机房环境监控概要设计说明、详细设计说明

目录

第一部分 软件需求分析 ................................................................................................................. 2

一、 项目的背景 ............................................................................................................... 2 二、 总体技术要求 ........................................................................................................... 2 三、 监控系统软件应具备的基本功能 ........................................................................... 3 第二部分 概要设计说明 ................................................................................................................. 6

一、 系统概述 ................................................................................................................... 6

1.1. 系统概况 ........................................................................................................... 6 1.2. 系统配置规划 ................................................................................................... 7 1.3. 系统架构 ........................................................................................................... 8 二、 机房环境集中监控系统概要设计说明 ................................................................... 8

2.1. 本次监控主要设计原则 ................................................................................... 8 2.2. 详细解决方案 ................................................................................................... 9

第三部分 详细设计说明 ............................................................................................................... 13

一、 前言 ......................................................................................................................... 13

1.1. 现状与需求 ..................................................................................................... 13 1.2. 工程概况 ......................................................................................................... 15 1.3. 设计依据 ......................................................................................................... 16 二、 系统构成 ................................................................................................................. 16

2.1. 设计要点 ......................................................................................................... 16 2.2. 系统组成 ......................................................................................................... 17 三、 系统功能 ................................................................................................................. 19

3.1. 监视/控功能 ................................................................................................... 19 3.2. 告警功能 ......................................................................................................... 20 3.3. 配置管理功能 ................................................................................................. 20 3.4. 安全管理功能 ................................................................................................. 21 3.5. 系统特点 ......................................................................................................... 21 四、 技术指标 ................................................................................................................. 22

4.1. 测量精度 ......................................................................................................... 22 4.2. 工作环境 ......................................................................................................... 22 4.3. 智能接口 ......................................................................................................... 22 4.4. 安全特性 ......................................................................................................... 23 五、 系统软件 ................................................................................................................. 23

5.1. 应用系统环境 ................................................................................................. 23 5.2. 应用软件组成及功能 ..................................................................................... 23 六、 系统硬件 ................................................................................................................. 28

6.1. 基本要求 ......................................................................................................... 28 6.2. 可靠性 ............................................................................................................. 29 6.3. 可扩充性 ......................................................................................................... 29 七、 监控原则 ................................................................................................................. 29

第一部分 软件需求分析

一、 项目的背景

近年来，随着网络机房的发展扩大，这对通信设备及其环境量的维护工作突出了集中维护管理的要求，并且对通信电源和环境提出了集中控制，少人或无人值守的要求。随着现代通信网络的逐步扩大，其发展速度之快，通信设备不断增加。网络规模迅速扩容，需要使用大量的动力设备，动力设备不仅种类繁多，而且对先进的通信网络维护运行管理工作提出更高要求。由于设备的数量多，维护人员相对少，这样无疑增加了维护人员的难度，同时维护人员不但要经常巡视机房，而且还是经常对重要设备数据或信号进行抄表和测试，更要求能对系统出现的故障做出快速响应。因此，先进的通信网络必须有与之相适应的现代化的管理方式，才能产生规模投入、规模产出的良好效益，为此机房设备的运行维护已不可避免地走上集中监控、集中维护、集中管理模式，以实现通信机房少人、无人值守，提高劳动生产率。

目前，合肥市烟草公司的机房分散分布在多个辖区中，由于人工巡检的局限性，巡检人员难以及时掌握各机房的设备状况及环境变化情况，因此设备出现故障时有时不能及时发现和得到处理，这不仅严重影响了监测设备的正常运行，也给整个监测网络系统的管理带来了挑战。所以，鉴于网络机房的重要作用，不能只是进行巡视处理。于是，在全市范围内建立一套完备的集中监控系统成了最好的解决方法。

二、 总体技术要求

1. 为了便于系统维护和扩容，一个子系统故障不会影响其他子系统运行，硬件

采用分布式模块化结构，不采用一体化采集监控设备。

2. 系统可以采用主从服务器结构，各个从服务器可以独立管理一部分数据及音

视频设备，主服务器可以根据权限对所有从服务器实现远程监控管理。 3. 对UPS、精密空调的监控支持从无电源偶合方式的接口（即干簧点接口）获

取信号。

4. 要求温湿度传感器提供通过国家质检部门检测合格的测试报告，通过CE认

证。每个传感器温湿度可在传感器本身设置，当温湿度超过设定值，传感器

本身能发出报警声音并有报警灯提醒管理人员，同时也可通过RS485或RS232接口方式将温度和湿度信号传送给中央监控设备，集中监控进行报警。在每个温湿度传感器和监控主机通讯中断时，温湿度传感器可以分时间段自动保存温湿度数值在传感器中。

5. 能通过SNMP协议获取交换机、服务器的状态信息。 6. 门禁控制器通过TCP/IP协议传输数据，方便维护管理，同时具有远程开门，

方便管理员为未取得门禁权限的人员放行。

7. 视频监控具有移动侦测功能，硬盘录像机录像时间要保证1周以上。

三、 监控系统软件应具备的基本功能

1. UPS监控

通过由UPS厂家提供的远程通讯接口和相应的通信协议，可对UPS实施故障诊断，对各种参数进行实时监测，包括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、报警情况等（具体监测情况可根据UPS提供的通信协议确定）。

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。

2. 机房空调监控

通过由空调厂家提供的远程通讯接口和相应的通信协议，可对空调本体压缩机状态、风机状态、加热器状态、抽湿器状态、加湿器状态、报警等实施监测，在获得控制权限的前提下，用户可以通过本监控系统在现场监控主机或远端监控站上控制空调机的启、停和远程设定温度、湿度（具体监控情况根据空调提供的通信协议制定）。

实时判断被监控设备的部件是否发生报警，当某部件发生故障时，报警信号立刻通过智能通讯接口传输到监控中心，监控主系统立刻弹出相应的报警页面窗口，同时监控主机将通过设定的多种报警方法将报警信息通知值班人员或相应的管理人员，以便及时处理所发生的报警或故障。

① 监视状态包括：压缩机、风机、冷凝器、加湿器、去湿器、加热器、传感器、控制器的运行状态，漏水监测状态。

② 控制包括：远程关空调、远程开空调、联动开空调、联动开空调；远程设定工作温度、湿度；根据温湿度变化联动控制其他设备。

③ 报警主要包括：送风温度、湿度越限报警；回风温度、湿度越限报警；压缩机高压报警；压缩机低压报警；漏水报警；压缩机、风机、冷凝器、加湿器、去湿器、加热器、传感器、控制器故障报警。 3. 机房漏水监控 由于机房空调、上下水管等设备泄漏的情况时有发生，通过加装漏水检测系统可

对机房漏水情况进行实时监测、报警，特别是对机房空调及其在机房区域内的进出水管附近实施漏水检测报警。

在精密空调及其进出水管附近地面裸露安装国产漏水检测线缆及漏水报警主机，整个系统用引出线将控制主机与现场的感应线缆相连，感应线缆沿各精密空调底座四周及进出水管附近裸露安装。针对空调机房内的空调和其进出水管区域的监测，暂时设计采用10米长的漏水感应线。

系统应能实时显示并记录漏水线缆感应到的漏水状态。当机房发生漏水现象时，系统能及时响应，弹出相应的报警窗口；同时监控主机将通过设定的多种报警方法把报警信息通知值班人员或相应的管理人员，以便及时处理所发生的报警或故障。

4. 机房温湿度监控

由于机房内设备分布、送风等不均匀可带来温、湿度的不均匀，因此，在机房内加装温湿度检测系统，以精确测量机房的温湿度参数变化。为了避免机房内某区域的局部温、湿度的过高或过低，在机房墙面共安装两个温湿度探头，分别用以监测相应区域的实时温度与实时湿度。

系统选用温湿度一体化传感器，吸顶或壁挂安装，信号输出为RS485输出。系统能记录每个温湿度传感器所检测到的室内温度与湿度的数值，设定每个温湿度传感器的温度与湿度的上限与下限值。当任意一个温湿度传感器检测到的数据超过设定的上限或下限时，系统立刻弹出相应的报警窗口，同时监控主机将通过设定的多种报警方法把报警信息通知值班人员或相应的管理人员。 5. 消防报警监控

机房属于一级防火区域，对环境要求高。系统通过机房消防报警控制器提供火警信号的干接点输出，实时检测火警信号。 当机房发生烟雾（火灾）时，其烟（火）情信号触发报警信号给消防报警主机后，报警主机输出信号由开关量采集模块采集后通过RS485信号传输到监控主机上。监控系统一旦监测到消防报警主机传来的报警信号，立刻弹出相应的报警窗口，同时监控主机通过设定的多种报警方法将报警信息通知值班人员或相应的管理人员，以便及时处理所发生的报警或故障。 6. 门禁系统

对整个机房区门的门开与门关状态实施监测。当机房门被打开时，系统立刻改变相应门的显示方式，并提示门开。要求被监测的门提供门磁信号，通过开关量采集模块采集每个门磁信号，以RS485方式传输到监控主机的智能通讯卡上。 实时显示和记录被监测门的开门或关门状态，可通过图标的显示来判断门的开关状态。当门开时，系统将确定此为报警事故，即刻发出报警声音。同时，还可通过电话拨号，实现电话自动语音报警，通知值班人员。 7. 图像监控

摄像机采集的视频图像经过视频服务器打包转换成IP数据，IP数据直接传送到监控主机，监控主机完成视频图像的存储、传输、回放等功能。为了节省投资和

成本，本方案不单独设置硬盘录像机来进行录像，由动力环境监控主机完成视频监控主机的功能，同时由动力环境监控系统完成所有对云台、镜头的控制。

第二部分 概要设计说明

一、 系统概述

1.1. 系统概况

机房环境集中监控系统（以下简称监控系统）是一个综合利用计算机网络技术、数据库技术、通信技术、自动控制技术、新型传感技术等构成的计算机网络，采用多功能机房动力环境综合监控仪采集设备，可以对通信机房现有的智能设备、高低压配电设备、蓄电池组、空调以及环境、图像、声音实行监控，同时完成被控端局监控数据的通信和传输功能，有效降低成本。

监控系统支持多种传输方式，支持混合组网结构，可以逐级灵活组网。系统容量大，可平滑扩容，数据处理能力强。

在监控系统中，所有的软件都是自主开发，大部分的硬件如：监控主机、监控模块及部分传感器等都是自主开发研制出来的，该系统集智能网、数据通信、监控技术等高新技术于一体。该系统软、硬件采用高度模块化设计，具有良好的可扩充性和通用性，可以根据用户的实际需要，灵活配置和集成，利用多种监测控制手段，准确及时地发现各种故障，提高管理效率，保障通信网络系统的安全运营。

建设监控系统对充分利用人力资源，加强维护支持手段的建设，保障设备稳定运行和机房安全，提高劳动生产率和网络维护水平，实现机房从有人值守到无人值守，促进电源设备维护现代化具有积极的促进作用。

先进的防范理论加上高新科技成果，结合功能强大的防护网，将可破坏程度降低到最低点，为监控现场提供最安全的保证，使企业财产免受不必要的损失，以便更好地分配人力资源，直接或间接带来的经济效益是不可估量的。 设计依据

动力环境集中监控系统采用标准开放的协议与接口，遵循信产部和ITU-T相关标准和技术要求，系统符合的国家标准如下：

? 《通信电源和空调集中监控系统技术要求》YDN023—96； ? 《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94；

? 《入侵探测器通用技术条件》 GB10408.1-2000； ? 《防盗报警控制器通用技术不条件》国标GB/12663-94）；

? 《通信电源集中监控系统工程设计暂行规定》YD5027-96，1997年1月； ? 《通信电源集中监控系统工程验收》YD5058-98； ? 《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； ? 《民用建筑电气设计规范》JCJ/T16-2000； 严格符合如下国际组织和部分国内组织制订的规约： ? 电气图用图形符号GB4728

? 电信工程制图与图形符号YT/T5015—95 ? 电磁兼容试验和测量技术IEC61000-4 ? 电信网络设备电磁兼容性要求EN300386 1.2. 系统配置规划

该系统采用基于TCP/IP与RS485的网络结构；完整的多层系统由监控中心SC、监控站SS、监控单元SU和监控模块SM逐级汇接构成，适用于多级汇接、分层管理的监控项目。系统可利用internet与RS485的方式进行组网。根据监控现状的实际情况以及监控规模的大小，合理选用和建设，可采用以下结构模式：

? 单独的SU一级建设模式；

? SS、SU / SC、SU等扁平化结构两级建设模式； ? SC、SS、SU三级建设模式。

SC通常设在本地网的中心机房，集中监视各机房动力环境、视频图像及线缆资源的运行状况，并对监控站进行管理，也可对监控单元进行监控和维护操作。SS根据电源及环境设备分布情况在一个本地网内设立多个，通常设在区（县）分公司内，作为通信枢纽，接受监控中心调度，执行对下属端局的监控和维护操作。SU设在各个被监控的端局，负责对端局内的监控模块进行管理，并负责与监控中心或监控站通信。SM对应监控对象接口，负责设备运行数据采集和设备控制。现场监控设备分别安装在监控区域现场，与各种传感器、现场电源、空调等相连；各监控子系统既相互独立，又相互融合，形成一个有机的整体。所有监控设备通过内部以太网连接进行数据传输，实现监控的互联互通；系统软件采用B/S结构

和SQL数据库（IE浏览器），具有界面友好、快速报警、自动纪录、多级协同浏览，操作简单方便等优点。 1.3. 系统架构

本方案采用当今最为流行的浏览器/服务器（B/S）模式，将各种不同功能子系统（环境、动力、视频和消防等）无缝融合到一个统一的监控平台下，极大的方便了用户的使用和管理。系统采用浏览器访问，简化了用户的使用复杂程度，只要会上网，就会熟练的使用本系统，而不需要专门的进行培训。

如下功能框图：

系统组网传输方式:

? 单独的SU一级建设模式：各个监控区域的监控设备和监控中心采用物理线

路直接接入前置机；

? SS、SU / SC、SU等扁平化结构两级建设模式和SC、SS、SU三级建设模式：

各个监控区域的监控设备和监控中心均采用TCP/IP协议接入内部局域网。

二、 机房环境集中监控系统概要设计说明

2.1. 本次监控主要设计原则

1、本系统方案的设计充分考虑了系统平滑的扩容和升级的能力，以适应公

司业务发展和管理的需要。本系统适应监控网络化趋势，不落后，不重复投资；采用内部局域网或广域网通信和管理，更稳定更安全。采用TCP/IP方式，各监控点可以很容易地与监控管理中心及数据库建立起联系，用较低的成本对监控区域的动力设备、环境、线缆资源等信息实施统一平台下的监控。本次设计系统在充分保证本期监控接入的基础上，充分考虑了在秉承现有建设思想的情况下实现后续机房和已建机房的无缝接入。

2、监控的内容根据实际运维需要和投资情况考虑必要性、以可靠实用为原则。

3、开放的接口。充分考虑了监控系统未来与综合网管及其他相关系统的接口。这些接口同时包括未来将区域内所有机房和其他的监控连成一个监控系统从而形成监控维护管理中心的可能性。

4、良好的可维护性，一是从组网结构上考虑监控系统功能和中心位置对现有运维体系的适应性；二是选型的设备采用维护工作量较少和易于维护的设备，最大限度的减少日常运维工作量。

5、系统结构具有很好的稳定性：一是系统某一接点或某一设备的故障不影响其它设备和系统的正常运行；二是选型设备本身具有较好的稳定性和良好的故障保护功能。

6、系统的先进性：设计的系统和设备能满足现行发布的关于动力环境集中监控系统的全部技术规范和要求，软硬件能方便和可预见的进行扩容。所选用的系统和设备是目前在国际国内具有领先水平的，能够满足系统长期建设和发展的需要，以最大限度的保护用户投资。 2.2. 详细解决方案 1) 系统结构

本着充分利用现有网络资源和节约建设投入，遵循总体规划、着眼未来的原则，为合肥市烟草公司公司搭建起机房环境集中监控系统的结构框架。

该系统由前端各设备：各类传感器、变送器、摄像机及周边附件、数据采集监控模块等；传输设备：利用公司固有网络资源IP传输；监控中心设备：服务器、PC微机及相关软件、网络交换机、串口服务器等设备组成。

详细的网络拓扑图如下：

机房环境集中监控系统详细网络结构拓扑图

2) 非智能设备的监控

对于非智能设备的数据采集，其开关量与模拟量的接入方式均采用传感器和隔离取样器，使监控模块工作更安全，性能更稳定。

本次建设的机房温湿度监控则通过温湿度传感器采集环境温湿度模拟量信号，转换成标准电信号后接入到监控模块；烟雾、浸水等开关量信号传感器则采用转换器转换成RS485信号的方式接入到监控模块；在检测机房环境量浸水时，将积水探头安装在靠近空调正下方的地板上，既可优先检测空调漏水，又可检测到机房浸水。

监控模块上有多个控制继电器，控制信号线通过专用控制器与设备的控制面板开关相连，可远程控制设备的开/关机。

环境异常报警后事件处理：各机房的传感器或探测器，一旦发生异常，将通过监控软件及时在中心机房内提示报警。系统根据上报的检测信息，事故报警信息，对事件报警信息进行分析处理，对于不同的预警和报警信息记录到事故信息库，并用声、光报警形式，或在操作员屏幕上进行声报和红色闪烁显示，向值班人员示警。监控中心人员可直接进行事故调度处理，或发布派班命令，及时排除故障。

3) 智能设备的监控

由于机房智能设备（如UPS电源、精密空调）通信协议各不相同，在监控系统的实施过程中，需要各智能设备厂家协助提供智能设备的通信协议，才能将此设备纳入监控。

将各种不同设备的协议，转换得到统一的数据通信格式，随后通过数据线即以RS485总线的方式接入串口服务器（RS485转TCP/IP）将数据通过以太网传输到监控中心；协议内提供的监控内容实时数据及告警全部上传监控中心。 4) 传输设备

根据不同的网络通道采用不同的网络设备，针对本次建设建议选用有线（以太网）传输；对应的传输设备为网络交换机等；进一步上传前置机。

由于各种原因导致的监控数据链路中断，在监控网管界面上会看到该监控点的颜色变化而表示监控链路的中断；当监控数据链路恢复时，监控模块的数据将和数据库进行自动同步。 5) 视频图像监控

监控区域可采用可控摄像机和固定摄像机；监控图像由摄像机通过网络电缆有线连接到网络视频服务器的视频接口上，通过网络视频服务器的网络接口与交换机相连接。网络视频服务器同时提供有控制输出，用来进行云台等的控制。 6) 监控中心SC解决方案

监控中心SC，设在新城国际信息中心机房，主要部件为监控软件和中心服务器；其主要职能是集中监视所有监控单元（SU）通信电源、空调及环境、机房视频图像的工作状态和运行参数，并通过文字、图形、声音、语音通知、手机短信等各种人机接口方式，真实表现监测对象的当前状态和告警信息，并且根据要

求，可以将历史告警数据根据地区、局站、设备类型、告警时间段、告警历时、告警级别进行查询、统计，并将统计的结果以EXCEL的格式进行保存后，可以借用EXCEL的强大的数据统计、分析功能进行数据的分析处理。

强大的监控管理功能：遥测、遥控、告警功能、配置功能、安全管理功能、报表功能、通信管理功能和显示功能。同时监视辖区内SU的工作状态，可透过监控单元（SU）对监控模块（SM）下达监测和控制命令，并动态地表现监控对象的状态和参数；对各个端局SU的数据进行存储、处理，显示；告警数据实时显示并告警。

并可提供WEB服务，授权不同的权限用户客户端，通过浏览器根据授权的监控管理功能远端管理、维护和操作本辖区机房监控单元SU，了解系统的运行情况。

第三部分 详细设计说明

一、 前言

1.1. 现状与需求

随着机房网络规模的加大，为了确保通信网络的安全，提高维护质量、适应维护改革的需要并降低运行维护的成本，建设动力环境监控系统已显得越来越必要，愈来愈迫切：

（1）站点规模与维护人员数量矛盾愈来愈突出，为了提高网络的稳定性，各地都在不断扩大建设规模、增加网络设备。但出于实际考虑，维护管理人员的数量却不能随之增加，许多站点、设备处于无人值守状态，多采取巡检方式，而且由于维护人员数量不足，导致维护不到位，故障事后发现与过时处理，导致设备安全隐患加大，网络接通率下降：电池放垮、设备寿命变短、故障率增大，这些不但造成网络瘫痪而且造成较大的经济损失， 整体的工作效率。

（2）电源及环境是各站点稳定运行的最基础环节，由于现有很多站点建的地理位置特殊，易出现电压过低与停电，使设备或网络退出服务，仅靠人工每月度的几次巡视是难以及时发现事故及其隐患的。

（3）缺乏有效的维护支撑手段：由于缺乏有效的维护支撑手段，维护人员无法全面的了解通信网内动力设备的实际运行状态，不能及时发现动力设备的运行故障，对故障的处理和分析缺乏定量的数据；

当前机房环境监控的现状与存在的问题：

正由于机房处于分布状态且网络规模庞大，维护人员工作量大造成维护工

作质量下降，为了使动力维护和管理体制向集中监控、集中维护、集中管理的方向发展，提高设备维护质量，确保通信设备的安全，降低维护成本，我们需要进行机房环境的集中监控系统建设。

为什么一些地方建设的机房环境集中监控系统的使用效果不太理想呢？ （1）系统性能问题： 许多公司是近几年了解到了机房环境监控前景而进行开发的，由于没有长期的产品实际运行纪录和反馈，加上经验少、技术不足等等，

导致系统在开发出来后不能得到实际大系统运行的反馈信息并进行优化改良，因此性能不佳，易出现错告、漏告，而机房环境集中监控系统能否实现无人或少人职守是衡量该系统的主要标志，误告、错告导致使用者失去信心，无法真正意义上获得用户的信任，实现不了无人职守。

（2）售后服务差：机房环境集中监控系统需要厂家和用户在系统建设完成后针对各地不同的运行维护管理体制进行相关的配制和设定，并将系统的管理功能模块针对用户的要求进行嵌套，使监控中心各软件平台使用功能能配合用户逐步完善的运维管理体制而进行优化。但许多厂家将设备安装调试接通作为机房环境监控建设的完工，没有结合用户实际情况的优化工作，而且不主动维护，出现问题才出面。系统的许多功能、方法用户不熟悉。一些建设点由于搬迁、优化等原因而中断，没有及时帮助用户将其连入系统，使机房环境监控使用效果低下，无法体现其本身真正具有的优势，得不到运维人员的信任，无法成为维护管理的得力工具。

（3）一些产品的功能不够：理想的机房环境监控应具备四个功能：告警功能，数据采集功能，数据处理功能，管理辅助功能。目前大多数机房环境监控只具备前两个功能，有的甚至只有一个告警功能（如干节点方式），如果出现漏告或错告，则该系统的功能就大打折扣，同时采集的数据一般都需纯粹人工处理，而使用者由于不熟悉而没有或无法对庞大的数据进行处理，相当于主动放弃了这部分功能。导致许多机房环境监控性价比不理想。

一个机房环境监控不能解决以上问题就很难发挥其效能，使用者就难以享受该系统带来的好处。也就是造成当前机房环境监控建设雷声大雨点小的原因。

机房环境集中监控系统的使用原则

任何一套新的环境监控系统要得到好的应用，要有相适应的管理制度和维护体制，充分依靠环境监控系统提高维护水平，使监控——管理——维护这套新的管理维护模式真正高效地运转起来，为网络通讯的高效、正常运行提供最有力的保障。

（1）作为管理部门，制定相应的管理制度与维护制度。加强对动力监控系统维护方面的考核，责任到部门、责任到人，对动力监控系统本身出现的故障或

问题应该规定一个时限去进行修复，如前端硬件设备出现故障后应该在24h内修复，无法自行修复的应该12h内通知集成商，一周内修复硬件。只有这样才能体现动力监控系统的作用，才能为机房实现无人值守提供必要条件。

（2）动力监控系统发挥作用离不开动力维护人员的积极参与，实践证明：动力维护人员对动力监控系统维护得好，该系统就可以在本地网得到很好的使用。若要正常、高效地使用动力监控系统，离不开维护人员的精心维护。

（3）动力监控系统在故障方面可由网管中心负责，使用与维护方面应该由

动力维护部门负责，动力维护部门可以通过动力监控系统了解各个局动力设备的日常运行状况，可以提前发现动力设备可能出现的问题或可能出现的故障，提高动力维护人员的维护水平与预检、预修的能力。动力设备不同于交换、传输设备，动力设备在出现故障前，往往会在运行参数上出现一些异常，但并不表现为故障，当异常情况积累到一定程度时，就会发生质变，导致故障发生。 1.2. 工程概况

该系统是一个综合利用计算机网络技术、数据库技术、通信技术、自动控制技术、新型传感技术等构成的计算机网络，其监控对象是网络机房内动力设备及机房环境（含图像及门禁）。建设监控系统对充分利用人力资源，加强维护支持手段的建设，保障设备稳定运行和机房安全，提高劳动生产率和网络维护水平，实现机房从有人值守到无人值守，促进电源设备维护现代化具有积极的促进作用。

机房环境集中监控系统提供的一种以计算机技术为基础、基于集中管理监控模式的自动化、智能化和高效率的技术手段。

本次工程拟对合肥市烟草公司机房中的机房环境（温度、湿度、烟雾、漏水、及图像、门禁）及机房动力设备(空调、UPS)进行全面监控，将下辖的2个网络机房的动力设备及机房环境接入集中监控系统中，实现机房-动力及机房环境的实时遥测、遥控、遥调等功能，同时提供自动提示告警，告警或故障的分类统计及故障单的管理、自动查修辅助、自动复测消障等功能。

整个监控系统包括二级，即“监控中心（SC）—监控单元（SU）”在新城国际本部设置一个集中监控中心（SC），监控中心下设2个监控单元（SU）。本工程主要监控的范围为各机房的环境监控（包括图象监控系统）。监控管理系统采用逐级汇接的树状网络结构，监控中心至监控单元采用局域网网络传输的方式。

1.3. 设计依据

? 《通信电源和空调集中监控系统技术要求》YDN023—96； ? 《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94； ? 《入侵探测器通用技术条件》 GB10408.1-2000； ? 《防盗报警控制器通用技术不条件》国标GB/12663-94）；

? 《通信电源集中监控系统工程设计暂行规定》YD5027-96，1997年1月； ? 《通信电源集中监控系统工程验收》YD5058-98； ? 《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； ? 《民用建筑电气设计规范》JCJ/T16-2000； ? 国标GB4064《电气设备安全设计导则》 ? 国标GB4889《电气设备抗干扰特性》

二、 系统构成

2.1. 设计要点 1) 告警处理功能

将采集的故障或告警信息根据时长、种类等进行分类，归纳为不同告警级别，通过专家处理软件快速进行故障定位和分析，手机短信息、语音等多种手段逐级上报，保证所有重要告警能及时发现和处理，并为运维人员的考核提供依据。 2) 手机客户端反查功能

监控系统不仅提供了短信告警功能，而且还提供了机房维护人员利用手机客户端查看机房内的设备运行情况，远程控制机房内的设备（开关空调等）使机房维护人员不管在身处何时何地，都能对机房进行监控管理。 3) WEB服务功能

监控系统可提供WEB服务，实现利用浏览器来监控管理。 4) 良好的扩展性和兼容性

机房环境监控管理系统的建设中，让建设方感到头痛的一个问题是如何将众多厂家的硬件设备在一个管理平台上统一管理，从而实现系统扩容时的可选性与

扩展性。我公司软件全部自主开发，采用开放式平台模块化设计，能与图像监控系统、智能门禁监控系统、配线架监控系统、网管系统等融合成一套功能强大的综合管理系统。 2.2. 系统组成 1) 系统结构

根据网络机房动力设备及环境集中维护、统一管理的基本模式，监控系统在结构上是一个多级的分布式计算机监控网络，整个监控系统可以划分成监控中心（SC）和监控单元（SU）。

监控中心（SC）设在合肥市烟草公司本部，其主要职能是集中监视各机房的通信电源、机房空调及环境设备的运行状况及参数，并对监控站进行管理，也可对监控单元进行监控和维护操作。

监控单元（SU）设在各个被监控的机房，负责对机房内的监控模块进行管理，并与监控中心通信。 2) 监控中心

监控中心（SC）其主要职能是集中监视所有监控单元（SU）通信电源、空调及环境的工作状态和运行参数，并通过文字、图形、声音等各种人机接口方式，真实表现监测对象的当前状态和告警信息，并且根据要求，可以将历史告警数据根据地区、局站、设备类型、告警时间段、告警历时、告警级别进行查询、统计，并将统计的结果以EXCEL的格式进行保存后，可以借用EXCEL的强大的数据统计、分析功能进行数据的分析处理。

监控中心（SC）是整个机房环境集中监控系统的核心，它由多媒体监控工作站、管理工作站、数据库/通信服务器及网络设备等组成，各设备之间用局域网网或双绞线互连，构成一个高速局域网，进行监控数据的处理与通信。

监控服务器：是整个监控系统面向用户的窗口，用于集中监视监控单元的

动力设备及环境的运行参数及工作状态，并实时处理各种告警信息,显示各种告警信息，进行告警查询与统计、值班派单；实现对通信站点设备的遥控、遥调功能；服务器用于进行系统权限分配和管理，进行人员、设备的管理，进行数据统计、报表等管理工作，并通过打印机打印相应的各类报表等资料。

数据库/通信服务器：用于存储监控数据、管理数据和控制数据等，实时传递下级监控单元发送上来的监控数据、告警数据以及监控中心向下的控制操作等信息。数据库/通信服务器是Client/Server模式中的关键设备，接受客户端的服务请求；存放所有的数据，包括参数配置、告警信息、操作维护记录、现场采集数据等；响应监控/管理工作站的访问，返回客户端处理结果或中间数据；同时它还是系统的控制、维护、分析、统计的数据中心。这种C/S结构极大地提高了数据的并行处理能力，满足多个业务台的同时访问，实现了数据的实时处理。

对数据库/通信服务器进行远程拨入允许设置，通过数据库/通信服务器串口外接Modem，实现厂家的远端接入，实现技术支持和协助运维人员对故障进行诊断和排除。

为了提高应变能力和维护效率，加快抢修速度，系统可根据需要设多个监控工作站，采用分片区、分专业管理的方式，按片区、按专业进行配置，按片区、按专业进行显示。 3) 监控现场

监控单元（SU）设在各个监控现场，负责对机房监控现场的电源、机房环境及空调机等进行监控。并与监控中心通信。监控单元（SU）实时对监控对象（包括电源设备，空调设备等各种智能或非智能设备以及各种环境量的采集器）进行数据采集，接收监控对象的告警数据、工作状态及运行参数，并将这些数据上行传送给上级监控级。监控单元（SU）随时接收并快速响应来自监控中心传来的监测和控制命令，对受控设备直接进行控制。能保存告警信息及监控数据至少3天的能力。并具有告警延时、过滤功能。

网络图像系统与动力环境监控系统是从不同角度完成对同一系统的监控。图像系统负责对被监控机房进行视频图像监控，动力环境系统负责对被监控动力及环境系统的运行进行全过程的监视、控制和管理。在功能和构成上相对独立，但从整体来讲又同属于整个监控系统之中，二者有着紧密的联系。

网络图像传输系统是一个通过远程网络传输为基础，集图像、音频、数据

为一体的综合监控软件平台。能兼容多种监控设备，适用于各种网络条件下的远程监控，通过任何IP网络进行无缝数字图像流的管理。

网络图像传输系统具有实时监控设备运行状态、预期故障发生、迅速排除故障、记录和处理相关数据、进行综合管理等多重功能。真正实现全数字化、全网

络化，完全符合通信行业远程图像集中监控需要和未来通信网络建设和规划的需要。系统遵循TMN建议设计，采用现代最新通信技术、电子技术、计算机技术和图像处理技术进行数据采集与处理、图像压缩编码和传输。 4) 信号采集方式

信号采集方式：对于已有通信接口及软件通信协议的智能设备，可直接通过接口与其通信，无法提供接口协议的非智能设备和环境，直接通过数据采集方式对其实现监控。利用传感器将其转换为标准电量，由采集模块实现对非智能设备及环境量的数据采集。 非智能设备的监控

对于非智能设备的数据采集，其开关量与模拟量的接入方式均采用传感器

和隔离取样器，使采集模块工作更安全，性能更稳定。采集模块上有多个控制继电器，可直接通过控制信号线与开关信号的传感器的控制面板开关相连，在检测机房环境量浸水时，需将积水探头安装在靠近空调正下方的地板上，既可优先检测空调漏水，又可检测到机房浸水。 智能设备的监控

由于机房智能设备种类较多，即使厂家同一种类设备使用的监控器也不同，

因此协议也各不相同，在监控系统的实施过程中，需要各电源厂家协助提供智能电源设备的通信协议，才能将此设备纳入监控。协议转换器与智能设备采取一对一的方式，具有较大的灵活性，协议转换器是专门针对智能设备进行通信接口和通信协议进行转换。采用协议转换器将各种不同设备的协议，转换得到统一的数据通信格式。

三、 系统功能

3.1. 监视/控功能

系统可实时收集各设备的运行参数、工作状态及告警信息。在监控中心，系统值班操作人员可以根据需要把它们显示出来，以便实时监视各监控单元（SU）所有设备的运行情况；了解各类设备的工作状态。

本系统能对智能型和非智能型的设备进行监控，即既能真实的监测被监控现场对象设备的各种工作状态、运行参数，又能根据需要远程地对监控现场对象进行方便的控制操作，还能远程的对具有可配置运行参数的现场对象的参数进行修改。

系统设置各级控制操作权限。如果需要并得到相应授权，系统管理人员可以对系统监控对象、人员权限等进行配置；系统值班操作人员可以对有关设备进行遥控或遥调，以便处理相关事件或调整设备工作状态，确保电源设备等设备在最佳状态下运行。 3.2. 告警功能

? 无论监控系统控制台处于任何界面，均应及时自动提示告警，所有告警

一律采用可视、可闻声光告警信号。

? 不同等级的告警信号应采用不同的显示颜色和告警声响。紧急告警标识

为红色标识闪烁，重要告警为黄色标识闪烁，一般告警为绿色标识闪烁。 ? 发生告警时，，可根据设定条件自动通过手机短信等通知相关人员。告

警在确认后，声光告警应停止，在发生新告警时，应能再次触发声光告警功能。

? 具有多地点、多事件的并发告警功能，无丢失告警信息，告警准确率为

100%。

? 系统能对不需要做出反应的告警进行屏蔽、过滤。

? 系统除对被监控对象具有告警功能外，还能进行自诊断（例如，系统

掉电、通讯线路中断等），能直观地显示故障内容，从而系统稳定具有稳定自保护能力。

? 系统具有根据用户的要求，能方便快捷的进行告警查询和处理功能。 ? 系统告警可以根据不同的需求进行配置，如，告警级别、告警屏蔽、告

警门限值等。

3.3. 配置管理功能

本系统具有的配置管理功能，主要表现在以下几个方面：

? 当系统初建、设备变更或增减时，系统管理维护人员，能使用配置功能

进行系统配置，确保配置参数与设备实情的一致性。

? 当系统值班人员或系统管理维护人员有人事变动时，可使用配置功能对

相关人员进行相应的授权。

? 在系统运行时，系统管理维护人员也可使用系统配置功能，配置监控系

统的运行参数，确保监控系统高效、准确地运行。

? 系统管理维护人员也可使用系统配置功能，对设备参数的显示方式、位

置、大小、颜色等进行配置，以达到美化界面的效果。

? 配置管理操作简单、方便、扩容性好，可进行在线配置，不会中断系统

正常运行。

? 监控系统具有远程监控管理功能，可在中心或远程进行现场参数的配置

及修改。

? 系统按片区、按专业进行配置，按片区、按专业进行显示。 3.4. 安全管理功能

? 系统提供多级口令和多级授权，以保证系统的安全性；系统对所有的操

作进行记录，以备查询；系统对值班人员的交接班进行管理； ? 监控系统有设备操作记录，设备操作记录包括操作人员工号、被操作设

备名称、操作内容、操作时间等。 ? 监控系统有操作人员登录及退出时间记录。

? 监控系统有容错能力，不能因为用户误操作等原因使系统出错，退出或

死机。

? 监控系统具有对本身硬件故障、各监控级间的通信故障、软件运行故障

自诊断功能，并给出告警提示。 ? 系统具有系统数据备份和恢复功能。 3.5. 系统特点

? 系统软件、硬件采用模块化设计，可保证系统的平滑升级，为局方的二

次开发以及根据局方的要求进行特定化设计提供了可能，决无后顾之忧；

? 系统的监控模块采用集约化、专业化设计，减少了冗余，为用户节约投

资；

? 系统前端模块采用军工技术设计生产，质量稳定可靠； ? 具有故障自诊断和恢复功能；

? 图像监控系统与动力环境监控系统共用传输线路，共享传输资源； ? 采用多级隔离技术，监控系统本身的故障不会对被监控设备产生影响； ? 系统设计全面考虑了监控现场电源设备状况，可将国产、进口设备，智

能与非智能设备，环境监测等全部纳入监控网；

? 远程采集数据采用TCP/IP协议，符合当今网络的发展趋势，具有良好

的扩展性和兼容性；

? 组网方式灵活多样，支持多种传输资源，混合组网；

四、 技术指标

4.1. 测量精度

交流电压精度优于1%

交流电流精度优于2% 直流电压精度优于0.5% 直流电流精度优于2% 频率精度优于2% 温度精度优于±10C 湿度精度优于5%

智能设备参数的测量精度与智能设备本身具有的测量精度相同 4.2. 工作环境

温 度：-5°C-50°C 湿 度：20%-85%

4.3. 智能接口

隔离RS485/RS232

通信波特率：4800-19200bps可调

4.4. 安全特性

突波保护 接口防雷击

模拟量、开关量、控制量全隔离设计 隔离电压大于1500VAC/VDC 防雷击设计：3KV 1.2×50μs

五、 系统软件

5.1. 应用系统环境

监控中心采用浏览器/服务器（Browser/Server）结构，使用开放式软件平台，扩充性好，兼容性强。

服务器端：

操作系统：Windows Server 2008 数据库管理系统：SQL Server 2008 开发工具：SQL和C# 客 户 端：

操作系统：WinXP/Vista/7

网络协议： 监控中心构成的局域网，监控中心与监控单元构成的广域网全部采用国际标准协议TCP/IP。 5.2. 应用软件组成及功能 1) 配置子系统

配置子系统主要功能是配置中心、站点的模块和通讯口的各类基本参数信息，以及相互之间的关联信息。按照系统功能划分，该子系统由以下三部分组成：

A、系统配置

主要功能为：对系统的分区、站点的配置，对各个通讯口、模块的配置，对各个模板通道的配置，对设备的配置等等。用户通过对该部分的操作可将各类基础数据信息加入整个系统。

B、关联设置

定义模块的通道同设备参数的关联关系。

C、数据管理

主要功能为：系统配置安装报表的产生，系统配置数据的导入与备份，对智能设备数据的整理等等。 2) 采集子系统

采集子系统承担了对本地或远端监控模块的数据采集、数据分析、数据保存和数据转发等功能。采集子系统内由多个功能模块组成，它们相互协助实现数据的采集、分析、转发和保存。

A、通信口及监控模块采集功能模块：

采集子系统利用多线程技术可以对多个通信口进行并发访问，完成对监控模块的采集。通信口的通信方式可以是RS485和TCP/IP；物理通信线路可以是RS485总线，也可以是通过调制解调器（modem）转换的TCP/IP网络。本部分充分利用操作系统的并发性，实现多路模块的快速轮巡采集。

所有的监控模块都必须与某个通信口连接，通信口的连接方式决定了监控模块的采集方式。

B、监控模块数据缓冲区：

监控模块实时数据保存在本地缓冲区，保证数据浏览的实时性和告警的迅速上告。

C、数据分析功能模块：

包含对设备运行的分析及系统本身的分析，从而保证系统能长期稳定运行。提供丰富的运行参数以供分析。

D、上层通讯功能模块：

通过TCP/IP接入整个监控系统。TCP/IP能保证系统数据的正确、完整、有序。如告警数据，变化数据，统计数据，实时数据都是通过此功能模块传送给监控子系统或数据库系统的；而监控子系统的各种命令也是通过此传递给采集子系统的。

E、本地数据库：

采集子系统所配置的通信口、监控模块、采集通道等信息全部保存在本地数据库中的不同数据表中。

本地数据库可根据需要保存一定时间的数据，保存时间以外的数据会自动删除并维护数据表格。 F、用户界面功能模块：

采集子系统为施工及现场维护人员提供基于模块->通道和设备->通道两种方式的数据检查手段，用户可以查看到任意的通道数据。

采集子系统还提供有关监控模块的采集信息，如采集次数、采集故障次数等。

监控子系统本身通过用户界面功能模块向用户提供模块信息及通道数据和信息，同时它通过上层通讯功能模块向外部系统提供数据。通信服务器和监控子系统（中心和本地）都是通过这个功能模块与前置采集子系统进行数据交换的。 3) 监控配置子系统

本系统为系统配置层次化的可视化图形监控界面，按功能划分，由三大部分组成：

A、监控元素的配置

该部分主要实现的功能有：区域、站点的配置，逻辑组的配置，设备的配置，参数的配置。其中参数可使用形象的组件配置，如仪表、温度计、LED灯、曲线图。监控子系统的监控层次即由此生成。

B、界面元素的配置

提供大量丰富的图文元素来配置友好的应用系统界面。该部分主要实现的功能有：文本的配置，线条的配置，图片的配置，立体线、面板、分组框的配置。

C、拓扑结构的配置

该部分主要实现的功能有：系统拓扑结构的配置。 4) 监控子系统

监控系统以图形、列表、文字、仿真控件等多种形式将被监控设备的运行参数展现在用户面前。通过监控系统用户可以实时监测设备的运行状况，及时提示设备的告警，迅速地对远程设备进行遥控。除此之外，监控系统还具有快捷的浏览方式、声光告警提示、在线告警寻呼、自动化的值班派单系统、全面的在线帮助等强大的功能。

A、浏览设备

监控系统能实时地以多种显示方式提供用户浏览设备的参数运行情况，并且强调重要参数重点浏览的原则，方便用户从整体上监控设备的运行状况。单击中心监控区的图标下的所有站点名称,进入设备监控区，在设备监控区中排放着以文字、仪表、温度计、曲线方式显示的监控设备主参数。通过实时观测这些主

参数，用户可大体了解监控设备的运行状况。如果用户需浏览某一设备的全部参数，只需用鼠标左键双击设备的名称，即可弹出设备监测参数浏览窗口。在窗口中根据设备的参数类型的数目分为几个浏览页。用户只需用鼠标左键单击要浏览的参数类型标签，即可浏览到该参数类型的设备参数实时数据。

B、控制设备

提供给用户设备控制功能。该功能需经权限校验通过。 C、操作设备

当设备有告警时，用鼠标右键单击设备名称将弹出一菜单，用鼠标左键单击[设备告警]菜单项，将打开未结束告警表，告警表中只列出该设备的告警。

D、在线调整设备参数

用户通过监控平台调阅远程局站上的每个通道的配置信息，并在监控平台上修改设备参数的配置信息。这样可以实现系统的在线调整而不必派遣配置人员下到现场和退出系统。由于设备参数的特性不同，因此可分为模拟量和开关量参数设置。

所有通道属性的修改必须经权限检查后才可进行，并且系统对每次修改的内容进行记录。 E、告警处理

（1）告警窗口自动弹出

当设备或系统发生告警时，告警窗口自动弹出，显示在监控终端的最前面。告警窗口中显示了当前各项告警的详细内容、告警级别、告警发生的时间及用户响应的告警和未响应的告警。 （2）告警消除

当设备告警消失后，监控系统接收到告警结束信号，告警窗口中相应的告警记录会自动消失。

（3）告警光提示

当设备产生告警时，监控系统接收到告警，将会激发现场的声光报警，根据报警级别的不同，有不同颜色的灯光提示。 （4）告警声提示

当接收到当前告警信号时，系统能马上发出告警声音，对值班人员进行声音提示。

（5）告警响应

由相关当班人员响应当前未结束告警，告警声停止。 5) 管理子系统

机房环境集中监控软件采用Windows Server2008操作系统,使用C#开发工具。

A、系统管理

主要用于系统的安全性管理，它分为用户管理、权限管理以及系统日志查询三个部分。用户管理中，可添加新用户，定义用户的有效时间，分配用户权限，划分用户组等；权限管理：用于设置权限级别以及分解权限等；系统日志查询用于查询不同类型的操作日志及系统运行日志。

B、告警管理

用于告警的屏蔽设置、时延设置、告警记录查询、告警统计分析、告警分时分析等。在该部分中可进行分局间告警量的比较分析、不同类型不同设备不同时间的告警统计。某设备的告警趋势分析、某类型设备的告警趋势分析、某局的告警趋势分析等。 6) 通信服务器软件

通信服务器软件由三大部分组成：

A、通信进程：

解决与前置机进行实时通信时的握手及协议数据传输问题。当通信进程发现通信中断时，自动生成一条告警信息包送交数据客户进程处理。

通信服务器利用了多进程特点实现对多个前置机数据的并发接收和发送。 B、数据库客户进程：

数据库的客户进程disprequ，alarm，scqseek，其中disprequ进程从数据队列中读取设备运行数据和设备历史数据并存入相应的表中。alarm从数据队列中读取各种状态变化数据，它们包括设备告警，设备开关状态变化、通信线路变化等数据；scqseek随时从控制请求表中读取监控平台发生的控制命令，然后送交命令队列。

C、多进程管理平台：

它向进程提供接口函数，实现对多个进程的启动、关闭、信息显示等功能，并能根据进程的要求进行日志文件记录，供日后查阅。 7) 环境监控数据库

? 该数据库设置如下主要数据表：

? 设备工作状态表：解决设备运行参数的获取问题； ? 设备参数表：解决系统设备的扩充问题； ? 设备历史数据表：解决历史数据的保存问题； ? 未结束告警表：解决未结束告警显示与记录问题； ? 结束告警表：解决已结束告警显示与记录问题；

? 各种存储过程和触发器：提高系统效率，保持数据完整性；

六、 系统硬件

6.1. 基本要求

系统硬件充分考虑了安装、维护、扩充和调整的灵活性，实现硬件模块化。监控模块采用一次冲型的金属外壳，通过紧固件进行固定，具有较强的防震、抗震能力。在常规运输、储存和安装过程中不会产生破损和变形。

系统硬件具有良好的电磁兼容性，被监控设备处于任何工作状态下，监控系统能正常工作；同时监控设备本身不产生影响被监控设备正常工作的电磁干扰。

系统硬件能监控具有不同接地要求的多种设备，任何监控点的接入均不会破坏被监控设备的接地系统。系统硬件设备有可靠的抗雷击和过电压保护装置，符合ITU—T.K.20相关规定。

系统硬件满足下列工作环境要求： 工作温度：-10℃～+50℃ 相对湿度：20%～95% 海拔高度：≤5000m

系统硬件不影响被监控设备的正常工作，不会改变具有内部自动控制功能设备的原有功能，并以自身控制功能为优先。

监控模块（SM）不仅可采用48VDC电源，也可提供24VDC电源，220V交流电源的功能模块。

应用于机房环境的各种传感器和设备均采用经公安消防部门认可的产品。 6.2. 可靠性

? 监控系统的硬件设备具有很高的可靠性，监控单元的平均故障间隔时间

（MTBF）≥100000小时；整个系统的平均故障间隔时间（MTBF）≤20000小时。

? 按严格工艺生产的硬件及优化设计的软件保证整个系统的可靠性指标

为MTBF≥20000h。

? 监控系统硬件发生故障时，不影响被监控设备的正常工作。

? 监控系统有很好的电气隔离性能，不会由于监控系统而降低被监控设备

的交直流隔离度、直流供电与系统的隔离度。

? 监控模块的机箱外壳应接地良好，并具有抵抗和消除噪声干扰的能力。 6.3. 可扩充性

? 构成系统的硬件，可通过增加部件来扩充系统的容量。

? 构成系统的计算机有较强的外部通信能力，通信口的数量可根据需要扩

充。

? 适应今后规模扩展的发展。

七、 监控原则

在确定监控内容时应考虑以下几个方面：

? 总的原则是从实际出发，从需要出发，不重复采点，不重复测量； ? 必须设置足够的遥测，遥信监控量；

? 监控项目力求精简，可要可不要的监控项目坚决不要；

? 通过协议转换器监控的智能设备，其监控内容依照协议确定，但可以根

据局方要求取舍，其原则是只选取重要的内容；

? 非智能设备的监控内容依据用户要求或机房环境监控技术规范进行设

置，并结合我司以往工程成功监控的经验，选取参考以往工程监控设备所做的监控内容。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ubax.html