数据中心场地环境监控系统设计与实现

　　数据中心场地环境监控系统设计是对各个监控子系统的有机结合，通过整体架构优化设计，使系统可靠、可扩展以及易维护。本系统主要用于数据中心场地环境监测，数据中心管理员可以通过浏览器远程对机房内的设备进行管理，同时还可以查看设备的实时监测和历史数据，便于用户随时了解机房动态。用户通过B/S查看机房环境和设备的运行情况，免去了机房嘈杂的环境，过强的辐射对人员身体造成的伤害。

　　《黑龙江大学自然科学学报》自然科学综合性学术刊物。设有数学、应用科学、控制理论、计算机科学、物理学、化学、生命科学、电子商务等栏目。读者对象为科技工作者、高等院校理工科教师及研究生。

　　1引言

　　目前，出于安全、保密等因素的考虑，企业均建有自己的数据中心，运行着非常重要的业务系统，存储着企业的核心数据。随着企业的不断发展，数据中心的规模与日俱增，随之配套的场地环境设备的数量、种类也急剧增加，用于计算机、存储等设备安全稳定的运行。因此，减少场地环境设备故障是数据中心其他计算相关设备的可靠性的有力保障。但是有限的人力，往往无法通过人工巡检的方式保障如此的场地环境设备的不间断运行。

　　正式为了避免上述问题，需要一套7×24X 365全面集中的数据中心场地环境监测系统，能够使数据中心管理人员能够实时了解到机房全面的情况，并能进行有效控制和管理，及时地发现并处理事故隐患，必要时还可实施无人值守的远程管理。

　　2系统监控范围、内容

　　2.1监控范围

　　系统监控范围涉及三个部分，一是环境部分，涉及温湿度探测器和精密空调;二是动力部分，涉及UPS电源、UPS蓄电池以及市电电量仪;三是安保部分，主要是视频摄像头的监控。

　　2.2监控内容

　　根据2.1节所述的监控范围，具体监控内容，如表1所示。

　　3系统设计与实现

　　3.1系统总体架构

　　本系统基于B/S架构，对各类设备的监控采用分布式的模式，即对每一类场地环境设备，根据其特点，开放的接口、场地环境条件等因素，分别部署与之相匹配的监控方案;而对各类监控数据的管理则集中管理，即将采集到的数据统一通过IE浏览器的方式进行实时浏览、并统一进行存储，用于日后的历史数据的展示与分析。

　　数据中心各机房内配置一台串口服务器，使用串口服务器把温湿度、UPS、空调等串口通讯设备直接联入TCP/IP网络，中心机房监控主机通过网络同设备建立通讯连接，实现本地工业通讯网络的功能。这样，通过公司系统既有的办公网络，多个区域的机房可以用同一套软件进行集中监控管理。系统架构图，如图1所示。

　　3.2系统功能设计及实现方式

　　3.2.1精密空调监控

　　精密空调的监控，实现如下功能;

　　监测功能：通过精密空调厂家提供的智能通讯接口及通讯协议，实时地监视精密空调的回风温度、回风湿度、滤网状态、压缩机状态等信息。(注：监测内容由厂家协議决定，不同品牌、型号精密空调可能监测到的内容不同。)

　　报警功能：系统支持短信和邮件告警，并对发送人员名单可配置，支持抄送功能。

　　历史曲线功能：对于重要的参数，可作曲线记录，系统可查询一年内相应参数的运行曲线，并可显示查询选定具体时间相应时间的参数值，及时地发现并解决精密空调运行中出现的各种问题。

　　控制功能：系统可远程对精密空调进行开关机、温度调节、模式设置等操作。

　　精密空调的监控，实现方式如表2所示。

　　3.2.2温湿度探测器监测

　　温湿度探测器的监测，实现的功能如下：

　　监测功能：能够对机房中所有的温湿度探测器的温湿度，进行实时数据采集。

　　报警功能：根据设定的温湿度阈值，当监测的实时温湿度数据超过预定的阀值时，自动发送短信和邮件告警。

　　历史曲线功能：机房内的温湿度的参数可作曲线记录，系统可查询相应参数的运行曲线，并可显示查询所选时间的参数值，当天该参数的最大值、最小值，方便管理员全面了解机房环境的温湿度状况。

　　温湿度探测器的监测，实现方式如表3所示。

　　3.2.3 UPs电源监测

　　UPS电源的监测，实现的功能如下：

　　监测功能：监测UPS电源所有关键指标，如负载情况、旁路情况、逆变器等。

　　报警功能：故障分两类，一类是数值类，支持阀值设定，当数据超过阈值，短信或邮件告警;一类是状态类，当出现故障或状态转换时，短信或邮件告警。

　　历史曲线功能：对于重要的参数，可作曲线记录，系统可查询一年内相应参数的运行曲线，并可显示查询选定具体时间相应时间的参数值，当天(以天为单位)该参数的最大值，最小值，方便管理员全面了解UPS的运行状况，及时地发现并解决UPS运行中出现的各种问题。

　　UPS电源的监测，实现方式如表4所示。

　　3.2.4UPS电池监测

　　UPS电池的监测，实现的功能如下：

　　监测功能：电池的监测主要是监测电池的电流、电压，以及电池监测模块的本身状态。

　　报警功能：对监测模块的状态，进行故障报警;对超出预定的阈值，进行故障预警。均已邮件和短信的方式进行发送。

　　历史曲线功能：历史数据不仅仅是电池电流电压的历史采集数据简单曲线的描绘，还涉及故障告警的历史情况，用于运维管理人员的统计分析。

　　UPS电池的监测，实现方式如表5所示。

　　3.2.5视频摄像头监控

　　视频摄像头的监控，实现的功能如下：

　　监视功能：对机房内各重要地点进行全天候视频监视。

　　视频存储：提供7×24小时的录像，采用动态监测录像，避免视频数据量过大。

　　检索功能：根据视频录像机厂家提供的API，支持视频的检索和回放功能，便于出现问题的影像还原。

　　报警功能：系统可在视频信号丢失时自动报警;设置移动侦测后，系统监测到画面变化时自动报警等报警功能。

　　控制功能：系统可远程控制一体化球机的云台转动、摄像机变焦等操作。

　　视频摄像头的监控，实现方式如表6所示。

　　3.2.6系统效果展示

　　系统最终实现图，如图2所示。

　　4结论

　　通过一段时间的运行，本系统切实能够解决数据中心运维人员在对机房场地环境设备运维过程中的难点，能够协助其快速发现问题、定位故障并及时解决故障，有效保障了场地环境设备的不间断运行的同时，还减轻了运维人员的负担，进而为数据中心其他计算设备的稳定运行提供了基础保障。