用中文WINDOWSXP作为操作系统，SQLSERVER作为数据库，此套软件是我们团队在多项工程的成功经验的基础上，并结合团队多年来在各种计算机机房监控系统方面积累的丰富经验，完全自行开发出的性能稳定，功能强大，技术可靠的监控软件。
3.3系统性能指标
上述方案设计的机房动力环境集中监控系统，具有或达到下列性能指标：
△系统软件、硬件均采用高度的模块化，具有很大的灵活性和扩展性，可以适应不同规模监控网络和不同数量监控对象的需求。
△监控测量系统具有良好的电磁兼容性，被监控设备处于任何工作状态下，监控系统均能正常工作；同时监控设备本身不产生影响被监控设备正常运行的电磁干扰。
△监控系统可对不同接地要求的多种设备均可以接入监控，所有监控点的接入均没有破坏被监控设备本身的接地状态。
△监控系统具有完善的自诊断能力，对测量数据本身，通信中断，软、硬件故障均能自动诊断故障；监控系统故障时不影响被监控设备的正常工作和控制功能。
△监控系统硬件可以在用户给出的基础电源条件下不间断工作。
△监控系统所有软件均运行在WINDOWS操作系统环境下，有良好的人机对话界面，软件语言为中文，操作人员只要具备有WINDOWS操作系统基础知识即可对本系统进行操作。
四、信息中心环境监控系统设计说明
本机房动力环境监控系统设计的方案包括：
配电监测子系统；
UPS监测子系统；
精密空调监控子系统；
漏水检测监控子系统；
门禁管理子系统；
消防报警子系统；
温湿度监测子系统；
网络设备监测子系统；
视频检测子系统。
将各个子系统连接起来，形成一个智能型机房环境集中监控系统。
在报警方式上分为：
短信报警功能、电话报警功能、软件界面报警、多媒体实时报警等方式，机房管理人员可在软件界面上任意增加需要短信报警的机房管理人员以及温湿度供电电压、电流等的报警上下限等数据。
《以下所有图例仅作参考》：
4.1配电监测子系统
4.1.1监测对象：
对信息中心机房内配电柜总进线电量进行监测，并对市电配电柜和UPS配电柜内的多路开关状态进行监测。
4.1.2监测内容：
A、分别实时监测两个配电柜进线的相电压、相电流、三相有功功率、频率、功率因数、无功功率、视在功率等。
B、监测配电柜内要求监测的开关工作状态，路数无限制。
4.1.3性能要点：
实时显示并保存各配电柜总进线的各监测参数的数值，实时显示并保存各带辅助触点的开关的工作状态。
设定电压、电流的上限值与下限值，当监测的电压或电流超过设定的允许值时，系统诊断为有故障（报警）事件发生，监控主系统立刻弹出相应的报警页面窗口，同时监控主机发出多媒体声音报警及自动拨打预设电话，实现电话语音报警，通知值班人员或相应的主管人员。
4.2UPS监测子系统
4.2.1监测对象：
对机房内的UPS进行实时监测管理。
4.2.2监测内容：
A、模拟量:
输入相电压，输出相电压，旁路相电压，输入相电流，输出相电流，旁路相电流，电池电压，电池电流，系统频率，系统负载，电池后备时间。
B、数字量:
输出电压超范围，电池工作模式，旁路工作模式，电池电压高，电池电压低，系统报警，系统暂停，电池电压低报警，旁路电压超限，主电压超限。
由于不同品牌的厂家设计理念不一样，能监测的参数也不一样，因此，所有模拟量与数字量的具体情况依据UPS厂家提供的UPS通信协议而定。
4.2.3性能要点：
实时显示并保存各UPS通讯协议所提供的能远程监测的运行参数和各部件状态。
实时判断UPS的部件是否发生报警，当UPS的某部件发生故障或越限时，监控主系统立刻弹出相应的报警页面窗口，同时监控主机发出多媒体声音报警及自动拨打预设电话，实现电话语音报警，通知值班人员或相应的主管人员。
机房多媒体报警系统通知本地机房管理人员。
短信报警功能将实时发送报警内容到机房管理人员。
4.2.4实施方案：
要求用户提供UPS的通讯接口与通信协议。
4.3空调监控子系统
4.3.1监控对象：
对信息中心机房内的精密空调，实施远端集中监测与控制。
4.3.2监控内容：
A、监测部份（供参考）：
回风温度、回风湿度、回风温度上限、回风湿度上限、回风温度下限、回风湿度下限、温度设定值、湿度设定值、空调运行状态、压缩机运行时间、乙二醇运行时间、加热百分比、制冷百分比、加热器运行状态、制冷器运行状态、除湿器运行状态、加湿器运行状态、温湿度变化曲线图、压缩机高压报警、压缩机低压报警、空调漏水报警、温湿度过高报警、温湿度过低报警、加湿器故障报警、主风扇过载报警、加湿器缺水报警、滤网堵塞报警等。
实时显示并保存各空调通讯协议所提供的能远程监测的运行参数、各部件状态及报警情况。
报警时，可通过所弹出的报警窗口中相应颜色的改变来分辨报警，同时系统将发出多媒体声音报警，自动拨打预设电话，实现电话语音报警，通知值班人员或相应的主管人员。
防止小的故障扩大。
4.4温湿度监测子系统
4.4.1监测对象：
我们的实际施工经验当中，在计算机机房这类较理想的环境中，可以依据30平方米作为温湿度探头布局基本单位。
4.4.2监测内容：
由温、湿度传感器采集各机房内的下列信号：
A、实时温度信号B、实时湿度信号
4.4.3性能要点：
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，系统立刻弹出相应的报警窗口，实现电话语音报警。
通知值班人员或相应的主管人员。
4.5漏水监测子系统
4.5.1监测对象：
对机房内所有精密空调做全面的漏水检测报警，
4.5.2信号采集：
通过漏水感应线缆感应到空调周边水的存在，信号回传到控制器内，通过RS485总线将信号传至监控主机上的智能通讯卡。
4.5.3性能要点：
当空调或其沿线水管发生漏水现象时（水必须碰到感应线缆），感应线缆感应到某处有漏水事件发生，系统将即刻响应，可从电子地图上线缆的颜色变化来判断报警的发生、并有相应的文本框提示漏水发生的位置；同时，现场值班室还将通过多媒体声音报警，并自动拨号通知相关人员前来处理。
4.6智能消防监测子系统
4.7.1监控对象：
对机房内的智能消防主机的状态进行监测，通过消防厂家提供的通信接口与通讯协议（要求提供相应的完整准确的通讯协议），对消防主机实施远端集中监测。
当消防主机提供的通讯协议没法做时，采用干接点的方式监测。
4.7.2监控内容：
各区消防报警状态、消防主机的状态。
系统检测消防主机的信号，即时显示消防系统状态。
4.7.3性能要点：
实时显示并保存智能消防主机通讯协议所提供的能远程监测的运行参数、各部件状态及报警情况。
报警时，可通过所弹出的报警窗口中相应颜色的改变来分辨报警，
4.7视频监控系统
基于BS结构的场地监控系统利用硬盘录象机的IP地址将视频画面结合到一起，方便用户实时了解机房的现场情况，系统采用MPEG4视频压缩方式，集多画面浏览、录像回放、视频远传、触发报警、球机控制、设备联动于一体。
在显示页面中，实时视频窗口、录像回放窗口、球机（云台）控制窗口都作为控件无缝嵌入在页面中，用户可自行定义视频窗口的数目、摆放位置、窗口大小、播放器界面等，满足不同用户的个性化需要。
系统具有丰富的报警联动功能，视频系统可由外部的输入信号触发录像，如双鉴探头、门磁，或者由本身支持的“移动报警”功能触发。
录像时段也可以由用户自行设定，任意一路视频均可实现远程传输。
视频一旦报警，可拨打电话、发送手机短信，也可同时与其它设备进行联动，输出相应的控制信号。
流量控制
理想的视频传输每通道占用300K带宽，视频质量为25帧/秒、352*288分辨率，可以通过改变帧速率，调节带宽的占用，每秒一帧的传输带宽约为12K，在64K线路上可以实现3-5帧/秒的视频传输。
低速线路上的视频发送
视频传输采用多播方式，不管有多少个视频接收者，任意一段网路上只有一份数据流过，所以流量只需考虑最窄的那段网络通道，可能发生在两个位置：
1.发送端通过电信的256K链路，2.接收端通过MODEN拨号连接，而中间的网络传输应该是很宽敞的，这里暂不考虑MODEN连接，通过电信的256K链路可以保证每秒20帧以上的图象传输，这样的传输速率对于了解现场实际环境来说，已经足够理想了。
视频在监控中心的汇集
当监控中心监控几十路甚至上百路视频信号的时候，有可能在监控中心所在的网段内，引起网络繁忙，所以实际使用时，每一监控画面上只布置有限的一路、四路、十六路等画面，系统在同一时刻只传输打开的那几路，所以可以根据实际情况配置网络流量。
4.8计算机网络总控
4.10.1局域网内监控
将以上所设计到集中监控的UPS监测子系统、配电监测子系统、精密空调监控子系统、温湿度监测子系统、机房漏水监测子系统、门禁管理子系统、消防监测子系统、发电机监测子系统，分别通过不同的采控模块ICP（台湾泓格）采集数据，以RS485方式传输至现场智能控制器，进入现场工控机的设备驱动板，设备驱动板中有专用的通讯芯片，芯片上下载有各设备的驱动程序。
在内部管理摸块的管理下，现场的数据按预先的安排，有条不紊地进入软件系统，由于响应的时间迅速，所以监控计算机能对现场设备达到实时监控，在现场设备异常报警情况下，系统可自动播放语音报警信息，系统会自动拨打设定的电话号码，采用语音方式通知有关人员。
监控主机通过网卡与用户内部局域网相连，经过AGENT采集后的所有数据通过软件设定，可将其数据往网上发送。
4.10.2IE浏览器监控
统将提供内嵌于浏览器的远程监控模块，管理人员可在异地通过IE浏览器，直接查看监控画面，并通过该界面远程控制设备运行（慎用该功能）。
机房动力环境监控系统开发平台为机房管理提供一套完整的解决方案，通过计算机网络实现对机房的集中分布监控，计算机网络通讯协议采用TCP/IP，并且利用硬件采集网络也可实现多级集中监控。
机房动力环境监控采用RS485总线结构，系统通过分布在监控环境中的各种传感器搜集数据，或由智能设备直接提供给计算机，再由计算机对搜集到的信息进行记录和处理并提供报警、分析、调整，并将信息发送到网上，供各级用户选用。
管理者根据这些监测到的信息资料，采取相应的控制措施，或由电脑自动进行控制，使监控环境各设备安全可靠运行。
整个系统结构都为模块化，组建十分灵活，扩
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