機房一體化綜合監控系統探討

蔡育康

摘 要：文章針對目前功能復雜，設備不斷增多的IDC機房如何進行有效的管理，對機房的動力環境、視頻監控、門禁、防盜、出入管理、節能減排、供電、空調等一體化綜合管理進行分析探討。

關鍵詞：IDC機房；一體化管理；視頻監控；安防；智能門禁；節能減排；供電；代維

中圖分類號：TP308 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）29-0069-04

1 一體化集中綜合監控平臺

隨著大企業、行業大客戶的IT需求水平不斷提升，越來越多的企業級IDC機房出現在CIO的規劃中，越來越大、越來越復雜的IDC機房也開始出現了，其需要進行良好的管控，傳統的動環監控系統的方案也受到挑戰，本文探討采用一體化的集中綜合監控平臺，實現對IDC機房的一體化管控。

在該一體化綜合監控系統模型中，基于統一的監控平臺，采用模塊化的系統設計，涵蓋了運維管理工作中的各個方面，從而形成機房的綜合運維管理體系。該一體化綜合監控系統由傳統動環監控、視頻一體化監控、安防一體化監控、節能減排及能耗管理、供電保障管理、代維管理以及其他增值應用等部分構成，其結構如圖1所示。

2 傳統動環監控方案

2.1 系統結構

傳統動環監控的總體系統結構，如圖2所示。

2.2 視頻一體化方案

如何進一步實現機房的可視化監控，更加直觀地掌握現場設備的運行狀況、提高安防保障力度，是在維護工作中面臨的新問題，也是實現運維綜合管理、維護質量邁上新臺階的新課題。

提供動環視頻一體化監控的解決方案，在實現機房動力環境集中監控的基礎上，融合了機房現場的視頻，并將動環監控與視頻監控融為一體，不僅在動環監控量的采集和視頻信號的采集上做到功能互通的一體化結構，以及在傳輸上動環和視頻采用一體化組網，在監控中心也采用一體化的網管平臺進行動環和視頻的綜合管理，是實現機房一體化監控的科學合理的解決方案。

動環視頻一體化監控端局從功能模塊上可分為動環采集、視頻采集、傳感器/變送器、攝像機、以及統一傳輸幾個部分，這幾個功能模塊互相連接。動環視頻一體化監控端局的各功能模塊，如圖3所示。

首先，動環采集設備通過各種端口進行動力設備、空調、環境量的采集，可通過智能協議解析口連接智能設備，采集智能設備的監控量，也可將傳感器/變送器接入到采集通道，實現非智能設備監控量的采集。

其次，視頻采集設備通過視頻輸入口與攝像機連接，可采集攝像機的視頻信號，并完成視頻編碼；同時視頻采集設備具有RS485口，可對攝像機的云臺和鏡頭進行控制；視頻采集設備具有內置存儲器，可將編碼后的視頻數據進行本地存儲。

在動環視頻一體化的監控端局中，最重要的功能是告警聯動，即能夠由動環監控的告警來驅動視頻設備進行各種操作。首先，動環采集設備和視頻采集設備并不是各自獨立工作，兩種設備之間可通過相關接口進行連接，可進行數據通訊。在設備運行中，當動環采集設備檢測到有告警發生時，可將告警信息傳送給視頻采集設備；視頻采集設備可預先設置各種告警處理的預案，包括錄像策略設置、攝像機控制設置、字幕疊加設置等，一旦收到動環采集設備發來的告警信息，可根據告警內容進行預定的操作，例如啟動告警錄像、控制攝像機到達預置位、將告警信息的字幕疊加在視頻中等。

另外，該告警聯動功能可由監控端局獨立完成，不依賴于監控中心，即使在傳輸中斷的情況下，該告警聯動仍然可以繼續進行。

此外，在一體化監控系統中，提供一個統一的傳輸設備，能夠將動環采集設備和視頻采集設備接入進來，經過統一的資源進行傳輸，這樣動環數據和視頻數據可共享同一個傳輸發送到監控中心。

在實際應用中的動環視頻一體化監控方案中，實際的設備會具有更高的集成度，會將圖3中的多個功能合并，使得該方案更加簡捷。

在傳統的動環監控的基礎上，增加視頻監控，實現動環視頻的一體化監控。查看原有動環監控模塊的主通訊口是否滿足功能擴展的要求，如果不滿足進行相應的改造。通過增加相關的視頻采集設備、攝像機以及傳輸設備，可完成視頻處理。增加的視頻設備可采用多種視頻接入方案，分別如圖4、圖5、圖6所示。

2.3 安防一體化監控

機房的安防監控包括智能門禁系統、防盜系統和出入管理系統等增值應用，這些應用依托于傳統動環監控的設備和網絡傳輸資源，采用專用的安防業務臺作為監控中心的客戶端，形成一體化的安防專用的監控增值功能。

2.3.1 智能門禁系統

智能門禁系統采用門禁管理和讀卡設備，對持卡人的權限進行驗證，并對門鎖進行開關控制以及門的狀態進行監測，以及記錄各種刷卡、出入事件以及各種異常情況下的告警信息，以智能化的識別和控制機制構成的針對門的安防管理系統。

在目前的新一代監控模塊（EISU）中，已經內置有門禁控制器，可替代傳統的門禁控制器實現門禁系統的核心功能。該監控模塊提供RS485接口用于接入讀器、提供DO口用于控制電控鎖的開關、以及提供DI口用于接入門按鈕；該監控模塊存儲有已授權的門禁卡列表，當持卡人刷卡時，可通過對已授權門禁卡列表的對比進行持卡人的身份驗證，當身份有效時，該監控模塊可控制電控鎖開門，并將本次開門事件進行記錄，而當身份無效時，該模塊將產生告警，并將告警信息進行記錄。

另外，該監控模塊可基于原有的動環監控網絡，對門禁信息進行傳輸，組成一個門禁網絡。一方面，監控模塊可將各種刷卡事件和告警信息傳送到監控中心進行存儲，以供后期查詢及生成報表；另一方面，門禁控制中心可遠程修改各個門的授權門禁卡，可即時對任一門禁卡和任一門進行授權和撤銷。一體化門禁系統，如圖7所示。

注：無論是傳統門禁系統還是一體化門禁系統，對門禁卡的識別以及對電控鎖的控制都是本地獨立完成，不依賴于門禁控制中心，即使在傳輸中斷的情況下，門禁控制的各項功能都會照常進行。

2.3.2 防盜系統

在傳統的動環監控中，可安裝紅外雙鑒、門磁開關、墻壁震動等傳感器，用于探測機房的非法闖入行為。此外，空調室外機、蓄電池、變壓器、鐵塔饋線、接地排等都容易成為竊賊盜竊的目標，對于這些設備，可利用原有的動環監控系統，擴展相應的防盜探測設備進行監控，并配以警燈警鈴等現場報警裝置，構成防盜系統，作為監控系統的增值功能。

對于不同設備，將采用不同的防盜探測設備，采用不同的工程工藝，來達到防盜監測的目的。

①空調室外機防盜。

空調室外機防盜方案，如圖8所示。

在本方案中，使用一根電纜作為采用線，將該采樣線沿著空調室外機的線纜進行纏繞，采樣線的一端連接在監控模塊的傳感器供電（+12 V）端口，另一端串接三個取樣電阻接入到監控模塊的采樣端口的地線，形成一個回路，并將回路的中間點作為采樣點接入到監控模塊的AI端口。

在正常情況下，纏繞空調室外機的回路保持暢通，采樣點將會具有3.5～4.5 V的直流電壓，監控模塊將此電壓設定為正常狀態；當空調室外機被盜，連接線纜被割斷，將會導致采樣線同樣斷開，則采樣點的電壓將會出現異常，監控模塊采集到異常電壓后，可判斷為空調室外機被盜，并產生告警。

②鐵塔饋線防盜。

鐵塔防盜示意圖，如圖9所示。

對鐵塔饋線的防盜，采用光纖作為采樣線纜，將光纖沿鐵塔饋線進行纏繞，遍布在鐵塔饋線的各個防盜段。同時在室內采用一個光纖Modem，將采樣光纖的兩端接入到該光纖Modem中，形成一個閉環。另外，該光纖Modem可通過RS232口與監控模塊EISU的智能設備接口進行連接。

正常情況下，鐵塔饋線保持完好，采樣光纖也保持一個完整的閉環，因此光纖Modem能夠正常完成光纖信號到串口信號的轉換，同時監控主機也可從該智能口得到一個完整的檢測數據；一旦鐵塔饋線被盜，饋線被割斷，將同時導致采樣光纖中斷，則光纖Modem將不能完成光電信息的轉換，從而使得監控也將不能從該智能口上獲得正確數據，最終可檢測到饋線被盜的告警。

其他變壓器、接地排等設備的防盜，可參考鐵塔防盜監測方案。

2.3.3 出入管理系統

對一些機房來說，用戶需要重點管理的是維護人員的出入記錄，包括人員的身份、到站時間、離站時間等信息，同時希望在人員在現場維護操作期間，各種防盜傳感器能夠自動屏蔽，以免造成頻繁的誤告警，并且希望現場的照明自動配合人員的到站和離站。出入管理系統可實現以上的功能。

基站出入管理系統，如圖10所示。

在本方案中，采用維護卡座作為身份識別的設備，該維護卡座被安裝在機房的合適位置，維護人員攜帶專用的ID卡，通過進門插卡、出門拔卡的方式，實現維護人員身份驗證、記錄到站/離站信息、傳感器的自動撤防/布防、以及照明的自動開燈/關燈等，達到機房人員出入管理的目的。

2.4 節能減排及能耗管理

在IDC的的節能減排體系中，能效測試及節能評估是一個比較重要的環節，綜合起來可建立一套能耗管理系統，對節能減排工作做到精細化管理，實現站點能耗核對、能效分級、能耗推算、節能新技術驗證推廣等要求，特建設本能耗管理系統，可以對企業的多個機房的用電情況進行管理。

通過本能耗管理系統的建設，可改變原有的手工抄表、人工統計的模式，改進其時效性差、準確性差、以及后期數據操作性難以保障等弱點，填補了手工模式難以對各種節能措施的節能效果進行評價等缺陷。

能耗管理實現原理：能耗管理系統由能耗管理軟件、能耗采集設備、傳輸系統組成，如圖11所示。

其中：

①能耗管理軟件，作為后臺處理及呈現的平臺，可對能耗數據進行處理、存儲，并可對能耗歷史數據進行統計、分析，并生成能耗管理的一系列報表。

②能耗采集模塊，通常采用綜合電量測量儀或智能電表，進行現場電力的各種參數的采集和智能轉換，并提供RS232/485進行輸出。

③基于動環監控系統的能耗管理，對于已安裝了動環監控系統的機房基站，可將能耗采集模塊接入到現場監控單元中，將現場能耗數據作為監控量進行解析、傳輸、處理，并將能耗歷史數據存儲在監控中心的數據庫中，能耗管理軟件可通過對監控中心數據庫的讀寫來完成各種統計分析功能。

④GPRS遠程抄表和短信遠程抄表，將能耗采集模塊與一個無線模塊進行連接，通過GPRS或短信的方體化監控平臺的建立可以為企業機房帶來完整的解決方案，可以有效的對IDC機房進行管理。完式將能耗數據傳送至中心，然后進行存儲、統計分析、報表呈現等。

2.5 供電保障管理系統

對于機房來說，后備供電設備是相當重要的供電保障設備，對后備供電設備的監測、管理和維護也是運維工作中比較重要的內容。本平臺所提供的供電保障管理系統，是基于動環監控系統的架構，對蓄電池、油機等后備供電設備進行針對性的專業的監測、調度管理、測試等，以保障后備供電設備處于一個良好的狀態，并在基站停電時該設備能夠進行正常的供電。

供電保障管理系統包括蓄電池在線監測系統、油機調度系統、智能油機切換系統。

2.6 代維管理系統

隨著企業規模的逐步擴大，IDC機房的設備也越來越多，維護的工作量也越來越大，通過代維公司來做日常IDC維護已較為普遍。而如何對代維公司進行監督、管理和考核也是一個新課題。

在一體化綜合監控系統中，代維管理系統可提供一個平臺和工具，以機房巡檢的管理為主體，對代維公司的工作情況進行跟蹤、記錄，為運營商監督和考核代維公司提供量化的依據。

機房巡檢系統是一套軟件系統，作為一個功能模塊可納入到一體化監控系統的網管軟件中。該軟件將對機房巡檢的任務進行規劃、執行跟蹤、結果記錄、以及任務評價，對機房巡檢的日常工作進行了管理。

3 結 語

綜上，一體化綜合監控平臺的建立，將有效管理企業的IDC機房，同時高度集成的軟系統，可以有效為日常的管理監控工作提供支持，也為系統的不斷更新擴容提供良好的支持。

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