环境、动力设备监控系统方案说明

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1、编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第15页 共15页第一章 *机房监控系统1.1前言近年来，随着计算机技术的迅速发展，数字交换技术的日新月异，计算机通信技术已经深入到社会生活并对社会经济的发展起着不可低估的作用。计算机机房现已成为国民经济发展中的信息枢纽，各行各业都想运用这一技术在市场经济的竞争中占据有利地位。在短短数年之中，机房建设在不断完善和发展，整个社会结构、产业结构、经济结构都在围绕着信息这个中心资源在转动、改造和演化。而且，随着经济的发展，信息网络所承受的压力越来越大，必须建立起一套安全，有效、高速的信息化网络，以适应整个社会信息化的需要，保证及时准确

2、地处理信息。机房数目和机房设备愈来愈多，为满足工作需要，提高机房维护和管理的安全性，建议采用先进的智能化、数码化技术，对机房环境动力设备、保安报警、门禁、闭路电视监控等进行管理，藉此更有效利用人力资源。根据这一要求，并综合考虑机房监控系统的发展趋势，建议该机房工程采用*机房监控系统，该系统集传统的动力环境设备监控、门禁智能系统、安防报警系统、数码综合影像处理系统于一体，通过智能网络，将上述各子系统集成在一个统一的平台上，通过ACTIVEX、DCOM、ODBC等先进的软件技术，达到所有子系统无缝集成、数据共享、一体化运作的应用目的。*机房监控系统可以实现门禁、视频监控、安防报警、供配电、UPS、

3、空调、柴油机、消防、漏水、新风、温湿度监测等子系统的统一监控，不但减轻机房维护人员负担，提高系统可靠性，而且丰富的事件历史记录对系统设备的管理有着重要的参考价值，因而该系统对机房的科学管理具有特殊的意义，是机房运行维护部门的好帮手。1.2设计原则*机房监控系统总体设计原则是：以监控与数据采集（HMI/SCADA）系统为基础、以自主开发的系统软件为核心，通过信息交换和共享，将动力环境设备监控、门禁监控、安防报警、视频监控、消防监控等各个具有完整功能的独立分系统组合成一个有机的整体，提高机房维护和管理的自动化水平、协调运行能力及详细的管理功能，彻底实现机房所有监控子系统的功能集成、网络集成和软件界

4、面集成，有效降低机房维护人员的日常工作强度，提高系统可用性并节约系统维护成本。为实现以上目标，系统在设计实施过程中特别注重以下几个方面：（1）可靠性： *机房监控系统基于成熟的工业控制级的软硬件产品架构，目前该系统共有上百套的应用实例，运行稳定可靠。（2）实用性： *机房监控系统在使用上完全尊重机房维护人员的使用习惯，一切为了操作者的方便而设计，舍弃了部分华而不实的功能，使整个系统易于使用，易于维护和升级。（3）易用性： *机房监控系统是全中文的操作界面，风格完全符合Windows软件设计标准，Outlook界面风格，稍具软件知识的管理人员经过简单培训即可完全掌握。（4）功能完整： *机房监控

5、系统的功能完整性在同类软件中居于绝对领先的地位。本系统具有完善的历史记录和报警功能，人机界面丰富多彩，报警方式灵活多样，而且支持gif、FLASH等多种动画效果。（5）安全性： *机房监控系统考虑到机房的安全性要求，本软件的所有“设置”操作均需要密码才可执行。系统共具有任意级操作权限，而且根据管理权限可以设置不同的管理级别。（6）开放性： *机房监控系统采用微软公司DCOM、OPC等最新的软件技术，可以支持任何第三方的ActiveX控件，支持任何具有通讯协议的智能设备，而且可以和智能楼宇管理系统（IBMS）、数据库系统、专家系统等进行联接。（7）扩展性： *机房监控系统具有完全柔性的结构，可以

6、根据用户的需求增加或减少任何软件模块，像“搭积木”一样容易。（8）网络化：*机房监控系统是完全网络化的，操作者不但可以在本地局域网上查看或操作，也可以在Intranet/Internet上通过客户端软件或者IE进行操作。同时体现如下原则：1、严格系统设计方案。2、设备选型科学周密性。3、选择满足系统功能需要的设备。4、功能强、操作方便。5、在满足各项功能的前提条件下，尽可能降低费用。即系统：先进型、可靠性、实用性和扩展性。我们的宗旨是：用户的满意，就是我们的成功!我们的工作原则是：提供优秀的方案设计！专业和系统实施！完善的培训体系！严密的售后服务制度!1.3设计依据1)招标需求2)计算机站场地

7、技术条件 GB2887-893)计算机站场地安全要求 GB93614)工业电视系统设计规范 GBJ115-875)民用建筑电气设计规范 JTJ/T16-926)安全防范工程程序与要求 GA/T75-947)中华人民共和国安全防范标准 GA/T74-948)入侵探测器 GB1048-949)中华人民共和国公共安全行业标准 GH/T75-9410)安全防范系统通用图形符号 GA/T74-200011)防盗报警控制器通用技术条件 GB12663-9012)防盗报警中心控制台技术性能要求 GB/T16572-9613)应用电视摄像机云台通用技术条件 GB/T15412-9414)工业企业通讯设计 GB

8、J42-811.4 系统结构通过数据总线，将门禁系统、视频保安系统、动力环境系统这三套系统集中到一个监控平台上，进行集中监控。在这个平台上，可以任意切换显示每个系统的实时状态，并能实现数据共享，随时查询历史数据。1.5 系统功能概述1.5.1机房环境与动力设备监控子系统随着计算机的发展和普及，计算机系统数量与日俱增，其配套的环境设备也日益增多，计算机房已成为各大单位的重要组成部分。机房的动力环境设备（供配电、UPS、空调等）必须时时刻刻为计算机系统提供正常的运行环境。因为，一旦机房环境设备出现故障，就会影响计算机系统运行，造成数据传输或存储故障，当严重事故时，会造成机房内计算机设备报废，现场电

9、脑长时间瘫痪，后果不堪设想。*机房监控系统可以实现供配电、UPS、空调、柴油机、漏水、新风、温湿度等设备或参数进行统一监控，监视各种设备的状态及参数，并可诊断设备部件情况，当设备故障或报警发生时及时给出报警信息。*机房监控系统与传统的设备监控系统的重要区别还在于，本系统不仅仅是简单的监视控制，而且内部整合了专家系统，对于故障设备能够给出具有重要参考作用的故障处理意见，使机房的维护管理更加高效。1.5.2门禁监控子系统随着企业管理现代化意识的不断增强，普通意义上的门锁系统已远远不能满足现代管理要求。建立门禁系统对于确保保安区域内安全、实现智能化管理是简便有效的措施。门禁系统可以针对机房出入口等重

10、要部位安装门磁开关、电控锁、读卡器或密码键盘等控制装置，由中心控制室监控，以用户特权和时间为控制基准，系统采用先进的高科技技术，具有强大的进出电子自动控制与管理功能，只允许授权人在特定时间、特定区域内出入所控制的通道口，以降低风险、提高安全层次。1.5.3闭路电视监控子系统随着摄像机使用的日渐成熟和商品化，通信技术的日益成熟，闭路电视监视系统在各行各业中的应用越来越广泛，其在智能化管理中的地位也越来越重要。闭路电视监控系统通过多台摄像机对机房区出入口等重要场所进行监控，在必要情况进行报警，并对接收的现场图像进行记录，能自动跟踪把现场图像切换到指定监视器上显示。在中心室，它能使管理人员在控制室中

11、就能观察到办公区内所有重要地点的情况，为保安系统提供了视觉效果，为消防、楼内各种设备的运行和人员活动提供了监视手段。1.5.4 监控中心在监控中心，值班人员是按操作密码所赋予的权限进行相应管理及控制工作。发生报警事件或其它事件时，操作系统会自动以形象的方式显示有关信息和发生声响提示，值班人员从计算机上可以马上了解到信号类别和发生的原因，从而相应做出判断和处理。*机房监控系统支持的报警方式非常丰富，种类之多居于国内同行业软件之首，不仅支持传统的多媒体声光报警、电话报警，而且支持短信报警、EMAIL报警、网络报警等方式，甚至通过SYSLOG等方式把本系统的报警接入机房的整体报警平台。系统能保证做到

12、没有漏报现象，操作员也可在办公室综观全局，了解报警事故发生的时间、原因和采取的措施及实施的效果，同时避免了依赖人手管理所无法预计的事故发生，保证了整个管理水平大大提高。第二章 机房环境与动力设备监控子系统2.1 设备监控子系统构成环境与动力设备监控子系统由监控主机、远程管理计算机、计算机网络、智能模块、远程模块、总线协议转换模块、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、短消息发送器、E-MAIL等设备，实现系统的扩展功能。环境与动力设备监控子系统的拓扑图如下：2.2 设备监控子系统功能特点环境与动力设备监控子系统的主要功

13、能特点包括：(1)、监视所有设备的运行状态；(2)、记录所有设备的运行参数；(3)、当设备参数异常时，及时报警并提供处理支持画面。报警方式包括：现场多媒体声光报警、网络客户端报警、电话语音报警、BP机留言报警、手机短信息报警等；(4)、运行状态和报警信息全部记入数据库，可供查询和事故追忆。支持SQL SERVER、ORACLE、SYBASE等主流商业数据库；(5)、分类用户权限配置，用户权限分为999级；(6)、通过身份认证后，可以在局域网或万维网上的任一台计算机能看到设备运行的参数；(7)、系统的数据可集成在企业原有的信息管理系统内，可与第三方软件集成；(8)、报表及日志管理 数据报表、报警

14、报表、操作记录报表；(9)、方便扩充。在机房增加、减少设备时，系统只作少量修改即可； (10)、设备检修过程中及检修完成后，均不需要停止或重新启动*机房监控系统。 2.3 设备监控子系统结构环境与动力设备监控子系统在整个系统设计上采用三层结构。最底层是设备层，主要进行总线协议转换和数据采集。设备层也是实现设备隔离的基础。设备层在硬件上包括智能模块、远程模块、总线协议转换模块、信号处理模块、多设备驱动卡等，软件上则采用COM技术和多线程技术，由多个物理通道分担系统负荷，保证系统运行的稳定性和高效率。设备层之上是数据层，主要完成实时数据库的操作，进行参数显示、数据记录和报警检查。数据层根据功能需求

15、划分为多个模块，比如图形界面、报警查询、历史数据查询、语音报警中心等等，可以按照用户的要求灵活配置。环境与动力设备监控子系统的最上一层是管理层，包括查询、打印、报表等一系列管理软件，是管理人员进行数据后期处理的必备工具。管理层内嵌网络功能，使管理者能在Intranet/Internet上任何一点浏览和管理本地信息，如同在本机上操作一样。2.4 设备监控子系统监控内容 (一)、市电电源参数监控将电量检测仪安装在配电柜的母带上，监测主供市电的质量。电量检测仪选用EDA9033A-1，该产品外观精美，测量精度高，反应速度快，已经在我公司施工的项目中广泛使用。市电电源监控的主要参数是三相线电压、相电压

16、、电流、中线电流、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度、视在功率、功率因数、频率等。报警内容主要是停电报警和电压高报警。EDA9033A-1简介：EDA9033A-1智能电量变送器同时进行三相三线制或三相四线制电路中的电压、电流、有功功率的真有效值和功率因数、无功功率、电度数，并输出数字信号，兼容RS485、RS232或TTL电平接口，可有效的降低用户使用成本。其主要功能及技术指标如下： 通讯速率：1200、2400、4800、9600、19.2K 电压量程（相电压）：10V、20V、50V、75V、100V、150V、200V、250V、300V、400V、500V可选。 电流量程(一体式

17、)： 1A、2A、3A、5A、10A、20A可选。电流量程(外置互感器式)：50A、100A、200A、500A、1000A可选。通讯协议：一模块同时具有ASCII码格式和十六进制格式双协议。输入信号每通道采样速率：4KHZ，交流采样。 输入响应时间（模块内数据更新率）：250ms，同步测量。 隔离电压：1000VDC 精度等级：电流、电压0.2级，其它0.5级。 安装方式：DIN导轨卡装。（二）、UPS系统监控 目前，市场上所有的主流UPS均带有智能UPS通讯接口，本系统通过对通讯接口进行编程，并经过协议转换后，将信息调入监控系统， 实现UPS的可视化集中监控。UPS检测参数主要是输入、输出

18、和旁路的电压、电流参数、电池后备时间、频率、负载，以及整流器、逆变器等部件的工作状态。报警内容包括电压高/低报警，电池后备时间不足报警，整流器、逆变器故障报警和主要开关异常报警。（三）、空调系统监控目前市场上大部分的机房空调均带有智能通讯接口，本系统通过对通讯接口进行编程，并经过协议转换后，将信息调入监控系统，实现空调的可视化集中监控。空调检测参数主要是：回风温湿度，设定温湿度，风扇、压缩机工作状态，加热器、加湿器工作状态。报警参数包括温湿度高/ 低报警，压缩机、加热器、加湿器、风扇、传感器等部件的异常报警。（四）、温湿度系统监控对于面积较大的机房，由于气流及设备分布的影响，温湿度值会有较大的

19、区别，根据主机房实际面积，应当增设一些检测装置，以确保机房温湿度控制的准确度。本方案通过与温湿度传感器通讯，将现场温湿度一体化传感器数值传回监控主机上，进行集中监测。一旦机房内温湿度数值过高或过低，*机房监控系统将按预设方式报警，通知相关人员。温湿度一体化传感器技术参数：（五）泄漏系统监测由于用户机房面积大，机房漏水水源大部份都在机房地板下，为了方便用户今后的维护，建议机房采用法国TTK不定位漏水检测系统。用1根15米漏水感应线检测漏水情况，当漏水发生时，水流经过感应线，漏水控制器在极短的时间内（40S）之内发生告警，同时发出语音及电话语音提示，并且在*机房监控系统监控系统内准确的将报警位置标

20、出，以便管理员迅速找到漏水源，来及时消除隐患，避免机房损失发生。2.5 设备监控子系统硬件设备选型监控主机监控主机是*机房监控系统的本地数据信息处理中心，采用工控机，基于Win9X/2000/NT操作系统，运行*机房监控系统。根据报警系统的需要，相应配置网卡、多设备采集卡、视频卡、电话语音卡、短信发送模块等功能部件。工控机配置：华硕主板、P4 2.4G CPU、16X DVD-RW、128M显卡、256M内存、160G硬盘。多设备采集卡多设备采集卡是*机房监控系统的信息传递核心部件。采控模块采集到的设备环境参数以协议数据通过多路总线（RS-232/422/485、Lonworks等）汇接至多设

21、备采集卡，多设备采集卡再将数据传给监控主机。同时监控主机对设备的控制命令通过多设备采集卡以总线协议数据传递给采控模块以驱动执行控制。本系统多设备采集卡选用台湾著名的MOXA CP-114，PCI接口。电话语音卡电话语音卡是*机房监控系统的电话和现场语音报警的核心部件。TW8VID 带主叫识别（模拟）电话语音卡，具有以下特点：1准确接收交换机送来的主叫号码。 2准确检测各种电话信号音（如回铃音、忙音等）、可自行定义信号音的频率。支持FSK、DTMF两种主叫号码传送方式。 3自动检测外线的振铃信号和内线摘、挂机动作，可控制外线的摘挂机、内线的馈电或振铃。4接收或发送双音多频码(DTMF码)，速率可

22、调。5提供极性反转信号的检测功能。 6实现数字化录、放音，支持64KBPS的A率PCM及32KBPS、16KBPS的ADPCM格式、压缩率可软件设置，各通道可选择压缩或不压缩方式。 7选用不同的模块可实现模拟中继、用户话机（内线）、同步录音（搭线、声控录音模块）、喇叭放音模块等不同接口的要求，任意配置，灵活无比 8与传真卡TW8F（4F）构成语音/传真系统。 9与会议卡（TWCONF-64）构成电话会议系统。 10单机最多可装16块语音卡，可实现128线之间的无阻塞交换。 11卡上任意两线均可互相连接通话，实现交换机的功能。采控模块采控模块用于采集控制模拟量、数字量等信号，通过智能多通道控制器

23、将信号传递给监控主机，并接受监控主机的控制信号。采控模块包括模拟量采控模块、数字量采控模块以及通讯转换模块等。本系统采用台湾的采控模块，选型有8通道模拟信号输入模块、16通道数字量输入模块、继电器输出模块、RS-232与RS-422/485通讯转换模块。采集模块采集模块负责把设备及环境信息转化为模拟信号或数字信号，输送给采控模块。同时接收采控模块送来的模拟或数字控制信号，控制硬件设备及设置设备参数。采集模块包括温湿度传感器、漏水检测传感器、电量监测仪、空调监控单元（监控普通舒适性空调）、蓄电池监测仪、开关控制模块、各种开关接点及各种探测器等。2.6 设备监控子系统重点模块介绍2.6.1 数据记

24、录数据记录是监控系统必不可少而且非常重要的功能，提供了在突发事件发生后对当时设备运行状态进行后期查询的依据，使事件的责任更易于划分。如何组织数据结构、如何安排数据存储，从而提高存储设备的效能、提高系统的稳定性和可用性，是数据存储模块应该首先考虑的问题。*机房监控系统遵循工业标准设计的实时数据库，对每个采样点的数据都配置了时间戳和质量戳，来保证数据的完整性和实时性，对设备的实时参数和状态进行高效的记录。同时，数据记录的路径、保留时间和记录方式可以灵活的配置。历史报表以报表的形式给出历史数据，这种查询方式可以对要求查询的数据进行分组，可以指定查询的时间范围，可以指定查询的时间间隔，以提高查询的效率

25、。还可以以Excel表格的方式导出，以达到对历史数据汇总、校对、分析、打印的目的。如图：历史趋势曲线历史趋势曲线以一种历史报表不能实现的方式对历史数据进行浏览，它采用的是更直观更易于分析问题的趋势曲线方式。如图：采用这种方式，能够查询一个指定时间点的数据，能够以曲线的方式显示一时它也具有历史报表段时间的变化趋势。同的一些特性（如：打印曲线、分时间段显示曲线）和以自定义的方式定义曲线。2.6.2 报警记录报警记录时监控软件的另一重要功能。类似于数据的记录与查询，报警记录和查询也采取了分布式的组织结构，完全支持网络存储和访问。报警记录模块对在系统运行过程中发生的报警信息进行记录，记录采用标准的微软

26、数据库格式，其他系统能够通过ODBC接口访问到该数据库，这也是*机房监控系统提供的开放接口之一。报警记录的主要内容包括：报警信息、应答信息、报警恢复信息等等。和历史数据记录一样，报警记录也可以进行灵活的配置，包括记录的优先级和存储设定。实时报警查询窗口实时报警查询窗口是对当前正在发生的报警进行汇总显示的一种方式，是为了让操作管理人员能一目了然地看到系统中所有存在的报警。实时报警窗口的显示内容和格式是可以自定义的，是一种完全自由的表格样式。历史报警查询窗口历史报警查询窗口类似于实时查询窗口，只是显示的是所有报警事件。历史报警查询报表历史报警查询报表是历史报警数据查询的另外一种工具，它不是以表格形

27、式，而是用报表形式给出的查询结果，利于在系统外部对历史报警进行分析与查询。2.6.3 操作记录作为系统安全性的一种管理方式，*机房监控系统对所有涉及到安全性的操作都进行了防范，具体表现在操作管理人员的对数据的操作都记录在数据库中，以备后期查询和检查。操作权限操作权限是分配给操作员的系统可操作能力值。更大的权限则代表更多的操作权力。同时，系统的每一个控制功能都会分配一定的访问权限，只有操作权限大于访问权限的操作员才能实施该控制功能。操作记录对操作、管理人员在值班期间系统的状况进行记录。该记录采用的是微软公司的标准关系型数据库，同时系统提供该数据库的ODBC接口，以利于系统集成。操作记录查询对操作

28、、管理人员在值班期间系统状况进行后期查询。2.6.4 报表管理模块报表模板编辑器在使用上非常类似于微软公司的Excel软件，支持单元格的边框、填充、文本等格式化要求，还提供数据计算、统计等公式，可以快速方便地实现日报、月报等多类报表要求,并根据用户要求定制专用的派工单等专用表格。2.7 设备监控子系统功能总结系统设备运行状态和参数监测，监视所有连接到监控中心的智能和非智能设备各部件的运行状态和工作参数。（1）、实时数据检测：系统能够对分散的动力设备及环境检测设备实时监视、显示并记录其运行数据、分析相关数据进行报警。(2)、全面自动告警功能：报警方式灵活。通过设定阀值和状态值，可以对所有设备的运

29、行参数和状态异常设定自动报警，报警的方式为现场多媒体报警（装有多媒体语音卡）、电话语音报警（装有电话语音卡）、发送短信息报警（装有短信发送器），可以将报警画面自动弹出，并提供处理支持画面。（3）、系统管理：包括报警参数的设置、管理员权限的设置。(4)、报表及日志管理：数据报表、报警报表、操作记录报表，并可按需求打印。(5、历史曲线查询：对所有设定的参数可实现历史曲线记录功能，以便事故时提供参证。(6)、操作处理支持系统：通过对相关操作、故障的处理方法、可以设置相应技术支持系统。(7)、ODBC接口： 开放的数据接口可与第三方软件集成。(8)、网络化： 可通过网络全面监视机房运行情况。(9)、系统可扩展性： 系统可以很轻松的实现扩容，例如增加监控设备、增加监控内容，甚至可以将网络管理系统集成进来，统一管理、一个平台。第 15 页 共 15 页