基于SNMP的多普勒天氣雷達UPS監視系統

范大偉，曹敦波

(民航新疆空管局氣象中心，新疆 烏魯木齊 830016)

基于SNMP的多普勒天氣雷達UPS監視系統

范大偉，曹敦波

(民航新疆空管局氣象中心，新疆 烏魯木齊 830016)

針對原有多普勒天氣雷達UPS監視系統存在的一些問題，重新設計一個基于簡單網絡管理協議（SNMP）的UPS遠程監視系統，該系統可以實時地顯示UPS的重要數據和狀態信息，在發現UPS故障時可以在第一時間產生告警信息，而故障數據庫的建立便于工作人員對故障進行查詢。

UPS；SNMP；監視系統；多普勒天氣雷達

0 引言

烏魯木齊地窩堡國際機場現有一部機場多普勒天氣雷達（ADWR），該雷達為無人值守雷達。ADWR是由安徽四創電子公司設計、開發研究的新一代大型C波段全相參脈沖多普勒天氣雷達。它是警戒強對流天氣，分析中小尺度天氣系統，制作短時天氣預報的強有力工具[1]。該雷達配有一部施耐德生產的SMART系列UPS,可以保證在市電中斷后為雷達提供短暫的供電，這樣就可以避免雷達由于突然掉電而受到損壞。但在實際的使用過程中卻存在著工作人員不能及時發現市電中斷的時間，這樣可能會導致雷達在高壓運行中突然掉電而損壞發射機相關部件，同時還存在著UPS電池電量會被放光，這樣也就減少了電池的使用壽命，增加運行成本；除了市電中斷外UPS本身故障，如電池損壞或者是逆變器故障等都會使在市電中斷后，UPS無法給雷達供電,針對以上的情況對UPS進行實時監視很有必要。SMART系列UPS本身有一套基于網頁的監視系統，通過在瀏覽器輸入相應的網址，然后輸入用戶名和密碼即可獲取UPS的相應信息，但是在使用過程中發現該系統存在著以下三個問題：

⑴ 系統需要手動去刷新才能獲取最新的數據，這樣將會導致工作人員無法實時關注到UPS重要參數信息，同時這種情況也將會導致在市電中斷時或者UPS本身出現故障時，工作人員無法在第一時間發現；

⑵ 歷史故障信息查詢不方便；

⑶ 告警信息比較單一且不明顯。這三個問題已經嚴重影響了設備運行安全，針對這種情況本文設計開發了一套UPS遠程監視系統，可以實時地監視UPS運行狀態，設備出現問題會產生相應的告警信息提示工作人員，同時增加了設備故障數據庫可以供工作人員進行故障查詢。

1 方案的制定

本系統的主要工作是獲取UPS中的參數信息，為了獲取UPS中的數據，本系統前后設計了三種方案來實現對UPS中參數的獲取。

1.1 網頁獲取參數信息

本文在引言中已經提到該UPS有自己的監視系統，并通過網頁的形式來顯示具體的參數信息。第一種方案就是通過獲取該網頁源碼，然后在源碼中提取所需要的數據，最后將結果進行重新顯示。網頁源碼的獲取在C#中可以利用HttpWebRequest()函數，但是在實際測試中發現，始終無法獲取到網頁源碼，已與廠家聯系但是問題還是沒有解決。這時就考慮了第二種方案，通過UPS上的串口來獲取數據。

1.2 串口獲取參數信息

UPS上都會有一個串口，這個串口主要作用是為了對UPS進行配置。根據技術文檔可知，當通過計算機向串口發送特定的命令時，可以獲取UPS中特定的參數信息，當然也包括本文所需要的UPS輸出電壓、輸出電壓、狀態信息等。但是，這種方案也存在著一些問題。第一，由于要實現遠程監視，雷達站與航管樓之間的數據通信是通過網絡來實現的，所以要通過串口來實現與UPS的通信，這就需要串口服務器（實現網絡信號與串口信號之間的轉換），這就需要增加設備；第二，UPS的串口相當于UPS的超級用戶，而且該型號的UPS的命令都是單個的大寫字母，當向UPS發送命令式，就可能存在由于誤碼而導致UPS產生錯誤的響應，這就存在一定的安全隱患，所以這個方案也不可取。

1.3 SNMP獲取參數信息

第三個方案是通過SNMP協議來實現對UPS數據的提取，優點在于采用該方案不需要增加新的設備，同時該方案不會對UPS的正常運行產生影響。

2 SNMP協議

簡單網絡管理協議（SNMP）作為一種成熟的、被廣大廠商認可的工業標準，是當今最為流行網絡管理手段[2]；它是基于TCP/IP的應用層管理協議，它使用UDP作為傳輸層協議，能管理支持代理進程的網絡設備[3]；它是一種無連接協議（通過使用請求報文和返回響應的方式在管理代理和管理員之間傳遞信息）[4]。利用SNMP，通過訪問MIB中對應“節點”的OID就可以遠程管理支持這種協議的網絡設備包括監視網絡狀態、獲取設備運行參數、獲取設備運行故障等[5]。

3 UPS管理信息庫（MIB）

互聯網工程任務組（IETF）規定的管理信息庫MIB中定義了可訪問的網絡設備及其屬性，由對象標示符（OID）惟一指定。MIB是一個樹形結構，有一個組織體系和公共結構，其中包含分屬不同組的許多個數據對象，SNMP協議通過遍歷MIB樹形目錄中的節點來訪問網絡中的設備。MIB樹上的結對應于一個SNMP對象，其標識號由根的號碼加上途徑的結的號碼組成，號碼之間由‘.’隔開[5]。例如SNMP對象"apc"具有如下的描述：“.iso.org.dod.internet.private.enterprises.apc”，其OID為：“1.3.6.1.4.1.318”。

4 遠程監視系統的實現

UPS遠程監視系統的核心就是獲取UPS的相關參數信息和狀態信息，這涉及了兩個方面，一個是UPS相關參數OID值的獲取，這些數值的獲取可以通過MIB瀏覽器來實現，或者直接通過設備廠家來獲取；第二個是如何實現對UPS中MIB的節點的訪問，本系統采用了第三方庫SnmpSharpNet，通過這個庫只需要進行簡單的編程就可以實現對相應節點的訪問，獲取對應的參數信息，可以有效的縮短開發周期。UPS主要參數和工作狀態獲取的關鍵代碼如下：

5 監視系統組成

監視系統主界面如圖1所示。該系統主要由三個部分組成。

第一部分主要是UPS主要參數信息（輸入電壓、輸出電壓、輸入頻率、輸出頻率、電池電量、負載、電池溫度、持續時間）、工作狀態和狀態解釋信息的顯示，所有參數信息和工作狀態都是1分鐘更新一次。

圖1 監視系統主界面

第二部分是故障報警，根據UPS的工作狀態，該系統可以監視35種故障信息，當出現故障時，產生故障報警信息。故障報警信息主要有兩種：顏色告警和語音告警。顏色告警分為以下三種：白色代表過期數據；黃色代表數據超過門限；紅色代表設備出現故障。當設備出現顏色告警時，系統同時會通過中文語音來提示該告警信息。

第三部分是故障配置，該部分所實現的功能是決定哪些告警信息進行語音報警，這一部分也是很有必要的，比如當出現網絡故障時，可能短時間無法修復，這樣系統會每分鐘進行一次語音報警，過于頻繁的語音報警不可取，這時就可以通過故障配置來取消掉對應故障的語音告警，但是顏色告警信息依然存在，具體故障配置如圖2所示。

第四部分是故障查詢，為了便于日后故障統計和故障時間點查詢，在該系統中增加了SQL Server數據庫，該數據庫支持基于時間和基于故障名的查詢，如圖3所示。

圖2 故障配置

圖3 故障查詢

6 結束語

本系統利用SNMP協議實現了對雷達UPS實時監視，并在發現故障信息時以顏色和語音報警的方式提醒工作人員，工作人員也可以利用該系統進行故障查詢和時間定位。本系統已成功用于民航新疆空管局氣象中心多普勒天氣雷達UPS的實時監視，使用效果良好。結合前期的使用情況，下一步準備在本系統中增加短信告警以豐富告警方式，同時優化監視界面，使界面更加美觀。

[1]胡忠文.ADWR雷達速調管故障分析處理[J].氣象水文海洋儀器,2012.1:87-91

[2]佘健,竇麗華,陳杰.基于SNMP協議的網絡主機綜合監控方法研究[J].北京理工大學學報,2002.22(3):368-372

[3]蔡麗,張大方,謝高崗等.基于SNMP網絡管理系統的設計與實現[J].計算機應用,2003.23(3):55-57

[4]羅云波.SNMP在高速公路UPS設備管理中的應用[J].公路交通技術,2008.6:138-141

[5]何來坤.基于校內網SNMP的UPS遠程監控系統設計與實現[J].杭州師范大學學報(自然科學版),2009.1:62-65

UPS monitoring system based on SNMP

Fan Dawei,Cao Dunbo
（Xinjiang Air Traffic Administration,Urumqi,Xinjiang 830016,China）

Aiming at the problems of the original UPS monitoring system for Doppler weather radar,a new UPS remote monitoring system based on simple network management protocol(SNMP)is designed,the system can display the important data and status information of UPS in real-time,the alarm information can be generated as soon as UPS fault is detected,and the establishment of fault database facilitates the trouble querying for the staff.

UPS；SNMP；monitoring system；Doppler weather radar

TP311.1

A

1006-8228(2017)10-44-03

2017-07-24

范大偉（1984-），男，內蒙古寧城人，碩士研究生，工程師，主要研究方向：氣象設備維護維修。

10.16644/j.cnki.cn33-1094/tp.2017.10.013