◆胥志強 何國平 楊 漾

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在氣象部門智能機房建設(shè)中的應(yīng)用

◆胥志強1何國平2楊 漾1

（1.雅安市氣象局 四川 625000；2.攀枝花氣象局 四川 617000）

隨著氣象信息化的發(fā)展，機房已成為氣象信息網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)最重要的節(jié)點，針對目前氣象部門機房動力、環(huán)境和安保等系統(tǒng)獨立運行，無法實現(xiàn)集中統(tǒng)一管理和遠程監(jiān)控，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將機房動力、環(huán)境和安保等信息進行集中監(jiān)控和管理，并且在機房環(huán)境出現(xiàn)異常時通過發(fā)送手機短信和WEB頁面瀏覽的方式進行實時報警。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在雅安市氣象局中心機房環(huán)境監(jiān)控已投入實際應(yīng)用，實現(xiàn)了機房環(huán)境遠程集中監(jiān)控，提高了機房監(jiān)控管理效率。

物聯(lián)網(wǎng)；智能機房；監(jiān)控

0 前言

隨著氣象信息化程度的不斷提高，中心機房的環(huán)境監(jiān)控和管理成為了一項繁瑣而重要的工作。目前，在市級氣象部門的機房環(huán)境監(jiān)控和管理中主要存在以下問題。一是環(huán)境監(jiān)控各子系統(tǒng)獨立運行，未統(tǒng)一集中管理，管理人員巡查維護工作量大；二是無法遠程管理，多數(shù)環(huán)境監(jiān)控設(shè)備都需要現(xiàn)場管理和操作；三是不易及時發(fā)現(xiàn)并處理故障或異常。采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將機房環(huán)境信息集中到監(jiān)控服務(wù)器進行管理和監(jiān)控，既能實現(xiàn)局域網(wǎng)或外網(wǎng)遠程瀏覽，又能在機房環(huán)境出現(xiàn)異常時通過手機短信提示，從而及時發(fā)現(xiàn)異常，排除故障，提高工作效率。

1 需求分析

氣象部門機房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)包括機房動力、環(huán)境、安防等子系統(tǒng)，主要監(jiān)控對象包括:智能電量儀、UPS、精密空調(diào)、基站空調(diào)、溫濕度、漏水、門禁、視頻、消防等。實現(xiàn)7×24小時的集中監(jiān)控和統(tǒng)一管理；用戶可實現(xiàn)遠程管理和控制，并通過手機短信及時報警。由于（基層）氣象部門機房管理專職人員很少，對機房環(huán)境監(jiān)控有必要部署一套集中監(jiān)控和管理系統(tǒng)來提高工作效率。

2 設(shè)計思路

經(jīng)調(diào)查，氣象部門機房環(huán)境監(jiān)測設(shè)備多數(shù)具有RS232接口，設(shè)備狀態(tài)信息和控制可通過RS232串口進行，但串口通訊的缺點是只能進行點對點通訊。如果要實現(xiàn)集中監(jiān)控則每個設(shè)備都要單獨布線到服務(wù)器，監(jiān)控服務(wù)器也要安裝多個串口進行集中管理，這樣做線路復雜又容易出故障，所以我們設(shè)計的基本思路是在環(huán)境監(jiān)控傳感器加裝RS232轉(zhuǎn)RS485模塊，將RS232串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為RS485信號并通過總線方式接入監(jiān)控服務(wù)器。采用RS485總線方式有以下優(yōu)點:良好的電氣性能、最高傳輸速度可達50Mbps、最大通信距離可達1.2KM、網(wǎng)絡(luò)拓撲采用總線結(jié)構(gòu)有良好的擴展性。在機房環(huán)境監(jiān)控中采用RS485總線能滿足環(huán)境監(jiān)測設(shè)備對數(shù)據(jù)的傳輸要求，特別是采用總線型網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，在監(jiān)控服務(wù)器端只需要有一個RS485接口即可實現(xiàn)與所有監(jiān)控設(shè)備的通訊，實現(xiàn)集中監(jiān)控。

監(jiān)控服務(wù)器對接入的信息進行分析、處理和記錄，通過WEB服務(wù)器，為氣象局域網(wǎng)絡(luò)用戶提供WEB界面，實現(xiàn)遠程監(jiān)控和管理的功能。

3 功能實現(xiàn)

按照設(shè)計思路，機房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)按功能劃分為三個部分:設(shè)備采集層、數(shù)據(jù)處理層、遠程瀏覽層如圖1所示各層功能具體如下:

3.1 設(shè)備采集層

設(shè)備采集層負責采集各種環(huán)境信號，將采集的現(xiàn)場信號通過RS485總線方式上傳到監(jiān)控服務(wù)器。采用RS485總線方式傳輸有以下特點:一是抗噪聲干擾好；二是傳輸穩(wěn)定；三是最大傳輸距離1.2公里，滿足需求；四是可擴展性強。

視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)量大，且現(xiàn)在攝像頭終端都已支持TCP/IP協(xié)議，所以視頻圖像數(shù)據(jù)直接通過視頻服務(wù)器以太網(wǎng)絡(luò)接口接入局域網(wǎng)系統(tǒng)。按照機房監(jiān)控類型不同，分為動力環(huán)境、環(huán)境監(jiān)控、安保監(jiān)控三類。

3.1.1 動力環(huán)境

動力環(huán)境主要監(jiān)測市電進線的相電壓、線電壓、相電流、頻率、功率因數(shù)、有功功率、無功功率等參數(shù)；UPS電源監(jiān)視UPS整流器、逆變器、電池狀態(tài)（電池健康檢測，含電壓電流等數(shù)值）、旁路、負載等各部分的運行狀態(tài)與參數(shù)。

3.1.2 環(huán)境監(jiān)控

環(huán)境監(jiān)控內(nèi)容主要包括空調(diào)運行情況、空氣溫濕度、漏水情況?？照{(diào)監(jiān)控系統(tǒng)負責采集精密空調(diào)壓縮機、風機、水泵、加熱器、加濕器、去濕器、濾網(wǎng)、回風溫度和濕度等的運行狀態(tài)與參數(shù)，并可對精密空調(diào)實現(xiàn)遠程開關(guān)機的控制；溫濕環(huán)境監(jiān)測機房的各個重要部位溫濕度情況；漏水監(jiān)測確保在機房有空調(diào)的地方安裝區(qū)域式漏水檢測設(shè)備，保證機房設(shè)備的穩(wěn)定運行。

3.1.3 安保監(jiān)控

安保監(jiān)控主要包括門禁卡控制、視頻圖像監(jiān)視、消防報警監(jiān)視。門禁監(jiān)控采用進門刷卡、出門按按鈕的進出驗證方式，由監(jiān)控平臺軟件進行機房出入的門禁管理；視頻監(jiān)控設(shè)計在機房出入口、機柜間的通道、走廊等重要區(qū)域，安裝多臺攝像機，進行全天候的視頻圖像監(jiān)視，攝像機的數(shù)量應(yīng)根據(jù)機房面積和結(jié)構(gòu)等因素靈活確定，確保不留死角；消防監(jiān)測對機房內(nèi)由消防控制箱提供的干接點信號進行實時火警監(jiān)測。

圖1 機房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3.2 數(shù)據(jù)處理層

數(shù)據(jù)處理層由監(jiān)控服務(wù)器和視頻監(jiān)控服務(wù)器組成，監(jiān)控服務(wù)器用RS485接口與設(shè)備采集總線連接。用于將設(shè)備采集層傳輸來的各種信息進行存儲、實時處理、分析和輸出，處理所有的報警信息，記錄報警事件，并將用戶控制命令發(fā)往前端設(shè)備，實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的遠程控制。監(jiān)控服務(wù)器與局域網(wǎng)絡(luò)采用TCP/IP協(xié)議進行連接，氣象部門廣域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)可在任意地點登錄監(jiān)控服務(wù)器，監(jiān)控服務(wù)器的WEB端口通過防火墻映射到互聯(lián)網(wǎng)IP地址，實現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中的任意地點實時監(jiān)控、管理機房環(huán)境。

3.3 遠程瀏覽層

用戶進行遠程監(jiān)控、管理的界面，采用B/S架構(gòu)。監(jiān)控服務(wù)器負責提供WEB服務(wù)，用戶端通過氣象局域網(wǎng)絡(luò)進行遠程登錄進行監(jiān)控和管理，同時提供短信報警功能。

3.3.1 聯(lián)動管理

各子系統(tǒng)和監(jiān)控設(shè)備可實現(xiàn)聯(lián)動管理，在采集到的數(shù)據(jù)滿足設(shè)定的條件時，可觸發(fā)相關(guān)系統(tǒng)工作。例:在機房溫度超過閾值時，空調(diào)系統(tǒng)自動啟動制冷；在發(fā)生火災時，可對空調(diào)主機進行關(guān)閉，同時開啟所有門禁系統(tǒng)，以便逃生。

3.3.2 時段管理

在對機房環(huán)境系統(tǒng)進行維護時，可定義時段，在該時段內(nèi)的各類報警信息只記錄，不進行報警，也不再發(fā)送報警短消息。在維護時段結(jié)束后，再恢復各類環(huán)境狀態(tài)的報警。這樣避免在對環(huán)境系統(tǒng)進行維護時出現(xiàn)錯誤報警。

3.3.3 子系統(tǒng)實時工作狀態(tài)

監(jiān)測各子系統(tǒng)工作狀態(tài)，UPS電源、市電、空調(diào)、空氣溫濕度、漏水、門禁、消防和安保視頻監(jiān)控的實時狀態(tài)。

3.3.4 短信報警

監(jiān)控服務(wù)器配備手機短信moden，可在機房環(huán)境出現(xiàn)異常時及時發(fā)送短信給值班人員，起到及時處理報警的作用。

4 應(yīng)用效果

某市氣象部門的機房采用這種物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對機房進行環(huán)境集中監(jiān)控管理后，值班人員通過局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)對機房各種環(huán)境系統(tǒng)進行實時監(jiān)控和管理，實現(xiàn)了機房環(huán)境監(jiān)控的連續(xù)性、實時性、準確性，提高了自動化、智能化水平，減少了工作機房監(jiān)控和管理的工作量。表1為采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行環(huán)境控制應(yīng)用前后的對比效果。

表1 采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行環(huán)境控制管理對比表

通過實際的應(yīng)用效果來看，在今后的氣象部門的機房管理中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)除在環(huán)境監(jiān)控中應(yīng)用，還可應(yīng)用在服務(wù)器管理、網(wǎng)絡(luò)等系統(tǒng)的管理中，既能提高工作效率，又能使機房設(shè)備更加穩(wěn)定地運行。

[1]張廣雷.基于物聯(lián)網(wǎng)的銀行機房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計[J].電子世界，2016.

[2]吳琳琳.計算機網(wǎng)絡(luò)機房的建設(shè)方法與維護管理[J].教改教法，2016.

[3]方圓，何兵兵.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的機房環(huán)境狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)[J].通信設(shè)計與應(yīng)用，2016.