彭 聰，趙德坤，丘 聰，劉小延，管明祥

（1.深圳信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 深圳 518000；2.深圳市信銳網(wǎng)科技術(shù)有限公司，廣東 深圳 518000）

1 機(jī)房綜合管控的主要方面

（1）服務(wù)器是機(jī)房最重要的設(shè)備，其運(yùn)行環(huán)境對(duì)溫度濕度狀況有較為嚴(yán)格的要求。機(jī)房環(huán)境的溫濕度狀況以及調(diào)溫設(shè)備運(yùn)行的正常與否決定了機(jī)房設(shè)備是否能夠穩(wěn)定地運(yùn)行。在服務(wù)器運(yùn)行過(guò)程中，自身會(huì)產(chǎn)生大量熱量，若將服務(wù)器的運(yùn)維環(huán)境維持在適宜的狀況，需要配備調(diào)溫設(shè)備（即空調(diào)）。因此，需要對(duì)機(jī)房整體環(huán)境的溫度濕度以及調(diào)溫設(shè)備實(shí)際運(yùn)行狀況實(shí)時(shí)監(jiān)控。

（2）機(jī)房的穩(wěn)定正常運(yùn)行離不開(kāi)高可靠的動(dòng)力（電力）供給。動(dòng)力設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，為持續(xù)穩(wěn)定的動(dòng)力供給提供保障。一旦機(jī)房動(dòng)力設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題，會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸、存儲(chǔ)及系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性造成威脅，影響到計(jì)算機(jī)機(jī)房信息中心系統(tǒng)的運(yùn)行。有關(guān)動(dòng)力設(shè)備，關(guān)鍵要對(duì)包括市電電源、UPS、PDU、發(fā)電機(jī)、蓄電池、三相電量?jī)x等在內(nèi)的市電配電設(shè)備運(yùn)行狀況實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。

（3）機(jī)房的安防狀況同樣需要高可靠實(shí)時(shí)的監(jiān)控預(yù)警機(jī)制予以保障。機(jī)房安防涉及防火、防水、防盜，實(shí)現(xiàn)煙霧監(jiān)測(cè)、門禁系統(tǒng)、漏水監(jiān)測(cè)、紅外入侵監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)控聯(lián)動(dòng)5項(xiàng)措施，可以確保安防隱患的及時(shí)發(fā)現(xiàn)，平臺(tái)報(bào)警以及聯(lián)動(dòng)控制的去人工化。

本團(tuán)隊(duì)引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)全天候去人工化的智慧機(jī)房動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，以提供更加精細(xì)、實(shí)時(shí)、可靠的綜合管控解決方案。方案的特點(diǎn)體現(xiàn)在3個(gè)方面：（1）系統(tǒng)管控標(biāo)的狀況的融合分析和聯(lián)動(dòng)決策；（2）依托終端傳感及執(zhí)行設(shè)備的特點(diǎn)施行多元通信方式靈活組網(wǎng)；（3）管控標(biāo)的全可視化。

2 系統(tǒng)構(gòu)成及部署

該智慧機(jī)房動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)由環(huán)境監(jiān)控、動(dòng)力監(jiān)控以及安防監(jiān)控三大子系統(tǒng)構(gòu)成[2]。

2.1 環(huán)境監(jiān)控子系統(tǒng)

環(huán)境監(jiān)控子系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)房重要區(qū)域的溫濕度以及機(jī)房調(diào)溫設(shè)備運(yùn)行狀況的監(jiān)控[3]。一方面，通過(guò)在機(jī)房環(huán)境選取散點(diǎn)布設(shè)溫濕度傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)房重要區(qū)域的溫度、濕度、漏水等情況。另一方面，根據(jù)調(diào)溫設(shè)備的情況不同，通過(guò)多種通信技術(shù)從接口獲取不同類調(diào)溫設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀況。感知到的數(shù)據(jù)被實(shí)時(shí)傳送至后端物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。環(huán)境監(jiān)控子系統(tǒng)支持的典型物聯(lián)網(wǎng)功能包括環(huán)境數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控、環(huán)境參數(shù)異常觸發(fā)報(bào)警、調(diào)溫設(shè)備和溫濕傳感器策略聯(lián)動(dòng)等，并可以實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)（Web端、移動(dòng)端以及短信）可視化監(jiān)控。

2.1.1 區(qū)域溫濕監(jiān)測(cè)

《師說(shuō)》一文推崇師道，強(qiáng)調(diào)師者的傳道責(zé)任，是韓愈傳道努力的見(jiàn)證。他所傳的“道”是中國(guó)獨(dú)有的哲學(xué)概念，是人道，不宜以“the Way”“doctrine”“truth”這類宗教哲學(xué)意味濃厚的詞匯來(lái)詮釋。隨著中國(guó)軟實(shí)力的提高，許多中國(guó)特色的詞匯逐漸被西方世界所接受，如Feng Shui（風(fēng)水）、Xi Dada（習(xí)大大）。因此，對(duì)于《師說(shuō)》中有關(guān)儒道釋義的“道”完全可以直接音譯為“Dao”，并將其具體含義加以注釋，將這一英譯加入世界哲學(xué)概念系統(tǒng)中。而對(duì)于《師說(shuō)》中其他“道”義的翻譯，應(yīng)在充分把握原文的基礎(chǔ)上，靈活處理，力求達(dá)到“信、達(dá)、雅”的標(biāo)準(zhǔn)。

本方案在機(jī)房范圍內(nèi)選取典型散點(diǎn)（譬如服務(wù)器機(jī)架上的位置）布設(shè)溫濕度傳感器以監(jiān)測(cè)重要區(qū)域的溫濕度變化。物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)接收到來(lái)自溫濕度傳感器回傳的數(shù)據(jù)，若監(jiān)測(cè)到溫濕度數(shù)值超過(guò)設(shè)定范圍，物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)依據(jù)策略聯(lián)動(dòng)向調(diào)溫設(shè)備發(fā)送指令，自動(dòng)調(diào)節(jié)環(huán)境溫濕度，同時(shí)生成報(bào)表明細(xì)，并通過(guò)直觀圖像進(jìn)行展現(xiàn)。

2.1.2 調(diào)溫設(shè)備監(jiān)控

部署于機(jī)房的調(diào)溫設(shè)備主要包括精密空調(diào)、普通空調(diào)以及中央空調(diào)3種。調(diào)溫設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)獲取方式因調(diào)溫設(shè)備種類的不同有所不同，應(yīng)分類設(shè)計(jì)和處理。

（1）精密空調(diào)的監(jiān)控。精密空調(diào)為中大型機(jī)房提供恒溫恒濕的環(huán)境條件，其正常運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)確保機(jī)房服務(wù)器設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。精密空調(diào)配有RS232和RS485通信接口，在上行方向，可以通過(guò)支持串口的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器從RS232和RS485接口實(shí)時(shí)獲取精密空調(diào)的回風(fēng)溫度、出風(fēng)溫度、濕度、空調(diào)運(yùn)行狀態(tài)、風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)等參數(shù)，并經(jīng)由交換機(jī)回傳至物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。在下行方向，物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)通過(guò)交換機(jī)及串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器并經(jīng)由RS485通信接口發(fā)送控制信令給精密空調(diào)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)機(jī)控制操作。

（2）普通空調(diào)的監(jiān)控。普通（壁掛或立式）空調(diào)能為小型機(jī)房提供恒溫恒濕環(huán)境。普通空調(diào)并不具備RS485接口，其與物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)之間的數(shù)據(jù)傳遞體現(xiàn)在下行方向。物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)根據(jù)在服務(wù)器機(jī)架上選取散點(diǎn)獨(dú)立布設(shè)的溫濕度傳感器回傳的數(shù)據(jù)判斷是否需要向普通空調(diào)下發(fā)控制指令，控制指令經(jīng)由安視POE交換機(jī)、串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器以及紅外網(wǎng)關(guān)發(fā)送給普通空調(diào)，以對(duì)其實(shí)施基于策略的控制。

（3）中央空調(diào)的監(jiān)控。一些機(jī)房則部署中央空調(diào)以調(diào)節(jié)恒溫恒濕環(huán)境。在上行方向，由LoRa網(wǎng)關(guān)收集在機(jī)房?jī)?nèi)所部署的多個(gè)溫濕度傳感器的數(shù)據(jù)，并經(jīng)由安視POE交換機(jī)實(shí)時(shí)回傳至物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)對(duì)得到的溫濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和判斷，依據(jù)預(yù)設(shè)的聯(lián)動(dòng)策略，在下行方向上發(fā)出控制指令到相應(yīng)的智能空調(diào)面板，控制指令數(shù)據(jù)的傳輸經(jīng)由安視POE交換機(jī)和LoRa網(wǎng)關(guān)后到達(dá)空調(diào)面板。

3種調(diào)溫設(shè)備的監(jiān)控架構(gòu)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)和特色功能對(duì)比如表1所示。

2.2 動(dòng)力監(jiān)控子系統(tǒng)

機(jī)房的關(guān)鍵動(dòng)力設(shè)備主要包括市電電源、UPS、PDU、發(fā)電機(jī)、蓄電池、三相電量?jī)x等。動(dòng)力監(jiān)控子系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)對(duì)這些關(guān)鍵動(dòng)力設(shè)備實(shí)施集中式實(shí)時(shí)監(jiān)控和遠(yuǎn)程運(yùn)維。在上行方向，支持串口的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器從各種動(dòng)力設(shè)備獲取相關(guān)電力參數(shù)，并將參數(shù)經(jīng)由交換機(jī)回傳至物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。當(dāng)動(dòng)力設(shè)備運(yùn)行發(fā)生異常，平臺(tái)可以采用多種方式向管理員告警。此外，采用智能延遲上電策略保障機(jī)房精密儀器的高效可靠運(yùn)行。

2.2.1 市電參數(shù)監(jiān)測(cè)

機(jī)房配電柜的市電進(jìn)線總線供電質(zhì)量的好壞直接影響機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備的安全，可采用智能電量監(jiān)測(cè)儀（三相電量?jī)x）對(duì)機(jī)房市電供電參數(shù)實(shí)行監(jiān)測(cè)。物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)可監(jiān)測(cè)的市電三相電源參數(shù)包括相電壓、相電流、頻率、有功功率、無(wú)功功率等。此外，市電監(jiān)測(cè)模塊負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)各條電路通斷情況并通過(guò)串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器和交換機(jī)向物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上報(bào)。

2.2.2 UPS監(jiān)測(cè)

不間斷電源（Uninterruptible Power System，UPS）是電力設(shè)備系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，對(duì)UPS進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控十分必要。物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)從UPS獲取的電力參數(shù)主要包括輸入電參數(shù)、輸出電參數(shù)和蓄電池參數(shù)。

2.2.3 蓄電池監(jiān)測(cè)

蓄電池是供電系統(tǒng)中重要的備用儲(chǔ)能單元，在機(jī)房中被廣泛使用。傳統(tǒng)的蓄電池維護(hù)工作普遍存在流程復(fù)雜、針對(duì)性差、隱患不易提前檢出等問(wèn)題。物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)利用蓄電池監(jiān)測(cè)套件從蓄電池實(shí)時(shí)獲取電力參數(shù)，主要包括每節(jié)電池電壓、電池組溫度、電流強(qiáng)度等。

2.2.4 PDU監(jiān)控

電源分配單元（Power Distribution Unit，PDU）又稱機(jī)柜用電源分配插座。在動(dòng)力監(jiān)控子系統(tǒng)中，智能PDU替代了傳統(tǒng)普通PDU，支持串口的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器從智能PDU處獲取電力參數(shù)，經(jīng)交換機(jī)將數(shù)據(jù)回傳至物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。智能PDU和物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)之間的數(shù)據(jù)傳輸是雙向的。在上行方向，物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的電力參數(shù)包括輸入電壓、輸入輸出電流、位電流、有功功率、每位電能、總電能等。下行方向上，物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)發(fā)出的控制參數(shù)包括每位輸出通斷、順序上電、通斷狀態(tài)維持等。

2.2.5 智能延遲上電策略

停電后，來(lái)電瞬間存在較高電流，極易造成機(jī)房精密設(shè)備受損。動(dòng)力監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)通過(guò)智能插座（插排）延時(shí)通電的方式有效避免這個(gè)問(wèn)題。來(lái)電后，內(nèi)置隨機(jī)算法進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算，在預(yù)設(shè)的固定時(shí)長(zhǎng)內(nèi)開(kāi)啟全部電子設(shè)備，既能有效避免瞬間負(fù)載過(guò)大燒毀線路，也保證各設(shè)備可在預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)恢復(fù)供電，確保用電效率。

2.3 安防監(jiān)控子系統(tǒng)

安防監(jiān)控子系統(tǒng)通過(guò)部署煙霧傳感器、門磁/門磁開(kāi)關(guān)、水浸傳感器、人體紅外傳感器以及攝像頭，可實(shí)現(xiàn)煙霧監(jiān)測(cè)、門禁系統(tǒng)、漏水監(jiān)測(cè)、紅外入侵監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)控聯(lián)動(dòng)共5項(xiàng)安防措施。（1）煙霧監(jiān)測(cè)。煙霧傳感器部署在機(jī)房天花板，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器負(fù)責(zé)采集傳感器輸出信號(hào)并將其經(jīng)由交換機(jī)回傳至物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。（2）遠(yuǎn)程門禁管理。門禁記錄（開(kāi)關(guān)狀態(tài)及對(duì)應(yīng)時(shí)間段）由數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器采集后，經(jīng)由交換機(jī)被回傳和保存在物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)支持門禁記錄查詢以及開(kāi)關(guān)門指令遠(yuǎn)程下發(fā)。（3）漏水監(jiān)測(cè)。空調(diào)冷凝水管滴水、低溫導(dǎo)致空氣凝水都會(huì)導(dǎo)致漏水現(xiàn)象，威脅機(jī)房設(shè)備。在可能造成漏水的水源附近（如空調(diào)周圍）安裝定位式漏水監(jiān)測(cè)裝置，一旦有水泄漏碰到漏水監(jiān)測(cè)繩，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器實(shí)時(shí)采集感應(yīng)繩數(shù)據(jù)并經(jīng)由交換機(jī)回傳至物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。（4）紅外入侵監(jiān)測(cè)。可在機(jī)房關(guān)鍵位置部署紅外人體感應(yīng)傳感器。在設(shè)置的監(jiān)測(cè)時(shí)間內(nèi)，如有非法入侵，情況被采集并回傳至物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。（5）視頻監(jiān)控。為實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控聯(lián)動(dòng)，在機(jī)房門口、機(jī)柜上方以及漏水監(jiān)測(cè)點(diǎn)等重要位置部署攝像頭。攝像頭將圖像及視頻存儲(chǔ)到網(wǎng)絡(luò)視頻攝像機(jī)（Network Video Recorder, NVR），NVR可利用用戶專網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)或GPRS/CDMA/3G/4G等廣域網(wǎng)回傳至物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。視頻監(jiān)控與其他措施形成聯(lián)動(dòng)，當(dāng)異常狀況發(fā)生時(shí)，平臺(tái)可下發(fā)指令聯(lián)動(dòng)視頻監(jiān)控設(shè)備確定告警實(shí)際情況。

3 結(jié)語(yǔ)

本文給出了一套依托物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的機(jī)房綜合管控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。整個(gè)動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)由環(huán)境監(jiān)控、動(dòng)力監(jiān)控以及安防監(jiān)控三大子系統(tǒng)構(gòu)成，以對(duì)機(jī)房的運(yùn)行環(huán)境、動(dòng)力設(shè)備和安防狀況實(shí)施更加精細(xì)、實(shí)時(shí)、可靠的可視化多維度跨平臺(tái)綜合監(jiān)測(cè)和管控。