如果需要對機房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)進行一個概要了解的,，可以閱讀以下文章,。

機房環(huán)境動力監(jiān)控系統(tǒng)功能介紹及設(shè)計需求規(guī)劃和選擇

在信息化建設(shè)中，機房運行處于信息交換管理的核心位置,。機房內(nèi)所有設(shè)備必須時時刻刻正常運轉(zhuǎn),，否則一旦某臺設(shè)備出現(xiàn)故障,，對數(shù)據(jù)傳輸、存儲及系統(tǒng)運行構(gòu)成威脅,，就會影響到全局系統(tǒng)的運行。如果不能及時處理,，更有可能損壞硬件設(shè)備,，耽誤業(yè)務(wù)系統(tǒng)運轉(zhuǎn)，造成的經(jīng)濟損失是不可估量的,。

一,、為什么要用動力環(huán)境監(jiān)控

在信息化建設(shè)中，機房運行處于信息交換管理的核心位置,。機房內(nèi)所有設(shè)備必須時時刻刻正常運轉(zhuǎn),，否則一旦某臺設(shè)備出現(xiàn)故障，對數(shù)據(jù)傳輸,、存儲及系統(tǒng)運行構(gòu)成威脅,，就會影響到全局系統(tǒng)的運行。如果不能及時處理,，更有可能損壞硬件設(shè)備,，耽誤業(yè)務(wù)系統(tǒng)運轉(zhuǎn)，造成的經(jīng)濟損失是不可估量的,。

 

二,、機房環(huán)境動力監(jiān)控介紹

隨著網(wǎng)絡(luò)信息化和機房房建設(shè)發(fā)展迅猛，作為機房正常,、穩(wěn)定運行基本保證的空調(diào),、電源等設(shè)備的運行狀況以及機房環(huán)境的安全狀況也日漸凸顯出其重要性。由于許多重要機房是24h不間斷運行,，而管理人員很難保證時時刻刻對機房情況進行監(jiān)控,，因此通過技術(shù)手段實現(xiàn)24h不間斷監(jiān)控顯得非常必要。機房環(huán)境動力監(jiān)控系統(tǒng)通過通信和軟件的集成,，可以實現(xiàn)對機房環(huán)境和UPS,、機房空調(diào)、發(fā)電機等設(shè)備的集中監(jiān)視,，并實時采集報警信息發(fā)送給相關(guān)的管理人員,。

機房環(huán)境動力監(jiān)控的監(jiān)控對象是機房的輔助設(shè)備，目前一般沒有將服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)等的運行納入監(jiān)控范圍(有專業(yè)的軟件可以實現(xiàn)服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控),。

機房環(huán)境動力監(jiān)控與樓宇自控系統(tǒng)相比較,，其特殊性表現(xiàn)在:

(1)機房規(guī)模雖小，但被監(jiān)控設(shè)備類別多,、品牌雜,、型號多。

(2)被監(jiān)控設(shè)備應(yīng)用面窄,，大多僅限于機房使用,，與樓宇自控的控制對象往往不同。

(3)機房設(shè)備由于安全性要求很高,，因此主要以監(jiān)視為主,，控制需求較少，以避免誤操作帶來的風(fēng)險,。

 

三,、環(huán)境動力監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成

機房環(huán)境動力監(jiān)控系統(tǒng)由現(xiàn)場傳感器和檢測設(shè)備、通信設(shè)備,、上位機和軟件組成,。其中上位機和軟件處于核心地位。整個系統(tǒng)主體上是基于PC的(PG-Based)控制結(jié)構(gòu),。機房環(huán)境動力監(jiān)控的特點是以監(jiān)視為主,，采集的數(shù)據(jù)需要進行處理如報表、各種報警,、打印,、數(shù)據(jù)記錄等。因此監(jiān)控軟件的核心功能之一就是采集數(shù)據(jù),。它和采集數(shù)據(jù)的硬件設(shè)備的通信方式主要可歸納為三種,。

(1)標準通信協(xié)議。常用的標準協(xié)議有:ARCNET,，CANBus,，DevjceNet，LonWorks,，Modbus,，Profibus。

(2)標準的資料交換接口,。常用的有:DDE(dynamicdataexchange),、OPC(OLEforProcesscontrol)。使用標準的資料交換接口,。

(3)綁定驅(qū)動(nativedriver),。綁定驅(qū)動程序是針對特定硬件和目標設(shè)計的驅(qū)動,。

四、機房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)的功能

監(jiān)控系統(tǒng)需要實現(xiàn)的主要功能和樓宇自控項目基本相同,，概括起來有以下幾個主要方面,。

(一)集中實時監(jiān)視功能

傳統(tǒng)的機房管理采用的是每天定時巡視的制度，比如早晚各一次檢查,，并且將設(shè)備的一些核心運行參數(shù)進行人工筆錄后存檔,。這樣取得的數(shù)據(jù)只限于特定時段，工作單調(diào)而且耗費人力,。而集中實時監(jiān)控功能可解決此問題,。

比如對于UPS電源的運行，用戶一般比較關(guān)心負載功率,、總體負載率,、三相是否平衡等參數(shù)。如果沒有集中監(jiān)控,，用戶需要分別到機房內(nèi)的配電室，現(xiàn)場查看UPS的相關(guān)運行參數(shù),。而實時監(jiān)控系統(tǒng)通過通信采集設(shè)備將當前被監(jiān)視設(shè)備的運行參數(shù)采集上來,，實時顯示在監(jiān)控電腦屏幕上，免去了用戶到不同的設(shè)備跟前查看數(shù)據(jù)的麻煩,，如果有必要,，隨時都可以在辦公室內(nèi)查看。

(二)報警和事件功能

報警指機房運行中出現(xiàn)異常情況,，比如停電事故,、漏水事故等。報警的發(fā)生意味著機房的運行受到影響,，其嚴重程度可用"優(yōu)先級"的概念來定義,。一般監(jiān)控系統(tǒng)均可設(shè)置幾十到上千個優(yōu)先級以區(qū)別報警的嚴重程度。機房內(nèi)的報警優(yōu)先級一般劃分為10級即可,。

事件指機房運行中發(fā)生的一些正常的狀態(tài)改變或人為操作,。事件不是異常情況，因此不需要像報警一樣立即通知用戶進行處理,。但是往往需要進行記錄,，以便日后檢查。比如修改精密空調(diào)的設(shè)置溫度,，這就是一個正常的操作事件,，但對修改時間、修改人的這些信息進行記錄是有必要的,。

報警功能是機房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)最重要的一項功能,，原因在于機房內(nèi)設(shè)備和系統(tǒng)運行的安全性要求很高。報警發(fā)生后，系統(tǒng)應(yīng)對報警事件進行記錄,，并迅速通知值班人員或管理人員進行處理,。報警發(fā)生后，一般按以下步驟來進行處理:

(1)通知,。首要的是將報警信息告知給相關(guān)人員,。

(2)確認。表明已經(jīng)知道報警的發(fā)生,，正在處理,。但此時報警仍然存在，沒有消失,。

(3)消除,。經(jīng)過處理，故障消失,，設(shè)備恢復(fù)正常,，報警也隨之消失。報警的通知主要采用以下幾種模式來實現(xiàn),。

1.屏幕顯示報警

這是最基本的方法,，但也往往是報警信息最詳盡的模式。通過在監(jiān)控電腦屏幕上顯示醒目的圖案和文字來告知用戶,。報警文字是關(guān)鍵的信息,，一般至少需要明確指出每次報警的幾個關(guān)鍵參數(shù):報警時間、報警設(shè)備,、故障內(nèi)容,、優(yōu)先級、緊急解決辦法等,。其中緊急解決辦法是一個很有必要的功能,，因為機房內(nèi)的輔助設(shè)備種類多，最基本的緊急解決辦法就由專業(yè)人員盡速響應(yīng)和處理,，因為報警涉及配電,、UPS電源、空調(diào),、消防等幾個系統(tǒng),，現(xiàn)場值班人員并不能對每種設(shè)備都精通，因此能在第一時間給出緊急處理辦法是非常必要的,，甚至一個故障設(shè)備廠家的維護電話號碼都能解決大問題,。

屏幕報警的缺點在于，如果監(jiān)控電腦旁沒有人,，或者沒有人注意,，則報警可能被延誤,。

這種模式的報警通知面比較小，不能及時傳播給專人,。這種報警模式如果結(jié)合網(wǎng)絡(luò)傳輸,，會提高效率，后面章節(jié)將會予以介紹,。

2.本地語音報警

當報警發(fā)生時,，監(jiān)控系統(tǒng)自動通過揚聲器播放報警語音，將報警消息傳遞給現(xiàn)場人員,。其傳遞消息面比屏幕顯示報警要廣,，但也限于一個房間內(nèi)。其優(yōu)點是非常人性化,，缺點是傳播面仍然不廣,，而且不能定人傳播。

3.電話撥號報警

當報警發(fā)生時,，監(jiān)控系統(tǒng)自動通過電話網(wǎng),，撥通系統(tǒng)預(yù)設(shè)的號碼，對方接聽后,，自動播放報警語音,，通過電話將報警消息傳遞給相關(guān)人員。

這種模式的優(yōu)點是能夠?qū)崿F(xiàn)定人播報,。如果和管理責(zé)任人結(jié)合起來，會有比較好的效果,。比如管理UPS和電源系統(tǒng)的人員是A,，管理空調(diào)系統(tǒng)的人員是B，還有其他幾個人C,、D,、E也幫助進行輔助管理。則當發(fā)生UPS故障后,，系統(tǒng)直接撥打A的電話,，減少了中間環(huán)節(jié)。但是實現(xiàn)此項功能,，監(jiān)控系統(tǒng)必須具備以下幾個能力,，否則效果會大打折扣。

(1)具有線路是否通暢的判斷能力,。當撥打的電話號碼占線,，系統(tǒng)自動停止這個號碼的撥號。

(2)具有接聽者是否接聽的判斷能力,。當接聽者接聽后,，系統(tǒng)開始播報報警語音,。

(3)具有確認機制。當接聽者接聽后,，需要按下某個預(yù)先定義的按鍵進行確認操作,，表明他已明確知道這個報警的內(nèi)容。

(4)具有連續(xù)重撥的功能,。例如,，當系統(tǒng)撥打A的手提電話，如果占線或不在服務(wù)區(qū),，則自動按照系統(tǒng)內(nèi)預(yù)設(shè)的順序(假設(shè)是A→B→C→D→E)撥打B的電話,。如果B接聽了但沒有確認，再自動撥打C的電話……直到有人確認為止,。

從上面的電話報警過程來看,，電話撥號通知的報警信息要傳達到預(yù)先指定的人員，并不是一件順利的過程,，因此,，確認機制是最為重要的。目前市場上銷售的監(jiān)控系統(tǒng)并不都具有完善的電話報警手段,。

電話報警可通過兩種設(shè)備實現(xiàn):語音Modem和電話語音卡,。

4.手機短消息報警

隨著通信業(yè)和短信業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展，通過手機短信發(fā)送報警信息成了一個有效的手段,。其優(yōu)點在于可以通知很多人,，通知面廣。但這種方式仍缺少有效的確認機制,，仍然無法判斷是否真正通知到指定的人"不過其發(fā)送面廣的優(yōu)點可以適當彌補這一不足,。

5.E-mail報警

通過網(wǎng)絡(luò)，將報警信息以電子郵件的形式發(fā)送到個人,。但此模式的及時性不好,，難以保證讓相關(guān)人員在第一時間得知消息。

(三)運行歷史數(shù)據(jù)記錄和趨勢功能

對機房的管理者來說,，除了系統(tǒng)的報警功能以外,，系統(tǒng)的另一個重要的功能就是歷史數(shù)據(jù)和趨勢功能。因為機房只是一個存放計算機和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的場所,，隨著事件的推移,，機房內(nèi)的設(shè)備數(shù)量、型號等都會發(fā)生變化,，按照目前的趨勢,，一般都是越來越多。因此,，從機房管理角度,，需要能夠擁有機房設(shè)備運行的歷史資料,，這樣可以通過分析，找出發(fā)展趨勢,、發(fā)現(xiàn)故障隱患,。從而大幅度提高機房的管理水平。

歷史數(shù)據(jù)和趨勢功能主要實現(xiàn)對機房運行的關(guān)鍵參數(shù)進行長期的記錄,，通過調(diào)用,、查看歷史趨勢圖，進行一些統(tǒng)計分析等,。對于數(shù)據(jù)的記錄,，一定要選擇"關(guān)鍵參數(shù)"，而不能什么參數(shù)都進行記錄,，同時應(yīng)注意參數(shù)記錄的頻率,。因此，詳細了解用戶的需求非常重要,。因為,，如果記錄數(shù)據(jù)量太大，對基于PC架構(gòu)運行的監(jiān)控系統(tǒng),，其存儲能力受到比較大的限制,。比如，功率參數(shù)是一個關(guān)鍵參數(shù),，如果每秒記錄一次參數(shù)值,，假設(shè)在數(shù)據(jù)庫中占用4個字節(jié)，則一年就需要記錄31536000次,，需要的硬盤容量是126M,，而100個參數(shù)就需要幾十個G的容量，在調(diào)用數(shù)據(jù)時將會非常緩慢,，記錄數(shù)據(jù)時因?qū)ο到y(tǒng)要求很高,，也容易造成系統(tǒng)癱瘓,。這個問題雖然可以采用實時數(shù)據(jù)庫來解決,，但費用昂貴。因此,，對于需求的具體分析非常必要,。按照機房運行的規(guī)律，建議模擬參數(shù)記錄頻率在lOmin以上一次,。報警數(shù)據(jù)則因其量小,，發(fā)生頻率低，應(yīng)全部記錄,。這樣既可保證資料的相對完善,，又極大地減少了數(shù)據(jù)量,。

(四)用戶管理功能

用戶管理主要是對監(jiān)控系統(tǒng)的使用者進行權(quán)限管理，避免末授權(quán)的人員隨意修改參數(shù)設(shè)置或者查看,。而授權(quán)需要進行分級控制,，不同級別的用戶只能進行自己這個級別內(nèi)所允許的操作。

(五)計劃安排功能

通過事件計劃表,，定時執(zhí)行一些操作,，比如系統(tǒng)資料的備份、下班定時關(guān)燈等,。該功能在機房內(nèi)使用不多,，但隨著機房監(jiān)控系統(tǒng)的不斷完善，可以滿足更多的用戶需求,。

(六)報表功能

數(shù)據(jù)報表在工控系統(tǒng)中是必不可少的一部分,，是數(shù)據(jù)顯示、查詢,、分析,、統(tǒng)計、打印的最終體現(xiàn),，是整個控制系統(tǒng)最終結(jié)果輸出的重要組成部分,，是對機房監(jiān)控過程中系統(tǒng)監(jiān)控對象的狀態(tài)的綜合記錄和規(guī)律總結(jié)。一般有實時數(shù)據(jù)報表,、歷史數(shù)據(jù)報表(班報表,、日報表、月報表等),。用戶通過報表的過濾器選項,，將自己感興趣的內(nèi)容打印出來，便于分析存檔,。

(七)遠程管理功能

遠程管理主要是指利用目前日益完善的網(wǎng)絡(luò)資源,，使操作人員不再局限在監(jiān)控主機旁操作，而能夠在其他地點對系統(tǒng)進行控制,。一般監(jiān)控主機安裝在機房的監(jiān)控室內(nèi),，但并不是所有的機房都是24h有人職守。通過遠程管理,，操作員可以在辦公室,、外地等地進行管理，消除了地域限制,。比如省級機房和地市級機房,，如果都設(shè)置全職管理員的話，人力資源上浪費較大,。而通過網(wǎng)絡(luò),，可以將監(jiān)控系統(tǒng)在省里集中監(jiān)控,，地市上不再需要設(shè)置專人。當運行有問題時,，通過前面的多種報警通知模式,，省上和地市均可得到消息，從而可以快速解決問題,。

(八)運行設(shè)置和控制功能

除了主要的監(jiān)視功能,，系統(tǒng)還應(yīng)具備控制能力。在大多數(shù)機房中,，控制對象主要是非電源類設(shè)備,，比如空調(diào)、通風(fēng),、照明等系統(tǒng),。由于電源設(shè)備的可靠性要求極高，進行控制操作時(比如開/關(guān)機等)很可能因為誤操作造成機房癱瘓,，因此不進行控制,，只進行監(jiān)視。

(九)安全冗余功能

由于機房環(huán)境動力監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)視著機房的運行,，如果自身出現(xiàn)故障,，將無法進行監(jiān)視，降低了管理的安全性,。因此,，在要求機房有很高的安全管理水平時，往往采取冗余的辦法解決自身的可靠性,。一般通過以下兩種方式實現(xiàn),。根據(jù)對可靠性要求的高低和實際故障隱患的大小，兩種方式既可同時使用,，也可單獨采用,。

采控設(shè)備的冗余:負責(zé)監(jiān)控計算機與現(xiàn)場被監(jiān)控設(shè)備通信的采控設(shè)備承擔(dān)著雙向的數(shù)據(jù)傳輸工作，對其備份可以提高傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

監(jiān)控計算機的冗余,，由于監(jiān)控系統(tǒng)一般均運行于PC平臺的硬件上,，而且操作系統(tǒng)以Windows200O和XP為主，因此,，計算機硬件,、操作系統(tǒng)和監(jiān)控軟件自身的故障都會造成系統(tǒng)停止工作,?？梢酝ㄟ^局域網(wǎng)的TCP/IP協(xié)議將兩臺裝有同樣軟件的計算機配置成熱備份冗余運行,，一臺為主機，一臺為從機,。

相對而言,，計算機和軟件系統(tǒng)出問題的概率高,，對機房內(nèi)的監(jiān)控做冗余，建議做計算機的冗余,，即采用雙機熱備份方式,。

雙機熱備主要是實時數(shù)據(jù),、報警信息和變量歷史記錄的熱備,。主/從機都正常工作時,，主機從設(shè)備采集數(shù)據(jù),，并產(chǎn)生報警和事件信息,。從機通過網(wǎng)絡(luò)從主機獲取實時數(shù)據(jù)和報警信息，而不會從設(shè)備讀取或自己產(chǎn)生報警信息,。主/從機都各自記錄變量歷史數(shù)據(jù),。同時,，從機通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽主機，從機與主機之間的監(jiān)聽采取請求與應(yīng)答的方式,，從機以一定的時間間隔(查詢間隔)向主機發(fā)出請求,，主機應(yīng)答表示工作正常,，主機如果沒有作出應(yīng)答,，從機將切斷與主機的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸,，轉(zhuǎn)入活動狀態(tài),，改由下位設(shè)備獲取數(shù)據(jù),，并產(chǎn)生報警和事件信息,。此后，從機還會定時監(jiān)聽主機狀態(tài),，一旦主機恢復(fù),，就切換到熱備狀態(tài),。通過這種方式實現(xiàn)了熱備。當主機正常運行,，從機后啟動時，主機先將實時數(shù)據(jù)和當前報警緩沖區(qū)中的報警和事件信息發(fā)送到從機上,，完成實時數(shù)據(jù)的熱備份,。然后主/從機同步，暫停變量歷史數(shù)據(jù)記錄,，從機從主機上將所缺的歷史記錄文件通過網(wǎng)絡(luò)拷貝到本地,，完成歷史數(shù)據(jù)的熱備份。這時可以在主/從機組態(tài)王信息窗中看到提示信息"開始備份歷史數(shù)據(jù)"和"停止備份歷史數(shù)據(jù)",。歷史數(shù)據(jù)文件備份完成后,，主/從機轉(zhuǎn)人正常工作狀態(tài)。當從機正常運行,，主機后啟動時,，從機先將實時數(shù)據(jù)和當前報警緩沖區(qū)中的報警和事件信息發(fā)送到主機上，完成實時數(shù)據(jù)的熱備份,。然后主/從機同步,，暫停變量歷史數(shù)據(jù)記錄，主機從從機上將所缺的歷史記錄文件通過網(wǎng)絡(luò)拷貝到木地,，完成歷史數(shù)據(jù)的熱備份,。這時也可以在主/從機的組態(tài)主信息窗中看到提示信息"開始備份歷史數(shù)據(jù)"和"停止備份歷史數(shù)據(jù)"。歷史數(shù)據(jù)文件備份完成后,，主/從機轉(zhuǎn)人正常工作狀態(tài),。

雙機熱備的構(gòu)造思想是主機和從機通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)連接，正常情況下主機處于工作狀態(tài),，從機處于監(jiān)視狀態(tài),，一旦從機發(fā)現(xiàn)主機異常，從機將會在很短的時間之內(nèi)代替主機,，完全實現(xiàn)主機的功能,。例如，1/0服務(wù)器的熱備機將進行數(shù)據(jù)采集,，報警服務(wù)器的冗余機將產(chǎn)生報警信息并負責(zé)將報警信息傳送給客戶端,，歷史記錄服務(wù)器的冗余機將存儲歷史數(shù)據(jù)并負責(zé)將歷史數(shù)據(jù)傳送給客戶端,。當主機修復(fù)重新啟動后,，從機檢測到了主機的恢復(fù),，會自動將主機丟失的歷史數(shù)據(jù)拷貝給主機,，同時,，將實時數(shù)據(jù)和報警緩沖區(qū)中的報警信息傳遞給主機，然后從機將重新處于監(jiān)視狀態(tài)。這樣即使發(fā)生了事故,，系統(tǒng)也能保存一個相對完整的數(shù)據(jù)庫以及報警信息和歷史數(shù)據(jù)等。

五,、設(shè)計需求規(guī)劃

不同的機房用戶,，對機房內(nèi)的設(shè)備數(shù)量、型號規(guī)格要求不一樣,，甚至使用習(xí)慣都不同,，這就造成需求的千差萬別,，因此很難用固定不變的軟件滿足所有需求，二次開發(fā)是不可避免的,。為了成功地進行二次開發(fā)，在機房環(huán)境動力監(jiān)控項目的實施過程中,，特別需要和用戶有良好的技術(shù)溝通。

一般按照如下幾個步驟進行環(huán)境動力監(jiān)控的規(guī)劃和實施,。

(一)確定需要監(jiān)控的對象

首先應(yīng)該明確系統(tǒng)中需要監(jiān)控的設(shè)備和項目,。

(二)確定監(jiān)控對象的信號類型

監(jiān)控對象雖然多,，但信號類型只分為三類:開關(guān)量信號,、模擬量信號,、智能設(shè)備信號,。(1)開關(guān)量信號。這類信號只有兩個狀態(tài),，比如配電柜開關(guān)只有合閘和分閘兩種狀態(tài),。屬于開關(guān)量信號的有:配電開關(guān),、防雷器狀態(tài),、新風(fēng)機、排風(fēng)機,、消防信號,。采集到的原始信號需要將其進行數(shù)字化轉(zhuǎn)換,。在機房環(huán)境中,，目前主流方法是采用分布式I/O采集模塊來實現(xiàn),。由于配電開關(guān)只監(jiān)視,，不需要控制,，因此需要采用DI輸入模塊,，將開關(guān)量狀態(tài)轉(zhuǎn)化為0,、1的數(shù)字信號狀態(tài),。每個模塊根據(jù)型號和廠家的不同,，可以同時檢測4~32路開關(guān)信號,。這里采用8路輸入的型號,。

(2)模擬量信號:模擬量是連續(xù)變化的信號,，采集的過程就是進行模擬到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換和傳輸?shù)倪^程,。模擬量信號轉(zhuǎn)換模塊一般有4~8路輸入信號，這里我們采用8路輸入的模塊,。上面的監(jiān)控對象中,，房間的溫濕度就是典型的模擬信號。

(3)智能設(shè)備:智能設(shè)備的檢測和數(shù)字編碼工作由已經(jīng)內(nèi)置的單片機自行完成，設(shè)備上提供通信接口,，監(jiān)控系統(tǒng)只是與其進行通信連接,，將信號傳輸?shù)奖O(jiān)控主機上解碼。在上面的需求中,，UPS電源,、空調(diào)、發(fā)電機,、電量儀,、定位漏水控制器屬于智能設(shè)備。

需要注意的是,，由于設(shè)備種類眾多,，具體的信號類型需要根據(jù)具體設(shè)備來確定，本例主要針對常見情況,，并不代表所有情況,。

(三)確定監(jiān)控對象的信號采集方法

信號的采集過程分為幾個環(huán)節(jié):實際信號一電信號的轉(zhuǎn)換;電信號一數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換。

l.UPS電源(包含直流電源)

UPS電源和直流電源均帶有電池,，對計算機起到提高電源質(zhì)量,、停電后持續(xù)供電的保障。作為機房供電的核心設(shè)備,，它們的運行安全在某種意義上甚至比不少計算機服務(wù)器還高,。因為一旦UPS宕機，則整個機房都將癱瘓,，業(yè)務(wù)系統(tǒng)停止工作,。所以安全性要求較高的單位如金融,、政府,、電信等單位元一例外全部采用有熱備份的UPS配置。但即便如此,，時刻監(jiān)視UPS的運行狀況依然非常必要,。通過由UPS廠家提供的通訊協(xié)議及智能通訊接口，對UPS進行監(jiān)控,，對UPS內(nèi)部整流器,、逆變器、電池,、旁路,、負載等各部件的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)視，一旦有部件發(fā)生故障,，系統(tǒng)將自動報警,。并且實時監(jiān)視UPS的各種電壓、電流,、頻率,、功率等參數(shù),，并提供直觀的圖形界面顯示。

機房環(huán)境中對于UPS的監(jiān)控一律采用只監(jiān)視,，不控制的模式,，避免由于監(jiān)控系統(tǒng)的失誤帶來的斷電風(fēng)險。

UPS在機房監(jiān)控中屬于智能設(shè)備,。目前UPS普遍帶有RS232C或RS485接口作為監(jiān)控接□,一些UPS還支持通過網(wǎng)絡(luò)訪問的SNMP協(xié)議接口,。由于串行接口更為普及，機房監(jiān)控系統(tǒng)普遍采用RS232C或RS485串門進行通信,，采集設(shè)備的運行數(shù)據(jù),。

當UPS接口為RS232時，從UPS將數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)控主機的通信線路距離應(yīng)不超過15m,。在大多數(shù)機房中,，這個距離是無法滿足的。于是就需要采用RS232/485轉(zhuǎn)換器,，將232信號轉(zhuǎn)換為485信號后傳輸,，這樣就可以支持1000m以上的傳輸距離。滿足幾乎所有本地機房監(jiān)控的需求,。

在監(jiān)控主機一側(cè),，信號線直接接入多串口擴展卡上，從而完成了線路的物理連接,。需要注意的是,，如果設(shè)備側(cè)采用485接□，主機側(cè)也需要采用485接口,，兩端的電氣接口類型應(yīng)保持一致,。

以上連接模式中，主要需要兩種設(shè)備:R5232/485轉(zhuǎn)換器和多串口擴展卡,。

RS232/485轉(zhuǎn)換器:建議采用帶光電隔離型的,，有利于設(shè)備的安全。

多串口擴展卡:用在監(jiān)控主機上,。主機一般自帶1~2個RS232C串口,，但在監(jiān)控項目中一般都不夠用，因此需要通過擴展卡來擴展本機的串口數(shù)量,。

 

電池部分

在一個UPS不間斷電源系統(tǒng)中,，可以說蓄電池是這個系統(tǒng)的支柱，沒有電池的UPS只能稱作穩(wěn)壓穩(wěn)頻電源,。UPS能夠?qū)崿F(xiàn)不間斷供電,，就是因為有了蓄電池的存在，在市電異常時，逆變器能夠直接將蓄電池的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成交流電能,，使負載設(shè)備得以連續(xù)運行,。

目前，中小型UPS電源廣泛使用的是免維護密封鉛酸蓄電池,，通常占據(jù)UPS電源總成本的1/4一1/2之多,。不僅如此，長期的維修經(jīng)驗表明,，約有50%以上的UPS電源故障與UPS蓄電池有關(guān),。UPS蓄電池的故障主要表現(xiàn)為端電壓不夠、容量不足或瞬間放電電流不滿足負載啟動要求等,。

一般正常使用的UPS,，其蓄電池壽命通常在3一5年，但是目前國內(nèi)有相當部分UPS蓄電池在投入使用不到1年就開始出現(xiàn)問題,，更有甚者,，有些進口品牌UPS的國產(chǎn)電池剛買來就失效的情況也時常發(fā)生。這一方面是由于蓄電池在制造工藝上存在先天的缺陷,，另一方面也是由于缺乏必要維護所造成的,。值得注意的是，許多使用UPS的單位由于缺乏必要的,、定期的檢測維護措施,，根本不清楚UPS系統(tǒng)中蓄電池的工作狀況，為UPS系統(tǒng)運行留下隱患,。ups蓄電池定期測量各塊蓄電池的端電壓,。當各塊蓄電池電壓差過大時，需要進行均衡充電,，并定期對蓄電池進行容量測試,，以便檢查蓄電池組的性能以及保持蓄電池的活性。在實際運用中,，由于各種條件的限制,，UPS蓄電池的維護很少有人完全按照標準進行。在國內(nèi)有95%以上的UPS電池缺乏必要的維護,，這為UPS供電系統(tǒng)埋了隱患;一般UPS蓄電池是裝在柜子里或放在地板下，測量,、拆裝都不方便;現(xiàn)在98%以上的UPS蓄電池沒有安裝監(jiān)控設(shè)備,，維護人員通常所能進行的只有每隔一段時間，斷開市電讓UPS蓄電池放電一段時間,，充其量只是能夠一定程度上保持電池的活性,，而對于電池的性能以及各節(jié)蓄電池的容量等重要數(shù)據(jù)還是無從知曉。如果不能妥善地管理使用蓄電池組，如過度充放電或電池老化等現(xiàn)象都會導(dǎo)致電池損壞或電池容量急劇下降(即便只有一節(jié)電池性能惡化,，也會嚴重影響整組電池的性能),，從而影響設(shè)備的正常供電。因此,，及時可靠地對蓄電池組進行巡回檢測,，對于維護負載設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)具有十分重要的意義。為此,，需要通過在線式電池監(jiān)測儀,、直流電流傳感器等設(shè)備對UPS蓄電池進行監(jiān)控，對電池故障進行預(yù)警;鑒于溫度對蓄電池容量與壽命有很大影響,，應(yīng)使用微型溫度傳感器對蓄電池的工作溫度進行監(jiān)測,。一且蓄電池異常，將自動切換到蓄電池監(jiān)測畫面,，并伴隨有報警聲音和相應(yīng)的處理提示,。

在線式電池監(jiān)測儀通常采用分布式結(jié)構(gòu)，每只電池配備一個電池檢測模塊,，每組電池配備一個電池組參數(shù)檢測模塊,，每臺用戶設(shè)備(最多兩個電池組)配備一臺控制器。電池檢測模塊負責(zé)監(jiān)測電池的運行參數(shù)端電壓,、電池表面溫度和電池參數(shù)內(nèi)阻,，電池端電壓和溫度以數(shù)模轉(zhuǎn)換并采用過采樣算法而獲得。內(nèi)阻采樣時模塊中的激勵單元產(chǎn)生lOHz,、2A的恒幅交流信號,，經(jīng)過數(shù)字加權(quán)濾波算法，濾去千擾信號并算出信號的幅值即是電池的內(nèi)阻值,。由于電池端電壓因激勵而產(chǎn)生的波動量級在數(shù)十微伏至數(shù)十毫伏之間且頻率很低,，與開關(guān)電源的紋波和噪聲達幾百毫伏和幾十千赫茲相比，監(jiān)測系統(tǒng)不會對用戶系統(tǒng)產(chǎn)生影響,。

2.空調(diào)設(shè)備

機房的特點之一就是設(shè)備密集,，發(fā)熱量大。因此,，空調(diào)對控制機房的溫濕度起著決定性作用,。當機房溫度超過25℃后，一些計算機,、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備就會發(fā)出報警,。機房空調(diào)停止運行2h左右，機房溫度就會從20℃升到30℃以上,，此時計算機設(shè)備運行可靠性大為降低,。對空調(diào)運行狀態(tài)進行監(jiān)控可以使空調(diào)設(shè)備穩(wěn)定運行,，保證機房溫濕度的穩(wěn)定、可靠,。通常對空調(diào)系統(tǒng)采用RS485接口進行數(shù)據(jù)采集,。通過實時監(jiān)控，能夠全面診斷空調(diào)運行狀況,，監(jiān)控空調(diào)各部件(如壓縮機,、風(fēng)機、加熱器,、加濕器,、去濕器、濾網(wǎng)等)的運行狀態(tài)與參數(shù),，并能夠通過管理軟件遠程修改空調(diào)設(shè)置參數(shù)(溫度,、濕度、溫度上下限,、濕度上下限等),，以及對精密空調(diào)的重啟。監(jiān)控系統(tǒng)一且監(jiān)測到有報警或參數(shù)超出范圍,，將自動切換到相關(guān)的運行畫面,，并伴隨報警聲音和相關(guān)處理提示。對重要參數(shù),，可作曲線記錄,，用戶能夠通過曲線記錄直觀地看到空調(diào)機組的運行情況?？照{(diào)機組即便有微小的故障,，也可以通過系統(tǒng)檢測出來，及時采取措施防止空調(diào)機組進一步損壞,。

3.漏水檢測

大多數(shù)機房的設(shè)計采用的是地板下走線方式,，強電、弱電,、接地線,、電纜通常縱橫交錯,。一旦發(fā)生地板漏水,，管理人員難以及時發(fā)現(xiàn)，漏水將威脅著整個機房負載,。因此對機房內(nèi)的漏水狀態(tài)進行實時的監(jiān)測是十分必要的,很可能造成電氣線路及計算機短路,，燒毀設(shè)備，中斷系統(tǒng)運行,，危害極大,。因此在規(guī)劃機房時應(yīng)避免無關(guān)水管經(jīng)過機房。從實際運行經(jīng)驗來看,，機房發(fā)生漏水的原因主要有以下幾種,。

(1)由于必須的空調(diào)系統(tǒng)，機房內(nèi)不可避免地需要布置空調(diào)的上下水管,，從而形成隱患,。

(2)由于外墻窗戶或外墻穿墻孔洞(如空調(diào)孔，電氣孔等)密封防水處理不好造成下雨時漏水,。

(3)當機房外走道上或大樓其他地方由于某些原因發(fā)生強烈漏水時(如消防爆管),，水會通過門、墻角等處涌進機房,。

(4)樓上漏水,，造成機房頂部滴漏。

防止水患應(yīng)采取主動和被動兩種措施,，主動措施是在機房規(guī)劃時就減少漏水隱患;被動措施就是萬一發(fā)生漏水,，能在第一時間發(fā)現(xiàn)并采取措施。采用漏水檢測系統(tǒng)可實現(xiàn)該目的,。

漏水檢測系統(tǒng)分定位和不定位兩種,。所謂定位式，就是指可以準確報告具體漏水地點的測漏系統(tǒng),。不定位系統(tǒng)則相反,，只能報告發(fā)現(xiàn)漏水，但不能指明位置,。系統(tǒng)由傳感器和控制器組成,。控制器監(jiān)視傳感器的狀態(tài),，發(fā)現(xiàn)水情立即將信息上傳給監(jiān)控PC,。測漏傳感器有線檢測和面檢測兩類，機房內(nèi)主要采用線檢測,。線檢測使用測漏繩,，將水患部位圍繞起來，漏水發(fā)生后,，水接觸到檢測線發(fā)出報警,。由于活動地板在機房內(nèi)普遍使用，各種水管在地板下布置,，一旦發(fā)生漏水,，往往無法及時發(fā)現(xiàn)。在配置漏水檢測線時,，如果漏水隱患(通常是水管)在地板下分布范圍較廠,，建議采用定位式檢測,，否則難以迅速找到泄漏點。如果隱患范圍集中,，則建議采用不定位式,，簡單經(jīng)濟。

4.配電系統(tǒng)

配電系統(tǒng)監(jiān)測主要是對配電柜的運行狀況進行監(jiān)測,，其中又分兩部分監(jiān)測內(nèi)容,。

用電情況監(jiān)視:主要對配電系統(tǒng)的電壓、電流,、功率等參數(shù)進行監(jiān)視,。當一些重要參數(shù)超過危險界限后進行報警。

配電開關(guān)的狀態(tài)監(jiān)視:配電開關(guān)控制著設(shè)備的電源,，當其故障跳閘時應(yīng)盡快發(fā)現(xiàn)并快速排除故障,。

配電柜的開關(guān)狀態(tài)一般可采用兩種方法來反映:第一種是需要檢測的重要開關(guān)自身帶有輔助觸點，可直接采集輔助觸點的無源信號(干接點)來反映開關(guān)狀態(tài);第二種是通過檢測開關(guān)下端的電壓有無來間接判斷上面的開關(guān)是否合閘,。由于輔助觸點和開關(guān)是機械聯(lián)動的,，顯然前一種辦法最為直接準確，但需要注意,，開關(guān)的輔助觸點往往是選配件,，在供配電設(shè)計時最好一并配置。后一種辦法在開關(guān)前級停電的情況下則會認為開關(guān)"分閘",，此時就會誤報,。為此，還需要結(jié)合前級電源的有無才能真實反映開關(guān)實際狀況,。從這個例子中可以看到,，對被監(jiān)測設(shè)備的了解是關(guān)鍵的一步，只有充分了解被監(jiān)視設(shè)備的特性,，才能確定正確的監(jiān)測方案,。

采用電量儀或電壓電流傳感器以及模擬量模塊能夠組成配電參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)。電量儀是集三相相電壓,、相電流,、線電壓、線電流,、有功,、無功、頻率,、功率因數(shù)等參數(shù)于一體的智能儀表,。將儀表帶有的報警功能和智能通訊接口與監(jiān)控系統(tǒng)相連，監(jiān)控系統(tǒng)通過分析處理儀表采集的參數(shù),，使得管理人員能夠非常方便地讀取配電系統(tǒng)的電流,、電壓等運行數(shù)據(jù),，了解供電質(zhì)量情況。通過分析配電系統(tǒng)運行參數(shù)存有的歷史數(shù)據(jù)和曲線圖,，分析故障的原因,，甚至可以預(yù)防很多事故的發(fā)生,。

5.發(fā)電機

通過串口通信的方式進行監(jiān)控,，需要發(fā)電機的串口通信協(xié)議。

6.機房實際溫濕度

機房內(nèi)安裝的負載設(shè)備,，其正常運行對環(huán)境溫濕度有比較高的要求,。良好的溫濕度控制，對充分發(fā)揮計算機系統(tǒng)的性能,，延長機器使用壽命,、確保數(shù)據(jù)安全性以及準確性是非常重要的問題。

計算機設(shè)備中,，.通常使用了大批的半導(dǎo)體器件,、電阻器、電容器等,。在計算機加電工作時,，環(huán)境溫度的升高部會對它們的正常工作造成影響。當溫度過高時,，可能會導(dǎo)致某些元器件不能正常工作甚至完全失去作用,，進一步導(dǎo)致計算機設(shè)備的故障。因此,，必須按照各種設(shè)備的要求,，把溫度控制在設(shè)定的范圍之內(nèi)。

為了確保計算機安全可靠地運行,，除嚴格溫度控制之外,，還需要把濕度控制在規(guī)定的范圍之內(nèi)。一般地講,，相對濕度低于40%時,，空氣被認為是干燥的;而相對濕度高于80%時，則認為空氣是潮濕的;相對濕度為100%時,，空氣處在飽和狀態(tài),。

在相對濕度保持不變的情況下，溫度越高,，水蒸氣壓力增大,，水蒸氣對計算機設(shè)備的影響越大。由于水蒸氣壓力增大,，在元器件或由介質(zhì)材料表面形成的水膜越來越厚,，可能造成"導(dǎo)電小路"和飛弧現(xiàn)象,，引起設(shè)備故障。

高濕度對電子計算機設(shè)備的危害是明顯的,，而低濕度的危害有時更加嚴重,。在相同的條件下，相對濕度越低,，也就是說越干燥,，靜電電壓會越高，影響電子計算機設(shè)備的正常工作越明顯,。實驗表明,，當計算機機房的相對濕度為30%時，靜電電壓為5000v,，當相對濕度為20%時,，靜電電壓為10000v，而相對濕度降到5%時,，則靜電電壓可高達20000v,。

雖然在精密空調(diào)中已經(jīng)能夠讀到空調(diào)的回風(fēng)溫度參數(shù)，但對于較大面積的機房或有多個設(shè)備房間的機房(特別是有些還沒有做到全部使用精密空調(diào)的機房),，空調(diào)的回風(fēng)溫度并不能準確代表房間內(nèi)的實際溫濕度,，而只是一個回風(fēng)的平均值。因此可能回風(fēng)溫度是合乎標準的,，但某些房間或某些區(qū)域的實際溫度反而超標,，也就是溫濕度均勻性不好。

所以在機房的各個重要位置,，需要裝設(shè)溫濕度檢測模塊,，記錄溫濕度曲線供管理人員查詢。一旦溫濕度超出范圍,，即刻啟動報警,，提醒管理人員及時調(diào)整空調(diào)的工作設(shè)置值或調(diào)整機房內(nèi)的設(shè)備分布情況。另外,，監(jiān)控系統(tǒng)將記錄下機房的溫濕度曲線,，供機房管理人員參考。管理人員能夠根據(jù)當?shù)氐母骷竟?jié)的溫濕度狀況進行適時的調(diào)整;及時防范因溫濕度變化造成不必要的設(shè)備損壞;在問題發(fā)生后可根據(jù)歷史曲線輕松找到問題所在,，快速解決問題,。

傳統(tǒng)的溫濕度檢測方式為溫濕度傳感器輸出電壓或電流信號，通過模擬量采集模塊傳送至計算機,，其電壓或電流信號在傳輸過程中不可避免地受到線材質(zhì)量,、傳輸距離、電磁干擾等影響，造成不可避免的誤差,。為確保溫濕度檢測值不至于受上述因素的影響,，應(yīng)選用總線式溫濕度傳感器，傳感器把檢測到的溫濕度數(shù)據(jù)在本地直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,，再傳送給系統(tǒng),，最大限度地保證了溫濕度檢測的準確性。

通過加裝溫濕度傳感器,，采集機房內(nèi)各個區(qū)域的實時溫濕度,，提供機房關(guān)鍵位置準確的實時溫濕度值。管理員通過了解機房實時溫濕度狀態(tài),，調(diào)節(jié)送風(fēng)口,、合理設(shè)定空調(diào)的運行參數(shù)，盡可能讓機房整體的溫濕度趨向合理,，確保機房設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。

7.通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)系統(tǒng)監(jiān)控主要包括新風(fēng)系統(tǒng)和排風(fēng)系統(tǒng)的監(jiān)控,。

(1)新風(fēng)系統(tǒng),。機房內(nèi)使用的新風(fēng)機的過濾器過濾級別達到了中效甚至是亞高效，因此比較容易發(fā)生堵塞,，影響機房的新風(fēng)供應(yīng)量,。因此，監(jiān)測系統(tǒng)一般要對過濾器狀況進行監(jiān)視,，這可通過壓差開關(guān)來實現(xiàn),。當過濾器太臟時監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)出報警，提醒盡早更換,。同時系統(tǒng)對風(fēng)機的運行狀況進行監(jiān)視,，當風(fēng)機發(fā)生故障時及時報警。風(fēng)機運行狀態(tài)可通過檢測風(fēng)機電機是否有電來檢測,，也可通過增加壓力傳感器來實現(xiàn),。這兩個方法中，壓力傳感器監(jiān)測最為直接準確,。風(fēng)機故障還可以通過風(fēng)機電源的有無和壓力傳感器兩者共同作用來檢測,，或者對風(fēng)機的熱保護繼電器狀態(tài)進行監(jiān)視。

新風(fēng)系統(tǒng)一般還設(shè)計有遠程啟動功能,，能在機房之外的區(qū)域執(zhí)行新風(fēng)機的啟動或停止操作,。

新風(fēng)的聯(lián)動控制:可以在機房內(nèi)設(shè)置CO2傳感器，通過檢測機房內(nèi)CO2的濃度實現(xiàn)風(fēng)機的聯(lián)動控制,。當濃度超標時,，自動啟動風(fēng)機;濃度達標則自動停止。

(2)排風(fēng)系統(tǒng)。對排風(fēng)系統(tǒng)監(jiān)視的內(nèi)容和新風(fēng)系統(tǒng)基本一樣,，只是排風(fēng)機的過濾器過濾級別較低,，一般不進行特別監(jiān)視。

8.防雷系統(tǒng)

由于機房所具有的特殊功能,，防雷系統(tǒng)的工作狀況顯得尤為重要,。一旦防雷模塊被損壞，或發(fā)生其他故障,，機房負載設(shè)備將會處于假保護狀態(tài),，此時一旦發(fā)生雷擊必然造成非常嚴重的損失。如果采用的防雷系統(tǒng)具有智能監(jiān)控接口,，可以通過生產(chǎn)廠家提供的通訊協(xié)議來實現(xiàn)完美的監(jiān)控功能;如果采用的防雷系統(tǒng)僅支持開關(guān)信號輸出,，則需要通過開關(guān)量采集模塊來實現(xiàn)對防雷模塊工作情況的實時監(jiān)測，通常只有開和關(guān)兩種監(jiān)測狀態(tài),。

9.消防系統(tǒng)

對消防系統(tǒng)的監(jiān)控主要是消防報警信號,、氣體噴灑信號的采集，不對消防系統(tǒng)進行控制,。有兩種方法實現(xiàn)消防信號的采集:按消防報警控制器廠家的通信協(xié)議進行通信采集或者干接點采集,。采用通信監(jiān)控可以檢測到每個探頭的報警情況，是理想的解決方案,。但需要注意的是,，在實際項目中，由于消防報警控制器的通信協(xié)議不開放,，往往無法實施,。此時就只能采用于接點采集，但不能具體監(jiān)視到每個探頭,，建議按房間進行監(jiān)視,。

10.視頻監(jiān)控

數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用MPEG4視頻壓縮方式，集多畫面測覽,、錄像回放,、視頻遠傳、觸發(fā)報警,、云臺控制,、設(shè)備聯(lián)動于一體，并具備以下特點,。

(1)定制視頻組件,。在視頻系統(tǒng)組件中，視頻實時窗口,、錄像回放窗口,、遠程接受窗口、球機(云臺)控制窗口都作為控件無縫嵌入，操作人員能夠自行定義視頻窗口的數(shù)目,、擺放位置,、窗口大小、播放器界面等,，滿足不同的個性化需要,。

(2)報警聯(lián)動功能。視頻系統(tǒng)可由外部的輸入信號進行聯(lián)動,，如雙鑒探頭,、門磁或由自身設(shè)備支持的"移動報警"功能進行錄像。錄像時段也可以由操作人員自行設(shè)定,，任意一路視頻均可實現(xiàn)遠程傳輸,。視頻一旦報警，可同時與其它設(shè)備進行聯(lián)動,，輸出相應(yīng)的控制信號,。

(3)web管理。視頻系統(tǒng)集成的w亂功能,，用戶通過遠程測覽器看到的是與本地監(jiān)控系統(tǒng)完全一樣的組件界面,，井能夠?qū)崿F(xiàn)同樣的監(jiān)控功能，保證了界面控制的一致性,。

(4)視頻流量控制。遠程圖像采用MPEG-4壓縮方式(視頻質(zhì)量為25幀/秒,、352X288分辨率),，理想狀態(tài)下的視頻傳輸每通道約占用250k帶寬，視頻系統(tǒng)可以通過調(diào)整畫面質(zhì)量,、每秒幀數(shù)或顯示分辨率等參數(shù)來滿足不同帶寬的需要,。

11.門禁監(jiān)控

在機房區(qū)域重要位置安裝門禁系統(tǒng)，以便對出入人員進行有效監(jiān)控管理,，出于安全考慮,，門禁系統(tǒng)設(shè)計時采用控制與讀卡分開的結(jié)構(gòu)。門外安裝讀卡器,，室內(nèi)隱蔽處安裝門禁系統(tǒng)控制器,，防止有人通過技術(shù)手段破壞并非法進入。

門禁系統(tǒng)由控制器,、感應(yīng)式讀卡器,、電控鎖和開門按鈕等組成(聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)外加通訊轉(zhuǎn)換器)。讀卡方式屬于非接觸讀卡方式,，持卡人只要將卡在讀卡器有效范圍內(nèi)晃動一次,，讀卡器就能感應(yīng)到有卡請求驗證并將卡中的信息發(fā)送到主機，主機將檢查卡的有效性，然后決定是否進行開門,。

感應(yīng)卡為只讀屬性,、不易復(fù)制、安全可靠,、壽命長(非接觸讀卡方式減少了感應(yīng)卡機械磨損),。使用通信轉(zhuǎn)接器與監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)后，監(jiān)控中心能夠?qū)崟r監(jiān)控門禁系統(tǒng)的狀態(tài),，并對門禁系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)進行處理,、查詢、報表輸出等,。

非接觸感應(yīng)式門禁系統(tǒng)主要優(yōu)點如下,。

(1)非接觸式Ic卡與讀寫器之間無機械接觸，磨損和故障,。從而避免了由于接觸讀寫而產(chǎn)生的各種問題,。

(2)非接觸式卡表面無裸露的芯片，無需擔(dān)心芯片脫落,、靜電擊穿,、彎曲損壞等問題。

(3)每張卡均有唯一的序列號,。制造廠家在產(chǎn)品出廠前己將序列號固化,，不可再更改，序列號具有唯一性,。芯片內(nèi)有幾十億組密碼組合,，因此復(fù)制的可能性極小。

12.網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與應(yīng)用系統(tǒng)監(jiān)控

監(jiān)控系統(tǒng)主機通過網(wǎng)絡(luò)與路由器,、服務(wù)器,、小型機等建立通訊聯(lián)系，直接從這些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中獲取各種信息,，通訊過程采用國際上通用的簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP),，無需在網(wǎng)絡(luò);設(shè)備上添加任何應(yīng)用程序，即可監(jiān)控機房內(nèi)服務(wù)器,、路由器,、工作站及其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的工作狀態(tài);記錄網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的啟停時間、網(wǎng)絡(luò)流量;統(tǒng)計通訊繁忙程度,、通訊可靠性;提供網(wǎng)絡(luò)通訊狀況的詳盡資料,，輔助管理人員預(yù)先發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)問題隱患，保障網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全可靠性,。同時,，由于采用的是通用協(xié)議,，也給系統(tǒng)后期的擴容和升級帶來極大方便。

13.系統(tǒng)通信的監(jiān)視

環(huán)境動力監(jiān)控系統(tǒng)也可能發(fā)生模塊故障或通信故障等問題,，因此需要對系統(tǒng)自身的通信情況實時監(jiān)控,，確保系統(tǒng)可靠運行。

采集模塊與智能設(shè)備間的通信:可單獨設(shè)置一個記錄上位機和設(shè)備間通信成功次數(shù)的計數(shù)器,，在上位機軟件中對計算器的讀數(shù)變化進行判斷即可,。

 

(四)確定智能設(shè)備的控制參數(shù)

智能設(shè)備是監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集中的難點。首先應(yīng)保證設(shè)備有通信接口,，因為部分設(shè)備的通信接口是選購件,，用戶采購設(shè)備時不一定都帶有。要得到通信協(xié)議,，只能通過設(shè)備廠家,。其次，對協(xié)議的分析是最關(guān)鍵的一環(huán),，在分析協(xié)議前需要對設(shè)備進行了解以便能夠理解各個參數(shù)的含義,，重點是了解協(xié)議中提供的參數(shù)并規(guī)劃出需要采集的信息。一份完整的協(xié)議中有十到數(shù)百個參數(shù),，可分為報警參數(shù),、運行參數(shù)、設(shè)置調(diào)試參數(shù),，其中報警和運行參數(shù)是主要要采集的,，而設(shè)置調(diào)試參數(shù)則往往是廠家工程師進行調(diào)試所用，大多數(shù)參數(shù)對用戶并沒有多少實際意義,，可以不考慮,。比如精密空調(diào)的設(shè)置參數(shù)，用戶一般只需要了解設(shè)置的溫濕度和報警上下限值就夠了,。

(五)確定系統(tǒng)所要實現(xiàn)的功能

前面已經(jīng)介紹了系統(tǒng)常用的功能。在每個具體項目中,，需要與用戶進行良好的溝通,，確認最終要實現(xiàn)的系統(tǒng)功能。

(六)確定采用的通信解決方案

這里采用常用的現(xiàn)場采集模塊配合RS485通信的模式,。模擬量和開關(guān)量共用一條總線,，其余的智能設(shè)備每臺占用一條總線。

(七)確定軟件的集成開發(fā)平臺

考慮到靈活性和開放性,，可以采用組態(tài)軟件,。

六、環(huán)境動力監(jiān)控通信網(wǎng)絡(luò)的選擇

目前有4種常用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu):串口和485總線,、采用現(xiàn)場總線,、采用以太網(wǎng),、混合組網(wǎng)。

(一)串口和R5485總線

由于PC上有串口,，而智能設(shè)備的通信口也多是RS232,、RS485等方式，因此二者連接的最簡單方法就是通過串口通信,，具體模式則主要取決于設(shè)備的接口規(guī)范,。當雙方都是R5232串口時，如果距離小于l5m,，可以直接連接,，而如果距離超出限制，就需要通過R5485連接來滿足實際距離,，這樣在兩側(cè)都需要增加R5485/32轉(zhuǎn)換器,。當被監(jiān)測設(shè)備是RS485接口，則只有PC側(cè)需要轉(zhuǎn)換器,?？傊粭l485總線需占用一個PC的RS232串口

(通過R5485/32轉(zhuǎn)換),。雖然理論上每條總線可以帶32個設(shè)備,，但在實際項目中，往往只將數(shù)據(jù)量小的開關(guān)量采集模塊和模擬量采集模塊掛在同一條485總線上,，對于智能設(shè)備則通常采用一個設(shè)備對應(yīng)一個串口(485或232)的方式配置,，比如一臺空調(diào)占用一個口。因此,，對于智能設(shè)備的通信連接,，實質(zhì)上是星型的、一對一的,，即使采用了485線路,，也僅僅是為了延長通信距離，或者是因為被監(jiān)測設(shè)備的接口是485接口,，而沒有真正利用到R5485的另一個優(yōu)點:它是一條可串接多個不同地址碼的智能設(shè)備總線,。原因之一是因為智能設(shè)備數(shù)據(jù)量大，更主要的是接口驅(qū)動開發(fā)復(fù)雜,。這種結(jié)構(gòu)帶來的問題是需要PC配置較多的串口才能滿足端口數(shù)的要求,，因為常規(guī)的PC或工控機均只有1~2個串口，而機房內(nèi)的智能設(shè)備數(shù)量往往大于這個數(shù),，因此需要通過多串口卡進行擴展,。串口卡宜采用PCI接口。擴展后的PC總串口數(shù)(含本機自帶串口)應(yīng)大于所需要的數(shù)量,，保證擴展空間,。帶來的另一個問題是需要布置較多的線纜,。采用基于485網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)場采控模塊的組網(wǎng)方式，就是基于PC控制的模式,。

(二)現(xiàn)場總線

根據(jù)國際電工委員會(IEC)和美國儀表協(xié)會(lSA)的定義:現(xiàn)場總線是連接現(xiàn)場智能設(shè)備和自動化系統(tǒng)的數(shù)字型,、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò),，它的關(guān)鍵標志是能支持雙向多節(jié)點,、總線式的全數(shù)字通信，具有可靠性高,、穩(wěn)定性好,、抗干擾能力強、通信速率快,、系統(tǒng)安全,、造價低廉、維護成本低等特點?，F(xiàn)場總線的標準多達幾十種,，全世界尚未形成一個統(tǒng)一的標準。在機房監(jiān)控中常采用的是而Lonworks總線,。采用Lonworks總線需要在上位機上安裝LON網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備,，使上位機具備與Lonworks網(wǎng)絡(luò)通信的能力。

與RS485一樣,，Lonworks也是總線,，但RS232、RS485只能代表通信的物理介質(zhì)層和鏈路層,，如果要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向訪問,，就必須自己編寫通信應(yīng)用程序，但這種程序多數(shù)都不能符合IS0/0SI的規(guī)范,，只能實現(xiàn)較單一的功能,，適用于單一設(shè)備類型，程序不具備通用性,。在R5232或R5485連接的設(shè)備網(wǎng)中,，如果設(shè)備數(shù)量超過2臺，就必須使用R5485通信,，RS485網(wǎng)的設(shè)備之間要想互通信息，只有通過"主(master)"設(shè)備中轉(zhuǎn)才能實現(xiàn),，這個主設(shè)備通常是PC,，而這類設(shè)備網(wǎng)中只允許存在一個主設(shè)備，其余全部是從(slave)設(shè)備,。

而現(xiàn)場總線技術(shù)是以IS0/0SI模型為基礎(chǔ)的,，具有完整的軟件支持系統(tǒng),，能夠解決總線控制、沖突檢測,、鏈路維護等問題?，F(xiàn)場總線設(shè)備自動成網(wǎng)，無主/從設(shè)備之分,，允許多主存在,。在同一個層次上不同廠家的產(chǎn)品可以互換，設(shè)備之間具有互操作性,。因此,，互操作性是Lonworks的最大優(yōu)勢。那么,，機房監(jiān)控中能否實際利用到這個優(yōu)點呢?從機房監(jiān)控的特點來看,，一些智能設(shè)備實際上不能充分利用這個優(yōu)勢，原因是以監(jiān)視為主的特點造成監(jiān)控的數(shù)據(jù)流是從被監(jiān)測設(shè)備流向上位PC機而不是在現(xiàn)場的檢測模塊間流動,。另外,，空調(diào)設(shè)備的控制已經(jīng)自行解決，對用戶而言只是幾個參數(shù)的人工設(shè)置問題,，仍然是從PC到空調(diào)采控模塊的數(shù)據(jù)傳輸,，不需要與其他模塊分享。因此,，對此類設(shè)備,，Lonworks不能發(fā)揮主要優(yōu)點，反而會增大成本,，不建議采用,。

(三)以太網(wǎng)組網(wǎng)

采用以太網(wǎng)是當前的趨勢，可以充分利用網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面解決布線,、遠程傳送等實際問題,。采用以太網(wǎng)組網(wǎng)可以和前面的串口通信、現(xiàn)場總線等混合使用,。對于232/485串口,，目前基于以太網(wǎng)的轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)(也叫串口網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)器)實現(xiàn)了PC機上的串口"透明延伸"到現(xiàn)場。因此相關(guān)程序不需要改動即可運行,。大多數(shù)現(xiàn)場總線標準也都已經(jīng)開發(fā)出連接以太網(wǎng)的接口,，從而實現(xiàn)現(xiàn)場仍采用現(xiàn)場總線，與PC通信則通過以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu),。

(四)混合組網(wǎng)

既然各種通信方式各有優(yōu)缺點,，那么根據(jù)實際情況將各種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方案組合，就可以綜合發(fā)揮各種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點,，提高通信效率,，比如需要聯(lián)動的采用Lonworks,，而其他則采用串口通信。

七,、現(xiàn)場采控設(shè)備的選擇

(一)常用的現(xiàn)場采控設(shè)備

機房內(nèi)常用的基于串口網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)場采控設(shè)備是多串口卡,、RS485/32轉(zhuǎn)換器、數(shù)字輸入模塊,、數(shù)字輸出模塊,、模擬輸入模塊。

(1)多串口卡,。用以擴充PC串口數(shù)量,。常用的有2、4,、8端口的,。串口卡選擇時應(yīng)注意選擇帶浪涌保護功能的光電隔離型產(chǎn)品。串口類型選擇應(yīng)和被監(jiān)測設(shè)備相符,，在設(shè)備接口未明確是RS232還是485時,，可選擇帶可轉(zhuǎn)換接口類型的產(chǎn)品。

(2)RS485/32轉(zhuǎn)換器,。用以實現(xiàn)RS232的遠距離傳輸或?qū)崿F(xiàn)485線路和PC串口的連接,。建議采用光電隔離型產(chǎn)品。常用的是單路轉(zhuǎn)換器,。

(3)數(shù)字輸入模塊,。簡稱DI，用于采集現(xiàn)場的開關(guān)量信號如風(fēng)機,、配電開關(guān)的狀態(tài)信號等,，并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號通過RS485進行傳輸。

(4)數(shù)字輸出模塊,。簡稱躍DO,，用于開關(guān)量控制，比如開燈控制,。需要注意的是,，這類模塊和PLC或DDC不同，它僅僅是將上位機的動作命令輸出給被控設(shè)備去執(zhí)行,，自身并沒有決策控制功能,。

(5)模擬輸入模塊。簡稱AI,，用于如溫濕度模擬信號的采集和傳輸,。模擬量輸入有電壓和電流型之分。選擇時應(yīng)根據(jù)傳感器的輸出接口形式來確定AI的接口形式，二者要一致,，包括信號量程范圍。

(二)根據(jù)安裝模式選擇

DI,、DO,、AI等模塊分兩種安裝模式:獨立式和組合式。組合式安裝模式可以共用底板,，共用一個通信接口,、一個地址和電源，初期配置不必配滿,，擴容時只增加功能模塊即可,。而且組合后的容量很大，可達數(shù)百個DI通道和上百個AI通道,，適合大容量集中采控,。而獨立式安裝模式每個都有一個通信口，需要單獨賦予地址,，擴展時只能整個增加,，單個模塊的容量有限，一般AI僅8路信號,，DI僅16個通道,，適合分散式采集。

(三)根據(jù)被監(jiān)測設(shè)備的位置布局選擇

相近的設(shè)備可以共用一個多路Dl,、AI,，這樣可以節(jié)約成本。設(shè)備距離較遠時則應(yīng)分別配置模塊,。

(四)根據(jù)擴展性選擇

對DI,、DD、AI等應(yīng)留有擴展通道,，方便擴容和在發(fā)生故障時的臨時替換,。

(五)根據(jù)兼容的通信協(xié)議選擇

模塊應(yīng)支持標準的MODBUS協(xié)議，便于開發(fā),。

八,、環(huán)境動力監(jiān)控系統(tǒng)軟件的選擇

(一)常用的環(huán)境動力監(jiān)控系統(tǒng)軟件

目前市場上應(yīng)用在機房環(huán)境的監(jiān)控系統(tǒng)軟件主要分兩大類:通用SCADA/HMI軟件和專用軟件。通用控制軟件可以應(yīng)用在機房,、樓宇,、工廠等眾多領(lǐng)域，一般采取組態(tài)的方法來實現(xiàn)每個具體項目監(jiān)控系統(tǒng)軟件的開發(fā),。由于需要兼顧各個行業(yè),，軟件的通用性強，功多，集成性好,，開放,。其最大的優(yōu)點在于開放性，用戶不必因為軟件而被綁定在一個集成商身上,，其他集成商也可以維護,，風(fēng)險小。而專用軟件則僅僅是針對機房監(jiān)控應(yīng)用開發(fā)的,，功能單一,、封閉、二次開發(fā)困難,，而且只能由原廠商維護,。

SCADA(supervisorycontrolanddataacquisition)系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng),，HMI則是人機界面(humanmachineinterface)的簡稱,。HMI廣義的解釋就是"使用者與機器間溝通、傳達及接收信息的一個接口",。在機房里,，要搜集機房關(guān)鍵房間、區(qū)域的溫度,、濕度以及電源,、空調(diào)設(shè)備的狀態(tài)等等的信息，通過一臺主控器監(jiān)視并記錄這些參數(shù),，并在一些意外狀況發(fā)生的時候能夠加以處理,，這便是一個很典型的SCADA/HMI的運用，一般而言,，HMI系統(tǒng)必須有幾項基本的能力:

(1)實時的資料顯示,。把采集的資料經(jīng)換算后立即顯示在屏幕上。

(2)自動記錄資料,。自動將資料儲存至數(shù)據(jù)庫中,，以便日后查看。

(3)警報的產(chǎn)生與記錄,。使用者可以定義一些警報產(chǎn)生的條件,，比方說溫度過度或壓力超過臨界值，在這樣的條件下系統(tǒng)會產(chǎn)生警報,，通知作業(yè)員處理,。

(4)歷史資料趨勢顯示。把數(shù)據(jù)庫中的資料作可視化的呈現(xiàn),。

(5)報表的產(chǎn)生與打印,。能把資料轉(zhuǎn)換成報表的格式,，并能夠打印出來。

(6)圖形接口控制,。操作者能夠透過圖形接口直接控制機臺等裝置,。

(二)選擇環(huán)境力監(jiān)控系統(tǒng)軟件應(yīng)把握的原則

開放性:保證系統(tǒng)可兼容更多的采集設(shè)備，能夠與更多的應(yīng)用軟件交換數(shù)據(jù),。其中,，對OPC接口的支持非常必要。OPC是用于過程控制的OLE,。在傳統(tǒng)系統(tǒng)中，解決客戶應(yīng)用程序從數(shù)據(jù)源(如現(xiàn)場設(shè)備,、SCADA系統(tǒng)等)讀取數(shù)據(jù)的方法是為不同的客戶應(yīng)用程序編寫不同的驅(qū)動程序,。這種方式存在許多問題，如同一個設(shè)備為適應(yīng)不同的應(yīng)用程序可能需要多種驅(qū)動程序,，不同的驅(qū)動程序之間存在著不一致性,，驅(qū)動程序?qū)τ布嬖谥鴺O大的依賴性等等。為了解決這些問題,，一些與微軟公司合作的自動化硬件和軟件供應(yīng)商聯(lián)合制定了一套稱為OPC規(guī)范的OLE/COM接口協(xié)議,，以此來提高過程控制申現(xiàn)場設(shè)備以及應(yīng)用程序之間的互操作性。

可以說OPC是監(jiān)控軟件的現(xiàn)場總線,，其基本思想是:每個硬件供應(yīng)商為其設(shè)備開發(fā)一個通用的數(shù)據(jù)接口(即OPCserver),，供其他系統(tǒng)讀寫信息，客戶的應(yīng)用軟件也可以通過OPC規(guī)范的接口來讀寫硬件設(shè)備的信息,。由于硬件供應(yīng)商通常將硬件驅(qū)動程序封裝成OPCserver單獨出售,，這樣作為OPC數(shù)據(jù)客戶端的上層應(yīng)用，可以不包含任何通信接口程序,，不必關(guān)心底層硬件內(nèi)部的具體細節(jié),，只需遵循OPC數(shù)據(jù)接口協(xié)議，就能夠從不同的硬件供應(yīng)商提供的OPC數(shù)據(jù)服務(wù)器中取得數(shù)據(jù),。另一個重要的特性就是對主流數(shù)據(jù)庫的支持,，沒有數(shù)據(jù)庫的支撐，監(jiān)控軟件功能將大打折扣,。對數(shù)據(jù)庫的支持以MSSQLserver,、ACCESS為主。

易用性:軟件應(yīng)采用組態(tài)的方式進行二次開發(fā),，功能強大靈活,，簡單易用。對開發(fā)者來說,，可以極大地節(jié)約開發(fā)時間,，而不用為某些要求單獨編寫程序。對用戶前言，許多用戶往往缺少專業(yè)知識,，易用的軟件可以使用戶快速掌握,，甚至可以自行開發(fā)一些需要的簡單功能。

擴展性:在選擇軟件時,，軟件支持的變量容量是一個關(guān)鍵參數(shù),。通常用支持的變量標記名(TAG)數(shù)量來衡量。常見的軟件容量分為64,、128,、256、512,、1024,、3000、無限點,。每一個變量點可以表示一個實際參數(shù)如電壓,、電流或溫度等。不同品牌的軟件對點數(shù)的劃分有不同的解釋,，主要有兩類計算方法:一是只計算I/O變量;二是對I/O變量和中間變量均計算,。I/O變量指監(jiān)控軟件與其他應(yīng)用程序交換數(shù)據(jù)用到的變量，比如采集的溫濕度,、電壓,、電流、功率值為輸人變量(input),，控制空調(diào)開關(guān)機的信號為輸出變量(output),。而中間變量則僅在監(jiān)控軟件內(nèi)部使用，比如內(nèi)部條件判斷變量,。在規(guī)劃設(shè)計時,，需要針對項目的具體情況，對需要用到的變量數(shù)量做出估算,，并預(yù)留20%左右的變量數(shù)以備擴展,。

先進性:監(jiān)控的作用實質(zhì)上是兩類功能:采集信息以及處理信息。從采集信息角度看,，軟件應(yīng)能支持較多的通信協(xié)議和接口,，比如現(xiàn)場總線、OPC等,，以便能支持更多的設(shè)備,。從處理信息來看，除了要求軟件能夠?qū)崿F(xiàn)前面所描述的各種基本功能外,，還要求能夠提供更多的基于后臺數(shù)據(jù)庫的分析工具,，幫助用戶更好地掌握機房運行規(guī)律,。

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