童旭亮 張云岑

1.上?；ヂ?lián)網(wǎng)應急中心 上海 201315；

2.上海國際旅行衛(wèi)生保健中心 上海 200002

引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的持續(xù)變革以及發(fā)展，人們對于互聯(lián)網(wǎng)技術的應用范圍和深度也在逐漸拓展。物聯(lián)網(wǎng)便是現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展過程中所形成的一種技術代表，能夠在有效連接互聯(lián)網(wǎng)、實物以及自然人的情況下，組建一種更為廣泛的互聯(lián)網(wǎng)絡形式。數(shù)據(jù)機房作為各個組織內部現(xiàn)代化數(shù)據(jù)處理、收集以及分析的重要場所，在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)深度廣泛應用的時代背景下，數(shù)據(jù)機房的建設也得到了來自技術層面的支持，并且其發(fā)展空間也得到了進一步的拓展，能夠建設符合現(xiàn)代化信息化管理工作需求的機房管理系統(tǒng)。本文通過探討互聯(lián)網(wǎng)背景下的智能系統(tǒng)總體設計及其內部的軟硬件配置，以便為今后我國數(shù)據(jù)機房管理系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)背景下的持續(xù)發(fā)展提供借鑒和參考。

1 物聯(lián)網(wǎng)及智能機房概述

1.1 物聯(lián)網(wǎng)概述

從表面看來，物聯(lián)網(wǎng)就是一種連接各種物體的互聯(lián)網(wǎng)，換言之，便是借助互聯(lián)網(wǎng)技術有效地連接各種物體形成一種網(wǎng)絡。從技術層面看來，物聯(lián)網(wǎng)是將互聯(lián)網(wǎng)技術作為基礎，也是互聯(lián)網(wǎng)在發(fā)展過程中不同方向觸角的延伸，之前互聯(lián)網(wǎng)技術信息承載以及各種終端設備連接的常規(guī)應用模式得到了全方位突破，可以在實際物品連接的過程中應用互聯(lián)網(wǎng)技術，針對互聯(lián)網(wǎng)技術應用的深度和廣度進一步拓展。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的建立本質上是為了有效地實現(xiàn)物體之間的信息聯(lián)通以及交換，作為主體的人依舊是物聯(lián)網(wǎng)以及各種物體的使用者。由此也不難看出，物聯(lián)網(wǎng)能夠在有效連接各種物體的前提下，有效推動物體之間的信息交換以及聯(lián)通的實際上是作為使用主體的人對于物體的了解、監(jiān)控以及實時操作和管理[1]。以目前我國物聯(lián)網(wǎng)的技術發(fā)展看來，各種穿戴式的體感設備與互聯(lián)網(wǎng)的配合應用是最為常見的一種系統(tǒng)模式，這對于人類生產、生活的智能化發(fā)展有著十分重要的作用。

1.2 智能機房概述

智能機房是一種相對于傳統(tǒng)機房的全新概念，本質上是一種在監(jiān)控、管理等工作方面具備顯著智能化特征的機房系統(tǒng)。智能化機房的設計需要有效地囊括機房的視頻監(jiān)控以及現(xiàn)場環(huán)境監(jiān)控兩項功能[2]。位于智能機房中的視頻監(jiān)控功能是針對機房內部的各種設備和外部環(huán)境進行統(tǒng)一集中的監(jiān)控。國內經(jīng)濟、社會的持續(xù)發(fā)展使得各組織單位內部的機房規(guī)模也不斷得以擴張，內部相關的設備數(shù)量不斷得以增加，這也就使得原有的傳統(tǒng)人工管理方法無法有效滿足當下機房管理工作的實際需求。智能機房的設計和應用，能夠在實現(xiàn)各種設備以及環(huán)境集中性管控的前提下，幫助相關人員實現(xiàn)設施、環(huán)境的遠程監(jiān)控。有關機房視頻的信息處理工作也能夠有效完成，當下智能機房管理工作的實際需求得到了滿足。智能機房內部的現(xiàn)場環(huán)境監(jiān)控功能同樣時借助各種現(xiàn)代化的設備以及技術，在全方位監(jiān)控機房系統(tǒng)所處現(xiàn)場環(huán)境的前提下，有效地避免因為現(xiàn)場環(huán)境的不良變化帶來的機房系統(tǒng)運轉不順暢或者是停滯的問題。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的智能機房總體設計概述

2.1 系統(tǒng)設點概述

以物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)作為基礎形成的智能機房系統(tǒng)，是將TCP/IP通信協(xié)議和Zig Bee技術聯(lián)合進行應用，能夠完全符合現(xiàn)行IEEE標準的實際要求[3]。實際上，智能機房供電系統(tǒng)包括變壓器、ups、蓄電池、油機、配電柜、列頭柜等。機房環(huán)境包括精密空調、加濕機、漏水檢測、照明、門禁、極早期、視頻監(jiān)控、動環(huán)監(jiān)控等。以物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)作為基礎形成的智能機房管理系統(tǒng)能夠做到以較小的投資完成機房的改造，并且系統(tǒng)能夠以最快的速度發(fā)揮其效果，對規(guī)模較小的機房管理工作仍舊有著較好的適用性。在智能機房設計、改造的過程中，物聯(lián)網(wǎng)技術的引入可以保證管理人員憑借外部終端，針對監(jiān)控信息和視頻實時進行瀏覽，推動管理工作的統(tǒng)一化、集成化發(fā)展，并且這種智能化的物聯(lián)網(wǎng)機房管理系統(tǒng)發(fā)出警告的方式也呈現(xiàn)出一種多樣化發(fā)展特征，能夠保障機房管理人員可以在出現(xiàn)異常的第一時間內接收到系統(tǒng)發(fā)出的警報，在查看數(shù)據(jù)之后及時到達現(xiàn)場采取措施處理問題。

2.2 總體系統(tǒng)結構概述

從智能機網(wǎng)的整體系統(tǒng)設計看來，以物聯(lián)網(wǎng)技術作為出發(fā)點的整體結構需要接觸各種不同類型的無線傳感器進行數(shù)據(jù)的收集，并憑借Zig Bee技術下的無線網(wǎng)絡將各種數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)關中。隨后網(wǎng)關設備需要將接收到的來自不同機房環(huán)境方面的監(jiān)測數(shù)據(jù)及時上傳到遠程的監(jiān)控服務器數(shù)據(jù)庫中進行儲存，并通過與遠程監(jiān)控服務器上設置的管理系統(tǒng)進行對接，能夠第一時間對于機房環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)進行全方位的統(tǒng)計和分析。在得到最終的統(tǒng)計分析結果之后，可以與之前系統(tǒng)中設置的警戒值進行對比，一旦發(fā)現(xiàn)部分數(shù)據(jù)超出警戒值一定范圍，則會憑借電子郵件、聲光信號和手機短信等多種形式在第一時間內通知機房的管理人員。管理人員可以在接收到系統(tǒng)所發(fā)出的警報信號之后，通過WEB網(wǎng)頁遠程登錄的方式，對于計算機環(huán)境監(jiān)測等各項數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計結果進行訪問以及查看，確保能夠及時地掌握智能機房所處環(huán)境監(jiān)測的數(shù)據(jù)及其變化。以物聯(lián)網(wǎng)技術所形成的智能機房設計系統(tǒng)結構如圖1所示。

圖1 基于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的智能機房總體結構示意圖

3 物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的智能機房軟硬件設置分析

3.1 智能機房的硬件設置分析

以物聯(lián)網(wǎng)技術為基礎，在設計智能機房系統(tǒng)的過程中，相關的硬件設施可以分為如下幾部分：第一，遠程無線通信模塊。智能機房內部的傳感設施采集到有關環(huán)境的相關數(shù)據(jù)之后，為了進一步降低系統(tǒng)運行過程中的功耗以及成本投入，有關無線通信以及終端的數(shù)據(jù)處理工作可以交由單片機來完成。整個智能機房設計系統(tǒng)可以使用無線網(wǎng)絡技術將不同類型的傳感器節(jié)點進行連接，并在系統(tǒng)內部合理設置對應的時間間隔，確保無線傳感器的節(jié)點可以以適當?shù)臅r間間隔積極參與到數(shù)據(jù)收集、傳輸環(huán)節(jié)中，同時需要將各項數(shù)據(jù)存入到內存數(shù)據(jù)庫中最終完成相關機房環(huán)境檢測數(shù)據(jù)的采集。實際上這里所提到的單片機是一個系統(tǒng)芯片調制解調器的解決方案，能夠有效解決Zig Bee技術為基礎應用過程中的各種波段問題，機房運行過程中有關低能耗、高效率等方面的要求也可以有效得到滿足[4]。實際上，單片機內部集成了性能水平相比較高的直接系列擴頻收發(fā)器核心以及工業(yè)級別的高效率控制器，這也是其得以在智能機房系統(tǒng)設計中應用的主要原因。

需要注意的是為了保障物聯(lián)網(wǎng)背景下的智能機房系統(tǒng)能夠有效實現(xiàn)遠程通信的要求，需要針對其中所使用的無線網(wǎng)絡技術進行進一步的擴展，可以將放大器芯片引入到智能機房的系統(tǒng)設計中。這種放大器芯片在性價比和性能等方面都具備顯著的優(yōu)勢，并且是一種應用前端，更加適用于無線應用以及低功耗、低電壓的應用過程中。在智能機房系統(tǒng)運轉的過程中，通過放大器芯片以及Zig Bee遠程無線通信技術的有效結合能夠實現(xiàn)Zig Bee技術遠程無線通信的功能及其擴張目標，進一步降低系統(tǒng)運行、通信過程中的成本投入。設計人員可以結合智能機房遠程通信的具體距離。合理選擇不同型號放大器芯片。

以物聯(lián)網(wǎng)技術所形成的智能機房系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集終端是負責對于機房附近環(huán)境的精密空調、加濕機、漏水檢測、照明、門禁、極早期、視頻監(jiān)控、動環(huán)監(jiān)控等數(shù)據(jù)采集，并借助無線網(wǎng)絡技術將采集到的各項技術傳遞給網(wǎng)關系統(tǒng)，交由網(wǎng)關系統(tǒng)將之傳送到遠程服務器中的數(shù)據(jù)庫進行保存。在這些環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)進行中間傳遞的過程中，傳感器作為其中的主要硬件，可以針對機房環(huán)境不同物理量的探測進行傳感器硬件的針對性設計。其中所需要的浸水傳感器是一種以電極進水電阻值變化的原理作為基礎所形成的傳感器，可以憑借各種專用的集成芯片進一步放大信號。設計人員需要結合智能機房環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的實際要求，選擇靈敏度水平相對較高的浸水傳感器，確保能夠在有少量浸水的情況下及時發(fā)出警報。

對于智能機房內部的供電系統(tǒng)設計而言，供電電源需要設置獨立的管理間。并使用符合現(xiàn)階段隔墻與弱電設備進行隔離，其電源使用的UPS電源，主要負責向主機、網(wǎng)絡、安保監(jiān)控、多媒體、消防等設備供電。智能機房的動力供配電系統(tǒng)通常使用50Hz的交流電、380/220V的三相五線電源，接地方式為TN-S，并將零線、地線分開進行設置，同時二者的電壓需要小于IV。動力配電柜、照明配電箱可以使用放射式配電直接與各個用電設備連接。動力配電柜以及機房的門禁同樣需要為其設置火警保護聯(lián)動功能，以保障在出現(xiàn)火災的情況下，可以與消防系統(tǒng)聯(lián)動，第一時間切斷電源。為了保障動力柜、照明箱的穩(wěn)定運行，內部的主要元器件需要選擇高質量的進口產品。在條件允許的情況下，規(guī)模較大的機房可以使用專業(yè)性質的電力變壓器進行供電。智能機房的UPS供配電系統(tǒng)中的輸出回路需要以機房的設施需要進行設置，小型機/服務器、網(wǎng)絡核心交換機及重要路由器要由獨立雙回路供電下。

3.2 智能機房的軟件設置分析

物聯(lián)網(wǎng)技術的支持下智能機房設計的軟件系統(tǒng)主要負責的是無線傳感器的保存，并且需要實時接受來自無線傳感器網(wǎng)絡內部網(wǎng)關設備所上傳的各種有關計算機環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)。在開發(fā)有關智能機房軟件系統(tǒng)的過程中，相關設計人員可以將SQL server2019、Visual Studio、NET 以及 C++等作為主要的開發(fā)環(huán)境，具體的開發(fā)環(huán)境可以由設計人員結合自身的開發(fā)習慣以及智能機房系統(tǒng)的實際要求進行選擇。智能機房內部所設置的遠程服務管理系統(tǒng)需要具備向無線傳感器網(wǎng)絡發(fā)布管理命令、查詢功能，確保智能機房系統(tǒng)可以實時記錄計算機環(huán)境內部的溫度、電壓等數(shù)據(jù)的具體變化，并結合各種歷史環(huán)境采集數(shù)據(jù)，針對今后一段時間內數(shù)據(jù)的變化趨勢進行合理的預測。在設計有關單片機運行程序的過程中，可以將Zig Bee無線網(wǎng)絡系統(tǒng)作為實際的開發(fā)平臺，能夠有效地滿足物聯(lián)網(wǎng)技術下智能機房系統(tǒng)設計的相關標準以及開發(fā)需求，能夠在做到簡單開發(fā)按鍵的同時，將傳感器進行顯示。

4 結束語

物聯(lián)網(wǎng)技術的持續(xù)發(fā)展使得智能機房系統(tǒng)的設計也得到了全新的技術支持，也為今后智能機房管理系統(tǒng)拓展預留了相應的空間。在今后國內智能機房系統(tǒng)設計、開發(fā)的過程中，設計人員需要將TCP/IP通信協(xié)議和Zig Bee技術進行聯(lián)合使用，并結合具體的智能機房環(huán)境監(jiān)測等各項需求，科學選擇單片機以及傳感器的型號，配合軟件管理系統(tǒng)的合理開發(fā)以及應用，確保物聯(lián)網(wǎng)技術下的智能機房系統(tǒng)能夠有效滿足管理工作的具體需求，及時發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)機房環(huán)境中出現(xiàn)的各種異常，報告給管理人員進行處理，最大程度的維護數(shù)據(jù)機房的安全、穩(wěn)定運行。