摘要：為維護數(shù)據(jù)中心機房動力環(huán)境，及時發(fā)現(xiàn)隱患，消除故障，降低管理成本，控制能耗，提高運維效率，確保數(shù)據(jù)中心安全、高效、環(huán)保、穩(wěn)定運行，根據(jù)機房管理現(xiàn)狀，建立更直觀、高效、可視化的機房自動監(jiān)控系統(tǒng)。基于綜合業(yè)務(wù)實時監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)，設(shè)計統(tǒng)一監(jiān)控、集中管理監(jiān)控平臺，全面處理整個機房監(jiān)控管理所需的重要信息，實現(xiàn)高度統(tǒng)一的界面顯示、信息共享、協(xié)調(diào)聯(lián)動功能，減輕管理負(fù)擔(dān)，實現(xiàn)綜合“監(jiān)控、管理、控制"。

1.引言

隨著信息技術(shù)的發(fā)展和普及，天擎、天鏡、資源池、核心網(wǎng)絡(luò)和安全設(shè)備在四川氣象探測數(shù)據(jù)中心機房運行，密集精細(xì)化程度越來越高，氣象數(shù)據(jù)量迅速增加，計算機系統(tǒng)和通信設(shè)備數(shù)量日益增加，規(guī)模越來越大，中央機房、計算機系統(tǒng)和通信網(wǎng)絡(luò)已成為主要單位業(yè)務(wù)管理的核心部分。為保證其安全正常運行，配套機房動力系統(tǒng)、環(huán)境系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、安全系統(tǒng)應(yīng)始終穩(wěn)定協(xié)調(diào)。傳統(tǒng)的機房管理往往不能及時消除故障，對事故發(fā)生的時間和責(zé)任沒有科學(xué)的管理；缺乏對故障的綜合分析數(shù)據(jù)，使問題無法得到完善的解決。

基于省級綜合業(yè)務(wù)實時監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)，充分研究機房動力環(huán)境的綜合監(jiān)控需求，設(shè)計數(shù)據(jù)中心機房監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)實現(xiàn)了機房各種設(shè)備的集中監(jiān)控，主要包括機房動力系統(tǒng)監(jiān)控、機房環(huán)境系統(tǒng)監(jiān)控和視頻監(jiān)控，具有完善的監(jiān)控功能。通過網(wǎng)頁顯示，實時記錄各種事件，及時報警故障事件，有效提高運維人員的管理效率，快速有效地消除故障，對故障進行全面的數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)機房可靠的科學(xué)管理。

2.功能設(shè)計

2.1 物理架構(gòu)

2.2系統(tǒng)功能

系統(tǒng)功能主要包括動力監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、系統(tǒng)日志、報警管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、權(quán)限管理等模塊。

2.2.1機房動力監(jiān)測

包括電力監(jiān)控、配電開關(guān)狀態(tài)監(jiān)控和UPS監(jiān)控。電力監(jiān)控是通過在配電柜中安裝電源計，將電源的進線和電流互感器的連接線連接起來，然后用雙絞線將電源計與環(huán)境監(jiān)控主機的傳感器接口連接起來。從而實現(xiàn)監(jiān)測電壓U、電流I、頻率、功率因素、有功功率、無功功率等參數(shù)。通過在配電柜中安裝配電開關(guān)模塊，實現(xiàn)配電開關(guān)狀態(tài)監(jiān)測，連接單個開關(guān)模塊

空氣開關(guān)的出線和連接電源防雷器輸出的信號，然后用雙絞線將配電開關(guān)連接到環(huán)境監(jiān)測主機的傳感器接口上。從而監(jiān)測市電配電主要空氣開關(guān)的斷開或關(guān)閉狀態(tài)，以及電源防雷器(帶開關(guān)量輸出)的狀態(tài)。UPS監(jiān)控是通過數(shù)據(jù)線或網(wǎng)絡(luò)線將UPS直接連接到智能監(jiān)控模塊上，通過智能監(jiān)控模塊將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到環(huán)境監(jiān)控主機上，使監(jiān)控主機能夠直接獲取UPS的運行參數(shù)、工作狀態(tài)和報警信息。從而監(jiān)控UPS整流器、逆變器和電池(電池健康，包括電壓和電流)、旁路、負(fù)載等部位的運行狀態(tài)和參數(shù)。

2.2.2機房環(huán)境監(jiān)測

包括溫濕度監(jiān)測、漏水檢測和視頻監(jiān)控。溫濕度監(jiān)測的實現(xiàn)是通過將溫濕度傳感器布置在需要監(jiān)測的區(qū)域，將收集到的信號傳輸?shù)江h(huán)境監(jiān)測主機上，并在Web頁面上使用動態(tài)電子地圖實時監(jiān)測不同空間位置溫濕度的真實值。漏水檢測的實現(xiàn)是在容易產(chǎn)生漏水的區(qū)域鋪設(shè)漏水感應(yīng)線，將感應(yīng)線連接到漏水控制器，然后將控制器的輸出信號連接到環(huán)境監(jiān)控主機。當(dāng)漏水感應(yīng)線檢測到漏水時，系統(tǒng)會立即報警。視頻監(jiān)控可以實時監(jiān)控機房，并在Web頁面上查看。系統(tǒng)支持視頻多畫面瀏覽、視頻回放和視頻控制管理。

2.2.3系統(tǒng)日志

系統(tǒng)日志對自身和主機的操作、操作、訪問和報警有日志記錄，以追溯問題。自身系統(tǒng)日志記錄包括：操作日志、訪問日志、報警發(fā)送日志。主機日志記錄包括：訪問日志、操作日志、事件日志。

2.2.4告警管理

當(dāng)監(jiān)測項超過設(shè)定的上下限值時，確定為報警事件。為避免環(huán)境監(jiān)測量設(shè)定的上下限閾值波動，系統(tǒng)不斷重復(fù)判斷為報警事件，重復(fù)發(fā)送報警信息，增加報警狀態(tài)。只有當(dāng)監(jiān)測量超過上下限值一定時間時，才能判斷為報警事件，可以設(shè)置預(yù)警時間。報警顯示通知報警信息和報警反饋信息流程顯示，在報警臺主頁上實現(xiàn)嚴(yán)重報警信息和反饋信息流程查看，根據(jù)時間規(guī)律查看嚴(yán)重報警生成情況，通過查看一定時間的報警事件，報警信息可以自動關(guān)聯(lián)故障源的配置信息，掌握故障資源的相關(guān)管理信息，提高故障處理效率。

2.2.5數(shù)據(jù)查詢

數(shù)據(jù)統(tǒng)計可以選擇查詢的起止時間和傳感器來查詢監(jiān)控點在此期間的數(shù)據(jù)。查詢內(nèi)容包括數(shù)據(jù)采集時間、描述、類型和數(shù)據(jù)。歷史數(shù)據(jù)可以進行趨勢分析、比較分析、報警數(shù)據(jù)報警次數(shù)統(tǒng)計、離線次數(shù)統(tǒng)計，并可以查看更多的數(shù)據(jù)?？梢赃x擇起止時間，選擇特定的監(jiān)控對象進行小時、日、月統(tǒng)計。

3安科瑞動環(huán)監(jiān)測系統(tǒng)介紹設(shè)備選型

3.1軟件介紹

通過數(shù)據(jù)中心動態(tài)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心訪問控制狀態(tài)、水浸狀態(tài)、煙霧狀態(tài)、視頻狀態(tài)、環(huán)境狀態(tài)、高低壓配電狀態(tài)、設(shè)備運行狀態(tài)實時監(jiān)控，實時報警，確保數(shù)據(jù)中心正常運行，避免運行環(huán)境失控導(dǎo)致配電設(shè)備運行故障，確保維護人員安全，延長設(shè)備使用壽命，降低配電室廣泛管理導(dǎo)致成本過高。同時，實現(xiàn)動態(tài)環(huán)監(jiān)控，分析各能耗能源效率，幫助用戶優(yōu)化能源效率。

3.2系統(tǒng)功能

（1）顯示當(dāng)前數(shù)據(jù)中心的總能耗、IT能耗、空調(diào)能耗等能耗，計算當(dāng)前數(shù)據(jù)中心的實時PUE值，通過儀表盤直觀顯示。

（2）選擇查看數(shù)據(jù)中心中低壓配電系統(tǒng)的主接線圖，并在一次圖中顯示配電系統(tǒng)當(dāng)前的遙測、遙信數(shù)據(jù)和狀態(tài)。實時監(jiān)控各配電柜的電壓、電流等電源參數(shù)、變電站的溫濕度、煙霧感、浸泡、門禁等環(huán)境。

（3）電氣接頭溫度實時監(jiān)測，無線溫度傳感器監(jiān)測接頭溫度安裝在斷路器接頭、觸臂、母排、電纜連接處，便于提前發(fā)現(xiàn)溫度異常引起的事故。

（4）監(jiān)測各變壓器參數(shù)，包括負(fù)載率、頻率、功率因數(shù)、三相不平衡等，并顯示歷時曲線圖和實時數(shù)據(jù)變化。

（5）電能質(zhì)量在線監(jiān)測可監(jiān)測電流和電壓諧波畸變率、電壓暫升暫降暫停等臨時事件記錄、ITIC容忍曲線等。

（6）系統(tǒng)采集UPS輸入、輸出端、旁路三相電壓、電流、有功功率、功率因數(shù)頻率，監(jiān)測UPS溫度、電池電壓、當(dāng)前負(fù)載下剩余時間等數(shù)據(jù)。

（7）顯示單個電池的電壓、內(nèi)阻和溫度，預(yù)測帶電池的剩余時間。每個電池數(shù)據(jù)可設(shè)置異常報警，及時發(fā)現(xiàn)電池異常。

（8）顯示精密配電柜內(nèi)進線和饋線電路的電氣參數(shù)，包括電流、電壓、功率、電能和開關(guān)狀態(tài)，并可設(shè)置和分級數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)取自精密配電柜測量模塊。

（9）顯示智能小母線的開始箱和插入箱的電氣參數(shù)，包括電流電壓、開關(guān)狀態(tài)、插入點溫度，并對數(shù)據(jù)進行報警設(shè)置和分級。

（10）通過平面圖顯示數(shù)據(jù)中心的能源分布、設(shè)備分布和設(shè)備能耗數(shù)據(jù)。單擊平面圖上的設(shè)備進入特定的設(shè)備監(jiān)控界面。

（11）實時顯示當(dāng)前數(shù)據(jù)中心的PUE值和歷史的PUE曲線。并顯示每個子項目的能源消耗情況和能源消耗排名。監(jiān)控各變壓器的運行和負(fù)載，并給出本月變壓器輸出電能排名。

（12）顯示電能消耗日/月/年報表，并可顯示具體電路選擇曲線圖和餅圖。對數(shù)據(jù)中心用電數(shù)據(jù)進行同比、環(huán)比分析比較，查看用電趨勢。

（13）監(jiān)測精密空調(diào)的回風(fēng)溫濕度和回水溫度，設(shè)置精密空調(diào)的溫濕度，達到更好的控制效果。

（14）監(jiān)測數(shù)據(jù)中心的溫濕度、開關(guān)門、浸泡、煙霧、噪聲、氣體濃度等參數(shù)。曲線圖直觀清晰，支持歷史數(shù)據(jù)查詢

（15）通過列表顯示各類報警事件的數(shù)量，通過柱狀圖顯示每日報警的數(shù)量，提供報警總數(shù)和增長趨勢。

  (16)維護管理功能，可對數(shù)據(jù)中心各主要設(shè)備進行檢查派工、消缺、搶修等維護工作。

3.3動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備選型

4.結(jié)束語

該研究從頂層設(shè)計出發(fā)，建立數(shù)據(jù)中心綜合監(jiān)控管理平臺，實現(xiàn)機房基礎(chǔ)設(shè)施的一體化監(jiān)控、管理。該系統(tǒng)具備全面的監(jiān)控管理功能、系統(tǒng)兼容能力、系統(tǒng)擴展能力。設(shè)計建設(shè)流程化、信息化、自動化、智能化、可視化的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)控管理系統(tǒng)。

可以實現(xiàn)機房基礎(chǔ)設(shè)施精細(xì)化管理，保障機房可用性；實現(xiàn)高度統(tǒng)一的信息共享、相互協(xié)調(diào)和聯(lián)動功能，機房整體監(jiān)控及管理所需要的重要信息進行綜合處理、集中管理；實現(xiàn)各子系統(tǒng)之間的信息共享和集中的設(shè)備監(jiān)控、報警管理等功能，并通過信息發(fā)布系統(tǒng)實現(xiàn)關(guān)鍵信息的展示與交互操作。

為機房內(nèi)各系統(tǒng)及設(shè)備運行提供高度穩(wěn)定可靠的監(jiān)控信息資源，減少了管理人員的負(fù)擔(dān)，能夠快速高效的排除故障，并對已發(fā)生的故障做出全面的數(shù)據(jù)分析。

【參考文獻】

【1】楊維發(fā),蔡明,程昌玉.省級地面氣象觀測自動化運行監(jiān)控平臺設(shè)計與應(yīng)用[J].信息通信,2020(2):153-155.

【2】周立鶴,陳武.智能控制系統(tǒng)在數(shù)據(jù)機房中的應(yīng)用[J].云南電力技術(shù),2016(12):141.

【3】許柳竣熙,丁洪偉,施偉凡.廣播電視臺總控系統(tǒng)傳輸環(huán)網(wǎng)故障監(jiān)測研究[J].數(shù)字通信世界,2018(10):20-21.

【4】熊安元,趙芳,王穎,等.全國綜合氣象信息共享系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].應(yīng)用氣象學(xué)報,2015,26(4):500-512.

【5】胡文翔,蔡政,郭偉瑋,等.面向RS-485控制網(wǎng)絡(luò)的Modbus協(xié)議擴展及應(yīng)用[J].自動化儀表,2013,34(4):59-61,65.

【6】肖奇良.動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展及前景分析[J].計算機光盤軟件與應(yīng)用,2012(14):95-96

【7】謝銀海，張常亮，何星庭，田娟.數(shù)據(jù)中心機房動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)可視化研究[J].

【8】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊2022.5版.