摘要：結(jié)合銀行數(shù)據(jù)中心建設項目，設計銀行數(shù)據(jù)中心機房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，分析銀行數(shù)據(jù)中心機房監(jiān)控對象、搭建系統(tǒng)監(jiān)控架構，給出監(jiān)控實現(xiàn)方法，*后針對運行一段時間出現(xiàn)的問題，提出優(yōu)化措施和建議，對同類工程建設具有一定借鑒意義。

關鍵詞：數(shù)據(jù)中心；動環(huán)監(jiān)控；系統(tǒng)架構；網(wǎng)絡拓撲

0引言

銀行數(shù)據(jù)中心機房的供配電和精密空調(diào)等基礎設施多，而設備維護人力資源少，因此增加了基礎設施運維人員工作強度和難度。為及時發(fā)現(xiàn)設備故障并處理，本文設計了動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，并針對運行中出現(xiàn)的主要問題給出優(yōu)化措施。

1系統(tǒng)監(jiān)控對象

銀行數(shù)據(jù)中心機房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)（以 下 簡 稱 為 動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)）的監(jiān)控對象可分為三大類：第一是對設備動力系統(tǒng)實時工作狀態(tài)進行監(jiān)控，如供配電系統(tǒng)開關狀態(tài)、ＵＰＳ和柴油發(fā)電機等設備的運轉(zhuǎn)參數(shù)和狀態(tài)等；第二是對機房內(nèi)運行環(huán)境進行監(jiān)測與控制，如溫度、濕度、漏水、氫氣濃度及消防等；第三是對人員設備進出進行監(jiān)控，如門禁、攝像頭、防入侵等安全類設備。而機柜內(nèi)服務器、交換機、加密機等安全或網(wǎng)絡類硬件設備運行狀態(tài)并未納入，不在本文探討范圍。

2系統(tǒng)架構

動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)采用計算機網(wǎng)絡、現(xiàn)代通信技術和控制技術，對機房動力設備及環(huán)境等進行實時監(jiān)控，實現(xiàn)無人值守機房的現(xiàn)代化管理。硬件上采用三層架構：底層為現(xiàn)場設備層，由被監(jiān)控設備、Ｉ／Ｏ采集模塊等構成；中間層為數(shù)據(jù)采集處理層，由各串口服務器、動環(huán)服務器、交換機等構成；頂層為數(shù)據(jù)應用層，由監(jiān)控平臺或客戶端等終端構成。軟件上采用Ｂ／Ｓ結(jié)構，在機房中通過安裝各種傳感器及數(shù)據(jù)采集設備進行底層數(shù)據(jù)采集，將所有子系統(tǒng)集成在統(tǒng)一的用戶界面下，對各個子系統(tǒng)進行統(tǒng)一監(jiān)視、控制和協(xié)調(diào)，從而構成統(tǒng)一的協(xié)同工作的整體。系統(tǒng)架構設計如圖１所示。

圖1動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)架構設計

3系統(tǒng)實現(xiàn)

3.1工程概況

數(shù)據(jù)中心主機房設置在６Ｆ，按功能細分為服務器機房一、二、三，網(wǎng)絡機房，配電間Ａ、Ｂ；配電間重要斷路器或開關、電量儀、ＵＰＳ及防雷，主機房內(nèi)新風機、精密空調(diào)及漏水檢測、機柜ＰＤＵ、溫濕度、防入侵（紅外線檢測）需納入動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)。ＵＰＳ蓄電池室設置在－２Ｆ，柴油發(fā)電機間設置在－１Ｆ，三電源切換室設置在１Ｆ，運維室設置在７Ｆ，消防氣瓶間設置在８Ｆ。動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控對象見表１。

3.2硬件構成

動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)由２臺服務器（雙機熱備）、２臺客戶端ＰＣ機、監(jiān)控大屏、核心交換機（Ａ、Ｂ網(wǎng)）、視頻匯聚交換機、門禁接入交換機、采集箱及串口服務器等構成。

3.2.1數(shù)據(jù)采集層核心設備

采集箱負責開關量、溫濕度等原始數(shù)據(jù)的采集，是整個監(jiān)控系統(tǒng)的核心，采用深圳計通機架式，大小為２Ｕ，可安裝在機柜內(nèi)，箱內(nèi)采集模塊通過端子排與被監(jiān)控設備相連。串口服務器采用計通ＯＡＯ－９０００Ｅ嵌入式智能管理單元，該設備集數(shù)據(jù)采集、解析、存儲告警于一體，具備正確故障定位能力，可滿足不同廠家設備數(shù)據(jù)信號的接入與“翻譯"。

3.2.2現(xiàn)場設備層

現(xiàn)場設備層的設備分為需接協(xié)議轉(zhuǎn)換器設備、需提供通信協(xié)議設備、模擬量直集模塊和開關量直集模塊四類。

（1）需接協(xié)議轉(zhuǎn)換器（串口服務器）的設備包括精密空調(diào)、漏水繩、機柜ＰＤＵ、電量儀、ＵＰＳ電源、蓄電池、柴油發(fā)電機。這些設備需相應廠家提供通信接口及其開放的通信協(xié)議，以便對各設備運行參數(shù)或狀態(tài)進行監(jiān)測。

（2）需提供通信協(xié)議的設備包括視頻監(jiān)控和門禁子系統(tǒng)。這些設備需相應的廠家提供通信協(xié)議，由動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)進行集成和管理，能實現(xiàn)在動環(huán)監(jiān)控端點擊任意攝像頭調(diào)出相應攝像頭的實時監(jiān)控畫面和實現(xiàn)對任意門的開關控制。

（3）模擬量直集模塊。①溫濕度監(jiān)測：通過在機房內(nèi)的重要區(qū)域、冷熱通道和機柜內(nèi)部安裝溫濕度傳感器，實時采集溫濕度的變化情況和熱力分布情況。②氫氣監(jiān)測：通過在電池間安裝氫氣采集模塊，可實時檢測ＰＰＭ值是否超標，及時發(fā)現(xiàn)氫氣泄漏的電池隱患；當氫氣ＰＰＭ達到設定的閾值時，系統(tǒng)發(fā)出報警。

（4）開關量直集模塊。①重要開關監(jiān)測：通過監(jiān)測配電柜內(nèi)重要斷路器的輔助觸點狀態(tài)，判斷開關的通斷狀態(tài)；當監(jiān)測的開關狀態(tài)與設定默認狀態(tài)不一致時，監(jiān)控主系統(tǒng)發(fā)出報警。②防雷監(jiān)測：通過監(jiān)測防雷器的遙信觸點，實時監(jiān)測防雷器狀態(tài)；當監(jiān)測的防雷器狀態(tài)與設定默認狀態(tài)不一致時，監(jiān)控主系統(tǒng)發(fā)出報警。③新風排煙監(jiān)控：通過在新風和排煙管道中安裝壓差開關檢測壓差信號，監(jiān)測機房內(nèi)新風機和排煙機的運行狀態(tài)，可遠程控制新風機的啟停。④防入侵監(jiān)測：通過在機房內(nèi)安裝紅外探頭以監(jiān)測機房內(nèi)人員移動狀態(tài)；當紅外探測器的狀態(tài)異常時，系統(tǒng)發(fā)出報警。⑤消防監(jiān)測：通過采集消防控制主機報警輸出點的信號，實時監(jiān)測機房內(nèi)各分區(qū)的消防狀態(tài)；一旦發(fā)生報警，系統(tǒng)就自動切換到相應的監(jiān)控界面，火警狀態(tài)圖標變紅且閃爍顯示，同時產(chǎn)生報警事件并記錄存儲。

4.軟件平臺

動力環(huán)境集中監(jiān)控平臺軟件采用Ｂ／Ｓ結(jié)構，通過在機房中安裝各種傳感器及數(shù)據(jù)采集設備進行底層數(shù)據(jù)采集，外廠家設備需提供通信接口及其開放的通信協(xié)議，進行數(shù)據(jù)“翻譯"處理，通過機房監(jiān)控平臺集中監(jiān)控，全中文、圖形化；界面結(jié)構層次清晰，實時反映數(shù)據(jù)狀態(tài)。集中監(jiān)控平臺能運行于中文Ｗｉｎｄｏｗｓ操作系統(tǒng)。動力環(huán)境集中監(jiān)控平臺軟件采用模塊化設計，可劃分為采集層、處理層、管理層及展示層，如圖３所示。其中，個人工作平臺能提供動環(huán)監(jiān)控主界面、告警事件列表、待辦事項、告警等級統(tǒng)計、ＰＵＥ實時曲線、基礎設施分類餅狀圖等可自由選擇的個性化定制界面。報表管理可根據(jù)機房管理原有報表格式生成詳細的數(shù)據(jù)記錄報表和數(shù)據(jù)分析報表，存儲格式為Ｅｘｃｅｌ或ＰＤＦ；數(shù)據(jù)存儲時間需長于１年，且具有防篡改功能。軟件交互界面中，動環(huán)監(jiān)控模塊可直觀看到各個機房實時運行狀態(tài)，設置機房名稱、設備圖標等超鏈接可直達各子界面，通過溫濕度監(jiān)測、門禁、視頻監(jiān)控、溫度場、漏水監(jiān)測、紅外監(jiān)測、消防監(jiān)測等按鈕可直達各分畫面，并提供基于電子地圖、實時曲線、餅狀圖、折線圖、直方圖等多形式數(shù)據(jù)展現(xiàn)方式，便于運維人員分析設備歷史運行趨勢，以判斷設備狀況。

圖3動力環(huán)境集中監(jiān)控平臺軟件架構圖

系統(tǒng)告警采取短信、電話、現(xiàn)場語音三種報警結(jié)合的方式，報警等級分為緊急、重要、一般三個層次，不同級別的報警采用不同報警方式實現(xiàn)報警信息的發(fā)送。無論系統(tǒng)處于任何畫面，都可自動提示告警，顯示告警信息。當一個報警狀態(tài)解除時，系統(tǒng)可自動發(fā)送相應的恢復短信，以便機房管理人員隨時掌握相關動態(tài)。

5安科瑞動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)解決方案

通過數(shù)據(jù)中心動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)中心的門禁狀態(tài)、水浸狀態(tài)，煙霧狀態(tài)，視頻狀態(tài)，環(huán)境狀態(tài)，高低壓配電狀態(tài)，設備運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測，并進行實時報警，保障數(shù)據(jù)中心正常運行，避免運行環(huán)境的失控導致配電設備運行故障，保證維護人員安全，延長設備使用壽命，減少配電室粗放式管理導致成本過高。同時實現(xiàn)動環(huán)監(jiān)控并對各用能耗能進行能效分析，幫助用戶實現(xiàn)用能效率的優(yōu)化。

5.1系統(tǒng)功能

（1）展示當前數(shù)據(jù)中心總能耗，IT能耗，空調(diào)能耗，及其他能耗并且計算出當前數(shù)據(jù)中心實時PUE值，通過儀表盤形式直觀展示。

（2）選擇查看數(shù)據(jù)中心的中低壓配電系統(tǒng)主接線圖，并在一次圖顯示配電系統(tǒng)當前遙測、遙信數(shù)據(jù)和狀態(tài)。實時監(jiān)測各配電柜的電壓、電流等電力參數(shù)，變電站的溫濕度、煙感、水浸、門禁等環(huán)境情況。

（3）電氣接點溫度實時監(jiān)測，斷路器觸頭、觸臂、母排和線纜連接等位置安裝無線測溫傳感器監(jiān)測接點溫度，便于提前發(fā)現(xiàn)溫度異常導致的事故。

（4）監(jiān)測各變壓器各項參數(shù)，包括負載率、頻率、功率因數(shù)、三相不平衡度等，并且顯示歷時曲線圖，數(shù)據(jù)實時變化。幫助用戶直

（5）電能質(zhì)量在線監(jiān)測，可以監(jiān)測電流和電壓諧波畸變率、電壓暫升暫降暫中斷等暫態(tài)事件記錄、ITIC容忍曲線等

（6）系統(tǒng)采集UPS輸入、輸出端和旁路三相電壓、電流、有功功率、功率因數(shù)頻率，同時監(jiān)測UPS溫度、蓄電池電壓、當前負載下的剩余時間等數(shù)據(jù)。

（7）展示單體電池電壓、內(nèi)阻和溫度，預測電池帶載時剩余時間，每節(jié)電池數(shù)據(jù)均可以設置異常報警，及時發(fā)現(xiàn)蓄電池異常。

（8）展示精密配電柜內(nèi)進線和饋線回路電氣參數(shù)，包括電流電壓功率電能以及開關狀態(tài)，并可以對數(shù)據(jù)進行報警設置和分級，數(shù)據(jù)取自精密配電柜測量模塊。

（9）展示智能小母線的始端箱和插接箱電氣參數(shù)，包括電流電壓、開關狀態(tài)、插接點溫度，并對數(shù)據(jù)進行報警設置和分級。

（10）通過平面圖顯示數(shù)據(jù)中心能源分布，設備分布情況，并顯示設備能耗數(shù)據(jù)，點擊平面圖上設備可以進入具體設備監(jiān)控界面。

（11）實時顯示當前數(shù)據(jù)中心PUE值以及歷史PUE曲線。并且顯示各分項用能的用能情況及用能排行。監(jiān)測各變壓器運行及負載情況，給出本月變壓器輸出電能排行。

（12）顯示電能消耗日/月/年報表，并可對具體回路選擇曲線圖、餅圖進行展示。對數(shù)據(jù)中心用電數(shù)據(jù)進行同比、環(huán)比分析比較，查看用電趨勢。

（13）監(jiān)測精密空調(diào)的回風溫濕度，出回水溫度，并可以設定精密空調(diào)的溫濕度，達到更好的控制效果。

（14）監(jiān)測數(shù)據(jù)中心溫濕度、開關門、水浸、煙霧、噪聲、氣體濃度狀態(tài)等參數(shù)。曲線圖直觀明了，同時支持歷史數(shù)據(jù)查詢

（15）通過列表顯示各類報警事件數(shù)量，通過柱狀圖顯示逐日報警數(shù)量，提供報警總數(shù)以及增長趨勢。

維管理功能，可針對數(shù)據(jù)中心各主要設備進行巡檢派工，消缺，搶修等維護工作。