通信機房綜合監控管理系統

王　敏　谷林波　亓東峰

摘 要：本系統將各通信端局內的電源管理設備、環境量采集設備、視頻采集設備、門禁設備所采集的信號分別轉換為符合以太網傳輸的網絡信號，在終端對各類信號進行相應處理、顯示，實現遠程維護。

關鍵字：Nport；數據采集；安防；通信協議

1 通信機房智能綜合監控管理系統體系結構

通信機房智能綜合監控管理系統是一個復雜的系統，系統配置必須兼顧先期投資、數據整合、系統集成以及系統的可靠性、安全性、先進性、經濟性、可擴充性等多種因素，力求整體最優。具體的系統軟硬件選擇在保證整個系統有效集成，滿足協調總體目標的同時，還必須遵循開放子系統原則，盡量選擇功能強，技術先進、符合國際標準的軟硬件，使其能適應通信技術需求的不斷變化和計算機技術的日新月異的進步。

1.1 在系統的邏輯設計方面，根據用戶的業務需求特點，采用了C/S 結構。監控中心對各點采集的數據采用輪詢的方式定時掃描，對個別告警采取主動上報方式，既確保了程序運行的效率又保證了重要告警信息的實時上傳。

1.2 在系統開發方面，為達到系統間的融合，針對各個模塊的功能和用戶特點，統一采用Delphi7.0進行開發，達到系統開發和運行效率最高、使用最方便、維護最簡單的目的。

1.3 本系統在具體實施時，充分利用分布式數據庫的特點和功能，利用SQL Server2000數據庫系統性能穩定、吞吐量大、維護簡單、易于管理、系統開銷小等特點和優勢，數據庫統一設計、分布存放，整合資源，信息共享。

1.4 在網絡連接方面，該網絡利用現有的光芯，重新構架一個獨立的專用網絡，保證數據的可靠性和安全性。

2 應用系統的功能體系

通信機房智能綜合監控管理系統，分為三大系統：電源設備監控系統、環境及動力量監控系統、安全防范系統。

2.1 電源設備監控系統。通信電源（中興通信電源）主要由交流屏、直流屏、整流屏和電源管理模塊組成，所有信息經電源管理模塊上傳，但該模塊只提供串口模式。為實現電源信息的以太網傳輸，采用MOXA的NPORT（串口轉換服務器）實現傳輸方式的轉換，將各信息包轉換為IP數據包，通過以太網上傳到監控中心服務器。由服務器端程序對數據包進行分類、處理、顯示，最終轉變為工作人員可識別的數據信息顯示。根據電源設備的通信協議實現應用程序與電源管理模塊間的通信，對上傳的信息包進行分類處理，對下發的數據包進行相應規則的打包處理，實現工作人員與電源設備的交互。NPort 5200串口轉換服務器提供了提供了TCP Server、TCP Client和UDP模式，可確保與使用標準的網絡API（Winsock，BSD Sockets）的網絡軟件具備兼容性。NPORT 5200內部提供Delimiter 設定，可根據電源協議將數據包從指定的包尾截斷作為一個完整數據包進行處理。

2.2 環境及動力量監控系統。利用MOXA的Iologik 實現溫濕度、煙感、水浸、電壓變送器等各類傳感器信號的采集，并通過其網絡接口將數據上傳至服務端。在服務端根據各點IP地址判定該數據所在點，根據所定義的信號名稱判斷該信號所屬的類型。利用IoLogik所帶的IoAdmin 可方便實現各點所安裝設備的IP地址設定，各點內部邏輯，及ActiveMessage功能。ActiveMessage在該系統中起到了重要作用，通過對某節點邏輯的設定，可在該節點數據值發生特定變化時觸發預先定義好的消息上傳。如數字量可設定為右0到1 時觸發告警，4-20mA模擬量可設定為大于10mA時觸發當前值大于正常值。利用DLL庫文件，可實現客戶端軟件模塊的編寫用于實現各點采集量的定時輪詢、存儲，在有ActiveMessage上傳時進行實時處理、顯示，做到定時輪詢與實時上傳相結合，提高軟件的運行效率與處理速度。

2.3 安防系統。該系統通過視頻、門禁、語音對講系統相結合實現，對機房內的圖像及人員出入情況進行實時顯示和存儲。視頻服務器可以把模擬的視頻、音頻或者語音信號轉化為數字信號并通過IP網絡傳送出去，同時網絡視頻服務器還具有報警、云臺控制等輔助功能。網絡視頻服務器主要通過基于PC的軟件訪問或者通過特定的硬件來訪問，使用軟件來訪問是通過PC機的CPU進行軟件解碼并顯示，而所謂的特定的硬件就是視頻解碼器，它完成視頻服務器相反的功能，就是將IP網絡傳遞過來的數字信號還原成模擬信號，還原成的模擬信號可經過電視墻、監視器等設備來顯示。

3 系統的特點

在本項目的實施過程中，有很多管理的、技術的創新之處或特點值得推廣。

3.1 以計算機網絡為基礎與合理優化已有應用系統相結合的設計。要建設萊鋼范圍內通信機房的通信、網絡設備的智能綜合監控管理系統，需遵循以下設計原則：要從全局的角度出發考慮系統，在設計系統時要考慮當前開發的系統在整個系統中扮演什么角色，完成什么任務，與其他同級系統間的關系。要從發展觀點出發設計系統，在設計系統時要考慮當前計算機先進技術和單位業務的發展，為系統今后的擴充和功能增強提供方便，保持系統開發的一致性和連貫性，保護先前的投資。合理優化已有的應用系統，整合已有數據資源，結合管理業務和工序的需要，開發新的應用系統。

3.2 應用系統設計與開發。根據萊鋼通信機房智能綜合管理系統的實際需要，系統的設計與開發原則是：統一設計、分步實施，公用模塊重點開發、數據采集模塊先期開發。依據這樣的原則，統一設計數據字典、模塊邏輯功能，即數據庫結構、數據關系、模塊的功能與層次設計。該系統采用快速原型法、生命周期法相結合的方法開發。

3.3 分布式存儲。在本系統中，充分利用了視頻服務器的存儲功能，將各通信機房的錄像信號進行本地存儲，在需要時再進行遠程調用。這種方式大大降低了網絡資源占用，降低了管理主機的任務量。

3.4 數據輪詢與主動上報的完美結合。本系統在正常運行時采取輪詢的方式，但對于重要的告警信息采取主動上報的方式，既減輕了處理主機的的負荷又實現了實時性。

4 系統創新點

4.1 通信機房環境及動力量的遠程獲取。通信機房環境量與動力量的數據上傳使維護人員可以在監控中心實時掌握站內環境狀況，視頻監控和門禁系統實現了機房的安全防范。

4.2 門禁與語音對講系統的結合。在機房門口處實現語音對講功能，監控中心管理人員與到機房的工作人員可以實現語音對講，完成遠程開門及雙方的交流。

4.3 電源設備運行狀況實時監測及階段性分析

電源數據的上傳使維護人員能夠實時掌握電源設備的運行狀況，對運行狀況不穩定的設備及時更換。定期的數據量分析可對設備運行狀況進行階段性跟蹤，延長設備的使用壽命。

4.4 獨立開發的軟件系統。本系統處理主機上運行的軟件系統由我方人員自主開發具有極高的適應性與靈活性，為本系統在其他場合的應用提供了便利。

5 系統實施效果及影響

5.1 系統實施效果。經過測試使用，系統的功能和性能均達到了《用戶需求說明書》和系統設計的要求。在測試使用期間，對系統進行了進一步的完善，對部分新增用戶需求給予了積極的響應，運行結果良好，符合設計方案提出的要求，滿足了用戶的需求，達到了項目開發的目標。隨著智能綜合監控管理系統的實施，在人員的使用安排上更加合理有效，原來各通信機房每周都需要巡檢一到兩次，現在各站均由監控中心人員負責監視，大大節省了人力，實現了人力資源的優化整合。維護方面，由于數據是實時上傳，大大縮短了維護人員發現意外狀況的時間，使故障能夠更早地被發現、解決。通過保存的歷史數據，更能有效地分析故障發生原因，徹底排除隱患。

5.2 系統影響及國內外對比。通信機房智能綜合監控管理系統的全面性在國內未見先例，只是看到有部分相關的理念提出，根據系統實施效果來看，本系統的實施，在一定范圍內開創通信機房智能管理的先河。

結束語。通信機房智能綜合監控管理系統的建設，優化了萊鋼通信、網絡設備的維護體系，確保了各設備健康的運行環境，為保障萊鋼通信、網絡的正常運行打下了可靠的基礎。

參考文獻

[1]伍俊良.Delphi 7.0/8.0課程設計與系統開發案例[M].北京:清華大學出版社,2004.

[2]李維.delphi7高效數據庫程序設計[M].北京:機械工業出版社,2003.

[3]中興電源ZXDU3000 3000A CSU與后臺集中監控通訊協議.

作者簡介：王敏，26，女，學士學位，山東萊蕪鋼鐵集團自動化部。

谷林波，27，男，學士學位，山東萊蕪鋼鐵集團自動化部。

亓東峰，32，男，學士學位，山東萊蕪鋼鐵集團自動化部。