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)功能介紹及設計需求規(guī)劃和選擇

在信息化建設中,，機房運行處于信息交換管理的核心位置,。機房內所有設備必須時時刻刻正常運轉,，否則一旦某臺設備出現(xiàn)故障,，對數(shù)據(jù)傳輸,、存儲及系統(tǒng)運行構成威脅,，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備，耽誤業(yè)務系統(tǒng)運轉,，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

在信息化建設中,，機房運行處于信息交換管理的核心位置,。機房內所有設備必須時時刻刻正常運轉，否則一旦某臺設備出現(xiàn)故障,，對數(shù)據(jù)傳輸,、存儲及系統(tǒng)運行構成威脅,，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備,，耽誤業(yè)務系統(tǒng)運轉，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)絡信息化和機房房建設發(fā)展迅猛，作為機房正常,、穩(wěn)定運行基本保證的空調,、電源等設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、發(fā)電機等設備的集中監(jiān)視,，并實時采集報警信息發(fā)送給相關的管理人員,。

機房環(huán)境動力監(jiān)控的監(jiān)控對象是機房的輔助設備，目前一般沒有將服務器,、網(wǎng)絡等的運行納入監(jiān)控范圍(有專業(yè)的軟件可以實現(xiàn)服務器和網(wǎng)絡的監(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)控設備類別多,、品牌雜、型號多,。

(2)被監(jiān)控設備應用面窄,，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險,。

 

三、環(huán)境動力監(jiān)控系統(tǒng)的結構組成

機房環(huán)境動力監(jiān)控系統(tǒng)由現(xiàn)場傳感器和檢測設備,、通信設備,、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)控制結構,。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)綁定驅動(nativedriver)。綁定驅動程序是針對特定硬件和目標設計的驅動,。

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的配電室,，現(xiàn)場查看UPS的相關運行參數(shù),。而實時監(jiān)控系統(tǒng)通過通信采集設備將當前被監(jiān)視設備的運行參數(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。比如修改精密空調的設置溫度,，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,，原因在于機房內設備和系統(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,，設備恢復正常，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,。報警文字是關鍵的信息,，一般至少需要明確指出每次報警的幾個關鍵參數(shù):報警時間、報警設備,、故障內容,、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,，因為機房內的輔助設備種類多，最基本的緊急解決辦法就由專業(yè)人員盡速響應和處理,，因為報警涉及配電,、UPS電源、空調,、消防等幾個系統(tǒng),，現(xiàn)場值班人員并不能對每種設備都精通，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合網(wǎng)絡傳輸,，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,。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)預設的號碼,，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人員,。

這種模式的優(yōu)點是能夠實現(xiàn)定人播報,。如果和管理責任人結合起來，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區(qū),，則自動按照系統(tǒng)內預設的順序(假設是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，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)絡設備的場所,，隨著事件的推移,，機房內的設備數(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)對機房運行的關鍵參數(shù)進行長期的記錄,，通過調用,、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"關鍵參數(shù)",，而不能什么參數(shù)都進行記錄，同時應注意參數(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)是一個關鍵參數(shù),，如果每秒記錄一次參數(shù)值，假設在數(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,，在調用數(shù)據(jù)時將會非常緩慢,，記錄數(shù)據(jù)時因對系統(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)的使用者進行權限管理,，避免末授權的人員隨意修改參數(shù)設置或者查看,。而授權需要進行分級控制，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,、下班定時關燈等,。該功能在機房內使用不多，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。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,，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,，如果都設置全職管理員的話，人力資源上浪費較大,。而通過網(wǎng)絡,，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)運行設置和控制功能

除了主要的監(jiān)視功能，系統(tǒng)還應具備控制能力,。在大多數(shù)機房中,，控制對象主要是非電源類設備，比如空調,、通風,、照明等系統(tǒng),。由于電源設備的可靠性要求極高,，進行控制操作時(比如開/關機等)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。

采控設備的冗余:負責監(jiān)控計算機與現(xiàn)場被監(jiān)控設備通信的采控設備承擔著雙向的數(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)絡從主機獲取實時數(shù)據(jù)和報警信息,，而不會從設備讀取或自己產(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)絡監(jiān)聽主機,，從機與主機之間的監(jiān)聽采取請求與應答的方式，從機以一定的時間間隔(查詢間隔)向主機發(fā)出請求,，主機應答表示工作正常,，主機如果沒有作出應答,，從機將切斷與主機的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸，轉入活動狀態(tài),，改由下位設備獲取數(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，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/從機轉人正常工作狀態(tài)。

雙機熱備的構造思想是主機和從機通過TCP/IP網(wǎng)絡連接,，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代替主機,，完全實現(xiàn)主機的功能。例如，1/0服務器的熱備機將進行數(shù)據(jù)采集,，報警服務器的冗余機將產(chǎn)生報警信息并負責將報警信息傳送給客戶端，歷史記錄服務器的冗余機將存儲歷史數(shù)據(jù)并負責將歷史數(shù)據(jù)傳送給客戶端,。當主機修復重新啟動后,，從機檢測到了主機的恢復，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,、設計需求規(guī)劃

不同的機房用戶,，對機房內的設備數(shù)量、型號規(guī)格要求不一樣,，甚至使用習慣都不同,，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

首先應該明確系統(tǒng)中需要監(jiān)控的設備和項目,。

(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:開關量信號、模擬量信號,、智能設備信號,。(1)開關量信號。這類信號只有兩個狀態(tài),，比如配電柜開關只有合閘和分閘兩種狀態(tài),。屬于開關量信號的有:配電開關、防雷器狀態(tài),、新風機,、排風機、消防信號,。采集到的原始信號需要將其進行數(shù)字化轉換,。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),。由于配電開關只監(jiān)視,，不需要控制,，因此需要采用DI輸入模塊，將開關量狀態(tài)轉化為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)字信號的轉換和傳輸?shù)倪^程,。模擬量信號轉換模塊一般有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)智能設備:智能設備的檢測和數(shù)字編碼工作由已經(jīng)內置的單片機自行完成，設備上提供通信接口,，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、發(fā)電機,、電量儀,、定位漏水控制器屬于智能設備。

需要注意的是,，由于設備種類眾多,，具體的信號類型需要根據(jù)具體設備來確定，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換;電信號一數(shù)字信號的轉換。

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量,、停電后持續(xù)供電的保障。作為機房供電的核心設備,，它們的運行安全在某種意義上甚至比不少計算機服務器還高,。因為一旦UPS宕機，則整個機房都將癱瘓,，業(yè)務系統(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險。

UPS在機房監(jiān)控中屬于智能設備,。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轉換器,，將232信號轉換為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,，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,，如果設備側采用485接□，主機側也需要采用485接口，兩端的電氣接口類型應保持一致,。

以上連接模式中,，主要需要兩種設備:R5232/485轉換器和多串口擴展卡。

RS232/485轉換器:建議采用帶光電隔離型的,，有利于設備的安全,。

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能夠實現(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能轉換成交流電能,，使負載設備得以連續(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,。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,，對于維護負載設備的正常運轉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備對UPS蓄電池進行監(jiān)控，對電池故障進行預警;鑒于溫度對蓄電池容量與壽命有很大影響,，應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的處理提示,。

在線式電池監(jiān)測儀通常采用分布式結構，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,，每臺用戶設備(最多兩個電池組)配備一臺控制器。電池檢測模塊負責監(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)內阻,，電池端電壓和溫度以數(shù)模轉換并采用過采樣算法而獲得。內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)字加權濾波算法,，濾去千擾信號并算出信號的幅值即是電池的內阻值。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.空調設備

機房的特點之一就是設備密集,，發(fā)熱量大,。因此，空調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)絡設備就會發(fā)出報警,。機房空調停止運行2h左右,，機房溫度就會從20℃升到30℃以上，此時計算機設備運行可靠性大為降低,。對空調運行狀態(tài)進行監(jiān)控可以使空調設備穩(wěn)定運行,，保證機房溫濕度的穩(wěn)定、可靠,。通常對空調系統(tǒng)采用RS485接口進行數(shù)據(jù)采集,。通過實時監(jiān)控，能夠全面診斷空調運行狀況,，監(jiān)控空調各部件(如壓縮機,、風機、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設置參數(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,，將自動切換到相關的運行畫面,，并伴隨報警聲音和相關處理提示。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機組的運行情況?？照{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機組進一步損壞。

3.漏水檢測

大多數(shù)機房的設計采用的是地板下走線方式,，強電,、弱電、接地線,、電纜通?？v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,，燒毀設備,，中斷系統(tǒng)運行，危害極大,。因此在規(guī)劃機房時應避免無關水管經(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)由于必須的空調系統(tǒng),，機房內不可避免地需要布置空調的上下水管，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,?？刂破鞅O(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。

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

配電柜的開關狀態(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)來反映開關狀態(tài);第二種是通過檢測開關下端的電壓有無來間接判斷上面的開關是否合閘,。由于輔助觸點和開關是機械聯(lián)動的,，顯然前一種辦法最為直接準確，但需要注意,，開關的輔助觸點往往是選配件,，在供配電設計時最好一并配置。后一種辦法在開關前級停電的情況下則會認為開關"分閘",，此時就會誤報,。為此，還需要結合前級電源的有無才能真實反映開關實際狀況,。從這個例子中可以看到,，對被監(jiān)測設備的了解是關鍵的一步,，只有充分了解被監(jiān)視設備的特性，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

機房內安裝的負載設備，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,。

計算機設備中，.通常使用了大批的半導體器件,、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,，可能會導致某些元器件不能正常工作甚至完全失去作用,，進一步導致計算機設備的故障。因此,，必須按照各種設備的要求,，把溫度控制在設定的范圍之內,。

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,。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,，水蒸氣對計算機設備的影響越大,。由于水蒸氣壓力增大，在元器件或由介質材料表面形成的水膜越來越厚,，可能造成"導電小路"和飛弧現(xiàn)象,，引起設備故障。

高濕度對電子計算機設備的危害是明顯的,，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,。

雖然在精密空調中已經(jīng)能夠讀到空調的回風溫度參數(shù)，但對于較大面積的機房或有多個設備房間的機房(特別是有些還沒有做到全部使用精密空調的機房),，空調的回風溫度并不能準確代表房間內的實際溫濕度,，而只是一個回風的平均值。因此可能回風溫度是合乎標準的,，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整空調的工作設置值或調整機房內的設備分布情況,。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整;及時防范因溫濕度變化造成不必要的設備損壞;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,，采集機房內各個區(qū)域的實時溫濕度,，提供機房關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),，調節(jié)送風口,、合理設定空調的運行參數(shù)，盡可能讓機房整體的溫濕度趨向合理,，確保機房設備的安全穩(wěn)定運行,。

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

(1)新風系統(tǒng),。機房內使用的新風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，影響機房的新風供應量,。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)對風機的運行狀況進行監(jiān)視,，當風機發(fā)生故障時及時報警,。風機運行狀態(tài)可通過檢測風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。風機故障還可以通過風機電源的有無和壓力傳感器兩者共同作用來檢測,，或者對風機的熱保護繼電器狀態(tài)進行監(jiān)視,。

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

新風的聯(lián)動控制:可以在機房內設置CO2傳感器,，通過檢測機房內CO2的濃度實現(xiàn)風機的聯(lián)動控制。當濃度超標時,，自動啟動風機;濃度達標則自動停止,。

(2)排風系統(tǒng)。對排風系統(tǒng)監(jiān)視的內容和新風系統(tǒng)基本一樣,，只是排風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)僅支持開關信號輸出,，則需要通過開關量采集模塊來實現(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，可同時與其它設備進行聯(lián)動,，輸出相應的控制信號,。

(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,，井能夠實現(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)可以通過調整畫面質量,、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)設計時采用控制與讀卡分開的結構,。門外安裝讀卡器，室內隱蔽處安裝門禁系統(tǒng)控制器,，防止有人通過技術手段破壞并非法進入,。

門禁系統(tǒng)由控制器、感應式讀卡器,、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晃動一次,，讀卡器就能感應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,。

感應卡為只讀屬性,、不易復制、安全可靠,、壽命長(非接觸讀卡方式減少了感應卡機械磨損),。使用通信轉接器與監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)后，監(jiān)控中心能夠實時監(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,。芯片內有幾十億組密碼組合,，因此復制的可能性極小,。

12.網(wǎng)絡設備與應用系統(tǒng)監(jiān)控

監(jiān)控系統(tǒng)主機通過網(wǎng)絡與路由器、服務器,、小型機等建立通訊聯(lián)系,，直接從這些網(wǎng)絡設備中獲取各種信息，通訊過程采用國際上通用的簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議(SNMP),，無需在網(wǎng)絡;設備上添加任何應用程序,，即可監(jiān)控機房內服務器、路由器,、工作站及其他網(wǎng)絡設備的工作狀態(tài);記錄網(wǎng)絡設備的啟停時間,、網(wǎng)絡流量;統(tǒng)計通訊繁忙程度、通訊可靠性;提供網(wǎng)絡通訊狀況的詳盡資料,，輔助管理人員預先發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡問題隱患,，保障網(wǎng)絡系統(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。

采集模塊與智能設備間的通信:可單獨設置一個記錄上位機和設備間通信成功次數(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)確定智能設備的控制參數(shù)

智能設備是監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集中的難點。首先應保證設備有通信接口,，因為部分設備的通信接口是選購件,，用戶采購設備時不一定都帶有。要得到通信協(xié)議,，只能通過設備廠家,。其次，對協(xié)議的分析是最關鍵的一環(huán),，在分析協(xié)議前需要對設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)、設置調試參數(shù),，其中報警和運行參數(shù)是主要要采集的,，而設置調試參數(shù)則往往是廠家工程師進行調試所用，大多數(shù)參數(shù)對用戶并沒有多少實際意義,，可以不考慮,。比如精密空調的設置參數(shù),，用戶一般只需要了解設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,。模擬量和開關量共用一條總線，其余的智能設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)絡的選擇

目前有4種常用網(wǎng)絡結構: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,，這樣在兩側都需要增加R5485/32轉換器,。當被監(jiān)測設備是RS485接口，則只有PC側需要轉換器,?？傊粭l485總線需占用一個PC的RS232串口

(通過R5485/32轉換),。雖然理論上每條總線可以帶32個設備,，但在實際項目中，往往只將數(shù)據(jù)量小的開關量采集模塊和模擬量采集模塊掛在同一條485總線上,，對于智能設備則通常采用一個設備對應一個串口(485或232)的方式配置,，比如一臺空調占用一個口。因此,，對于智能設備的通信連接,，實質上是星型的,、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備總線,。原因之一是因為智能設備數(shù)據(jù)量大,，更主要的是接口驅動開發(fā)復雜。這種結構帶來的問題是需要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,，而機房內的智能設備數(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)場智能設備和自動化系統(tǒng)的數(shù)字型,、雙向傳輸、多分支結構的通信網(wǎng)絡,，它的關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)絡接口設備,，使上位機具備與Lonworks網(wǎng)絡通信的能力。

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,，適用于單一設備類型,，程序不具備通用性。在R5232或R5485連接的設備網(wǎng)中,，如果設備數(shù)量超過2臺,，就必須使用R5485通信，RS485網(wǎng)的設備之間要想互通信息,，只有通過"主(master)"設備中轉才能實現(xiàn),，這個主設備通常是PC，而這類設備網(wǎng)中只允許存在一個主設備,，其余全部是從(slave)設備,。

而現(xiàn)場總線技術是以IS0/0SI模型為基礎的，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)場總線設備自動成網(wǎng)，無主/從設備之分,，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,，空調設備的控制已經(jīng)自行解決，對用戶而言只是幾個參數(shù)的人工設置問題,，仍然是從PC到空調采控模塊的數(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)的轉換網(wǎng)關(也叫串口網(wǎng)絡通信服務器)實現(xiàn)了PC機上的串口"透明延伸"到現(xiàn)場,。因此相關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)的結構。

(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)絡結構方案組合,，就可以綜合發(fā)揮各種網(wǎng)絡結構的優(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)場采控設備的選擇

(一)常用的現(xiàn)場采控設備

機房內常用的基于串口網(wǎng)絡的現(xiàn)場采控設備是多串口卡,、RS485/32轉換器、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。串口類型選擇應和被監(jiān)測設備相符,，在設備接口未明確是RS232還是485時,，可選擇帶可轉換接口類型的產(chǎn)品。

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

(3)數(shù)字輸入模塊,。簡稱DI，用于采集現(xiàn)場的開關量信號如風機、配電開關的狀態(tài)信號等,，并將其轉化為數(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)測設備的位置布局選擇

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

(四)根據(jù)擴展性選擇

對DI,、DD,、AI等應留有擴展通道，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用在機房、樓宇,、工廠等眾多領域,，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,，風險小。而專用軟件則僅僅是針對機房監(jiān)控應用開發(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,，要搜集機房關鍵房間、區(qū)域的溫度,、濕度以及電源,、空調設備的狀態(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)軟件應把握的原則

開放性:保證系統(tǒng)可兼容更多的采集設備，能夠與更多的應用軟件交換數(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,，解決客戶應用程序從數(shù)據(jù)源(如現(xiàn)場設備、SCADA系統(tǒng)等)讀取數(shù)據(jù)的方法是為不同的客戶應用程序編寫不同的驅動程序,。這種方式存在許多問題,，如同一個設備為適應不同的應用程序可能需要多種驅動程序，不同的驅動程序之間存在著不一致性,，驅動程序對硬件存在著極大的依賴性等等,。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)場設備以及應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:每個硬件供應商為其設備開發(fā)一個通用的數(shù)據(jù)接口(即OPCserver),，供其他系統(tǒng)讀寫信息，客戶的應用軟件也可以通過OPC規(guī)范的接口來讀寫硬件設備的信息,。由于硬件供應商通常將硬件驅動程序封裝成OPCserver單獨出售,，這樣作為OPC數(shù)據(jù)客戶端的上層應用，可以不包含任何通信接口程序，不必關心底層硬件內部的具體細節(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商提供的OPC數(shù)據(jù)服務器中取得數(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),，控制空調開關機的信號為輸出變量(output),。而中間變量則僅在監(jiān)控軟件內部使用,，比如內部條件判斷變量。在規(guī)劃設計時,，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，并預留20%左右的變量數(shù)以備擴展,。

先進性:監(jiān)控的作用實質上是兩類功能: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備,。從處理信息來看,，除了要求軟件能夠實現(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,。

來源：機房環(huán)境監(jiān)控 http://rupm.cn/   本文采集于網(wǎng)絡，如有問題有聯(lián)系刪除