机房动力环境监控系统解决方案.docx

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机房动力环境监控系统解决方案

第一章项目概述

一.1项目背景

随着信息技术的发展和普及，计算机系统及通信设备数量与日俱增，规模越来越大，中心机房、计算机系统和通讯网络已成为各大单位业务管理的核心部分。

为保证其安全正常运行，与之配套的机房动力系统、环境系统、消防系统、保安系统必须时时刻刻稳定协调工作。

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。

此外，目前许多机房不得不采用24小时专人值班的方式定时巡查机房环境设备，这样不仅加重了管理人员的负担，而且往往不能及时排除故障，对事故发生的时间及责任也无科学的管理；更缺乏对已发生的故障作全面的分析数据，使得问题不能得到完善的解决。

尤其目前国内普遍缺乏机房环境设备的专业管理人员，这对机房的安全运行无疑又是一个不利因素。

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。

动力环境监控系统是专为现代计算机及网络通信机房而设计的远程环境及网络监控报警系统，实现7×24×365的全面集中监控和管理，保障机房环境及设备安全高效运行，以实现最高的机房可用率，并不断提高运营管理水平。

⏹为机房内各系统及设备运行提供高度稳定可靠的监控信息资源；

⏹节省机房运行管理费用，达到短期投资长期受益的目的；

⏹确保提高机房管理工作效率并提供安全舒适的工作环境；

⏹系统软/硬件均采用模块化结构设计，适应发展需要，做到具有可扩展性、可变性，适应环境的变化和工作性质的多样化。

一.2设计原则

高效稳定

只有稳定运行的系统，才能确保电子防控工程系统平稳运行。

此项目系统主机采用低功耗嵌入式ARM芯片，标准工业规格设计，具有硬件看门狗电子线路，永不死机，并且具有来电自启动功能，不会出现因某一个设备故障或一个站点故障而导致整个系统瘫痪的情况。

该系统的设备稳定性应高于现有机房设备。

系统的接入不会影响到现有机房设备和传输网络的正常工作。

架构合理具有可扩展性

系统采用先进采用模块设计来架构系统，使整个系统安全平稳的运行，并具备良好的扩展条件。

可扩展性保证当用户有更多的要求时，引入的新设备可以顺利地与本次配备的设备共同工作，进一步扩展与提高系统的性能和功能。

一体化设计

机房内所有被监控的智能设备和各种传感器到监控主机采用直接连接，减少故障点，中间不需要任何采控模块和协议转换模块；真正意义的实现由监控主机自身对所有设备的信号采集和数据采集，由监控主机自身实现对采集的信号和数据进行分析、处理、报警等功能，真正做到allinone。

易用易维护

系统的前端产品和系统软件均有良好的学习性和操作性。

嵌入式设备追求易用性，在略通电脑操作的情况下通过培训熟练掌握系统的操作要领，达到能完成值班任务的操作水平。

系统具备升级维护能力

由于监控主机和传感器之间采用直接连接，因而维护方便，能迅速的排

除故障；系统整体采用模块化设计，因而具备良好的软件升级能力。

一.3设计依据

⏹《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）

⏹《计算站场地安全要求》GB9361-88

⏹《电气装置工程施工及验收规范》GBJ232--82

⏹《安全防范系统通用图形符号》GA/T74—94

⏹《保安电视监控工程技术规范》GA/T76--96

⏹《防盗报警控制器通用技术条件》GB12663-2000

⏹《入侵探测器通用技术条件》GB10408.1-2000

⏹《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》CECS89:

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第二章总体方案设计

机房动力环境监控系统是对配电系统、UPS系统、精密空调系统、漏水、温湿度、消防报警、新风系统、视频监控、入侵报警系统、门禁系统等进行集中监控，实现对机房的动力、环境、安全三方面遥测、遥信、遥控、遥调、遥视等功能，以及“集中监控、故障精确定位、高效管理”的机房管理模式，保证数据的传输和共享，保障机房信息系统的动力与环境安全。

为了确保系统的稳定可靠运行，本系统采用嵌入式监控技术，即前端传感器和监控采集主机高度一体化，确保任何模块出现故障不会影响同级别的其他模块的正常工作，并且保证在断网情况下，前端监控采集主机仍具备数据采集和报警功能，后端监控管理平台仅作为数据存储和展示功能，这种分布式系统架构可以确保系统后续的扩容能力和系统反应速度。

监控系统拓扑图如下：

数据感知层：

由各类型传感器、智能监控模块等组成，实现对现场环境、动力设备等数据采集。

现场各类型传感器通过双绞线接入到EMS系列监控采集主机上的接口上，各种智能设备通过IMS-800智能监控模块将采集到的数据直接接入EMS系列监控采集主机。

采集传输层：

由EMS系列监控主机组成，与现场各种传感器和报警设备相连，负责收集与处理由数据感知层发送上来的数据。

EMS系列监控主机是专业化的嵌入式设备，内置WEB服务器，可通过远程IE访问，具有数据采集、数据处理、联动控制、报警管理、记录存储等功能，并具备来电自启动功能，完全满足24小时365天长时间正常运行。

EMS系列监控主机可管理机房内的各种动力设备、环境参数和安防系统。

提供友好的人机界面，满足用户个性化需求。

内置WEB服务为系统管理人员提供远程设置、远程监控、远程维护及远程报警等专业管理功能。

网络中断时仍可独立运行、存储数据及联动控制。

EMS系列监控主机将采集的数据和处理后的结果、报警信息等上传至应用管理层。

应用管理层：

由监控服务器、监控客户端、终端等组成，主要负责收集数据监控层EMS系列监控主机上传的数据，监控服务端采用B/S架构，可通过IE进行远程访问，实现各种统计报表、数据分析挖掘、告警管理、运维管理、权限管理和系统配置管理等，监控管理层系统对于前端各个被监控的动力子系统、环境子系统、消防子系统、安防子系统、视频子系统等集中监控管理功能。

第三章子系统设计

三.1市电监测

三.1.1监测内容

●相电压（Va、Vb、Vc）、相电流（Ia、Ib、Ic）；

●频率、功率因素、有功功率、无功功率、总电能；

●仪表盘的图表展示方式

●可对相电压、相电流设定越限阀值，一旦市电发生越限报警发生报警的该项状态会变红色，同时产生报警事件进行记录存储,并第一时间发出电话拨号、手机短信、邮件、声光等对外报警

●通过动态的电子地图，可实时显示安装在配电柜上的电量仪数据；

●历史曲线记录，直观显示历史曲线，可查询任意一段时间内相应参数的历史曲线及具体时间的参数值（包括最大值、最小值），并可将历史数据导出为EXCEL格式，方便管理员全面了解市电的运行状况；

三.1.2监测实现

实现说明：

在配电柜中安装一个电量仪，电量仪连接市电的进线和电流互感器的连接线，然后将电量仪的用双绞线与EMS环境监控主机传感器接口相连。

三.2配电开关监测

三.2.1监测内容

●市电配电主要空气开关断开或闭和状态，电源防雷器（带开关量输出）的状态；

●通过图表直观的展示配电柜中主要空气开关或电源防雷器的状态；

●一旦空气开关跳闸或电源防雷器出故障，该项状态会变红色，同时产生报警事件进行记录存储,并第一时间发出电话拨号、手机短信、邮件、声光等对外报警；

●通过动态的电子地图，可实时显示安装在配电柜上的配电开关模块数据；

三.2.2监测实现

实现说明：

在配电柜中安装一个配电开关模块，配单开关模块并接空气开关的出线和连接电源防雷器输出的信号，然后将配电开关用双绞线与EMS环境监控主机传感器接口相连。

三.3支路负载电流监测

三.3.1监测内容

●对重要支路的电流或电压进行监测；

●通过图表直观的展示各支路的电流或电压数据；

●一旦支路电压或电流超限告警，该项状态会变红色，同时产生报警事件进行记录存储,并第一时间发出电话拨号、手机短信、邮件、声光等对外报警；

●通过动态的电子地图，可实时显示安装在配电柜上的各支路的电流或电压数据

三.3.2监测实现

实现说明：

在需要监测电流的支路上安装一个精密电流互感器，将精密电流互感器的引出线接入到负载监测模块上，，然后将负载监测模块用双绞线与EMS环境监控主机传感器接口相连。

三.4UPS监测

三.4.1监测内容

●实时监视UPS整流器、逆变器、电池（电池健康检测，含电压电流等数值）、旁路、负载等各部分的运行状态与参数（监测的具体内容根据不同品牌和协议会有所不同）。

●通过图表直观的展示UPS整体的运行数据；

●一旦UPS有告警，该项状态会变红色，同时产生报警事件进行记录存储,并第一时间发出电话拨号、手机短信、邮件、声光等对外报警

●历史曲线记录，可查询一年内相应参数的历史曲线及具体时间的参数值（包括最大值、最小值），并可将历史曲线导出为EXCEL格式，方便管理员全面了解UPS的运行状况。

三.4.2监测实现

实现说明：

需要UPS提供智能通讯口及正确的通讯协议，用数据线或网络线将UPS直接连接到智能监控模块上，由智能监控模块将数据转发到EMS环境监控主机上，这样监控主机就可以直接查看UPS的各项运行参数、工作状态、报警信息。

三.5蓄电池监测

三.5.1监测内容

●实时在线监测电池组的单体电压、电池温度、充放电电流、电池组总电压、电池内阻。

●通过图表直观的展示蓄电池整体的运行数据；

●一旦电池有告警，该项状态会变红色，同时产生报警事件进行记录存储,并第一时间发出电话拨号、手机短信、邮件、声光等对外报警

●历史曲线记录，可查询一年内相应参数的历史曲线及具体时间的参数值（包括最大值、最小值），并可将历史曲线导出为EXCEL格式，方便管理员全面了解蓄电池的运行状况。

三.5.2监测实现

实现说明：

将电池采集模块固定到单体电池上表面或侧面上，用RJ11专用通信电缆把EMS-0601-12或EMS-0601-02电池采集模块一个一个串连起来，连成一条总线，将其接到EMS-0601通信管理模块上，并EMS-0601通信管理模块上的RS485接口接入到EMS监控主机的扩展RS485接口上，实现电池状态和电池寿命实时在线管理。

三.6温湿度监测

三.6.1监测内容

●实时准确的监测机房内的温湿度；

●当温度或湿度超限告警，该项状态会变红色，同时产生报警事件进行记录存储,并第一时间发出电话拨号、手机短信、邮件、声光等对外报警；

●通过动态的电子地图，实时监测处于不同空间位置的温湿度的真实值；

●实时曲线：

通过动态曲线对机房的温湿度的趋势进行估测，并且动态曲线可以打印；

●历史曲线：

通过历史曲线记录机房温湿度，可以查询历史曲线和历史数据

三.6.2监测实现

实现说明：

将温湿度传感器RS485信号，通过网线引出接到EMS环境监控主机的传感器接口上，设备可以设置地址码，每个传感器上面有液晶屏显示。

在多个传感器之间用8芯网线串接，再与EMS环境监控主机的传感器接口连接，系统通过传感器不同的地址码来区别不同位置的传感器。

三.7不定位水浸监测

三.7.1监测内容

●实时准确的监测水浸；

●可根据实际监测场所，设置告警的灵敏度；

●当水浸传感器发生告警，该项状态会变红色，同时产生报警事件进行记录存储,并第一时间发出电话拨号、手机短信、邮件、声光等对外报警；

●通过动态的电子地图，实时监测漏水的位置；

三.7.2监测实现

实现说明：

在机房易漏水的空调下方或周围铺设漏水感应线，将感应线接到漏水控制器上，再将控制器的输出信号接到EMS环境监控主机。

这样当漏水感应线检测到有水时，系统会立即报警并通知机房管理人员。

三.8定位水浸监测

三.8.1监测内容

●实时准确的监测漏水的具体位置；

●可根据使用场所选用单通道或者双通道的传感器；

●当水浸传感器发生告警，该项状态会变红色，同时产生报警事件进行记录存储,并第一时间发出电话拨号、手机短信、邮件、声光等对外报警；

●通过动态的电子地图，实时监测漏水的位置；

三.8.2监测实现

实现说明：

在机房易漏水空调的下方或周围铺设漏水感应线，将感应线接到漏水控制器上，再将控制器的输出信号接到EMS环境监控主机。

这样当漏水感应线检测到有水时，系统会立即报警并通知机房管理人员。

三.9普通空调控制

三.9.1控制内容

●支持市面上95%以上通过红外遥控器控制的普通空调；

●可对空调进行开、关机操作，可设置制冷16-30℃，制热16-30℃，抽湿、自动等遥控器带有的功能；

●可根据房间的温度上下限来自动选择的空调的开关机、制冷操作；

●提供多种控制模式，自动模式、时间模式、手动模式等

●可选用两个接头的传感器达到两台空调自动切换控制；

三.9.2控制实现

实现说明：

先用空调控制器学习空调机自带的红外遥控器的红外码，将红外控制探头对准空调红外接收板的位置安装，用数据线将红外控制探头接到空调控制器上，然后用双绞线将空调控制器接到EMS环境监控主机的传感器接口上，实现对普通空调的控制，达到机房节能的效果。

单机空调控制器监测示意图

双机空调控制器监测示意图

单机空调监控器

三.10精密空调监控

三.10.1监测内容

●实时监视回风温度、回风湿度、回风温湿度限值、温度设定值、湿度设定值、加热器运行状态、制冷器运行状态、除湿器运行状态、压缩机高低压报警、主风扇过载报警、滤网堵塞报警等。

（监测的具体内容根据不同品牌和协议会有所不同）。

●通过图表直观的展示精密空调整体的运行数据；

●一旦精密空调有告警，该项状态会变红色，同时产生报警事件进行记录存储,并第一时间发出电话拨号、手机短信、邮件、声光等对外报警。

●历史曲线记录，可查询一年内相应参数的历史曲线及具体时间的参数值（包括最大值、最小值），并可将历史曲线导出为EXCEL格式，方便管理员全面了解精密空调的运行状况。

三.10.2监测实现

实现说明：

需要精密空调提供智能通讯口及正确的通讯协议，用数据线或网络线将精密空调直接连接到智能监控模块上，由智能监控模块将数据转发到EMS环境监控主机上，这样监控主机就可以直接查看精密空调的各项运行参数、工作状态、报警信息。

三.11新风机控制

三.11.1控制内容

●通过继电器或交流接触器控制新风机的开关机；

●若需要监测新风机的压差，则可以选配压差传感器来实现监测。

三.11.2控制实现

实现说明：

通过继电器来控制新风机接入的电源开关，达到控制新风机的开机或关机，若新风机的工作电流操作5A，则需要增加交流接触器来控制。

三.12消防监测

三.12.1监测内容

●实时监测烟雾或消防主机的报警信号；

●当烟雾传感器发生告警，该项状态会变红色，同时产生报警事件进行记录存储,并第一时间发出电话拨号、手机短信、邮件、声光等对外报警；

●通过动态的电子地图，实时监测烟雾的报警位置；

三.12.2监测实现

实现说明：

在天花板上布置烟雾传感器，通过双绞线连接到EMS环境监控主机，或者从消防监控主机上引出一路报警信号到EMS环境监控主机，当机房出现火警时，系统会立即报警，通知机房管理人员。

三.13红外监测

三.13.1监测内容

●实时监测人员进入房间的报警；

●当红外传感器发生告警，该项状态会变红色，同时产生报警事件进行记录存储,并第一时间发出电话拨号、手机短信、邮件、声光等对外报警；

●通过动态的电子地图，实时监测红外传感器具体的报警位置；

三.13.2监测实现

实现说明：

在机房进入的门的斜对面安装红外传感器，再将红外传感器的输出信号接到EMS环境监控主机。

这样当红外监测到有人进入时，系统会立即报警。

通知机房管理人员。

三.14门磁监测

三.14.1监测内容

●实时监测门的状态；

●当门磁传感器发生告警，该项状态会变红色，同时产生报警事件进行记录存储,并第一时间发出电话拨号、手机短信、邮件、声光等对外报警；

●通过动态的电子地图，实时监测门磁传感器具体的报警位置；

三.14.2监测实现

实现说明：

在机房的门和门框上安装门磁传感器，再将门磁传感器的输出信号接到EMS环境监控主机。

这样当门磁传感器监测到门的开关状态时，系统会立即报警。

通知机房管理人员。

三.15门禁监测

三.15.1监测内容

●实时监测人员进出的记录；

●当门禁系统监测到非法入侵或门长时间未关闭时，该项状态会变红色，同时产生报警事件进行记录存储,并第一时间发出电话拨号、手机短信、邮件、声光等对外报警；

●通过动态的电子地图，实时监测门禁传感器具体的报警位置；

●可增加消防联动报警模块，当消防出现火警时，门禁自动开启门。

三.15.2监测实现

实现说明：

门禁控制器可选用单门、双门、四门控制器和非接触式读卡器或指纹一体机，门禁控制器接入到局域网内的交换机上，EMS环境监控主机通过网络来读取门禁控制器内的刷卡开门记录。

如：

时间、刷卡者ID号、门状态。

三.16视频监测

三.16.1监测内容

●实时监视机房图像，支持视频多画面浏览、录像回放、视频控制、设备联动于一体；

●实时存储、查看录像文件，录像时段也可以由用户自行设定，任意一路视频均可实现远程传输；

三.16.2监测实现

实现说明：

采用网络型视频摄像机，接入到现场交换机上，视频数据通过网络方式发送到监控中心的NVR存储设备，EMView监控平台通过网络获取视频摄像机或NVR的图像数据，并无缝嵌入到EMView监控平台上，实现视频和动力环境监控系统在同一个平台同时监控。

三.17网络监测

三.17.1监测内容

●实时监测服务器、PC机等IP设备的在线状态；

●实时监测重要服务级端口的在线状态；

三.17.2监测实现

实现说明：

EMS监控主机通过网络去探测服务器等IP设备的在线离线情况，也支持监测服务器等安装的软件接口的在线离线情况。

第四章监控系统功能介绍

四.1监控主机参数

⏹工业级低功耗设计，典型功耗5W，无需辅助散热设备;

⏹硬件级写保护，防木马、病毒，保证数据正确性；

⏹1个10/100MBase-T协议自适应网卡，可连接ADSL或网络交换、路由设备；

⏹高精度实时时钟及网络时钟同步，采集时间更精准；

⏹16个多功能传感器接口，标准RJ45接口方式，可接入RS485/DI信号的传感器；

⏹2个RS-485接口，标准RJ45接口方式，用于接入智能设备；

⏹1个ALARM告警接口，DC12V输出；

⏹1个RS485接口，标准RJ45接口方式；

⏹1个Modem接口，用于外接短信报警器或电话报警模块；

⏹4路DC12V直流输出；

⏹4路模拟量4~20mA信号接入；

⏹1个复位按钮功能，可以恢复系统到出厂状态；

⏹供电电源AC220V输入，电压范围90~264VAC；

⏹LED指示灯：

电源指示、工作状态指示、告警指示；

⏹工作环境温度：

-10℃～+60℃；

⏹储存温度：

-40℃～+85℃；

四.2监控主机功能

四.2.1集中监控

系统可对单个机房内各种动力设备,环境设备及系统状态信息,报警信息等进行完整集中监控,并有良好的扩充性,实现跨区域集中监控管理。

四.2.2来电自启动功能

EMS系列监控主机采用低功耗ARM芯片和嵌入式操作系统，内置硬件看门狗，具有故障自动恢复功能，当主机重新启动后，整个监控系统也随着在运行。

四.2.3WEB显示功能

EMS系列监控主机内置WEB服务器，支持B/S架构，管理人员可直接通过浏览器和相应权限就可以实时的查看机房内所有动力环境监控设备的运行状态，可以远程管理、调整相关设备的工作参数。

四.2.4日志管理功能

整套机房环境监控系统对各种报警信息、系统事件、设备参数等进行详细的记录，能够以报表形式进行数据导出、备份。

四.2.5完善报警机制

EMS系列监控主机支持多种报警方式，现场声光报警、电话拨号报警、手机短信报警、邮件报警等多种报警方式，并可配合Emview中心端软件进行电子地图的图形报警、声音报警等。

四.2.6用户权限功能

系统具有多级用户管理，可设定用户管理权限，来宾用户只能对系统进行浏览，普通用户除了对系统具有浏览权，还可以对系统进行部分的控制，管理人员可以配置、管理整个系统。

四.2.7联网模式

EMS系列机房环境监控系统不仅能独立组成完整的监控系统，更可配合Emview中心端软件使用，组成联网工作模式。

Emview具有强大的数据存储和图形界面展示功能，可集中管理和配置所有主机参数，并具有对设备的反控功能。

四.2.8布防撤防功能

EMS系列机房环境监控系统从人性化设计出发，可设置布防撤防功能，可临时设置撤防多少时间来限制设备报警，方便灵活管理临时性的工作安排。

四.2.9短信遥测遥控功能

系统支持管理人员通过短信实时查询当前机房的运行情况和监控主机的网络参数，并可通过短信对传感器进行布防和撤防。

四.2.10网络监测功能

机房环境监控系统除了监测机房环境参数，还可以监测路由器、服务器等IP设备，提供两种监测方式，TCP端口探测和PING探测方式。

四.2.11短信网关

EMS系列监控主机提供短信网关功能，同一个区域多台主机可以通过网络将短信发送到其中一台主机上进行统一报警，节省费用开支。

四.2.12定时报告功能

系统可通过短信、邮件等方式定时或按指定时间段发送机房相关信息，如：

每天8点至24点期间逢整点发送监控主机的数据，也可以设置巡检时间，巡检内容可自行定义等。

四.3监控平台功能

四.3.1集中管理

监控软件能对分布在各地的多个机房环境监控主机实现跨区域集中监控管理，通过树形列表的方式实现对各地环境监控主机的数据的监控。

在监控软件界面最下面有一栏是显示当前最新的实时告警数据，用户可以在任何的监测页面、配置页面、查询页面、统计页面上看到这一栏的实时告警数据，告警直观明了。

四.3.2友好的图形化界面

系统提供友好的图形化界面，对每个传感器的展示通过各种仪表控件进行展示，直观地显示当前传感器数据和状态。

四.3.3电子地图

用户可以自行导入地理分布图，在分布图上可以添加每个机房节点图标，点击该机房节点图标，可以链接到下一级画面，可以方便地进入每个被监控机房的平面图或立体图。

进入到机房的电子地图上，在图片上显示各个传感器的图标和传感器的状态，如果传感器告警，则传感器状态变为红色，鼠标移动到传感器的图标上会显示传感器的监测数据。

四.3.4告警管理

●报警延时机制：

系统对每个被监测对象提供告警延时机制，可自定义告警延时的时间长度防止因干扰产生的误告警及告警阀值临界点的左右徘徊告警。

●丰富的报警方式：

系统可以根据不同报警事件提供不同的报警方式：

WEB界面、电话拨号、电话语音、短信、电子邮件等告警方式，并且支持电话拨号和短信联合报警模式，充分满足不同客户的告警需求。

●报警时间段控制：

可以为每个监测对象设置不同的告警时间段进行告警，如红外传感器白天上班时间可以屏蔽告警，晚上下班后设置为告警。

●报警信息的准确定位：

对报警的设备、事件、内容等进行准确定位，例如：

“2012年05月11日，XX机房的温度超标告警，告警值为26.8℃，请立即查看”“2012年05月11日，XX机房UPS组市电故障，请立即检查”。