机房监控系统解决方案
1概述
随着21世纪科技信息技术的发展，计算机系统及通信设备规模越来越大，计算机机房已成为各互联网企事业单位管理的核心。为保证各单位机房安全正常工作，与之配套的动力系统、环境系统、消防系统、保安系统必须时时刻刻稳定协调运行。如果机房动力及环境设备出现故障，轻则影响电脑系统的运行，重则造成计算机和通信设备报废，使系统陷入瘫痪，后果不堪设想。目前国内机房设备各自独立运行的情况比较普遍，并且缺乏专业的设备管理人员和综合有效的管理手段，因此对中心机房的动力及环境系统进行实时集中的监控极其必要。
结合用户对机房监控的具体要求以及该机房的实际情况，我们公司自主研发了机房监控系统。本公司长期致力于机房监控管理的研究，集多年监控系统开发之经验，结合最新自控和软硬件技术，针对机房场地的具体特点，自主开发了本系统，实现了机房集中监控和专家管理，达到无人值守或少人值守，使机房的管理达到一个整体智能化的全新水平。本机房监控系统在电信、金融、海关、税务、电力、公安、交通等许多行业的机房中得到广泛的应用，其系统设计先进、运行稳定、操作方便获得用户一致好评。
产品设计依据：
◣ 机房监控用户具体要求
◣《电子信息系统机房设计规范》GB50174-2008
◣《电子信息系统机房施工及验收规范》GB50462-2008
◣《电子计算机场地通用规范》 GB2887-2000
◣《安全防范工程技术规范》 GB50348-2004
◣《智能建筑设计标准》 GB/T50314-2000
◣《民用闭路监视电视系统工程技术规范》GB50198-94
◣《低压配电设计规范》GB50054-95
◣《供配电系统设计规范》GB50052-95
◣《建筑物防雷设计规范》GB50057-94
系统主要功能说明
序号 监测项目 功能说明
1 机房温湿度监测 能够实时对机房内的温湿度进行监测，当机房内的温湿度值超出预设的阀值时，会发出短信报警.
2 输入市电监测 对输入市电电压、电流、频率进行实时监测，当出现市电停电、电压过高、电压过低、缺相等状况时，发出短信报警.
3 UPS监测 对机房的UPS进行实时监测，当UPS出现工作异常时，发出短信报警。
UPS工作异常包括：旁路工作，电池电压低，转为蓄电池供电，整流器异常，逆变器异常等。
4 机房空调监测 对机房的精密空调进行实时监测，当空调出现工作异常时，发出短信报警。
如果机房内是精密空调，则工作异常包括：压缩机高压，压缩机低压，空气循环系统故障，制冷系统故障等。
如果机房内是普通空调，则工作异常是停机。
5 防雷模块有效性监测 当配电系统的防雷模块失效时，发出短信报警，可选电话报警和声光报警。
6 火警烟雾监测 当机房内发生火警时，发出短信报警。
7 漏水监测 当机房内出现水浸事故时，发出短信报警。
8 机房非法入侵监测 当有人非法进入机房时，系统发出短信报警，可选电话报警和声光报警。
2系统组成简介
2.1 系统组成结构图
监测系统由监控服务器、嵌入式数据采集报警主机及相关的传感器组成。结构图如下：
2.2系统主要设备功能说明
※ 监控服务器
实时记录嵌入式数据采集报警主机的数据，并提供web浏览器直观动态实时显示给用户。 记录历史数据和报警事件，提供查询、分析、报表等手段，共以后管理使用。可靠的安全性能，严格的分级密码管理和用户授权，确保系统运行安全。可维护与可扩充性，系统软硬件设计采用模块化结构，便于扩展和维护
※ 嵌入式数据采集报警主机
嵌入式数据采集报警主机负责与被监测设备和相关传感器进行通讯，采集数据，并进行分析，如果有报警信息，通过本身自带的GSM短信平台将报警信息发送到管理人员手机上。嵌入式数据采集报警主机集成5个RS485接口、4个RS232接口和8个干接点信号输入监测接口，方便以后扩展，并且具有10M/100M自适应高速网络接口，将采集的数据传送到数据记录服务器。嵌入式数据采集报警主机内置4路直流12V电源输出，用来给温湿度传感器等外部设备供电，提高系统集成度，减少了设备管理的繁琐性。嵌入式数据采集报警主机内部集成GSM短信报警平台，具有独立的报警功能，不因网络中断或者监控服务器宕机而失去报警功能。嵌入式数据采集报警主机采用无操作系统模式设计，杜绝病毒侵扰，内置双硬件看门狗，加电2秒内即进入工作状态，使用不需维护，保障报警功能的正常运行。
3主要监测项目的实现方法及介绍
3.1机房温湿度监测
对电子计算机等微电子设备产生影响的各种因素中，温湿度的影响是非常重要的，机房对温度、湿度的要求非常高，《电子信息系统机房设计规范》（GB50174-2008）对机房内温度湿度作出了具体的规定。对于面积较大的机房，由于设备分布、送风分布等因素影响，机房的不同区域的温湿度不一致，偏移较大的地方对设备的工作状态存在潜在的影响，因此安装温湿度检测系统十分必要，监测温湿度变化状况，及时报告预警信息。
根据用户机房实际情况，来配置机房需要安装的温湿度传感器数量，监控系统以直观的画面实时显示温湿度数据，可以根据需要人工设定温湿度报警的阈值，一旦温湿度达到相应的阈值就会进行越限报警，通过短信告之相关人员。
温湿度监测单元组成示意图：
温湿度监测界面：
3.2 机房精密空调监测
对于机房内采用智能精密空调的，采用RS-485或者RS232通讯方式，通过精密空调厂家提供的通讯协议及通讯接口对空调运行状态及参数进行监控。一旦有故障发生，通过短信告之相关人员。
机房精密空调监测单元组成示意图：
空调监测的项目：
●监视参数主要包括:（依据空调通讯协议而定）
送风温度、湿度；
回风温度、湿度；
压缩机运行时间；
加热系统运行时间。
●监视状态包括：（依据空调通讯协议而定）
压缩机、风机、冷凝器、加湿器、去湿器、加热器、传感器、控制器的运行状态、漏水监测状态。
●控制包括：（依据空调通讯协议而定）
远程关空调、远程开空调。
远程设定工作温度、湿度；
●报警主要包括：（依据空调通讯协议而定）
送风温度、湿度越限报警；
回风温度、湿度越限报警；
压缩机高压报警；
压缩机低压报警；
压缩机、风机、冷凝器、加湿器、加热器、传感器、控制器故障等报警；
空调监测界面：
3.3 UPS监测
UPS是机房内的动力源泉，其内部部件发生故障或运行状态欠佳的可能性随时存在，而这些可能发生的故障凭肉眼是无法监测到的，只有通过UPS本身的内部侦测系统将其运行状态和参数通过协议的方式告诉上位机。我们通过UPS厂家提供的串口通信协议及通讯接口对UPS进行全面系统的监测与诊断。一旦有故障发生，及时告之相关人员。
UPS监测单元组成示意图：
UPS监测的项目
●监视参数包括:（依据UPS通讯协议而定）
电压：输入电压，旁路电压，输出电压，整流器电压，逆变器电压；
电流：输入电流，旁路电流，输出电流，逆变器电流；
频率：输入频率，旁路频率，输出频率，逆变器频率；
功率：各相有功功率，标称功率，功率因素；
电池：电池备份时间，负载率，电池温度。
●监视状态包括：（依据UPS通讯协议而定）
整流器、逆变器、充电器、电池、自动旁路的运行状态。
●报警主要包括：（依据UPS通讯协议而定）
输入电压、频率越限报警；
输出电压越限报警；
整流器电压越限报警；
过载报警；
电池电压低报警；
电池后备时间超低报警；
电池温度超高报警；
逆变器关闭报警；
自动旁路开报警；
整流器、逆变器、充电器、电池、自动旁路故障报警。
UPS监测界面：
3.4 输入市电监测
通过安装智能电量仪，对输入市电的电参数进行监测，当发现输入市电的参数越限，能够及时的通知管理人员。
市电监测单元组成示意图
市电监测项目：
●监视参数包括：
配电的电压，电流，频率参数。
●报警包括：
市电停电报警；
市电缺相报警；
电压超高报警；
电压超低报警；
3.5漏水监测
通过在容易产生漏水的位置，如空调的下方，水管的下方，水暖的暖气片及管道下方等位置安装漏水检测线或者漏水监测板，来实时监测机房内是否发生漏水，一旦发生漏水，监测系统会及时的通知管理人员处理。
漏水监测单元组成结构图：
漏水控制器的作用是将漏水检测线的模拟信号转换为数字信号，并通过RS485通讯接口将数据传送给嵌入式数据采集报警主机，供其分析处理。
3.6防雷模块监测
防雷模块是电源系统对雷击防护的重要设备，当防雷模块失效而又没有发觉，会给机房带来很大隐患。监测系统实时监测防雷模块的有效性，当发现防雷模块失效时，及时的通知管理人员进行处理。
防雷模块监测单元组成结构图：
3.7 供电开关监测
通过安装8路高压隔离数字转换模块，可以对重要的供电开关进行监测，当有开关异常跌落时，可以发出报警，通知管理人员。
供电开关监测单元组成结构图：
每个8路高压隔离数字转换模块可以对共零线的8只空气开关进行监测。
3.8 机房火警监测
在机房顶部安装火警辅助探头，用来探测机房内是否有火警发生。
机房火警监测单元组成结构图：
3.9 机房非法入侵监测
通过在机房内安装双鉴红外人体探测器，当在布防状态时，如果有人非法进入机房，系统会及时的发出报警，通知管理人员。
机房非法入侵监测单元组成结构图：
3.10 UPS蓄电池监测
通过对UPS蓄电池组的单体电池电压、总电流、蓄电池柜的温度实时监测，掌握蓄电池组的工作状态，保证了蓄电池组的稳定运行。
蓄电池组监测单元组成结构图：
4网络视频监控系统
4.1设计目标
此次机房改造通过在机房内安装一支网络型摄像机，使用户能够通过网络直观的掌握机房内设备及人员的工作情况。
4.2设计方案
网络视频监控系统的优点克服了模拟闭路电视监控的局限性：首先，数字化视频可以在计算机网络(局域网或广域网)上传输图像数据，基本上不受距离限制，信号不易受干扰，可大幅度提高图像品质和稳定性；其次，数字视频可利用计算机网络联网，网络带宽可复用，无须重复布线；另外，数字化存储成为可能，经过压缩的视频数据可存储在磁盘阵列中或保存在光盘中，查询十分简便快捷。
4.3配置说明
系统的图像采集系统（前端部分）所指的是视频采集图像及输出图像到传输系统这一过程。
前端部分摄像机必须具备有监视目标的照度、灵敏度、CCD本身的重量、寿命、体积等性能要求，另外摄像机还分为黑白或彩色CCD。根据不同环境因素及使用的场地不同，选用不同的摄像机。
本系统选用日本索尼最先进的彩色网络摄像机作为前端图像采集设备，配置室内高清球形摄像机。
4.4设备清单
序号 设备/清单名称 规格及型号 品牌 数量 单位
1 室内高清球形网络摄像机 海康 3 台
2 4路视频数字硬盘录像机 海康 1 台
3 视频监控软件 海康 1 套