物聯網技術在氣象部門智能機房建設中的應用

◆胥志強 何國平 楊 漾

物聯網技術在氣象部門智能機房建設中的應用

◆胥志強1何國平2楊 漾1

（1.雅安市氣象局 四川 625000；2.攀枝花氣象局 四川 617000）

隨著氣象信息化的發展，機房已成為氣象信息網絡和數據最重要的節點，針對目前氣象部門機房動力、環境和安保等系統獨立運行，無法實現集中統一管理和遠程監控，利用物聯網技術，將機房動力、環境和安保等信息進行集中監控和管理，并且在機房環境出現異常時通過發送手機短信和WEB頁面瀏覽的方式進行實時報警。物聯網技術在雅安市氣象局中心機房環境監控已投入實際應用，實現了機房環境遠程集中監控，提高了機房監控管理效率。

物聯網；智能機房；監控

0 前言

隨著氣象信息化程度的不斷提高，中心機房的環境監控和管理成為了一項繁瑣而重要的工作。目前，在市級氣象部門的機房環境監控和管理中主要存在以下問題。一是環境監控各子系統獨立運行，未統一集中管理，管理人員巡查維護工作量大；二是無法遠程管理，多數環境監控設備都需要現場管理和操作；三是不易及時發現并處理故障或異常。采用物聯網技術將機房環境信息集中到監控服務器進行管理和監控，既能實現局域網或外網遠程瀏覽，又能在機房環境出現異常時通過手機短信提示，從而及時發現異常，排除故障，提高工作效率。

1 需求分析

氣象部門機房環境監控系統包括機房動力、環境、安防等子系統，主要監控對象包括:智能電量儀、UPS、精密空調、基站空調、溫濕度、漏水、門禁、視頻、消防等。實現7×24小時的集中監控和統一管理；用戶可實現遠程管理和控制，并通過手機短信及時報警。由于（基層）氣象部門機房管理專職人員很少，對機房環境監控有必要部署一套集中監控和管理系統來提高工作效率。

2 設計思路

經調查，氣象部門機房環境監測設備多數具有RS232接口，設備狀態信息和控制可通過RS232串口進行，但串口通訊的缺點是只能進行點對點通訊。如果要實現集中監控則每個設備都要單獨布線到服務器，監控服務器也要安裝多個串口進行集中管理，這樣做線路復雜又容易出故障，所以我們設計的基本思路是在環境監控傳感器加裝RS232轉RS485模塊，將RS232串口數據轉換為RS485信號并通過總線方式接入監控服務器。采用RS485總線方式有以下優點:良好的電氣性能、最高傳輸速度可達50Mbps、最大通信距離可達1.2KM、網絡拓撲采用總線結構有良好的擴展性。在機房環境監控中采用RS485總線能滿足環境監測設備對數據的傳輸要求，特別是采用總線型網絡拓撲結構，在監控服務器端只需要有一個RS485接口即可實現與所有監控設備的通訊，實現集中監控。

監控服務器對接入的信息進行分析、處理和記錄，通過WEB服務器，為氣象局域網絡用戶提供WEB界面，實現遠程監控和管理的功能。

3 功能實現

按照設計思路，機房環境監控系統按功能劃分為三個部分:設備采集層、數據處理層、遠程瀏覽層如圖1所示各層功能具體如下:

3.1 設備采集層

設備采集層負責采集各種環境信號，將采集的現場信號通過RS485總線方式上傳到監控服務器。采用RS485總線方式傳輸有以下特點:一是抗噪聲干擾好；二是傳輸穩定；三是最大傳輸距離1.2公里，滿足需求；四是可擴展性強。

視頻監控數據量大，且現在攝像頭終端都已支持TCP/IP協議，所以視頻圖像數據直接通過視頻服務器以太網絡接口接入局域網系統。按照機房監控類型不同，分為動力環境、環境監控、安保監控三類。

3.1.1 動力環境

動力環境主要監測市電進線的相電壓、線電壓、相電流、頻率、功率因數、有功功率、無功功率等參數；UPS電源監視UPS整流器、逆變器、電池狀態（電池健康檢測，含電壓電流等數值）、旁路、負載等各部分的運行狀態與參數。

3.1.2 環境監控

環境監控內容主要包括空調運行情況、空氣溫濕度、漏水情況。空調監控系統負責采集精密空調壓縮機、風機、水泵、加熱器、加濕器、去濕器、濾網、回風溫度和濕度等的運行狀態與參數，并可對精密空調實現遠程開關機的控制；溫濕環境監測機房的各個重要部位溫濕度情況；漏水監測確保在機房有空調的地方安裝區域式漏水檢測設備，保證機房設備的穩定運行。

3.1.3 安保監控

安保監控主要包括門禁卡控制、視頻圖像監視、消防報警監視。門禁監控采用進門刷卡、出門按按鈕的進出驗證方式，由監控平臺軟件進行機房出入的門禁管理；視頻監控設計在機房出入口、機柜間的通道、走廊等重要區域，安裝多臺攝像機，進行全天候的視頻圖像監視，攝像機的數量應根據機房面積和結構等因素靈活確定，確保不留死角；消防監測對機房內由消防控制箱提供的干接點信號進行實時火警監測。

圖1 機房動力環境監控系統結構圖

3.2 數據處理層

數據處理層由監控服務器和視頻監控服務器組成，監控服務器用RS485接口與設備采集總線連接。用于將設備采集層傳輸來的各種信息進行存儲、實時處理、分析和輸出，處理所有的報警信息，記錄報警事件，并將用戶控制命令發往前端設備，實現對現場設備的遠程控制。監控服務器與局域網絡采用TCP/IP協議進行連接，氣象部門廣域網絡系統內可在任意地點登錄監控服務器，監控服務器的WEB端口通過防火墻映射到互聯網IP地址，實現在互聯網絡中的任意地點實時監控、管理機房環境。

3.3 遠程瀏覽層

用戶進行遠程監控、管理的界面，采用B/S架構。監控服務器負責提供WEB服務，用戶端通過氣象局域網絡進行遠程登錄進行監控和管理，同時提供短信報警功能。

3.3.1 聯動管理

各子系統和監控設備可實現聯動管理，在采集到的數據滿足設定的條件時，可觸發相關系統工作。例:在機房溫度超過閾值時，空調系統自動啟動制冷；在發生火災時，可對空調主機進行關閉，同時開啟所有門禁系統，以便逃生。

3.3.2 時段管理

在對機房環境系統進行維護時，可定義時段，在該時段內的各類報警信息只記錄，不進行報警，也不再發送報警短消息。在維護時段結束后，再恢復各類環境狀態的報警。這樣避免在對環境系統進行維護時出現錯誤報警。

3.3.3 子系統實時工作狀態

監測各子系統工作狀態，UPS電源、市電、空調、空氣溫濕度、漏水、門禁、消防和安保視頻監控的實時狀態。

3.3.4 短信報警

監控服務器配備手機短信moden，可在機房環境出現異常時及時發送短信給值班人員，起到及時處理報警的作用。

4 應用效果

某市氣象部門的機房采用這種物聯網技術對機房進行環境集中監控管理后，值班人員通過局域網和互聯網對機房各種環境系統進行實時監控和管理，實現了機房環境監控的連續性、實時性、準確性，提高了自動化、智能化水平，減少了工作機房監控和管理的工作量。表1為采用物聯網技術進行環境控制應用前后的對比效果。

表1 采用物聯網技術進行環境控制管理對比表

通過實際的應用效果來看，在今后的氣象部門的機房管理中，物聯網技術除在環境監控中應用，還可應用在服務器管理、網絡等系統的管理中，既能提高工作效率，又能使機房設備更加穩定地運行。

[1]張廣雷.基于物聯網的銀行機房環境監控系統的設計[J].電子世界，2016.

[2]吳琳琳.計算機網絡機房的建設方法與維護管理[J].教改教法，2016.

[3]方圓，何兵兵.基于物聯網技術的機房環境狀態監測系統[J].通信設計與應用，2016.