机房动力环境集中监控管理系统方案

机房整体监控方案

机房监控系统 设计方案

杭州源久科技有限公司

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第一章 概述

伴随着我国信息化建设的发展，数字化、网络化的计算机应用和管理越来越普及。计算机网络机房已成为各单位的重要组成部分。机房内的动力及环境设备（供配电、UPS、空调、温湿度、消防、保安等）必须时刻为计算机网络系统的正常运行提供保障。一旦机房动力环境设备出现故障，会影响整个计算机系统正常运行，造成无法预计的严重后果。而目前国内普遍缺乏机房场地设备的专业管理人员。因此，为了保证计算机网络系统安全可靠运行，实现机房少人或无人值守，对机房内的动力环境设备进行自动监控和集中管理是极其必要的。

源久科技自主研发的Safectrl机房集中监控系统为此提供了稳定可靠的解决方案，该系统用现代电子监测、控制设备代替人工，对分布的机房内的电源、油机、蓄电池、高低压配电等动力设备和温湿度、水漏、空调、照明、门禁、消防等环境设备进行集中监控管理。实时监测各种设备的状态参数及运行情况，自动控制、维护相关设备，并能及时通过电话语音、手机短信、电子邮件等多种方式向管理人员发出告警信息。从而保证整个网络系统安全可靠运行，防患于未然，实现机房的少人或无人值守。

该系统可用于电信机房、电脑机房、移动无人值守机房、电力基站等各领域。

被监控设备分类

被监控对象按采集方式分为智能设备和非智能设备两大类，智能设备本身具有数据采集和处理能力，并带有智能接口，可以与上位机通信；非智能设备本身不具备数据采集和处理能力，需要增加传感器、变送器和采集器来完成数据采集和上报。

被监控对象按功能分为动力和环境两类，动力类包括高压配电、低压配电、UPS、油机、电源、电池组等。环境类包括空调、门禁、烟感、温度、湿度、水浸等。

监控对象和目的

（1）高压配电、低压配电系统：监视各主要开关状态及实时监视电压、电流、 频率、有功功率、功率因数等参数。发现异常及时告警，以确保供电安全。

（2）UPS系统：对UPS各模块的工作状态及各种参数：UPS的输入、输出电压、电流、频率、功率因数、逆变器状态、电池状态、旁路状态、报警状态等进行实时监测并及时告警。

（3）油机、电源、电池组：对发电机输出电压、电流、频率、水温、启动电池电压、油机、告警、事故紧急停车等进行实时监测并及时告警。

（4）空调系统：监控空调压缩机状态、风机状态、加热器状态、抽湿器状态、加湿器状态、报警状态等，并对空调进行智能控制。可以根据现场温湿度情况自动联动控制空调的开启关闭，在机房核心设备正常运行的温差范围内，做到尽可能节约用电。

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（5）温湿度：精确测量机房的温湿度参数及报警状态等，并可与空调系统自动联动控制。 （6）水浸监测：对机房漏水情况实时监测并及时告警。 （7）消防系统：对温感、烟感进行实时监测并及时告警。

（8）门禁系统监控： Safectrl监控系统在门禁基础上并入了一卡通系统，增加了服务及管理功能，对门禁系统实时监控管理。系统管理人员可以实时查看每个门区人员的进出情况（同时有照片显示）、每个门区的状态（包括门的开关，各种非正常状态报警等）；也可以在紧急状态打开或关闭所有的门区；且所有监控资料可整理为资料存档以备调用。

（9）视频监控系统：与防盗设备联合实现图像监视及管理。可24小时视频实时监控机房，当机房发生非法入侵时视频监控系统能够自动对现场进行实时录像，以备取证。同时联动安防报警系统向监控中心和各有关人员告警。

通过对机房动力及环境的集中监控，实现了对机房遥测、遥信、遥控、遥调、遥视(按处理的信号类型分类)的管理功能，为机房高效的管理和安全运营提供有力的保证。

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第二章 方案设计标准及相关规定

GB50198-94 民用闭路监视电视系统工程技术规范 GA/T75-94 安全防范工程程序与要求 GA/T74-94 安全防范系统通用图形符号 GB 10408-89 入侵探测器通用技术条件 GB 12663-90 防盗报警控制器通用技术条件

GB50258-96 电气装置安装工程1KV及以下配线工程施工及验收规范 JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》 GB/T50314《智能建筑设计标准》

GA/T70—94《中华人民共和国公共安全行业标准》 GB50168-92电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范 GB50169-92电气装置安装工程接地装置施工及验收规范 10JGJ46-88施工现场临时用电安全技术规范 GTB856 软件工程国家标准

GA/T70-94 安全防范工程费用该算编制办法 国家有关文明施工的文件规定

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第三章 设计原则

§3.1 系统先进性

充分考虑电子信息技术的突飞猛进发展趋势，采用国内外先进的成熟的技术，起点要高，在技术上应具有一定的超前性，保证将保安系统建成为先进的智能化程度高、防范严密的综合安全防范系统。

§3.2 开放性、集成性

采用标准硬件、操作系统及网络和通讯协议，并可提供开放的通讯协议，支持第三方系统集成。

§3.3 实用性和简易性

充分分析防范需求及环境情况，采用实用的名牌优质设备，满足安防要求，保证操作方便、耐久实用。系统易于维护，具有统一的、良好的操作介面，适合不同层次的人员共同使用，使用简便。

§3.4 可靠性

整个安全防范系统应具有高度的安全性、稳定性和可靠性。

§3.5 经济性

系统优化设计，子系统必须标准化、模块化，在实现先进性和保证可靠性的前提下，达到较优的性能价格比。

§3.6 可扩展性

要求系统集中管理、监控，分散控制，总体结构具有较强兼容性和可扩展性，既便于系统的充实、完善、改进和提高，又便于设备的更新、换代。

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第四章 系统原理

§4.1 系统总体监控原理图

概述监控原理:

集中监控管理系统以Windows 2000 /2003/XP操作系统、SQL SERVER 2000/2005数据库等系统软件为运行系统平台，采用TCP/IP网络通讯协议，包含了局域网，广域网的集中管理系统。 本系统主要由SCADAMonitor（客户端、上位机）和 SCADARemote (服务端、下位机)两部分组成。

下位机用工控机完成数据的采集及本地暂时存储、报警处理、数据上传、遥控命令执行等 上位机有服务器、工作站及其它附件组成，服务器主要提供数据库服务。数据库存放监控数据点组态、报警记录、历史数据记录、操作记录、数据报表等内容。

工作站主要完成数据处理，包括实时数据显示，报警显示、遥控命令、短信发送等内容 通过传输设备的透明传输通道，把前端采集到的数据发送到监控中心。UPS的电流电压，环境温度湿度以及烟雾,水警, 门禁信息，门开关状态等数据通过传输设备的透明传输通道传输到监控中

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心， 由监控中心监控软件统一处理， 同时接受监控中心的远程控制， 如实现远程开门关门等远程控制。实现“遥信，遥测，遥控，遥调”.

§4.2 监测站监控原理图

系统原理描述如下：

1) 机房现场监控原理 i.

环境监测

机房的防漏水状态由地板附近的水浸探头采集，系统设置？个漏水检测点，分布在？个机房中，其中主电机房？个，UPS机房？个，监控室？个，存储房？个，共 ？个漏水检测探头输出的共？路开关量信号接入到I-7053，16路开关量输入输出模块的通道中。

机房的烟感状态由安装在天花板上的烟感探头采集，系统设置？个烟感检测点，分布在？个机房中，其中主电机房？个，UPS机房？个，监控室？个，存储房？个，共 ？个烟感检测探头输出的共？路开关量信号接入到I-7053，16路开关量输入模块的各通道中。

I-7053开关量输入模块通过RS485总线串联后接入接到I-7520协议转换模块的一个RS485通道中，由I-7520协议转换模块将RS485信号转换为RS232信号后输入到监控工作站上，通过加载相应的驱动程序，实现软件对这些信号的采集和控制。

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ii.

智能设备监测

机房专用空调器为智能设备，只要具备智能接口，就可以全面监控空调的运行参数。系统可全面诊断空调状况，监视空调的各种参数可以通过系统直接设定空调机的各种参数，包括各种调试参数，系统一旦有报警，将自动切换到相关画面。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，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，可按用户要求加设电源电话语音报警

本项目的PML（电力检测仪）、温湿度采集模块和UPS均为是智能设备，具备RS232或485通讯接口并提供通讯协议，其中PML输出的RS485信号输出到I-7520转换模块的RS485通道中。而UPS输出的RS232信号直接接入计算机上的RS232通讯接口中，温湿度采集模块输出的RS485信号输出到I-7520转换模块的RS485通道中，监控工作站通过其通讯协议和加载相应的驱动程序，实现工作站对这些智能设备的数据采集。

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§4.3 门禁系统

出入口门禁安全管理系统是新型现代化安全管理系统，它集微机自动识别技术和现代安全管理措施为一体，涉及电子，机械，光学，计算机技术，通讯技术，生物技术等诸多新技术，是解决重要部门出入口实现安全防范管理的有效措施。适用各种机要部门，如银行、宾馆、机房、军械库、机要室、办公间、智能化小区，工厂等。门禁系统早已超越了单纯的门道及钥匙管理，它已经逐渐发展成为一套完整的出入管理系统。它在工作环境安全、人事考勤管理等行政管理工作中发挥着巨大的作用。

本公司软件在门禁基础上并入了一卡通系统，因此增加了服务及管理层面，可以对相应的辅助设备可以进行电梯控制、车辆进出控制，物业消防监控、保安巡检管理、餐饮收费管理等，真正实现区域内一卡智能管理。

一、门禁系统实现的基本功能 ★对通道进出权限的管理

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进出通道的权限：就是对每个通道设置哪些人可以进出，哪些人不能进出

进出通道的方式：就是对可以进出该通道的人进行进出方式的授权，进出方式通常有密码、读卡（生物识别）、读卡（生物识别）+密码三种方式

进出通道的时段：就是设置可以该通道的人在什么时间范围内可以进出 ★实时监控功能

系统管理人员可以通过微机实时查看每个门区人员的进出情况（同时有照片显示）、每个门区的状态（包括门的开关，各种非正常状态报警等）；也可以在紧急状态打开或关闭所有的门区；且所有监控资料可整理为资料存档以备调用。 ★出入记录查询功能

系统可储存所有的进出记录、状态记录，可按不同的查询条件查询，配备相应考勤软件可实现考勤、门禁一卡通 ★异常报警功能

在异常情况下可以实现微机报警或报警器报警，如：非法侵入、门超时未关等 根据系统的不同门禁系统还可以实现以下一些特殊功能：

★反潜回功能：就是持卡人必须依照预先设定好的路线进出，否则下一通道刷卡无效。本功能是防止持卡人尾随别人进入。

★防尾随功能：就是持卡人必须关上刚进入的门才能打开下一个门。本功能与反潜回实现的功能一样，只是方式不同。

★消防报警监控联动功能：在出现火警时门禁系统可以自动打开所有电子锁让里面的人随时逃生。与监控联动通常是指监控系统自动将有人刷卡时（有效 / 无效）录下当时的情况，同时也将门禁系统出现警报时的情况录下来。

★网络设置管理监控功能：大多数门禁系统只能用一台微机管理，而技术先进的系统则可以在网络上任何一个授权的位置对整个系统进行设置监控查询管理，也可以通过 INTERNET 网上进行异地设置管理监控查询。

★逻辑开门功能：简单地说就是同一个门需要几个人同时刷卡（或其它方式）才能打开电控门锁。 ★电梯控制系统：就是在电梯内部安装读卡器，用户通过读卡对电梯进行控制，无须按任何按钮。

二、门禁系统组成 1、门禁控制器

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门禁系统的核心部分，相当于计算机的 CPU ，它负责整个系统输入、输出信息的处理和储存，控制等等。

2、读卡器（识别仪）：读取卡片中数据（生物特征信息）的设备。 ⑴磁卡或射频卡：通过刷卡，读取持卡人信息，鉴定是否允许通过。

⑵指纹识别：通过生物特征信息读取获得身份验证，鉴定是否允许通过。不会忘记、丢失；大幅度提高通道控制安全等级；分区域、分时段、分权限出入管理；可分组设置出入权限，多指验证，组内或组间验证 ●门禁系统的功能：

1、 轻松完成录入、记录、查询和编辑等工作。

2、 系统具备实时监测功能，能够在上位机实时了解每个门出入的记录,并能根据不同的条件可以查

询过往的出入记录。

3、 权限设定：完成操作员权限设定，开门逻辑设定等。 4、 液晶屏幕中文汉字显示，方便易用。 5、 具有密码的多重客户身份验证方式。

6、 界面友好，操作简单，对于还没有计算机基础的管理人员，也能掌握领会并可操作使用。 7、 通讯功能：可通过RS232/485实现与计算机的连接，同时支持TCP/IP实现局域网、实现各分

支机构的联网，支持数据的汇总、查询、统计、打印等功能。支持Access以及SQL数据库，数据存储安全可靠。

★读卡器上方同时备有摄像头，读取需验证身份者的实时相片与系统存储的相片对比，提示是否为同一人，鉴定是否允许通过。 3、电控锁

门禁系统中锁门的执行部件。用户应根据门的材料、出门要求等需求选取不同的锁具。主要有以下几种类型：

电磁锁：电磁锁断电后是开门的 , 符合消防要求。并配备多种安装架以供顾客使用。这种锁具适于单向的木门、玻璃门、防火门、对开的电动门。

阳极锁：阳极锁是断电开门型，符合消防要求。它安装在门 框的上部。与电磁锁不同的是阳极锁适用于双向的木门、玻璃门、防火门，而且它本身 带有门磁检测器，可随时检测门的安全状态。

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阴极锁：一般的阴极锁为通电开门型。适用单向木门。安装阴极锁一定要配备 UPS 电源。因为停电时阴锁是锁门的。 4、卡片

开门的钥匙。可以在卡片上打印持卡人的个人照片，开门卡、胸卡合二为一。 5、软件

实时对进 / 出人员进行监控，对各门区进行编辑，对系统进行编程，对各突发事件进行查询及人员进出资料实时查询。 6、其它设备

出门按钮：按一下打开门的设备，适用于对出门无限制的情况。 门磁：用于检测门的安全 / 开关状态等。

电源：整个系统的供电设备，分为普通和后备式（带蓄电池的）两种。 遥控开关：作为紧急情况下，进出门使用。

五、一卡通功能：

1、卡保密程度：每张卡仅供持卡人本人使用，如果他人使用，通过读卡器的时候，摄像头抓拍到的图片与系统保存的人员图片不符，将不获得允许通过。持卡人的个人全部信息仅管理员可以看到。 2、卡实际兼容功能： 考勤卡功能 饭卡功能 公司内部消费卡 通行卡

图书或物品借记卡

六、说明：

1、外来人员：可通过登记和询问获许通过后，从门卫处可得到临时出入卡，此卡根据具体要求有一定的出入限制，并且通过刷卡可记录出入路径。

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本项目的设备,用户界面如下：

iii.

报警处理

我公司软件提供语言报警外，还提供警铃报警，语言卡, 短消息, 邮件报警。

当前端模块产生告警信号时，与模块实时通讯的下位机软件马上采集到告警信息。下位机软件把告警信息上传给客户端软件，客户端软件对告警信息进行处理判断。并与数据库中信息比对，判断是否做告警联动。若需要告警联动，由客户端软件向下位机软件发送命令，由下位机软件控制其他模块产生告警联动。，例如当红外探测器发出告警时，系统会根据实现设定的联动策略将室内的照明打开，并进行联动录像

2) 监控中心监控原理

监控中心配置机房监控专用工作站，内安装SCADARemote设备与环境监控软件，实现对所有数据的采集、界面显示，数据配置与设置。并能产生各种语音告警、实时曲线、历史报表等，在报警时还能通过短消息告警模块实现短信报警通知功能，这样即使中心无人，报警信息也能传送给相关管理人员。同时在分控中心可以选配安装SmartMonitor分控中心软件实现未来多个中心的联网集中监控管理和访问管理。

下位机与前端模块通讯界面：

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客户端软件主界面：

点击客户端软件主界面下方的“通讯状态”，既可以查看客户端软件与下位机软件的通讯状态。如下图：

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第五章 系统规划

§5.1 总的规划原则

“以人为本”的总体规划原则，以管理者为本，而不是以设备为本，一切设计围绕管理方面需求展开。 –统一规划 –分步实施 –先进实用 –经济合理

§5.2 统一规划

–功能统一规划

环境图像监控是机房综合监控系统的重要组成部分，完整的综合监控系统还包括原有的动力、环境监控、图像监控、消防监控、管线监控等，在规划时充分考虑未来可能增加的功能。 –平台统一规划

一个统一的软件平台，具备全面的监控功能、完善的扩展能力、灵活的系统架构是本项目实施的关键。

–实施统一规划

明确总体目标和分阶段目标，有计划、按部就班分步实施，降低系统投入负荷和实施风险。

§5.3 分步实施

–旧局改造： –支局新建： –机站覆盖： –中心完善： –功能扩展：

从环境图像监控扩展到消防监控，并考虑系统的融合。 –全面采用成熟的数字化、网络化技术 –采用一个统一的软件平台，有过大规模应用

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–采用成熟可靠的硬件产品

–根据管理需求采用适用、易用的设计经济合理性 –采用统一软件平台： 降低分立系统的累计费用 降低培训维护成本

统一规划后，降低系统规模扩展费用 降低系统功能扩展费用

更灵活的硬件选型范围，降低硬件选型费用 –分步实施：

降低一次性投入，减少资金压力

降低风险，对不可避免出现的问题在小范围内解决 –选择性能指标适用，而不是过高的硬件产品。

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第六章 系统功能设计

§6.1 系统软件功能

系统中实现的主要功能如下：

监控工作站安装 监控软件，包括数据库系统，将所有前端视频服务器和报警等设备管理起来，并维护同它们的网络连接；对所有网络中的用户实现授权管理，用户根据不同权限对图像进行监视、查询、录像、回放等操作；实现整个系统中所有服务器软件的数据库同步功能，实现数据统一管理。

监控工作站上有良好的操作界面，以电子地图的形式分别显示（二级网络结点）和基站（三级网络结点）的地理图、基站（三级网络结点）的设备布局图或连线图、设备的运行图，并有图像窗口、告警窗口、通信连接窗口、控制窗口等辅助界面。维护人员可以局站/设备树、电子地图等方式直接进入需要的界面。

可以在监控工作站上监视前端实时图像，并可在界面上控制前端的图像设备（镜头变倍、调焦、调节光圈）、云台转动（上下左右、定位预置点、巡航、调节速度、步进控制）、空调控制（开关、升降温度）。监控工作站也可显示各类信息，如实时告警记录、历史告警记录，还可完成记录查询和统计、报表打印、权限设置等功能。

监控工作站同时也是进行数据管理和系统配置的平台。可以在监控工作站上配置系统参数、打印报表、显示实时或历史曲线、查询数据等。具有语音告警功能，当发生告警时以语音提示告警的名称、位置及告警级别。同时当发生紧急告警，如市电停电、火灾、水浸等，则通过警铃告警。

监控工作站通过RS232串行线连接一台短信模块。通过短信协议以短信形式向职班人员发送系统的告警信息和重要参数信息。系统事先将一些告警信息和对应的短信信息设置好，一旦发生告警即通过手机发送。由于手机的普及性和短信的直观性，比电话告警具有更好的实用性。 还具有以下功能：

1) 监测功能。对基站的供电设备、环境、图像、等系统的运行情况进行监控和管理。实

时显示各种设备的运行数据和告警信息。 2) 控制功能。对基站实现控制：增强安全能力。

3) 监视功能。对基站通过网络图像监视，并控制相应的图像设备。也可以调用图像记录

信息、完成数据备份等功能。

4) 数据存储。对基站设备运行数据、告警信息、操作记录、配置信息、图像信息进行存

储和备份。

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5) 数据管理。对基站一级的各类信息资料进行汇总、查询、统计、分析、核实各种运行数据和报警信息，生成和打印各类设备运行图表。

6) 告警管理。记录并显示设备、系统和通信部分的告警，并记录告警的处理情况。对于重要告警等情况可呼叫相关职班人员，通过手机发送短信。

我公司还提供电子邮件， 语音电话是形式进行告警。

6.1.1.1 监控中心

工作站软件需要运行在Windows 2000/2003/XP操作系统下。

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界面为用户界面的主要：

6.1.1.2 功能设置:

浏览数据

用鼠标指向电子地图上的设备，如UPS时，鼠标变成手指装，点击即可浏览UPS的数据。

工具管理 如图所示：

屏保：当人离开是可防止无关人员操作。

轮巡：电子地图可按预先设定轮巡显示。

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弹出：当有告警是电子地图显示设备告警。

语音：按下语音按钮，当有告警时通过音响发音。

打印：有告警时，通过打印机输出告警信息。

短信：有告警时，通过短信平台输出告警信息。

控制：显示控制窗口。

报警：显示报警窗口。

通讯：显示与下位机的通讯。

滚动：在主窗口显示当前最新的5个报警点

短信设置：可设置要发送的小灵通或手机号码。

返回：浏览上层电子地图。

前进：浏览下层电子地图。

快速浏览数据

在监控设备列表中，双击鼠标可快速转到设备层浏览数据。

信息管理

各种当前信息，如当前告警，历史告警，控制信息，通讯状态，短信如图所示：

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