智慧城市数据中心机房动力环境监控管理系统建设方案.doc

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1、智慧城市数据中心机房动力环境监控管理系统建设方案4.10.1概述随着电子政务的发展，机房建设的数量及规模不断扩大。机房作为信息交换的枢纽，科学管理尤为重要。目前用户对于机房管理的重点都集中在防黑客或非法入侵、电脑病毒、网络故障、数据备份等方面，往往忽略了机房的环境变化，可能致使产生不可预见的后果，如机房的温度、湿度过高、电力系统不稳定、机房安全措施不完善致使非核心工作人员进出机房操作，造成的隐患/故障而引发的机房事故，导致不必要的经济损失。科学的管理计算机机房，才能保证机房内的网络和计算机等高级设备长期、可靠、稳定地运行。机房集中监控系统，是相关人员管理机房的不可或缺的重要工具。4.10.2需

2、求分析本项目机房为无人值守机房，若节假日期间或者夜间发生事故，无法进行警报预警、事故及时处理，会给设备运行带来非常大的安全隐患，前期信息机房就由于断电，造成空调无法自启动，使机房内温度急剧拉升，而无人及时预知，为满足工作需求，提高机房维护和管理的安全性，本此建设改造要采用先进的智能化技术，对机房环境、动力设备进行管理。通过智能网络，实现供配电、UPS、空调、消防、漏水、温湿度检测、门禁系统、视频监控等子系统的统一监控。4.10.2.1系统功能需求 界面以图形界面为主。 所有报警以电子地图形式弹出、必须有明显提示。 报警可以根据重要级别将同时发生的报警排序处理，并可以将不同的报警内容选择设定为语

3、音报警、短信报警或电话语音报警等。 要求动画界面仿真设备运行。 要求在电子地图的实际位置显示温湿度值。 要求同时不低于50个网络用户连接，远程数据刷新速率不大于1S。 要求系统必须为中文开发及编辑系统，简单易学易用。 要求对机房各系统提供的监控数据进行实时报警、保存和事后分析。 要求提供标准的SNMP服务、OPC服务和BACnet接口，以便将来与楼控或其他系统接口。 要求系统提供一个完备的二次开发平台，开发人员可以嵌入各种windows控件，可以用标准的脚本语言对功能进行任意扩充。 监控管理系统应具备较强的扩展能力，可以建成最小的基本系统，也可以建成较全面的大系统。并允许对多个机房的集中监控，

4、满足系统扩容的需要。 安全管理要求：1）机房动力环境监控系统要求提供完善的操作管理功能，口令验证及权限验证；2）所有操作要有详细记录，并存入历史数据库。每个远程用户的登录，其登录时间、主机IP及用户名均应完整记录，其所进行的操作：修改系统配置、控制设备运行等，也应完整记录，系统管理员可以随时检查每个用户所作的操作。4.10.2.2各系统详细功能需求（1）供配电系统监控用电量监测仪监测机房配电柜供电状况及参数（电流通过电流互感器检测接入到电量监测仪），通过通讯协议监视各级的开关状态（进线柜、出线柜及其他配电柜空调开关、UPS输入开关、UPS输出开关，主机电源开关等状态），对于机房的重要配电开关进

5、行状态监视。当开关跳闸或断电时，系统自动切换到相应的运行画面，同时发出多媒体语音和电话语音或短信报警，通知管理员尽快处理，并事件记录到系统中。一旦供配电系统工作状态不正常，系统会弹出报警画面，通过多媒体语音、电话语音报警，短信、Email告知值班人员。（2）UPS监控通过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，自动弹出报警画面，通过多媒体声音、电话语音和短信报警，告之相关人员。（3）精密空调监控采用RS-485总线通讯方式，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，自动弹出报警画面，通过多媒体语音和电话

6、语音等报警，告之相关人员。（4）漏水检测系统对于计算机机房，防水患和泄漏是十分重要的，机房地板下面强电、弱电线槽线缆分布密集，一旦发生漏水，造成的损失将是巨大的。由于机房空调、水管、暖通漏水以及窗户、天花、外墙渗漏的情况时有发生，为及时发现险情，在机房里安装泄漏监测系统极其必要。（5）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，电子计算机机房设计规范（GB50174-93）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

7、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。温湿度调控功能：能够进行自动和远程温度调控功能。温湿度超限报警功能：当温湿度超出温湿度报警范围时，监控仪将向管理中心计算机回传报警数据。定时采集温湿度功能：监控仪根据采集周期,定时读取温湿度值并保存下来。当与计算机通信时，将此数据传给计算机。（6）消防监测消防报警系统要求与监控系统连接采集消防报警主机干节点信号，监测消防报警主机的工作状态；（7）门禁监测 在进入机房的各个门口安装非接触式ID卡门禁系统，进门刷卡（密码+刷卡+指纹）出门采用出门按钮。门禁锁采用磁力锁或电插锁，带门磁开关信号，门磁信号接入环境监控系统，一

8、旦门开超时，监控系统自动弹出报警画面，通过多媒体或电话语音报警，告之相关人员。监控系统监测门的开关状态，记录刷卡进出的时间、门区及卡号，分类查询进出门统计资料和报警资料，为事后分析提供依据。（8）视频监控系统机房视频监控系统，要求达到实时监控和对移动物体捕捉监控，配备的固定和全向监控摄像机，必须保证全方位监控，通过网络连接到控制室。视频图像监控系统采用视频组态的概念，将各通道的图像以控件组态的方式随意插入某个界面，对于大型的监控系统而言，以电子地图的方式来集中管理各个场地的数据和图像的界面，十分方便。将动力环境监控和闭路监控合二为一，因而可以随意实现动力环境与图像的联动控制，一旦有异常事件发生

9、，监控系统自动弹出现场。4.10.3系统设计及说明4.10.3.1系统拓扑结构系统由监控主机、计算机网络、智能模块、协议转换模块、信号处理模块、多设备驱动卡及智能设备等组成。为了增强系统的功能，用户可根据需要选择配置多媒体声卡、智能电话语音卡、超级视频卡等设备。下图为机房监控系统结构图：机房监控系统结构图4.10.3.2各监控子系统详细设计4.10.3.2.1供配电系统监控系统机房区所有供电电源的质量好坏将直接影响机房设备的安全，因此采用智能电量监测仪对机房市电进线的供电参数实行监测非常重要。本方案采用1套三相智能电量变送器（安装在配电柜面板上），对机房的总输入电源柜电量进行检测。三相智能电量

10、变送器是集三相相电压、相电流、线电压、线电流、有功、无功、视在功率、频率、功率因数、电度等参数于一体的智能仪表。该表带有报警功能和智能通讯接口，即可单独使用，亦能与计算机相连，将采集的参数送到计算机上，使用户能非常方便的读取配电的电流、电压，了解供电质量。用鼠标点主画面的配电图标的配电参数菜单，即可进入查看所监测配电线路的参数，如图下所示。相应的参数存有历史曲线，可点击该参数下挂的历史曲线菜单进入历史曲线图。机房因电源问题引发的问题通常都能通过电量仪和UPS的历史曲线分析出故障原因，甚至预防很多故障的发生。如果某参数超出设定范围，系统即发出多媒体语音报警，如果设有电话语音报警，即同时启动电话拨

11、号告警。状态指示灯交替闪烁显示报警，在事件窗内可看到哪个参数越限，点击该事件，显示界面自动切换到相应画面上。通过分析有关参数的历史曲线，机房管理员能清楚地知道供电电源的质量是否可靠完好，为合理地管理机房电源提供科学的依据。4.10.3.2.2UPS监控系统UPS是机房中提供稳定电源的关键设备，机房中许多设备如服务器、小型机、路由器等设备，都需要使用稳定的不间断电源，以防止数据丢失。因此监管好UPS系统非常必要。本方案通过由 UPS厂家提供的通讯协议及智能通讯接口，对 UPS 进行全面监控，对UPS内部整流器、逆变器、电池、旁路、负载等各部件的运行状态进行实时监视，一旦有部件发生故障，系统会自动

12、报警。并且实时监视UPS的各种电压、电流、频率、功率等参数，并有直观的图形界面显示，如下图所示：系统可全面诊断UPS状况，监视UPS的各种参数。一旦UPS报警，将自动切换到相关画面。越限参数将变色，并在现场伴随有报警声音，有相应的处理提示。可根据用户需要设置电话语音通知。对于重要的参数，可作曲线记录，可查询一年内的曲线，并可显示选定某天的最大值，最小值，使管理人员对UPS的状况有全面的了解。4.10.3.2.3精密空调监控系统本方案在主机房区配置了2台精密空调，通过空调智能通讯接口，系统可实时、全面诊断空调状况，监控空调各部件（压缩机、风机、加热器、加湿器、去湿器、滤网等） 的运行状态与参数，

13、并可远程修改空调设置参数（温度与湿度），实现空调的远程开关机。系统一旦监测到有报警或参数越限，将自动切换到相关的运行画面。越限参数将变色，并伴随有报警声音，有相应的处理提示，及相关处理提示。对重要参数，可作曲线记录，用户可通过曲线记录直观地看到空调机组的运行品质。空调机组即使有微小的故障，也可以通过系统检测出来，及时采取步骤防止空调机组进一步损坏。对严重的故障，可按用户要求加设各种报警方式实现多种报警。机房精密空调一般提供控制功能。在权限范围内，可对空调进行远程开机、关机、温湿度的上下限设定等操作。4.10.3.2.4漏水检测系统机房内的地板底下有诸多的漏水水源，如空调机组的冲洗水回路、排水管

14、等。由于机房区地板下强电、弱电、地线、电缆纵横交错，如不慎发生漏水，不及时发现并清除，后果将不堪设想。正因为机房漏水危害大，又不容易发现，对机房内的漏水状态进行实时的检测是十分必要的。本方案采用分布式传感即用特种绳将水源包围，可以真正意义上做到防患于未然，把泄漏危害降低到最低程度，故本方案采用分布式传感检测系统。4.10.3.2.5温湿度监测系统对于机房内精密的电子设备，其正常运行对环境温湿度有比较高的要求。计算机机房环境条件的好坏，对充分发挥计算机系统的性能，延长机器使用寿命、确保数据安全性以及准确性是非常重要的问题。为了确保计算机安全可靠地运行，严格控制温度之外，还要把湿度控制在规定的范围

15、之内。一般地讲，当相对湿度低于40时，空气被认为是干燥的；而当相对湿度高于80时，则认为空气是潮湿的；当相对湿度为100时，空气处在饱和状态。在相对湿度保持不变的情况下，温度越高，水蒸气压力增大，水蒸气对计算机设备的影响越大，随着压力增大，水蒸气在元器件或由介质材料表面形成的水膜越来越厚，造成“导电小路”和出现飞弧现象，引起设备故障。高湿度对电子计算机设备的危害是明显的，而低湿度的危害有时更加严重。在相同的条件下，相对湿度越低，也就是说越干燥，静电电压越高，影响电子计算机设备的正常工作越明显。实验表明，当计算机机房的相对湿度为30时，静电电压为5000v，当相对湿度为20时，静电电压就到了10

16、000V，而相对湿度降到5时，则静电电压可高达20000V。所以本方案在机房的各个重要部位，装设8套温湿度检测模块，记录温湿度曲线供管理人员查询，一旦发现温湿度越限即刻启动报警；提醒管理人员及时调整空调的工作设置值或调整机房内的设备分布情况，同时系统记录下的曲线可供机房管理人员参考；以方便根据当地的各季节的温湿度状况适时调整，及时防范因温湿度质量造成不必要的设备损坏；在问题发生后可根据历史曲线轻松找到问题所在，方便解决问题。系统还可以将一段时间内机房里的温湿度值通过历史曲线直观地表现出来，以方便管理人员事后进行分析查看查看，为今后管理提供依据。4.10.3.2.6消防监测系统本方案中，机房消防

17、系统安装了气体灭火装置。消防检测系统可以实时检测机房区域消防情况，正常时无报警信息，一旦有报警发生（如火警信号、放气信号），由消防控制箱给出的干接点报警信号，通过开关量数据采集模块，将干接点变化信号经过处理后送到监控主机发出报警，即可达到实时监测机房内的火灾情况。这样，即便无人值守，可以确定消防工作状态。4.10.3.2.7门禁监控系统根据需要，在机房出入口安装2道门禁系统，以便对出入进行有效监控管理。为了提高安全性能，我们这样设计：控制器采用通讯功能的门禁控制器，在进入机房的各个门口安装非接触式ID卡门禁系统，进门刷卡（密码+刷卡+指纹）出门采用出门按钮。门禁锁采用磁力锁或电插锁，带门磁开关

18、信号，门磁信号接入环境监控系统，一旦门开超时，监控系统自动弹出报警画面，通过多媒体或电话语音报警，告之相关人员。监控系统监测门的开关状态，记录刷卡进出的时间、门区及卡号，分类查询进出门统计资料和报警资料，为事后分析提供依据。4.10.3.2.8报警方式设计本系统可以提供多种报警方式，一旦发现异常事件，系统即自动执行预定的控制策略，同时启动报警，报警可以有几种方式，如报警窗口、实时打印、语音提示、电话语音、电子邮件、短信等。如图所示。使用时，可以选择其中一种或多种报警；当有多个报警同时发生时，系统通过事件等级，排队报警事件，并逐一报警，其中的电话/手机号码等由用户设置。报警系统结构如下图所示：报警具备灵活定义功能，可以分别设置设备的报警方式以及相关管理人员，比如可以设定以下报警方式：精密空调故障通过电话语音方式通知精密空调管理人员并发送电子邮件给主管人员，而消防报警可通过手机短信方式通知消防管理人员并发送电子邮件给主管人员。这种方式大大增加管理的灵活度。