第五部分机房环境集中监测系统

《电信交换》2009年第1期●安全与保密机房环境集中监控系统的实现曲彦宾（电信科学技术第十研究所西安710061）摘要：介绍了机房环境集中监控系统的功能特点结构。机房环境集中监控系统采用工业控制组态软件和Web技术，对机房的环境和动力参数进行监测，实现机房环境的远程监控和集中管理，从而为机房的监管提供强有力的帮助。关键字：机房环境监控随着业务系统的发展，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，如机房的温湿度过高、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，由此造成的隐患/故障而引发的机房事故，可能导致产生不可预见的后果。科学地管理计算机机房，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。一、监控系统功能根据用户的具体要求，采用工业级的传感器，可以进行如下监测工作：1.UPS系统监测图1所示为UPS系统监测图。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，都需要使用稳定的、不间断的电源，以防止数据丢失。因此，监管好UPS系统非常必要。图1UPS系统监测图通过由UPS厂家提供的通讯协议及智能通讯接口，可以对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，系统会自动报警。通过直观的图形界面，实时监视UPS的各种电压、电流、频率、功率等参数。2.供配电系统监测供配电系统监测图如2所示。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，采用三相智能电量变送器，对机房市电进线的供电参数实行监测非常重要。曲彦宾：机房环境集中监测系统的实现2图2供配电系统监测图采用三相智能电量变送器，对机房的总输入电源柜电量进行检测。三相智能电量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、功率因数和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，可单独使用，亦可与计算机相连，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。机房因电源异常而引发的问题，通常都能通过电量仪和UPS的历史曲线分析出故障原因，从而可以预防故障的发生。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。3.精密空调系统监控图3所示为空调系统监控图。通过空调自带智能通讯接口，可实时、全面地诊断空调状况，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，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。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，及时采取措施，防止空调机组被进一步地损坏。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。图3空调系统监控图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.漏水监控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、排水管等。由于机房区地板下强电、弱电、地线和电缆等纵横交错，如不慎发生漏水，没有被及时发现并清除，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。目前，泄漏检测主要有两种方式：点式传感（图4所示）和分布式传感（图5所示）。点曲彦宾：机房环境集中监测系统的实现3式传感决定于环境情况及传感点的分布，泄漏可能扩展非常大，其可靠性得不到保障。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。两者的比较如图4、图5所示。图4点式传感图5分布式传感5.温、湿度监测对于机房内精密的电子设备，保证其正常运行，对环境温、湿度有较高的要求。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，确保数据安全性和准确性是非常重要的。温、湿度监测如图6所示。图6温、湿度监测图为了确保计算机能安全、可靠地运行，除严格控制温度之外，还要把湿度控制在规定的范围之内。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，形成“导电小路”，并会出现飞弧现象，引发设备故障。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会更加严重。在相同的条件下，相对湿度越低，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10000V；而相对湿度降到5％时，则静电电压可高达20000V。因此，需要在机房的各个重要部位，装设温、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，以方便根据当地各季节的温、湿度状况进行适时调整，及时防范因温、湿度变化造成不必要的设备损坏。如果发生问题，可根据历史曲线轻松找到产生问题的原因所在，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。6.烟感探测系统在机房内，加装烟雾传感器来监测机房内烟感状况。通过烟雾传感器能够准确地检测烟雾，当烟雾浓度超过限量时，传感器发生声光告警，并向采集器输出告警信号。曲彦宾：机房环境集中监测系统的实现4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烟感情况。7.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。报警方式有：报警窗口、实时打印、语音提示、电话语音、电子邮件和短信等，如图7所示。使用时，可以选择其中一种或多种报警方式。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，逐一报警，其中的电话/手机号码等由用户设置。图7报警方式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，例如：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；而消防报警则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。这种方式极大地增加了管理的灵活度。二、监控系统结构1.软硬件要求为有效地进行监控管理，机房集中监控系统对监控主机、操作系统和网络带宽等提出如下要求：监控主机：采用高可靠、高稳定的工业计算机。监控主机与各网络设备通讯，完成实时数据采集和控制，同时提供网络服务，便于远程浏览站访问各种信息。监控软件：采用组态化机房集中监控系统，完全一致的显示界面。可以管理各种网络设备、智能设备及视频门禁等，扩展性好；显示和处理完全分离，稳定而高效；提供基于Web的远程访问功能，所有操作可以在远程桌面上完成，使用方便，便于随时随地了解系统运行状态。硬件设备：除监控主机外，系统配备了标准的智能模块、协议转换模块、信号处理模块、多设备驱动卡、串口服务器和监测传感器等智能设备组成。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、短信报警模块和视频卡等设备。网络要求：系统提供逐点传送（轮巡传送）、有值变化传送和系统自动选择三种方式来传送数据，在不需要传输视频信号的情况下，所需的网络带宽很小，约在20—200kB/s，符合TCP/IP协议的网络均可。2.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。图8为机房监控系统结构图。曲彦宾：机房环境集中监测系统的实现5图8机房监控系统结构图三、结束语机房环境集中监控系统不仅可以对机房内的环境进行监测，而且可以对机房内的众多设备进行监管，极大地提高了机房的监管水平，降低了机房设备的故障率，使机房的管理实现科学化和现代化。参考文献[1]王晓凡，罗记龙.动力环境集中监控系统[J].电信网技术，2008(9).█