机房动力环境集中监控系统解决方案.docx

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机房动力环境集中监控系统解决方案

银行机构机房动力与境

集中监控系统

技

术

方

案

第一章项目概述

1.前言

随着计算机技术的发展和普及，计算机系统数量与日剧增，与其配套的环境通信设备也日益增多，计算机机房已经成为各大单位的重要组成部分。

为保证机房安全正常工作，机房的环境设备（供配电、UPS、空调、消防、安防等）必须时时刻刻为计算机系统提供稳定安全正常的运行环境。

一旦机房的动力或环境设备出现故障，就会影响到计算机系统的运行。

对数据传输、存储及系统运行的可靠性构成威胁，轻则影响计算机系统的运行，重则造成计算机及其通信设备等硬件的损毁，使系统陷入瘫痪，后果不堪设想。

对于银行、证券、海关、邮局等需要实时交换数据的单位，机房检测更为重要，一旦发生故障，造成的经济损失不可估量。

现在许多机房的管理人员不得不采用24小时专人值班，定时巡查机房设备，这样不仅加重了管理人员的负担，而且更多的是不能及时排除故障，对事故发生的时间和责任也无科学的管理。

尤其目前国内普遍缺乏机房环境设备的专业管理人员和综合有效的管理手段，因此对于机房动力与环境及网管（服务器、交换机等）进行实时集中的监控就显得尤为重要。

公司多年来致力于物联网系统的研究，集多年的系统开发之经验，结合最新自控和软硬件技术，针对机房场地的特点，设计研发了“机房动力与环境集中监控系统”，实现了机房动环的集中监控和专家管理，达到了无人值守或少人值守，使机房的管理达到一个整体的智能化的水平。

2.设计依据

●《电气装置工程施工及验收规范》GBJ232--82

●《保安电视监控工程技术规范》GA/T76--96

●《安全防范系统通用图形符号》GA/T74—94

●《电总通信机房动力及环境监控规范书》

●《民用建筑电缆工程技术规范》

●《电子计算机房设计规范》GB50174-93

●《智能建筑设计标准》GB/T50314-2000

●《计算站场地技术要求》GB/T2887—2000

●《计算站场地安全要求》GB9361-88

●《电子计算机机房施工及验收规范》SJ/T30003-93

●《低压配电设计规范（GB50054－95）》

3.设计原则

结合机房信息化发展趋势和客户实际需求，提供高性价比的最优设计方案，是本系统设计的指导思想，也是系统方案设计的基本出发点和追求目标。

在设计中，遵循以下原则：

先进性：

系统具有完备的功能，易于升级扩展，具有较长的使用周期，能够在较长的时间段内满足应用需求。

可行性：

系统与用户以及上级管理部门的需求和管理制度相适应；与建设规模方面的实际情况相吻合。

系统具有较高的实用效能

可靠性：

系统能够长期稳定、安全可靠地运行。

在故障发生时，不影响其它系统的运行。

标准性：

系统设计时，所采用的技术手段遵循业界标准，特别是提供了标准接口，使系统具有良好的兼容性，能够与其它系统连接，同时可适应今后的升级或扩展。

可扩展性：

系统采用模块式结构。

如果用户需要接入更多处理单元，或者实现更多功能，可以方便地升级和扩展。

安全性：

具有多级安全级别控制、操作人员权限控制、数据传输安全控制，数据存储安全保障等。

经济性：

在保证系统功能完善、先进、可靠的基础上，尽量降低系统建设成本。

易用性原则：

系统功能强大，界面友好，软件设计人性化，易于被普通用户掌握、操作和使用。

开放性：

为了保证系统的扩展和与不同厂商设备、系统的互联，系统提供第三方接口。

自主知识产权：

系统拥有完全自主知识产权，可按照用户需求进行定制开发和升级换代，满足用户业务持续增长时的需求。

4.设计优势

●高性价比

从实际出发，在有限的预算下，追求最高的性能。

采用本公司公司的第三代嵌入式网络型监控设备，辅于国际标准传感器，组建的机房动力环境集中监控系统具有极好的成本优势。

其建设成本远远低于采用第二代传统RTU模块，PLC模块、PCI数据采集卡、工控机、组态软件等之和；工程建设周期只有传统方案的1/2；系统维护成本只有传统方案的1/2。

●安全与稳定

本系统以数字化、网络化监控为基础，适应机房监控智能化、网络化的发展趋势，不落后，不重复投资；采用企业内部局域网或广域网数据加密通信和管理，稳定安全。

●数据实时，系统开放，标准化

监控主机采用采集、解析、传输、管理和报警一体化设计，报警迅速，数据显示及时，数据记录完整，数据分析直观；

系统以模块化设计为原则，具有开放性，能灵活地组建各种规模的监控系统，与企业内部网络系统连接，不管是何种网络传输方式都能有机融合成一个整体，将是十分重要的。

机房大小差异较大，本监控系统能适合各种实际情况，有很强的可扩性，能随时适应对系统的扩容要求。

全网数据通信采用标准SIP接入方式，各个被监控机房可以很容易地与监控管理中心建立联系，用较短的研发周期实现对被监控机房的动力设备、机房环境、安保消防等信息实施统一平台下的监控。

●传感接入便捷、建设周期短、可维护性强

监控主机采用了人工智能化技术用于解析描述各种通信，这种独有的技术使得本系统主机可以实现各种品牌的传感设备的迅速接入，只需要在系统配置中进行简单的协议配置，根本不需要进行相应的软件开发，大大的缩短了建设周期，并且客户自己可以根据意愿更换传感设备品牌型号，可维护性极强。

●可配置实现机房服务器、交换机等网络设备的监控

本系统能够配置实现对符合SNMP标准协议的交换机、路由器等网络设备进行监控，也可对能够支持监控多种主流操作系统在内，包括Windows2000/2003的32位/64位、RedHatLinuxAS、AIX、Solaris、HP-UX等服务器进行监控。

能够对相应的设备故障进行报警，实现机房动环网管的集中性监控管理报警。

第二章需求简述

根据国家工信部对于企事业单位机房A、B级标准的评定，要求各企事业单位应具备机房动力与环境监控系统。

目前，银行机构层级划分大致如下：

全国总行、省一级分行、地区2级分行（或者中心支行）、县级支行、营业所（分理处）、自助银行，各级别之间管理权限呈树形结构。

如何达到故障及时预警，实现各级银行之间动环数据共享，保证数据实时性，并能最大限度节约成本，成为本项目重点考虑的问题。

5.建设目标

本项目依托计算机网络技术、通信技术、智能控制技术、物联网等信息化技术，建设“XXXX银行机房动力环境集中监控平台”，服务于银行机房动力环境管理，实现银行动力环境管理的数字化、网络化和空间可视化。

通过平台的有效运行，实现机房安全运行“关口前移”，有效防止机房重、特大故障发生；一旦发生故障，通过报警等方式进行应急联动；及时、科学、高效的开展资源调配和应急救援工作，有效地减少机房设备、数据和财产损失。

本项目系统设计以需求为依托，注重科学性、创新性、先进性、可扩展性和可靠性，使得机房安全管理工作真正落到实处，真正做到“为之于未有，治之于未乱，防患于未然”

项目建设主要包括：

“银行机房动环系统”（“机房动环系统”）、“支行机房动力环境集中监控系统平台”（简称“支行平台”）、“分行机房动力环境集中监控系统平台”（简称“分行平台”）三方面的建设内容。

其中银行平台层级如下图所示。

6.建设内容

2.1银行机房动环系统

在各个机房部署物联网主机以及各类传感设备，用于实现数据实时采集，报警联动，现场安防等功能。

具体如下：

第1章

第2章

2.1.

2.2.

2.2.1.

2.1.1监控类型

●动力源：

市电检测、UPS检测等；

●环境：

精密空调、漏水检测、温湿度、消防烟感、红外；

●网管：

服务器、交换机、数据库；

●视频：

实时视频、历史视频；

●门禁：

机房门状态、开门记录、卡管理；

2.1.2报警方式

语音报警、短信报警、声光报警；

2.1.3监控内容

●在机房入口处安装门禁系统，对进出人员进行管理。

●安装人体感应器、对无人机房的安全体系进行监控。

●在机房内设置温、湿度感应器对机房环境进行精确的温湿度监控。

●安装烟雾探测器（或接入消防干结点）对机房火灾隐患进行监控和防范。

●安装漏水探测器，对可能出现的因空调等设备引起的漏水现象进行及时监控。

●监测市电进线的电压、电流。

●监控精密空调的实时工作状态。

●监控UPS电源后备系统的实时工作状态。

●安装图像监控系统，对机房现场远程直观查看。

●监控服务器以及交换机，对出现的故障进行报警。

●通过声光报警、语音电话报警、短信报警，向相关管理人员及时发送告警信息。

便于管理人员及时采取措施，消除安全隐患。

2.2支行机房动力环境集中监控系统平台

市、县级支行平台架设于银行支行所在机房，支行平台可对辖区内各二级支行或营业点所有机房运行状态以及告警数据进行管理，用户通过该平台实现各种机房故障处置流程。

第3章

3.1.1.

3.1.2.

2.2.1管理功能

●组织结构管理：

二级支行、营业厅、分理处、自助银行信息管理

●用户管理：

用户信息管理、功能权限划分、区域权限划分等

●机房站点维护：

在线状态、参数配置、地理标注等

2.2.2故障处理

●故障接警中心：

故障接警、故障处置流程

●故障历史查询：

处置进度

●故障统计：

类型统计、区域统计

2.2.3实时监控

●地理分布监控：

GIS展示、实时数据、远程控制

●区域分布监控：

区域树状结点展示、实时数据、远程控制

2.3分行机房动力环境集中监控系统平台

省分行平台架设于银行分行所在机房，平台实现对下级支行或营业点的动环运行状态监管功能，依靠大数据处理系统，生成故障报表、设备故障率报表、区域故障率报表等内容。

第4章

4.1.1.

4.1.2.

2.3.1管理功能

●组织结构管理：

支行管理、银行点位同步等

●用户管理：

用户信息管理、功能权限划分、区域权限划分等

●机房站点维护：

在线状态等

2.3.2故障处理

●故障接警中心：

故障处置进度监管

●故障统计：

类型统计、区域统计、厂家故障统计

2.2.3实时监控

●地理分布监控：

GIS展示、实时数据、远程控制

●区域分布监控：

区域树状结点展示、实时数据、远程控制

第三章系统介绍

7.网络拓扑图

从上述拓扑可以看出，整个动环系统分三级架构，其中底层机房系统是整个系统架设的基础，采用嵌入式一体化物联网主机，将设备数据、环境参数、视频信号、门禁数据等集中在一个平台进行统一监控管理。

基于TCP/IP网络、RS232/RS485总线、现场总线技术、SIP通信等技术实现实时数据监控，分散监控，集中管理。

系统主要由：

设备管理、系统管理、应用管理和监控系统配套的传感器等相关硬件组成。

负责数据采集、应急告警、应急联动、远程控制等实现。

支行平台主要由WEB服务器、应用服务器及网关服务器组成，负责辖区内所有银行网点的机房组网，数据接入，数据分析过滤，故障处置等功能，一个支行平台可以同时管理不少于255个无人机房。

分行平台负责动环数据汇总，形成相应统计报表，便于对机房安全运行进行数据统计分析。

8.动环系统设计

第5章

5.1.

5.1.1.

5.1.2.

2.1供配电监控系统

安装电量监测仪监测机房供电状况及参数，通过通讯协议将参数传输至监控主机。

安装霍尔变送器去检测公开开关的状态，通过通讯协议将开关状态信号传递给监控主机。

一旦供配电系统工作状态不正常，会本地声光报警，并通过短信、电话语音报警，告知值班人员。

显示和记录各种参数的变化曲线，并对各种报警状态进行记录和报警处理。

监视参数包括：

●相电压（Va、Vb、Vc）；

●线电压（Vab、Vbc、Vca）；

●三相电流（Ia、Ib、Ic）；

●频率（f）；

●有功功率（KWa、KWb、KWc、∑KW）；

●无功功率（KVARa、KVARb、KVARc、∑KVAR）；

●视在功率（KVAa、KVAb、KVAc、∑KVA）；

●功率因数（Pfa、PFb、PFc、∑PF）；

●有功电度（KWH）；

●无功电度（KVARH）。

监视状态包括：

主要回路开关的通断状况。

控制包括：

远程控制开关断开。

（根据用户要求）

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；

●频率超高报警；

●频率超低报警；

●开关断开报警。

系统特点：

1）可同时测量三相四线制的电压、频率、电流、功率因素

2）电流测量接口外接符合GB1208-1997标准电流互感器（次级输出5A）

3）工作电源采用总线供电方式，有电源防接反功能和过压保护功能

4）通信接口采用标准串口（RS485），通信协议采用MODBUS协议，支持ASCII方式

5）带有图形液晶显示，可直接查看系统运行状况以及测量结果，便于现场安装调试

6）总线接口可采用8芯网线和RJ45接口进行连接

2.2UPS监控系统

UPS在机房中提供稳定而持续的电力供给重要设备用，因此，能够实时的监控UPS的工作状态显得十分的重要。

动力环境监控报警系统能实时的把UPS工作状态显示出来，可显示三相输入、输出电压、频率、温度、负载。

电池是停电时UPS的能量供给，如不随时了解电池的容量，一旦容量不足时，停电时UPS供电时间会缩短，严重时会造成很多设备宕机。

负载能看出三相的负载平不平衡，让机房管理人员及时调整，如不平衡容易造成发热量大，UPS容易损坏，带负载能力变差等。

动力环境监控报警系统兼容法国梅兰日兰系列、先控、美国EXIDE、力博特、IMV、SIEL、APC、SIMENS、艾默生等世界各品牌的UPS。

采用厂家提供的通讯协议和智能通讯接口，实时监视UPS的工作状态与参数。

通过由UPS厂家提供的通讯协议及智能通讯接口，对UPS进行监控，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（UPS的通讯协议及通讯板由厂家提供，最终监控的内容和控制的项目与该型号通讯协议规定的内容有关）。

在UPS设备本身通讯接口正常和通信协议正确情况下，可以监测协议提供的所有参数和状态，在无通讯协议的情况下，可增加其它辅助设备（如电量仪等）来测得。

参数包括输入输出电压、电流、频率、功率、蓄电池组的电压、后备时间、温度等；状态包括整流器、逆变器、电池、旁路、负载等部件的状态；显示和记录各种参数的变化曲线，并对各种报警状态进行记录和报警处理。

同时还可以实现远程自动充放电。

系统可全面诊断UPS状况，监视UPS的各种参数，可根据用户需要设置电话语音或短信通知。

对于所有参数记录，可查询任意时间内的曲线，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。

当系统检测到UPS的某部件发生故障或越限时，系统还可通过现场声光报警、电话语音报警、短信通知或E-MAIL通知等方式的告警，通知相关管理人员及时进行处理，避免有故障隐患的UPS继续运行，保障网络机房电力的可靠稳定。

下面是远程自动充放电（可选配）：

UPS自动充放电功能可实现UPS电源的远程操控和维护，并可设定其定期自动操控、维护、保养，如电池组放电维护等；用户无需亲临现场，即可对远程的UPS进行常规的操控和维护，大大减轻了UPS管理的工作难度，提升了工作效率，使得UPS的管理水平得到极大地提高，UPS主机和电池也得到了更好的保养，延长了电池的寿命。

并且用户的所有操控动作都有相应日志记录，便于管理追溯。

监视参数包括:

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：

整流器、逆变器、充电器、电池、自动旁路的运行状态。

控制包括：

远程关UPS、远程开UPS、远程放电。

报警主要包括：

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。

系统特点：

1）监控UPS不需要额外的硬件支持，只需要将UPS通讯接口用线缆连接到监控主机即可。

2）兼容任何带RS232或RS485监控接口的智能UPS3）根据客户的要求进行声光报警、电话拨打语音报警、电话短信报警。

4）具有远程手动。

自动放电，上电功能。

5）放电具有维护放电（每月放电一次，时间为2小时，如有单月停电1小时以上则不进行）和深度放电（测试电池性能，放电至一定电压）2种功能。

6）报警功能，对于负载过大，断电，电池性能过低，放电以语音，短信等方式通知特定人员。

7）报表功能，能查看，统计UPS的基本资料，工作情况，放电记录，电池情况等。

2.3空调监控系统

精密空调：

对于精密空调来说，本系统采用厂家提供的通讯协议和智能通讯接口，实时监视精密空调的工作状态与参数。

通过空调自带智能通讯接口及通讯协议，系统可实时、全面诊断空调运行状况，监控空调各部件（如压缩机、风机、加热器、加湿器、去湿器、滤网等）的运行状态与参数，当系统检测到精密空调的某部件发生故障或越限时，系统还可通过现场声光报警、电话语音报警、短信通知或E-MAIL通知等方式的告警，通知相关管理人员及时进行处理，避免有故障隐患的精密空调继续运行，保障网络机房能有一个良好的运行环境。

系统特点：

1）先进的RS-485协议，实现远程控制功能。

2）时间段定时开启功能、周期定时开启功能。

3）远程实时获取空调开、关状态，远程实时获取环境温度功能。

4）按用户配置温度，自动开启、关闭空调功能。

5）供电恢复后，延时45秒启动空调。

6）带电流检测功能，可准确了解空调运行状态。

7）具有断电来电或异常停机自启动功能：

当空调机出现故障或停电时，空调机停机；故障消除或重新来电后，控制空调机按设定的规则重新启动，不需要人工干预。

普通空调：

对普通空调的控制我们提供一款智能空调遥控器，该智能空调遥控器可以学习并存储空调原配遥控器中的各种命令，并通过RS485协议与监控主机通信。

监控主机发送控制命令给智能空调遥控器，智能空调遥控器再以红外遥控的方式控制空调的各种操作（例如开机、关机、调节温度、调节湿度、加湿、除湿、制冷、加热等等）。

监视参数主要包括:

温度、湿度；

●监视状态包括：

压缩机运行状态。

●控制包括：

远程开机、关机、调节温度、调节湿度、加湿、除湿、制冷、加热等等。

2.4温湿度监控系统

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，GB50174-93《电子计算机机房设计规范》对机房内温度湿度作出了具体的规定。

开机时电子计算机机房的温、湿度应符合下表的规定

级别项目

A级

B级

夏季

冬季

全年

温度

23±2℃

20±2

18-28℃

相对湿度

45%-65%

40%-70%

温度变化率

<5℃\h并不得结露

<10℃/h并不得结露

停机时电子计算机机房的温、湿度应符合下表的规定

项目

A级

B级

温度

5-35℃

5-35℃

相对湿度

40%-70%

20%-80%

温度变化率

<5℃/h并不得结露

<10℃/h并不得结露

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，本方案建议在机房安装温湿度传感器，监控系统以直观的画面实时显示温湿度数据和变化曲线，可以根据需要人工设定温湿度报警的阈值，包括超低值、低值、高值、超高值，一旦温湿度达到相应的阈值就会进行越限报警，自动弹出报警画面，通过多媒体声音、电话语音报警，告之相关人员。

温湿度传感器技术指标：

测量范围：

温度：

-20℃~+70℃；湿度：

0~100%RH

准确度：

温度：

±0.5℃；湿度：

±3%RH

输出：

4~20mA、0~5V、RS485可选

供电电源：

DC12V/DC24V

系统特点：

1）采用高精度数字温度传感器

2）带有大屏幕液晶显示，可直接查看系统运行状况以及测量结果，便于现场安装调试

3）由报警主机统一供电，方便布线和安装

4）通信接口采用标准串口（RS485），通信协议采用MODBUS协议，支持ASCII方式

5）总线接口可采用8芯网线和RJ45接口进行连接

6）温湿度传感器采用外置于变送器的装配形式，传感器在防护网的保护下与空气充分接触，探测灵敏可靠。

2.5漏水检测系统

漏水可在任何建筑物中经常发生，在我国北方使用供暖设备多，南方制冷空调普及，供暖供冷输水管道均分布在楼层间，加上生活用水、消防用水等，都是漏水事故的潜在隐患，一旦漏水事故发生如不能及时的发现和排除，所造成的不仅是电子设备短路、设备损坏，严重时对IT数据机房来说将造成重要数据损坏无法弥补的严重后果。

因此，进行漏水事故的检测成为计算机机房监控系统中的重要内容。

LDS系列漏水检测系统是专门针对机房漏水监测而设计的专用检测系统，它由感应线缆和控制器两部分组成，控制器通过实时采集机房被保护区域中预先安装好的感应线缆的工作状态，及时准确报告机房中漏水位置并产生声音告警通知用户，通过继电器输出控制信号切断泄漏源，有效地保护机房设备的安全运行，同时可以通过RS485通信口实现远程监控功能。

LDS系列漏水检测系统已经广泛应用于证券、金融、输水管道、实验室、图书馆、洁净工厂等重要场所，对机房环境设备的安全运行起到有效的监护作用。

漏水监测系统结构图如下：

感应线缆主要布置在墙壁四周、精密空调周围、水管沿线等区域，长度为15米。

LDS控制器特点：

1）提供１路检测线缆接口，可接入２芯或４芯漏水检测线缆。

2）实时响应快，响应时间＜5S，可由用户设定。

3）检测灵敏度和漏水量可设定，可适应所有厂家的检测线缆。

4）具有断线检测功能，防止检测线缆被损坏后失去漏水检测功能。

5）提供RS485总线接口，采用MODBUS协议，方便接入第三方远程监控系统中。

6）监测范围广，最大检测距离可达100ｍ。

7）具１路继电器输出，用于输出告警信号或作为泄漏控制信号。

8）提供告警声音输出，并可设定开启或关闭告警声音。

9）具有３个LED状态指示，能迅速直观了解漏液检测系统的工作状态。

10）端口具有EMC设计，抗干扰能力强，长期稳定性高。

感应线缆特点：

1）工作温度：

<75℃

2）工作电压：

<36VDC

3）线缆材料：

含氟聚合物

4）线缆直径：

6.5mm

5）耐腐蚀性：

耐普通弱酸弱碱水质

6）重量：

约70g/米

7）寿命：

>10年

8）检测介质：

自来水、空调水、消防水、雨水等

9）灵敏度：

<3mm线缆

10）响应时间：

<0.5S

2.6安防监控系统

安防检测在方案中主要包括：

红外报警。

红外报警主要硬件是红外探测器、门磁。

主要是防止非法越界闯入，提供报警功能。

2.7消防监测系统

通过采集烟感探测器、温感探测器的报警信号实时监测火灾警状态，当有火警发生，监视系统以直