機房和UPS系統(tǒng)實時監(jiān)控系統(tǒng)
——GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備應(yīng)用

1 概述

當前，以計算機、微電子和通信技術(shù)為主的信息技術(shù)推動了社會的進步，也推動了人類社會進入到信息化時代，是社會信息化的動力源泉。在信息化時代，信息的處理和保存非常重要。機房和UPS系統(tǒng)是信息處理系統(tǒng)正常工作的有力保障，因此對機房和UPS系統(tǒng)的有效實時監(jiān)控顯得尤為重要。

2 工作原理

傳統(tǒng)的機房和UPS系統(tǒng)監(jiān)控方法是通過有線通信的方式，通過與UPS進行通信來對UPS的運行情況進行監(jiān)控。這種方式的缺點在于通過有線通信的方式傳輸距離有限，同時如果UPS本身出現(xiàn)異常，將導致對UPS的監(jiān)控失效。本文提出的創(chuàng)新解決方案是使用嵌入式多媒體處理機對機房的環(huán)境進行獨立監(jiān)控。通過嵌入式多媒體處理機對機房的溫度、濕度、煙霧進行監(jiān)控，通過監(jiān)控攝像頭進行視頻監(jiān)控，通過與UPS的實時通信來進行UPS的工作狀態(tài)監(jiān)控。采用該解決方案，監(jiān)控系統(tǒng)能夠及時發(fā)現(xiàn)機房存在的各種異常，并及時發(fā)出報警信息。

3 系統(tǒng)組成

本系統(tǒng)由監(jiān)控攝像頭、各種傳感器、嵌入式多媒體處理機、GPRS數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、監(jiān)控中心服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫軟件幾大部分組成，系統(tǒng)組成如圖1所示。

（1）監(jiān)控攝像頭

監(jiān)控攝像頭用于拍攝機房的運行狀況，為了適應(yīng)不同的監(jiān)控環(huán)境和要求，需要配置不同規(guī)格的攝像頭。在實際的選購中，需要注意以下的因素：一是感光元件的類型，CCD的感光度是 CMOS的3～10倍，因此 CCD芯片可以接收到更多的光信號，當然價格也相對貴一些；二是根據(jù)監(jiān)控機房的實際情況選擇具有合適焦距的攝像頭。此外，為了擴大監(jiān)控范圍，要求監(jiān)控攝像機能實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)、變焦、變放大倍數(shù)，自動聚焦等。這些功能的實現(xiàn)，需要嵌入式多媒體處理器通過控制器對攝像機進行控制。圖2是常見的一些監(jiān)控攝像頭。

（2）傳感器

傳感器在實時監(jiān)控系統(tǒng)中的作用是監(jiān)控機房中的各種狀態(tài)。煙霧傳感器內(nèi)部常采用離子式煙霧傳感，它通過監(jiān)測煙霧的濃度來實現(xiàn)火災(zāi)防范；溫度傳感器分為接觸式和非接觸式溫度傳感器，可以測量機房的溫度；濕度傳感器能測量氣體中水蒸氣含量，并轉(zhuǎn)換成可用的輸出信號。圖3是常見的一些傳感器。

（3）嵌入式多媒體處理機

嵌入式多媒體處理機處理各種傳感器獲取得到的信息，處理攝像頭攝錄的圖像，然后通過 GPRS將這些數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控中心。該方案中嵌入式多媒體處理機選用的是廣州致遠電子有限公司出品的EVP-6100。該處理機基于達芬奇多媒體處理器，資源豐富、接口齊全、可靠性高，并具有強大的機器視覺、視頻分析功能。EVP-6100外觀如圖4所示。

EVP-6100產(chǎn)品特性如下：

·提供2路CVBS復(fù)合視頻輸入和2路音頻輸入；

·系統(tǒng)內(nèi)存：128 MB SDRAM（32 bit），或64 MB SDRAM（16 bit位寬）；

·電子硬盤：64 MB NAND Flash；

·H.264、MPEG4、JPEG視頻編解碼軟件包；

·WMA、MP3、AC3、AAC、G.711等音頻編解碼軟件包；

·CAN-bus現(xiàn)場總線驅(qū)動程序，RS-485和RS-232C驅(qū)動程序；

·工業(yè)級環(huán)境溫度：-40℃～+85℃。

（4）GPRS數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備

本監(jiān)控系統(tǒng)中采用的GPRS通信模塊是廣州致遠電子有限公司出品的ZWG-21A無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。該設(shè)備提供全透明串行數(shù)據(jù)通道，輕松實現(xiàn)用戶設(shè)備與 Internet的無線連接，可以方便地實現(xiàn)遠程、無線、網(wǎng)絡(luò)化的通信方式?？稍诠I(yè)級溫度范圍（-15℃～+60℃）內(nèi)穩(wěn)定工作，可應(yīng)用于各種工業(yè)通信環(huán)境。ZWG-21A外觀如圖5所示。

·使用工業(yè)級 GPRS模塊，內(nèi)嵌可靠協(xié)議棧，數(shù)據(jù)全透明傳輸；

·支持數(shù)據(jù)中心動態(tài)域名或IP地址訪問；

·支持APN虛擬專網(wǎng)業(yè)務(wù)；

·支持數(shù)據(jù)中心虛擬串口功能，無縫銜接現(xiàn)有上位機軟件；

·支持斷線自動重連功能；

·支持短信息配置與維護，支持串口配置和USB接口配置；

·支持本地和遠程固件升級；

·多重軟硬件可靠設(shè)計，復(fù)合式看門狗技術(shù)，使設(shè)備安全運行。

ZWG-21A與EVP-6100嵌入式多媒體處理機通過RS-232C方式進行通信。ZWG-21A將EVP-6100處理得到的各種狀態(tài)信息傳送到遠程監(jiān)控中心，同時也可以將遠程監(jiān)控中心的各種命令傳送到嵌入式多媒體處理機。

（5）監(jiān)控中心及服務(wù)器軟件

監(jiān)控中心的作用是接收各個監(jiān)控點上傳的數(shù)據(jù)，并具有數(shù)據(jù)庫功能，可以將監(jiān)控點的數(shù)據(jù)保存起來供以后分析使用。ZWG-21A作為TCP客戶端會主動訪問位于監(jiān)控中心的TCP服務(wù)器。服務(wù)器有多種架設(shè)方案，比較經(jīng)濟和可靠的方案是采用固定IP上網(wǎng)方式，終端設(shè)備訪問該固定IP即可連接上服務(wù)器。

監(jiān)控中心服務(wù)器一種比較方便的架設(shè)方式是使用組態(tài)軟件的方式實現(xiàn)。常用的組態(tài)王組態(tài)軟件提供對ZWG系列DTU的直接支持，用戶可以通過向?qū)У姆绞街庇^地建立監(jiān)控中心服務(wù)器。

隨著信息化設(shè)備的發(fā)展，信息安全對于每一個人來講都變得極為重要。對機房和UPS系統(tǒng)進行有效監(jiān)控，保障信息安全，正變得越來越重要。本文的方案采用了當前國際領(lǐng)先的 DSP數(shù)字信號處理技術(shù)，能夠?qū)C房和 UPS系統(tǒng)的運行情況進行精確的監(jiān)控。

ZWG-21A產(chǎn)品特性如下：

·大緩存區(qū)設(shè)計（收發(fā)各 1 462×70 B），采用動態(tài)劃分技術(shù)，提高緩存區(qū)使用效率；