北京弱電機房可視化監控綜合管理系統解決方案-凱源恒潤北京監控安裝工程公司

發布日期：2023-04-08 訪問量：679

第1章機房綜合管理系統

1.1 項目概述

機房綜合管理系統是一個綜合利用計算機網絡技術、數據庫技術、通信技術、自動控制技術、新型傳感技術等構成的計算機網絡，提供的一種以計算機技術為基礎、基于集中管理監控模式的自動化、智能化和高效率的技術手段，其監控對象是機房內動力設備及機房環境。建設綜合管理系統對充分利用人力資源，加強維護支持手段的建設，保障設備穩定運行和機房安全，提高勞動生產率和網絡維護水平，實現機房從有人值守到少人或無人值守，促進機房維護現代化具有積極的促進作用。

機房綜合管理系統旨在解決機房的“集中監控、集中維護、集中管理”的問題，監控內容包括機房動力、機房環境、安防及IT設備的監控，主要監控對象包括：UPS監測、配電儀表監測、配電開關監測、防雷器監測、蓄電池監測、精密空調監控、新風機監控、溫濕度監測、漏水監測、氣體監測、門禁系統、視頻監控、防盜報警、消防監測、IT設備監測等。

1.2 設計原則

高度自動化：自動采集機房環境參數和運行狀況，在統一的平臺下進行展現給用戶，通過聲光結合手機短信、電話語音警等多種手段，實現故障的自動預警、警告和必要的故障處理。對采集到的數據能夠進行分析和整理，并以表格圖標等多種方式提供給用戶，為機房管理決策提供可靠依據。

高可靠性：監控系統設備必須有良好的電磁兼容性和電氣隔離性能；能在惡劣的機房環境下（包括機房出現故障的情況下）365天*24小時連續工作，平均無故障時間大于15萬小時；必須有足夠的靈敏度和抗干擾能力做到不漏報不誤報；系統的局部故障不影響整個監控系統的正常工作。

高擴展性和技術先進性：監控系統必須考慮到現有的監控點及今后可能需要不斷擴充的需求，單機房動力環境監控系統具有較大的容量、較低的擴展成本且不受監控點的限制。監控系統，除與本廠家的現場監控單元連接外，還應提供開放性接口，供不同廠家設備連接。監控系統應預留多種對外接口，能向上級集中監控平臺提供監控軟件的所有監控數據及報警信息，其中數據接口包括數據庫接口、TCP/IP接口、webservice接口、SNMP trap接口等。

高兼容性：監控系統必須符合國際工業監控與開放式的設計標準，必須保證能與目前主流的機房環境設備相兼容；軟件硬件均應采用模塊化結構。

實時性：監控系統所有設備的通訊間隔控制在3秒鐘之內，敏感設備數據刷新能力在1秒以內。每個監控單元均可實時處理和存儲監控數據。

充分利用現有設備資源：監控系統必須能夠充分利用現有機房監控設備的資源，保護現有監控設備的投資。

易維護性和易操作性：監控系統應具有良好的免維護性，系統運行不應需要人工干預，提供給用戶的界面要簡單友好。

安全性：監控主機選用服務器：支持RAID, 雙電源，斷電自動重啟，雙網口；系統整體設計更可靠，行業內唯一支持四重備份：鏈路備份、監控服務器雙機熱備份、數據異地中心集中備份、監控總平臺雙機備份；系統定期自動備份；快速恢復，所有配置、監控定義都保存在配置數據庫，系統重置后，可從備份數據庫快速恢復過來；多級別、分區域、分監控設備點的權限驗證方式；采用了DES方式對賬號等敏感信息，防止了帳號密碼的盜用；網絡數據交換報文進行加密，防止了報文偽造。

1.3 設計目標

構造統一的監控和管理平臺，通過數據采集和網絡傳輸的方式，將各自獨立的機房動力環境設備的運行指標、參數等數據集中存儲、查詢和監控，同時對于異常數據進行多種方式報警，從而縮短判斷故障的時限，提高解決故障的能力，達到實時記錄和監控、有效預警和報警，一定程度上改變目前設備出現故障再進行維修的被動局面，做到預防在先，把隱患和故障消滅在萌芽中，實現對動力環境系統的綜合、安全和無人值守的高效能管理的目的。

系統實時監控機房各系統的運行狀況，顯示并保存各監測參數的數值，設定參數的上限值與下限值，當監測的參數超過設定的允許值或有人非法闖入時，系統診斷為有故障（報警）事件發生，監控系統立刻彈出相應的報警頁面窗口，支持多媒體聲音報警、自動撥打電話報警發短消息報警、發送電子郵件報警等，通知值班人員或相應的主管人員。系統支持可查詢任一監測對象的歷史記錄（列表、曲線）。管理中心對機房設備統一管理、統一監測，統一報警，通過實時數據或視頻圖像查看各機房設備的運行狀態。

為機房建設一套技術先進，運行穩定可靠，具有較高的安全性、擴展性機房環境監控系統，提升整體管理水平，加強內部控制，特此對機房動力環境監控達到如下基本目標：

第三方接口：本監控系統采用SQL網絡型數據庫并提供了設備實時數據的第三方接口，可以與用戶實際管理體制進行配合管理，真正做到無人值守并融入用戶的管理方式。

系統健康反饋功能：本監控系統具有定時發送系統信息功能，可及時反映系統自身的健康情況，確保系統正常穩定工作。

報表輸出功能：本監控系統以日、周、月為時間單位自動生成系統設備報警統計報表。

報警聯動功能：報警激發系統向設備發送不同的控制命令，從而實現各個設備間的報警關系的關聯。

時間段聯動功能：本系統根據用戶定義的時間表觸發對設備的操作，從而實現自動控制設備功能(例如：紅外布防、撤防，門禁時間管制、夜晚聯動燈光等)。

設備實時監控功能：對智能設備進行遠程監控，達到實時監測其工作狀態。

1.4 總體設計

機房綜合管理系統是包括動力監控、環境監控、安防監控、IT監控、報表管理、能耗管理、3D仿真、運維管理、移動終端管理于一體的綜合管理平臺。解決了目前數據中心普遍存在的機房設備數量多、設備分布散、專業人才不足等問題，大大縮短了故障定位、排障時間，達到了快速定位設備報警位置，第一時間給出報警原因和解決方法，為IT系統穩定運行提供了全面保障，并為用戶提供了最專業的設備維護管理功能，幫助用戶建立全面的設備維護管理系統，減輕維護人員負擔的同時，也實現了集中實時的監控、全面統一的管理，有效保障數據中心高效、節能、安全、可靠的運行。

1.4.1 系統特點

?高可靠性、高穩定性

嵌入式技術：計通前端采集設備使用自主品牌嵌入式服務器，具有本地存儲、脫網運行、獨立報警、來電自啟動、軟件看門狗、中斷恢復、數據預處理能力，具有高可靠性、高安全性和高穩定性的特點。

容錯能力：采集模塊具有濾波和數據容錯功能，可充分濾除傳感器設備出現的數據噪聲或波動；各采集模塊相互獨立；集中監控平臺與采集模塊之間自動重連，保證網絡擁塞等情況發生時監控數據的完整性；雙重報警保障，在分布式架構下，若集中監控平臺癱瘓，采集模塊亦可實現報警及聯動控制功能。

安全機制：前端采集模塊使用熱插拔模塊，可避免升級、擴容設備或增加智能策略時的監控系統中斷，實現動態升級；軟件平臺采用多用戶、密碼控制，能為不同的用戶設置不同的管理和查看權限。

冗余熱備：機制監控平臺采用雙機熱備技術，傳輸鏈路采用雙鏈路熱備技術，為客戶提供更為穩定的監控系統。

設備選型：監控系統設備具有良好的電磁兼容性和電氣隔離性能，能在惡劣的機房環境下365天*24小時連續工作，平均無故障時間大于15萬小時。

?高擴展性、技術先進性

監控設備的集成：JITON-AMS監控系統符合國際工業監控與開放式的設計標準，系統提供了豐富的協議支持，支持百種智能協議和協議解析驅動保證能與目前主流的機房環境設備相兼容，軟件硬件均采用模塊化結構，支持Web Services接口。

開放的軟件接口：JITON-AMS監控系統具有較大的容量、較低的擴展成本且不受監控點的限制。除與本廠家的現場監控單元連接外，還提供了開放性接口，如SQL數據庫接口、Tcp接口、Webservice接口、Snmp Trap接口供不同廠家設備連接。監控系統預留了多種對外接口，能向上級集中監控平臺提供監控軟件的所有監控數據及報警信息等。

數據庫系統先進性：JITON-AMS監控系統采用SQL server 2008數據庫系統，數據存儲容量大、安全性高、可靠性高、性能優越。系統支持自動備份、自動清除、自動壓縮等。

支持主流操作系統：JITON-AMS監控系統能在Windows XP、Windows 7、Windows 8、Windows server 2008、Windows server 2012等主流操作系統下穩定、安全、高效運行，避免因系統漏洞而產生的風險，大大增強了系統的可靠性和安全性。

?智能化數據分析

智能報警分析功能：當設備出現故障時，系統能對報警數據進行智能分析，包括報警過濾、事件屏蔽、預警設置、報警升級、專家診斷等，準確定位報警故障根源，為客戶提供最有效的解決方案。

數據統計及趨勢分析：監控系統能根據用戶需求對已有數據進行統計，生成日、周、月、年等統計報表，為用戶提供最直觀的數據分析功能。同時，系統支持趨勢分析功能，對存在的環境問題及故障隱患進行預測分析，為用戶提供具有指導性的處理建議。

?強大的管理功能

設備信息管理：系統提供設備資產信息的錄入，方便用戶查看設備相關信息，對機房設備進行管理。

運維管理：系統提供設備運維排班時間計劃、運維記錄查詢、運維信息錄入等功能，提高機房運維效率。

容量管理：對數據中心容量進行可視化的監測與變更管理，對數據中心機房機柜空間、電力、制冷量等進行統計、利用率分析、低容量報警等，幫助管理人員實時掌控容量使用情況，提供趨勢預測及規劃仿真，實現快速部署。

能耗管理：實時統計機房能耗情況，后臺分析計算得出機房PUE值，幫助管理人員了解機房能耗情況。

迷你客戶端管理：以簡潔的界面為用戶提供自定義的、最關心的監控參數，只需要消耗極少的硬件資源；同時界面上將實時的報警信息以文本滾動的方式展示，用戶通過點擊迷你客戶端鏈接到客戶端的界面查看詳細的參數狀態信息。

移動客戶端管理：監控軟件支持最新移動操作系統Android和ios，支持在平板電腦或移動手機設備上查看監控系統，用戶無需進入機房監控中心，只需遠程通過平板電腦等移動設備登錄監控系統即可實時了解和管理機房設備。

3D仿真監控管理：通過對機房3D建模，模擬實際場景，真實直觀地展示機房的狀態，管理人員可以通過室內漫游、角色、手動/自動巡檢等方式實時了解機房設備的參數狀態。

1.4.2 機房管理的結構示意圖

整個系統由低層到高層分為三層結構：各智能設備層、監控站、通訊部分。各智能設備與監控站之間通過RS485總線方式實現通訊。

1.4.3 系統功能模塊

系統根據現場工程項目情況，能通過TCP/IP網絡、RS232/RS485總線等媒介實現對中心機房、分散于不同地域的機房等場地內的動力環境設備進行有效的集中監控，監控設備內容包括：機房動力系統(主要包括配電儀表監測、UPS、蓄電池、列頭柜等)，機房環境系統(空調、溫濕度、漏水、有毒氣體等)，安防系統(圖像、門禁、防盜報警、消防等)，IT設備（路由器、交換機、防火墻、服務器等）。系統對所監控設備具有完善的檢測功能，監測設備的重要運行參數和狀態等，對監測數據進行有效分析和存儲；檢查設備的運行狀態，當檢測到設備的故障時，對設備故障情況進行記錄；結合機房的管理措施，對發生的各種故障情況給出處理信息，報警提示，支持多種快速有效的報警方式：實時用多媒體語音報警、屏幕報警、電話報警、短信報警、郵件報警、聲光報警等，幫助機房管理和維護人員及時的了解設備的情況。并提供報警記錄存儲、查詢、打印功能，方便事后進行故障分析和診斷及責任人員分析。多樣化的控制功能，提供報警聯動控制，可以讓發生故障設備自動停止運行；定時控制功能，可以輔助用戶根據時間段調整設備的運行狀態。

機房監控系統分為以下幾大管理模塊，分別為通訊管理、設備管理、數據管理、控制管理、安全管理、配置管理、報警管理、報表管理、排班管理、遠程管理、運維管理、設備信息管理、設備報警專家診斷庫、雙機備份、雙鏈路備份、多屏輸出、短信監控、能耗管理、資產管理、WEB功能、巡視功能、迷你客戶端、3D監控管理、移動終端管理、容量管理。

1.4.4 資產管理

以資產生命周期為管理基礎，以最大化利用資產資源為原則，幫助數據中心提高資產管理質量和效率，構建數據中心資產從形成、使用、到處置全過程的有效監管體系，形成了面向數據中心的資產動態管理信息化解決方案。使IT資產規范管理、充分利用，有效的跟蹤整個IT資產生命周期狀態，實現在資產采購、資產入庫、資產使用、資產變更、資產處置等整個資產生命周期管理過程中做到有效的管理，給管理人員一個清晰的IT資產全局，幫助IT管理人員提高做出IT決策的質量，使IT資產管理更清晰，降低管理成本、提高工作效率，大大減少IT資源采購不必要的浪費。

本系統由條形碼標簽、條碼打印機、手持數據采集器及系統管理軟件(硬件管理、軟件管理)等組成。

系統功包含但不限于如下功能模塊：

?庫存資產管理

主要是建立資產的數據信息，管理資產狀態變化，為管理及監控資產信息提供有效的基礎數據。

在資產信息管理過程中建立完善的資產分類，因此系統也支持非IT設備的資產管理，用戶可自定義每個最小分類資產的特有屬性，資產入庫時系統會根據分類信息，加載當前資產的屬性進行數據新增保存。

在架資產管理

實現待上架、下架及變更資產進行信息采集工作，通過添加、批量導入功能，實現在架資產信息的錄入，同時支持對待在架資產進行相關的編輯、刪除操作。并且形成相關操作的記錄進行跟蹤。

?軟件產品管理

對整個應用到的軟件產品進行登記記錄，并記錄其License信息，當此軟件License快到期或已到期，系統會預警提示用戶，需要進行軟件License續期。

同時系統會對軟件產品進行安裝進行關聯記錄，記錄關聯到安裝的設備，使管理人員能夠清晰的了解到軟件的使用情況及設備上軟件的應用情況。

?資產維保管理

對設備維保合同信息進行登記管理，并且每個合同都關聯到資產。

當維保合同即將到期或已到期，系統會有預警提示用戶，是否進行續期或重新進行簽訂新的維保。

?資產盤點

資產盤點首先在PC端創建盤點計劃，然后通過PDA端下載對應的盤點計劃進行離線掃描盤點，PDA掃描盤點完成后，把相關的盤點數據上傳到PC端，系統根據盤點數據生成對應的盤點分析表。

? 資產業務審核

對資產新增、資產出入庫、資產變更、資產報廢等業務操作進行審核。

?數據報表分析

資產報表分析包括資產信息統計（按品牌、操作系統、型號、使用人、應用等多條件分別統計）、資產增（減）情況明細、資產庫存結存信息等等。

根據設定條件，生成各種常見的統計表，輸出圖形的方式（柱圖、餅圖、走勢圖等）或表單方式，為資產日常管理或領導決策提供全面、準確的依據，報表結果可以進行導出操作。

1.4.5 能耗管理

通過對能源使用報表的分析，幫助用戶梳理能源消耗的時間、地點等信息。通過監控、管理和報表功能，可以很好地幫助管理者們找到能耗的熱點，并對熱點能耗進行有效的管控，為環保盡一份力。

能耗管理功能主要包括數據采集、數據分析及智能控制三個方面。數據采集主要有兩種方式，第一種是從動環監控系統獲取，第二種是從計通溫度場系統獲取；數據分析是將采集到的數據通過各種技術手段分析數據中心的各子系統的供電質量情況、能耗分布情況、PUE值、以及溫度場情況；智能控制是通過數據分析以及運算得出的結果對實際設備進行一些智能控制操作，實現節能目的。

?能耗監測

通過對機房各級配電設備的監測，實時動態了解數據中心各設備的能耗情況，如空調能耗、IT設備能耗、照明能耗等，并可生成單元能耗比例圖，可以柱狀圖、餅圖等方式進行展示。通過對單元能耗的監測可以算出機房的PUE值（PUE=數據中心總設備能耗/IT設備能耗），獲取機房內整體能耗利用率。

?供電質量監測

通過對數據中心內配電設備的監測，分析單位時間內市電的供電電壓、頻率、的波動情況，實時分析數據中心供電質量實時動態了解機房供電系統的質量狀況，確保機房安全用電，運行無憂。

?溫度場監控

系統根據機房內前端溫度探頭實時采集到的數據及機柜微環境內的溫度數據進行分析，實時處理分析并結合現場位置，溫度變化等數據生成分布的機房的溫度場仿真圖；根據此圖可以直觀的看出機房的溫度分布情況；形象直觀的溫度高低分布，并可根據實際現場溫度的變化而動態變化（3分鐘變化一次）。

實時溫度場繪制：分不同剖面對機房內溫度場進行繪制（水平層面上分為機柜上、中、下部，垂直層分為機柜前門和后門）。每3到5分鐘（時間可以自定義）重新生成一組溫度場平面。

任意點溫度查詢：系統支持對溫度場內的任意一點的溫度進行查詢。查詢到的值為溫度場運算出來的參考值。

歷史溫度場查詢：將歷史溫度場進行保存，做到可以查詢歷史3個月的溫度場，可以查詢固定時間，也可以用類似于幻燈片的方式播放出來；同時可以較長時間（如1年或2年）保存每天固定時間的溫度場。

實時溫度場巡檢及告警：以輪詢的方式將實時溫度場的畫面展示出來，如果機房數量較多，可以以一定的巡檢策略進行巡檢。當巡檢到有區域告警時，告警頁面持續顯示3個或多個頁面播放時間后進入后續輪詢。

告警閥值設定：可以根據機房進行溫度場的告警閥值設定，也可以通過鼠標拖出一定區域進行重要區域告警閥值設定。

與3維監控系統對接：能夠將溫度場系統運算出來的數據發送到3D監控系統，通過3維監控的溫度場子系統展示出來。

與空調聯動：把機房分成數個區域，然后將機房按對應區域進行分組，當檢測到區域性的高溫時，聯動對應區域的空調進行相應動作。同時在同一個機房的空調可以跨區域合作，當一個區域的空調無法滿足對應區域的降溫要求時，可以周邊區域的空調可以進行聯動補充。

與新風機聯動：當室外空氣溫度低于機房內溫度到一定值時，系統開始聯動新風機對機房內供風。

與變風量地板聯動：當機房內單個機柜溫度過高時，聯動該機柜對應的變風量地板進行調整。

其它參數設置。

?空調智能控制

? 區域性空調參數控制：通過將精密空調以及機柜按區域編組后按對應關系建模，當其中一個區域的整體溫度或者濕度異常時，系統自動調整對應的空調進行輸出參數修正，實現解決區域性高溫的問題。

? 備用空調工作時間均衡控制：當同一個機房內的空調數量較多，且有備用空調的情況下，智能控制機房內主用空調及備用空調的啟停，讓各空調的工作時間均衡，防止備用空調長時間不開啟導致的設備故障；

濕度精細化控制：由于機房內的回風濕度僅代表小范圍的濕度參數，精密空調自動控制的加濕或抽濕的操作無法滿足機房內正常的濕度范圍。系統能夠將精密空調的加濕以及抽濕裝置進行獨立控制，根據機房內大量溫濕度探頭的獲取到的參數，靈活控制精密空調的加濕器以及抽濕器的啟停。

精密空調全局監控：同一個機房內的精密空調往往相互獨立，相互之間沒有信息交互，可能會導致一部分空調在進行抽濕而另一部分空調在進行加溫的狀態，或者在冬天的時候，一部分空調在進行降溫，而另一部分空調在進行加溫的狀態。為了避免這種情況的發生，本系統可以通過對精密空調參數的全面監控，實時對比，有效防止該類事件的發生。

?新風機、精密空調聯合控制

制冷系統所消耗的電能在數據中心的整體能耗所占比例非常大，我們在提供數據中心空調的智能控制的同時還充分的將機房室外的冷空氣利用起來。當數據中心外溫度低于一定值時，系統會自動啟用新風機，將室外的冷空氣經過新風機過濾后用于機房內制冷，如果新風機的數量足夠，系統甚至可以關閉空調，從而達到降低70%的制冷費用的目的。

?智能照明

目前，大多數的數據中心，在無人進入的時候照明系統同樣開啟，相對于數據中心其它子系統而言，照明子系統所消耗有電能雖然不算多，但只要處理得好，同要可以節省不少電能。

系統設計在機房出入口增加與門禁和紅外系統聯動的臨時照明系統，當機房門禁被打開或者紅外被觸發時，臨時照明系統被打開，利用臨時照明系統提供的燈光，維護人員將所要去到的區域燈光打開，而臨時照明系統將在一定時間內自動熄滅。維護人員離開機房時，只需要走到對應門禁的紅外探頭下方，臨時照明系統自動打開燈光，值班人員關閉對應區域的燈光后可直接離開，臨時照明系統會在一定時間后自動關閉燈光。

出于安防考慮，當紅外探頭在布防狀態下被觸發時，系統會開啟對應機房的所有照明系統，以輔助視頻監控系統查看現場情況。

?節能建議

能耗管理系統的大部分節能操作雖然都可能自動完成，但是對于有些無法通過智能控制實現的有效節能手段，系統同樣可以給出建議。比如，當系統發現機房內局部熱點，機房內又沒有安裝變風量地板的時候，系統會提醒管理員將對應熱點的區域的送風地板的出風口大小進行手動調整。或者當機房內所有空調都全負荷運行卻無法滿足當前降溫需要的情況下，系統會自動提示管理員進行冷通道封閉、關閉不必要的服務器或者增加空調等操作。