1.1 項目背景

　　為對機房重要設(shè)備進行更加高效的運維和管理，需給數(shù)據(jù)中心機房部署一套物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，在進行現(xiàn)場監(jiān)控的基礎(chǔ)上能夠?qū)崿F(xiàn)遠程監(jiān)控，在手機 APP 端 和電腦的 WEB 端同步實現(xiàn)不同環(huán)境下的集中監(jiān)控。

　　監(jiān)控管理系統(tǒng)包括機房動力、環(huán)境、安防以及消防四個部分。主要監(jiān)控對象 包括：電量、配電開關(guān)、UPS、EPS、ATS、蓄電池、精密配電柜、發(fā)電機、精密空調(diào)、新風(fēng)機、排風(fēng)機、溫濕度、漏水、煙霧、照明、防雷、門禁、視頻、防盜、紅外等。實現(xiàn)全天 24×365 的監(jiān)控和管理。保障機房環(huán)境及設(shè)備安全運行以 實現(xiàn)最高的機房可用率，提高機房運營管理水平。

　　1.2 需求分析

　　XXX 機房具體需求如下： 動力監(jiān)控部分

　　? 市電輸入：監(jiān)測市電的實時供電參數(shù)，如三相電壓、電流等;

　　? 配電開關(guān)：監(jiān)測配電開關(guān)的通斷電狀態(tài);

　　? UPS：監(jiān)測 UPS 的工作狀態(tài)和運行參數(shù);

　　? 蓄電池組：監(jiān)測蓄電池的單體電壓、單體內(nèi)阻、取樣溫度、組電壓、充 放電電流參數(shù);

　　? 動態(tài)開關(guān)柜(ATS)：監(jiān)測 ATS 的開關(guān)狀態(tài)、故障狀態(tài)和切換狀態(tài);

　　? 精密配電柜：監(jiān)測配電柜內(nèi)的供電輸入?yún)?shù)，各支路配電開關(guān)狀態(tài)及負 載電流等;

　　? 發(fā)電機：監(jiān)測發(fā)電機的輸出電壓、電流，油溫、油位等參數(shù)。 環(huán)境監(jiān)控部分

　　? 精密空調(diào)：監(jiān)測精密空調(diào)的運行參數(shù)及狀態(tài)，并可實現(xiàn)遠程開關(guān)機啟停 控制和參數(shù)設(shè)置;

　　? 新風(fēng)機：監(jiān)測新風(fēng)機的開關(guān)機運行狀態(tài)及過濾網(wǎng)堵塞狀態(tài)，并可實現(xiàn)遠 程開關(guān)機啟停控制、定時啟停功能;

　　? 排風(fēng)機：監(jiān)測排風(fēng)機的開關(guān)機狀態(tài)，并實現(xiàn)遠程開關(guān)機功能;

　　? 溫濕度：監(jiān)測機房內(nèi)重要區(qū)域的溫度、濕度數(shù)值及變化情況;

　　? 漏水：監(jiān)測機房內(nèi)空調(diào)四周漏水情況;

　　? 燈光照明：對機房內(nèi)的燈光照明實現(xiàn)遠程開燈和關(guān)燈控制、;

　　? 防雷監(jiān)測：監(jiān)測防雷器提供的干接點狀態(tài)。 安保監(jiān)控部分

　　? 門禁管理：采用進門刷卡+出門按按鈕的驗證方式，實現(xiàn)對人員出入情況 的管理。

　　? 視頻圖像：監(jiān)視機房區(qū)域的實時圖像，并進行視頻錄像。

　　? 消防：監(jiān)測消防控制箱提供的干接點火警信號。

　　? 防盜：監(jiān)測機房內(nèi)的人員活動情況。 平臺告警方式

　　? 實現(xiàn)界面報警、短信報警、語音報警、郵件報警、聲光報警等報警方式。

　　1.3 系統(tǒng)設(shè)計

　　1.3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　如上監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖所示，系統(tǒng)分為三個部分，分別是采集層、傳輸層以及管理層。各部分的作用如下：

　　采集層：由各種 I/O 采控模塊、傳感器組成，直接連接各種被監(jiān)控設(shè)備，采 集如 UPS、空調(diào)、溫濕度、漏水等的現(xiàn)場信號。

　　傳輸層：將采集層采集的現(xiàn)場信號通過智能云盒以 TCP、WIFI 或 GPRS 等方式連接到服務(wù)器和系統(tǒng)平臺。

　　管理層：由監(jiān)控服務(wù)器和系統(tǒng)平臺組成，可脫網(wǎng)工作并具有獨立數(shù)據(jù)處理及 數(shù)據(jù)存儲能力，用于將傳輸層傳輸來的各種信息進行存儲、實時處理、分析和輸出，處理所有的報警信息，記錄報警事件，并負責(zé)將控制命令發(fā)往前端設(shè)備，實 現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的遠程控制?？刹捎眠h程的 WEB 瀏覽和 APP 監(jiān)控，便于管理人員隨時隨地了解機房的工作狀況，可直接觀看到與監(jiān)控服務(wù)器一致的監(jiān)控畫面，在 具有相應(yīng)權(quán)限下還可對設(shè)備實現(xiàn)遠程控制，如空調(diào)的開關(guān)機等。

　　1.3.1 設(shè)計依據(jù)

　　《電子信息系統(tǒng)機房設(shè)計規(guī)范(GB50174-2008)》

　　《電子信息系統(tǒng)機房施工及驗收規(guī)范(GB50462-2008)》

　　《計算機場地安全要求(GB9361-200X)》

　　《安全防范系統(tǒng)驗收規(guī)則(GA308-2001)》

　　1.3.2 設(shè)計原則

　　q 投入少

　　l 安裝簡便，人力投入少

　　l 價格親民，性價比高

　　l 使用方便，系統(tǒng)維護簡便

　　q 系統(tǒng)穩(wěn)定

　　l 設(shè)計避免單點故障，智能硬件模塊化

　　l 軟件為自主研發(fā)，兼容性強，保證維護及時性

　　l 國際工業(yè)監(jiān)控標準接口，便于擴展和維護

　　二、系統(tǒng)功能

　　2.1 監(jiān)控界面管理

　　監(jiān)控平臺一共有兩個監(jiān)控界面，分別為大屏端 WEB 監(jiān)控和移動端 APP 監(jiān)控。 監(jiān)控界面可自由選擇中英文界面。

　　1、APP 監(jiān)控界面

　　2.1.2 WEB 監(jiān)控界面

　　2.2 實時數(shù)據(jù)顯示

　　通過 TCP/IP、GPRS、WIFI 等傳輸方式，實時向中心機房或各遠程監(jiān)控站中的各個監(jiān)控設(shè)備發(fā)送采集各種數(shù)據(jù)的指令，不同設(shè)備的指令及傳輸方式不一樣，對所采取數(shù)據(jù)進行分析和計算并進行有效存儲。服務(wù)器對返回數(shù)據(jù)進行分 析及存儲，并同時記錄設(shè)備的狀態(tài)以及實時消息推送。WEB 訪問服務(wù)器并將數(shù) 據(jù)庫里的數(shù)據(jù)讀取在人機界面上，通過友好的人機界面通過文字、圖形、表格、 動畫等多樣的形式實時顯示各個設(shè)備的運行參數(shù)、運行狀態(tài)和報警參數(shù)。

　　實時監(jiān)控數(shù)據(jù)界面：

　　2.3 實時告警功能

　　監(jiān)控平臺有完善的事件及告警機制，在設(shè)備運行狀態(tài)、或者數(shù)值變化、通信 發(fā)生異?；驙顟B(tài)改變后，都可以按設(shè)定發(fā)出多種報警，并且產(chǎn)生事件變化通知， 這些通知即時顯示在人機界面之中，也可以按時間段進行查詢。

　　消息記錄界面：

　　2.4 歷史數(shù)據(jù)及報表功能

　　監(jiān)控主機自動將所有有效的監(jiān)控數(shù)據(jù)存儲在服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中，操作人員可以 隨時在網(wǎng)頁中查詢?nèi)我鈺r間、任意設(shè)備的任意參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)，并且自動生成歷 史曲線圖，將查詢結(jié)果以列表方式顯示或打印，以供分析之用。系統(tǒng)保存歷史數(shù)據(jù)不受時間限制。

　　設(shè)備歷史數(shù)據(jù)界面：

　　設(shè)備報表管理：

　　2.5 告警管理功能

　　物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)有短信，語音報警、聲光報警，WEB 彈窗，郵箱等 多種方式可以選擇，用戶可根據(jù)自身情況選擇合適的告警方式。

　　告警設(shè)置界面：

　　2.6 設(shè)備分享功能

　　設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)和告警信息可根據(jù)客戶需求分享給其他人。需注意如下幾點：

　　1)掃描設(shè)備二維碼的用戶被認定為超級管理員，具備分享設(shè)備給其他人的 權(quán)限，也可以刪除被分享人;

　　2)被分享的用戶則不能再分享設(shè)備給其他人;

　　3)被分享的用戶不能超過 9 個人。

　　三、系統(tǒng)實現(xiàn)

　　3.1 UPS 監(jiān)控子系統(tǒng)

　　UPS 是機房電力環(huán)路中極為重要的一部分，擔(dān)綱著純凈能源供應(yīng)和電力故障 時保駕續(xù)航的重要角色。UPS 組成部分主要包括整流器，逆變器，電池和旁路。對于 UPS 監(jiān)控的內(nèi)容包含了如下內(nèi)容：

　　? 參數(shù)采集：輸入電壓，輸出電壓，旁路電壓，輸入頻率，負載量，電池電壓，電池電量，電池工作時間等;

　　? 狀態(tài)采集：正常模式，停機模式，旁路模式，電池模式，離線模式

　　? 歷史統(tǒng)計：斷電次數(shù)統(tǒng)計，過壓統(tǒng)計，轉(zhuǎn)電池次數(shù)統(tǒng)計，轉(zhuǎn)旁路次數(shù)統(tǒng)計， 過載次數(shù)統(tǒng)計

　　? 故障記錄：斷電告警，機器故障告警，輸入過壓告警，輸入低壓告警，電池 過壓告警，電池低壓告警UPS 監(jiān)控手機界面：

　　3.2 精密空調(diào)監(jiān)控子系統(tǒng)

　　機房溫度出現(xiàn)異常時，將導(dǎo)致機房其他設(shè)備運行所需的環(huán)境失去保障，因此 設(shè)計對機房內(nèi)精密空調(diào)的運行狀態(tài)和參數(shù)進行實時監(jiān)測，同時可對精密空調(diào)進行 遠程的開關(guān)機控制。

　　? 監(jiān)測參數(shù): 送風(fēng)溫度、濕度;回風(fēng)溫度、濕度;房間溫度、濕度;壓縮機運行時間;風(fēng)機運行時間。

　　? 監(jiān)視狀態(tài)包括：壓縮機、風(fēng)機、冷凝器、加濕器、去濕器、加熱器、傳感器、控制器的運行狀態(tài)、漏水監(jiān)測狀態(tài)。

　　? 報警主要包括：送風(fēng)溫度、濕度越限報警;回風(fēng)溫度、濕度越限報警;壓縮機高壓報警;壓縮機低壓報警;漏水報警;壓縮機、風(fēng)機、冷凝器、加濕器、去濕器、加熱器、傳感器、控制器故障報警;

　　精密空調(diào)監(jiān)控手機界面：

　　3.3 蓄電池監(jiān)控子系統(tǒng)

　　對機房內(nèi)蓄電池的參數(shù)進行實時監(jiān)測。通過加裝蓄電池檢測儀與每節(jié)電池進 行連線監(jiān)測，多臺蓄電池檢測儀通過 RS485 智能接口及通訊協(xié)議采用總線方式 將信號接入智能云盒，由云盒將數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控服務(wù)器，由監(jiān)控平臺軟件進行蓄 電池的實時監(jiān)測。

　　? 采集參數(shù)：單節(jié)電池電壓，電池內(nèi)阻，電池溫度，電池電流，環(huán)境溫度;

　　? 告警設(shè)置：過壓告警，低壓告警，高溫告警，低溫告警，過壓告警解除，低壓告警解除，高溫告警解除，低溫告警解除。

　　蓄電池監(jiān)控手機界面：

　　3.4 溫濕度監(jiān)控子系統(tǒng)

　　機房對溫濕度的要求很高，對于面積較大的機房，由于設(shè)備分布、送風(fēng)回風(fēng)、 氣流等因素影響，機房不同區(qū)域的溫度、濕度值會有較大的區(qū)別，根據(jù)機房精密 空調(diào)回風(fēng)的溫濕度值來判斷機房整體溫濕度值已遠遠不能達到機房安全管理的要求;通過在機房內(nèi)各區(qū)域安裝溫濕度傳感器，使管理員實時了解準確的溫濕度 值，以便通過調(diào)節(jié)送風(fēng)口的位置、數(shù)量，設(shè)定空調(diào)的運行溫濕度值，盡可能讓機 房各點的溫濕度趨向合理，確保機房設(shè)備的安全正常運行。

　　? 參數(shù)采集：溫度，濕度

　　? 告警采集：過溫告警，低溫告警，高濕告警，低濕告警，過溫解除，低溫解除，高濕解除，低濕解除

　　3.5 發(fā)電機監(jiān)控子系統(tǒng)

　　發(fā)電機長期處于待機狀態(tài)，采用遠程管理解決方案，可以檢查運行時間、機 油壓力、電瓶狀態(tài)、冷卻劑溫度、發(fā)電輸出、燃油油位、GPS 位置等。當達到臨 界水平時，也可以生成通知，例如，發(fā)電機運行時間已經(jīng)超過預(yù)期。在運行時間 超過服務(wù)間隔時間時，我們就可發(fā)送通知。由于能夠遠程分析每臺發(fā)電機的運行 情況，將能夠了解其健康狀況并更有效地計劃現(xiàn)場服務(wù)訪問。

　　發(fā)電機監(jiān)控手機界面

　　3.6 普通空調(diào)監(jiān)控子系統(tǒng)

　　普通空調(diào)標配一個溫濕度實時顯示偵測，溫濕度傳感器外接一個紅外傳感器 可以 跟空 調(diào)進行 通訊 ，通 過紅外 傳感 器控制 空調(diào) 的開 啟和關(guān) 閉。 云盒通過 MODBUS 與溫濕度傳感器進行通訊，并在 APP 中實現(xiàn)通訊和遠端控制;

　　偵測參數(shù)：溫度和濕度實時顯示以及歷史數(shù)據(jù)曲線記錄和導(dǎo)出;

　　方案優(yōu)勢

　　該方案在軟件和硬件方面都具備技術(shù)性突破的優(yōu)勢。 在硬件層面實現(xiàn)了兩方面的突破：一，對原有硬件設(shè)備功能進行融合，通過一個智能終端實現(xiàn)了之前兩至三個硬件設(shè)備的功能;二，對硬件設(shè)備的安裝進行簡化，公司設(shè)備即插即用，在施工及維護方面節(jié)約了極大的成本。