陳秀梅

（江蘇南世橋信息技術有限公司，江蘇 南京 210000）

1 物聯(lián)網(wǎng)技術概述

物聯(lián)網(wǎng)技術是信息科技產(chǎn)業(yè)的第三次革命，它起源于傳媒領域，涉及眾多領域[1]。它遵照協(xié)議，借助于前端傳感器等設備，實現(xiàn)物與物之間的通信、信息的傳遞和交換，是一種先進、復雜、綜合性強的技術。簡單地講，就是“萬物相連”。通過感知的方法獲得物理世界的信息，是物聯(lián)網(wǎng)技術的顯著特點。物聯(lián)網(wǎng)技術融合了感知技術、傳輸技術及應用技術，使人們對物理世界的感知能力得到了很大的提高，有助于實現(xiàn)智能化的運行、檢測、控制及維護。物聯(lián)網(wǎng)技術具備極強的包容性，可以在各個領域成為重要發(fā)展動力[2]，為人們的生活、生產(chǎn)經(jīng)營活動帶來很大的便利和價值。

2 機房環(huán)控系統(tǒng)概述

機房是放置機器設備的房間，即為各種設備提供運行環(huán)境的場所。在智能化中，機房通常指計算機機房，主要放置各種服務器、小型機及各種保障機房溫度、濕度及電力的基礎設施。近年來，由于科學技術的不斷更新和信息化的不斷加強，IT行業(yè)的數(shù)據(jù)量突飛猛進，機房變得越來越重要。如果沒有機房的信息保護和數(shù)據(jù)處理，人們的工作、生活都會受到極大影響，企業(yè)的正常運行也會受到嚴重影響，因此保障設備正常運行的環(huán)境尤為重要。機房環(huán)控系統(tǒng)主要包括溫濕度檢測、水浸檢測、煙感檢測及非法入侵檢測系統(tǒng)。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術在環(huán)控系統(tǒng)的應用

3.1 方案總述

隨著信息網(wǎng)絡技術的不斷發(fā)展，機房信息數(shù)據(jù)量日益增加，網(wǎng)絡的維護管理負擔也日趨繁重。如果安排管理人員全天候地在機房值班，難免由于人的身體疲倦等原因給工作造成不良影響。因此迫切需要一種新的技術或方法來改變這種現(xiàn)狀?？梢暬?D物聯(lián)網(wǎng)綜合監(jiān)控系統(tǒng)應運而生。這套系統(tǒng)主要結(jié)合了物聯(lián)網(wǎng)技術、監(jiān)控技術以及計算機信息技術，能夠保證機房運行環(huán)境的穩(wěn)定性、可靠性及安全性，滿足機房設備的運行要求。其中，物聯(lián)網(wǎng)憑借對多種關鍵技術的綜合應用，將互聯(lián)網(wǎng)和物品結(jié)合起來，對物品進行自動化的識別與管理[3]。

3.2 設計原則

物聯(lián)網(wǎng)綜合監(jiān)控系統(tǒng)遵循以下設計原則。

（1）技術先進性。系統(tǒng)采用目前先進且成熟的技術，設備選型要保證技術領先，性能可靠。

（2）可靠性和穩(wěn)定性。系統(tǒng)必須可靠、穩(wěn)定，采用智能化行業(yè)最新技術和高品質(zhì)設備；操作簡單實用，采用高科技手段，盡量減少系統(tǒng)操作的復雜性，使系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠。

（3）設備標準化。各類信息端口和系統(tǒng)模塊接口標準化、模塊化，便于擴展。

（4）系統(tǒng)擴展性能。系統(tǒng)應在初步設計時就考慮未來的發(fā)展，以降低未來發(fā)展的成本，使系統(tǒng)具有良好的可持續(xù)發(fā)展能力。

（5）經(jīng)濟性。在滿足機房要求的前提下，確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、性能良好的基礎上，考慮系統(tǒng)先進性的同時，按需選擇系統(tǒng)和設備，做到合理、實用，降低成本，從而達到極高的性能價格比，降低后期維護管理成本。

（6）外觀效果美觀。前端裝置安裝均考慮安全性、隱蔽性及美觀性，選用外觀工藝和性能穩(wěn)定都較好的產(chǎn)品。

（7）系統(tǒng)運行界面應操作方便，維護簡單。

3.3 主要設計標準

系統(tǒng)設計主要參考以下標準：《智能建筑設計標準》GB 50314—2015，《數(shù)據(jù)中心設計規(guī)范》GB 50174—2017，《安全防范工程技術標準》GB 50348—2018，《綜合布線系統(tǒng)工程設計規(guī)范》GB 50311—2016，《入侵報警系統(tǒng)工程設計規(guī)范》GB 50394—2007，《安全防范系統(tǒng)通用圖形符號》（GAT 74—2017），《江蘇省綠色建筑設計標準》DGJ32/J 173—2014。

3.4 設計方案

3.4.1 方案介紹

在機房布置物聯(lián)網(wǎng)傳感器，用于采集溫濕度、水質(zhì)等前端數(shù)據(jù)。嵌入式智能監(jiān)測控制工作站接收到這些數(shù)據(jù)信號后上連到網(wǎng)絡中，主控服務器通過每臺工作站的地址直接進行訪問、瀏覽。通過數(shù)字化硬件處理技術對前端的環(huán)境參數(shù)、設備運行參數(shù)進行采集和傳輸，這種技術可以使數(shù)據(jù)在不受電壓波動、線阻及電磁干擾的情況下順利傳輸，并且數(shù)據(jù)的精度無正負偏移、無損耗。

采用物聯(lián)網(wǎng)綜合監(jiān)控平臺后，人們可以在機房內(nèi)、家里、辦公室或其他任何具有網(wǎng)絡的地方進行遠程監(jiān)控、查看及管理等工作，從而杜絕機房內(nèi)出現(xiàn)異常情況時，管理人員不知道的情況發(fā)生。

數(shù)據(jù)中心機房作為業(yè)務系統(tǒng)的核心區(qū)域，內(nèi)部設備眾多[4]，設備數(shù)量隨著人們的需求增加也將越來越多，設備的可靠運行、安全存儲等將會增加對網(wǎng)絡和基礎環(huán)境的要求?？紤]到可靠性和穩(wěn)定性，本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式采用擁有高度透明性和內(nèi)聚性的分布式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)通信鏈路為標準以太網(wǎng)，監(jiān)控運維的工作核心為主控服務器。分布式系統(tǒng)的智能監(jiān)測控制節(jié)點為嵌入式智能監(jiān)測控制工作站，系統(tǒng)平臺運行后可以實現(xiàn)對環(huán)境參數(shù)和設備狀態(tài)參數(shù)的自動監(jiān)測和采集、智能化自動調(diào)節(jié)和控制。系統(tǒng)拓撲如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)拓撲圖

3.4.2 主要硬件設備

系統(tǒng)硬件設備需要具有良好的可靠性、高度的靈敏度、高適應性、抗噪聲震動性以及抗電磁干擾性。系統(tǒng)對機房環(huán)境進行24小時監(jiān)控，主要包括對溫濕度、水浸、煙感等的實時監(jiān)控，杜絕事故隱患。對于溫濕度的監(jiān)測，前端需要布置物聯(lián)網(wǎng)溫濕度傳感器，分別裝在機房內(nèi)的吊頂或天花板上，用于全天候監(jiān)測機房里不同位置的溫濕度狀況；對于漏水的監(jiān)測，需要布置物聯(lián)網(wǎng)漏水傳感器，裝在空調(diào)的四周，用于監(jiān)測空調(diào)有無加濕水或冷凝水的出現(xiàn)；對于煙感的監(jiān)控，需要配置物聯(lián)網(wǎng)煙感傳感器，安裝于設備機柜區(qū)及配電區(qū)，用于檢測煙霧。

嵌入式智能監(jiān)測工作站通常只接受來自主控服務器的指令約束，擁有很好的策略執(zhí)行能力，能協(xié)同主控服務器工作，具有很高的可靠性，能大幅度簡化系統(tǒng)在數(shù)據(jù)傳輸、采集、處理過程中的路徑，發(fā)現(xiàn)異常情況會立即報警。報警方式有微信、釘釘、郵件、短信、聲光、語音及電話等多種方式，靈活多變，用戶可根據(jù)自己實際情況進行配置。

在機房設置紅外雙簽探測器，主要布置在機房出入口和門窗周圍，用于實時監(jiān)測被監(jiān)控區(qū)域的人員、動物等的移動情況，并且可按照用戶預先設定的布防/撤防時段和告警通告策略來對相應狀況進行報警和通告等。

由于機房按不同功能分為多個房間，為保障設備安全，采用指紋密碼刷卡或人臉識別授權(quán)方式進入，并且由系統(tǒng)記錄進出人員的相關信息。為數(shù)據(jù)中心配置門禁管理聯(lián)動模塊組，接入環(huán)境監(jiān)控管理系統(tǒng)中，實現(xiàn)人員出入的授權(quán)出入管理以及對人員出入的詳細記錄，從而實現(xiàn)對出入口的安全控制[5]，并實現(xiàn)與監(jiān)控系統(tǒng)的整合聯(lián)動，實時監(jiān)控門的開關狀態(tài)，對非法刷卡、門打開超過規(guī)定時間等狀況，按用戶設定的策略進行系統(tǒng)報警或啟動攝像機錄像、拍照。監(jiān)控管理系統(tǒng)對門禁以及攝像頭進行相關的聯(lián)動，門禁出現(xiàn)異?；蛴腥怂⒖ㄟM入時，根據(jù)用戶預設，聯(lián)動攝像機進行相應位置的拍照及錄像。門禁系統(tǒng)采用嚴格的用戶等級管理權(quán)限，設置相應的權(quán)限，通過一定的策略及過程，實現(xiàn)高級別管理人員對普通管理人員的授權(quán)進入等。

門禁聯(lián)動包括與視頻聯(lián)動和與消防煙感聯(lián)動。與視頻聯(lián)動：有人進入，即自動啟動相應攝像頭進行錄像、拍照。與消防煙感聯(lián)動：當系統(tǒng)檢測到超標的煙感時，自動打開防火門供管理人員逃生，以保障管理人員生命安全。

3.4.3 物聯(lián)網(wǎng)綜合監(jiān)控系統(tǒng)軟件

軟件界面顯示直觀，以組態(tài)圖的方式顯示參數(shù)的狀態(tài)，操作人員可以方便地進行操作控制，遇到情況時能快速通知值班人員和負責領導。數(shù)據(jù)和報警信息可進行存儲，中心系統(tǒng)可進行備份，確保系統(tǒng)能不間斷地運行。軟件操作界面如圖2所示。

圖2 軟件操作界面圖

運行系統(tǒng)采用C/S為主、B/S為輔的運行軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)以服務器為中心，與硬件設備進行實時通信、數(shù)據(jù)解析以及指令交互。遠端的終端用戶可以通過B/S瀏覽器進行訪問，系統(tǒng)提供實時的Web服務支持。網(wǎng)管維護人員可由客戶端登陸，系統(tǒng)支持按照不同的維護人員級別，授權(quán)不同的范圍，提供查看監(jiān)視、控制設備以及配置系統(tǒng)的實時交互界面，提供系統(tǒng)報警設置、設備聯(lián)動設置的全功能應用平臺。系統(tǒng)采用矩陣式用戶權(quán)限管理形式，橫向按機房管理范圍進行授權(quán)，縱向按機房的控管深度進行授權(quán)。授權(quán)深度從低到高分別為瀏覽級別、控制級別及配置級別共3個級別。普通的監(jiān)管值班用戶可以采用系統(tǒng)提供的常規(guī)Web控制功能實現(xiàn)遠程監(jiān)控，系統(tǒng)對用戶IP身份和來訪網(wǎng)段進行過濾和認證。特殊的監(jiān)管值班用戶可以增加系統(tǒng)安全管理功能。

本軟件支持溫度云圖監(jiān)控，將溫度數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一處理后，根據(jù)溫度高低形成不同顏色的云圖，并對異常情況予以報警。

3.4.4 系統(tǒng)組網(wǎng)方案

本方案采用TCP/IP協(xié)議，傳輸通道采用以太網(wǎng)/ 企業(yè)局域網(wǎng)，構(gòu)建可靠安全、性能高的監(jiān)控網(wǎng)絡系統(tǒng)。

3.4.5 主要設備

系統(tǒng)的主要設備有嵌入式智能監(jiān)測控制工作站、物聯(lián)網(wǎng)溫濕度傳感器、物聯(lián)網(wǎng)水浸傳感器以及物聯(lián)網(wǎng)煙霧傳感器。

（1）嵌入式智能監(jiān)測控制工作站。由于機房內(nèi)設備種類多、線路過長，信號容易衰減，且會有電磁波干擾等因素出現(xiàn)，故在機房設置嵌入式智能監(jiān)測控制工作站，主要負責機房內(nèi)相關設備的數(shù)據(jù)采集（需安裝配套軟件），匯總集中監(jiān)控，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)量大從而影響系統(tǒng)讀取速度慢、造成系統(tǒng)崩潰等現(xiàn)象。此設備為19英寸1 U機架式設備，可直接安裝在機柜中。前端所有傳感器連接到監(jiān)測控制工作站上，工作站再通過交換機，利用IP地址進行通信。

（2）物聯(lián)網(wǎng)溫濕度傳感器。溫濕度是機房內(nèi)很重要的環(huán)境因素，為此可以在機房重要的位置布置溫濕度傳感器用于檢測實時的溫濕度狀態(tài)。傳感器布置要合理，配置過少容易造成檢測不均勻、監(jiān)控遺漏，配置過多又容易造成資金的浪費。通常，平均面積20 m2左右安裝1臺傳感器，特殊情況做特殊處理。當機房內(nèi)溫濕度超過提前設定的參數(shù)數(shù)值時，系統(tǒng)可進行報警，避免溫度或濕度過高危害到設備的安全運行或造成火災。

（3）物聯(lián)網(wǎng)水浸傳感器。在空調(diào)四周敷設漏水感應繩，當發(fā)生漏水時，感應繩將報警信號傳給物聯(lián)網(wǎng)水浸傳感器，通過物聯(lián)網(wǎng)水浸傳感器提供的接口及通信協(xié)議，將漏水報警信號直接接入嵌入式工作站，由物聯(lián)網(wǎng)綜合監(jiān)控軟件進行漏水的實時監(jiān)測。發(fā)生漏水時，漏水的具體位置會在系統(tǒng)界面上顯示出來，系統(tǒng)會迅速發(fā)出報警，如聲光報警、手機或短信報警，還會將報警事件記錄、存儲起來，方便日后查閱。一般每個空調(diào)配置1套漏水檢測傳感器，監(jiān)控機房的水管附近單獨配置1套。

（4）物聯(lián)網(wǎng)煙霧傳感器。當物聯(lián)網(wǎng)煙霧傳感器感應到機房煙霧達到預先設定的濃度時，可通過系統(tǒng)平臺自動發(fā)布報警通知，如本地報警或手機短信報警，通知相關管理人員進行處理，保證設備能安全運轉(zhuǎn)。

4 結(jié) 語

機房環(huán)境控制系統(tǒng)引入物聯(lián)網(wǎng)技術后，可以實時檢測服務器等設備的運行環(huán)境情況，對于機房運行的安全、穩(wěn)定、可靠起到了重要的作用，有利于相關人員的管理工作。