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        數(shù)字電視機房環(huán)境智能遠程監(jiān)測系統(tǒng)

        2012-06-25 07:02:32盧朝東
        電視技術 2012年6期
        關鍵詞:監(jiān)測中心漏水溫濕度

        盧朝東

        (河南工程學院 計算機科學與工程系,河南 鄭州 451191)

        隨著三網(wǎng)融合的不斷推進,廣電網(wǎng)絡服務運營商需要管理更多的機房和設備。機房內(nèi)大量的服務器和網(wǎng)絡設備對于環(huán)境指標要求非常嚴格。為了確保設備不受周圍環(huán)境因素的影響,目前很多機房都有專門的值班人員進行維護和管理,但是這種落后的機房管理方式已經(jīng)無法適應未來發(fā)展的需要[1]。為了提高系統(tǒng)運行維護管理水平,提出了數(shù)字電視機房環(huán)境智能遠程監(jiān)測系統(tǒng),主要對機房內(nèi)部溫濕度、漏水、粉塵和煙霧等指標進行監(jiān)測,并通過TCP/IP協(xié)議把機房內(nèi)的監(jiān)測信息傳送到監(jiān)測中心服務器平臺中,將所有機房的環(huán)境參數(shù)在同一界面中顯示。當出現(xiàn)異常時,則通過報警方式向相關的值班人員傳遞信息,對故障進行快速響應和及時處理,實現(xiàn)了從單點管理到全面集中管理的過渡。

        1 系統(tǒng)總體設計

        數(shù)字電視機房環(huán)境智能遠程監(jiān)測系統(tǒng)由監(jiān)測中心和多個機房集中管理客戶端組成。監(jiān)測中心由監(jiān)測主機及監(jiān)測軟件組成;機房集中管理客戶端采用模塊化設計,部署在各地的機房內(nèi),系統(tǒng)整體結構如圖1所示。為了對分布式的機房進行集中統(tǒng)一管理,監(jiān)測中心和機房客戶端采用C/S架構設計進行數(shù)據(jù)交換。整個系統(tǒng)結構組建靈活,擴展方便。可實現(xiàn)機房設備運行管理的無人值守,極大地提高了資源利用率和設備運行管理水平[2]。

        機房集中管理客戶端主要負責數(shù)據(jù)采集、分析、處理、顯示及報警,并統(tǒng)一對所有事件作出響應,同時將本地采集處理后的數(shù)據(jù)通過TCP/IP傳輸給上級管理中心;監(jiān)測中心負責對多個機房的集中管理,接收下級監(jiān)測站傳來的各種實時信息并發(fā)送控制命令給各分機房。機房溫濕度傳感器采集環(huán)境溫濕度模擬量信號,轉換成標準電信號后接入到監(jiān)測模塊;煙霧、浸水、紅外、門磁等開關量信號傳感器則采用物理線直連的方式接入到處理器相應端口,一旦檢測到異常情況,機房集中管理客戶端及時提示報警,并報告給監(jiān)測中心,系統(tǒng)根據(jù)上報的事故報警信息進行分析處理,對于不同的預警和報警信息記錄到事故信息庫,并在向值班人員發(fā)出信息進行提示[3]。

        2 機房集中管理客戶端硬件結構

        機房集中管理客戶端硬件結構主要由各檢測模塊、本地報警單元和嵌入式處理器S3C2440組成。檢測模塊主要包括溫濕度傳感器、煙霧傳感器、漏水檢測儀、粉塵檢測傳感器和門磁防盜儀等[4]。電源管理模塊給終端提供12 V,5 V,3.3 V和1.8 V的供電。數(shù)字電視機房客戶端硬件結構如圖2所示。

        2.1 溫濕度檢測子系統(tǒng)

        對于重要的機房,設備對溫濕度環(huán)境的要求非常嚴格,事先為系統(tǒng)設置每個溫濕度傳感器的溫度與濕度的報警上限與下限值。溫濕度傳感器將檢測到的數(shù)值傳送給處理器,并在軟件界面上以圖形形式直觀地實時顯示出來,也可以顯示在短時間段內(nèi)的變化情況曲線圖,當任意檢測到的數(shù)據(jù)超過設定的上限或下限時,系統(tǒng)會自動發(fā)出報警,提示管理員通過調節(jié)空調溫給機房設備提供最佳運行環(huán)境。

        2.2 漏水檢測子系統(tǒng)

        鑒于機房內(nèi)設備的重要性,如不慎發(fā)生漏水而不能及時發(fā)現(xiàn)并處理,極有可能導致電力短路,后果將不堪設想。因此將漏水傳感器布置在有可能漏水的位置,如空調區(qū)域,一旦漏水,可確保系統(tǒng)在第一時間報警。

        2.3 粉塵監(jiān)測子系統(tǒng)

        在機房內(nèi)安裝粉塵探測器,管理員通過本地液晶屏或者遠程監(jiān)測系統(tǒng)實時顯示粉塵含量值來了解機房空氣情況。主要機房設計空氣潔凈度為A級,即大于等于0.5 μm塵粒數(shù)不大于10000個/dm3;各弱電系統(tǒng)分配線間、各功能中心設計潔凈度為B級,即大于等于0.5 μm塵粒數(shù)不大于18000個/dm3;當粉塵超過標準時,會自動向監(jiān)測中心發(fā)出報警。

        2.4 煙霧監(jiān)測子系統(tǒng)

        由于機房內(nèi)電源線路非常復雜,極易出現(xiàn)電力起火等事故,在機房內(nèi)部署煙霧傳感器,可以及時有效地監(jiān)測機房內(nèi)的火情。一旦機房內(nèi)發(fā)生火災,煙霧達到一定濃度的時候,傳感器會自動給嵌入式處理器一個開關信號量,機房集中管理客戶端經(jīng)過處理發(fā)出高音鳴叫,并通過網(wǎng)絡向監(jiān)測中心報警[5]。

        3 系統(tǒng)軟件設計

        3.1 集中管理客戶端軟件

        應用軟件在WinCE5.0嵌入式操作系統(tǒng)平臺上開發(fā),用來實現(xiàn)對數(shù)字電視機房環(huán)境的實時監(jiān)測,它提供一個友好的人機界面,直觀顯示環(huán)境參數(shù)和狀態(tài),以及與監(jiān)測中心的數(shù)據(jù)通信等。Embedded Visual CE4.0是基于WinCE5.0平臺下嵌入式操作系統(tǒng)定制的集成開發(fā)環(huán)境,它提供了所有進行設計、創(chuàng)建、編譯、測試和調試應用程序等功能[6]。

        集中管理客戶端開機后自動進行硬件自檢和載入操作系統(tǒng),開啟監(jiān)測軟件后建立與監(jiān)測中心的TCP/IP網(wǎng)絡連接,如果沒有連接成功則一直進行連接請求,直到連成功為止。終端通過輪詢檢測的方法獲取各傳感器模塊的輸出,并對得到的數(shù)據(jù)進行處理和分析,如果傳感器的輸出值超出了預先設置的報警范圍,則立即進行本地報警,并將錯誤原因存入日志,同時,將這些數(shù)據(jù)封裝發(fā)送到監(jiān)測中心。程序流程如圖3所示。應用軟件編寫好后,建立PC機與嵌人式系統(tǒng)的ActiveSync連接,并移植到WinCE5.0操作系統(tǒng),最終實現(xiàn)相應的功能。

        3.2 監(jiān)測中心軟件

        監(jiān)測中心軟件建立在Windows操作系統(tǒng)上,采用VC++6.0軟件進行開發(fā),利用ACCESS2003作為數(shù)據(jù)庫編寫了功能強大的監(jiān)測管理軟件。在機房環(huán)境監(jiān)測管理主機上采用統(tǒng)一的圖形用戶界面,分類管理溫濕度檢測、漏水檢測、煙霧和防盜等功能組態(tài)[7]。監(jiān)測中心管理軟件結構如圖4所示。

        用戶顯示界面將以動態(tài)圖標顯示方式對各環(huán)境設備的狀態(tài)、數(shù)值、故障和報警進行集中監(jiān)測。維護人員能隨意地選擇查看任何一個機房的任何環(huán)境參數(shù)。當機房內(nèi)環(huán)境發(fā)生異常事件時,會在相應機房的所在區(qū)域自動彈出提示到當前監(jiān)測計算機的主畫面上,并給出發(fā)生事件的時間、位置以及具體的類型等文字信息,顯示在屬性框中和系統(tǒng)的事件列表中。系統(tǒng)內(nèi)的信息按機房、位置、內(nèi)容和環(huán)境參數(shù)進行分類記錄和存儲,可以按照各種查詢條件進行查詢、報表顯示和打印輸出。

        4 試驗結果與分析

        對5個機房環(huán)境進行監(jiān)測,由于系統(tǒng)采用的是輪詢監(jiān)測的方法,每秒鐘只掃描1個機房。為了解系統(tǒng)在某一時間的運行情況,通過歷史數(shù)據(jù)庫查詢可知。輸入條件“時間”和所要查詢的機房“編號”,就可以得到相應的環(huán)境參數(shù)報表,查詢結果如表1所示。

        表1 查詢結果報表

        該報表顯示,所監(jiān)測的這5個機房內(nèi)的溫度和濕度稍微偏離設置的固定值,但沒有超出安全范圍,故在這一時刻所有監(jiān)測參數(shù)都很正常。

        5 結論

        系統(tǒng)采用C/S架構設計,實現(xiàn)了對遠程分布式數(shù)字電視機房環(huán)境的集中監(jiān)測和管理,遇到環(huán)境溫度過高或過低、環(huán)境濕度過大、非法闖入、火災等緊急意外情況,能夠及時記錄、查詢和自動快速報警,不僅減少了值班人員的工作量,而且對于保證設備的正常運行起到了積極作用。經(jīng)過實驗表明,該系統(tǒng)工作穩(wěn)定、延時短,實現(xiàn)了從單點管理過渡到全面集中管理,對于推動三網(wǎng)融合的發(fā)展具有重要意義。

        [1]房好帥,李靜怡,趙選智.嵌入式Web機房環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].北華航天工業(yè)學院學報,2009,19(5):12-14.

        [2]付保川,班建民,陸衛(wèi)忠,等.基于嵌入式WEB的遠程監(jiān)測系統(tǒng)設計[J].微計算機信息,2005,21(7):58-60.

        [3]李崢,黃俊,劉美玲.基于嵌入式的紅外電力監(jiān)測系統(tǒng)的設計[J].電視技術,2011(5):100-102.

        [4]史水娥,楊豪強.基于ARM9處理器的機房環(huán)境遠程監(jiān)測系統(tǒng)設計[J].河南師范大學學報:自然科學版,2010,38(3):57-59.

        [5]鐘新躍.模糊算法在智能火災報警器中的應用[J].制造業(yè)自動化,2010(9):128-130.

        [6]張根寶,吳彥.基于嵌入式Linux的智能瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)設計[J].計算機測量與控制,2011(5):1033-1035.

        [7]曹恒,梅凱,姜崇等.基于無線網(wǎng)橋的遠程數(shù)據(jù)采集實時狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)[J].儀表技術與傳感器,2010(6):44-47.

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