融媒體中心機房動環監測系統的必要性及建設思路

王宇嘉

（廈門廣播電視集團，福建 廈門 361012）

0 引言

伴隨著新媒體的飛速發展，傳統媒體與新媒體結合，融媒體行業增值業務發展迅速，機房安全問題與安全播出密切相關，機房的運行環境質量直接影響設備的安全穩定。動環監測系統應運而生，能夠及時反饋故障情況，加快值守人員響應速度，實時采集機房數據，滿足無人值守機房的遠程監控需求，在節省人力的同時，提高了維護人員的故障處理效率[1]。

1 背景介紹

近年來，伴隨著技術進步，融媒體中心建設發展迅速，規?？焖偻卣梗瑹o人值守機房數量多、分布廣，且涉及的專業設備類型廣泛，機房環境復雜。動環監測系統建設之前，機房發生故障時，運維人員需前往現場才能逐步排查故障，判明故障原因，從而采取進一步措施，時效性明顯不滿足安全播出要求。且機房內專業設備較多，對于機房環境的要求較高，溫濕度等參數需要保持在額定范圍內[2]。因此，建設動環監測系統，不僅能提高運維人員的問題處理效率，而且能保障各專業設備的安全穩定運行，保障安全播出。

2 系統需求及目標

融媒體中心機房業務系統由計算機、服務器、網絡設備、數據存儲及安全設備等關鍵設備組成，還包括供電系統、制冷系統、消防系統、監控系統及門禁系統等基礎設施。在日常運維過程中，機房可能存在以下隱患：因網絡或系統資源超負荷運行造成崩潰，因動力系統供電不穩定造成設備故障，因制冷系統故障造成設備溫度過高而故障，因窗戶進水或空調漏水造成設備短路故障，因進出機房的設備、人員管理不當造成業務損失，因設備眾多無法預警設備故障造成重大損失。

融媒體中心機房動環智能化建設應符合當前融媒體機房的發展需要，遵循科學原則，以技術創新及實際應用為驅動，以提高系統的功能及穩定性為切入點，以產生實際效用為著重點，增強監測平臺的實用性、安全性、可操作性及可擴展性，提供全面有力的技術業務支撐，符合融媒體中心未來的發展趨勢[3]。

動環監測系統主要對不間斷電源（Uninterrupted Power Supply，UPS）、配電柜、電表、機房溫濕度、視頻監控、發電機組以及空調等進行遠程監控，通過網絡技術，對各區域設備進行遠程監控，反饋相關的設備參數及環境參數，必要時通知值守人員。動環監測系統的建設將進一步提升機房系統的智能化水平，通過先進的信息融合技術和物聯網技術，對動力設備、環境設備、蓄電池及安防系統監控的各種信息來源進行融合計算，實現設備運行正常狀態監測、異常狀態預測以及在線智能故障診斷等功能，為一體化機柜、中小機房的管理自動化、運行智能化和決策科學化提供有力的數據支撐和技術支持[4]。系統可實時保障各專業設備安全穩定運行，加快運維人員響應速度，保障各專業設備安全穩定運行，達到安全播出的目的，主要實現以下4 個目標：

（1）穩定可靠的監控，為運維管理提供必要的實時信息；

（2）提供安全穩定的機房環境，保障播出、供電設備穩定運行；

（3）降低運維成本，短期投入，長期受益；

（4）軟硬件采用模塊化設計，具有可延展性，對于未來現場條件變化有可調整空間，便于系統的升級以及接入上級系統。

3 動環系統組成

3.1 系統架構

動環系統利用計算機網絡技術實現監控管理，使用TCP/IP 協議連接所有設備，實現系統全網絡化結構，平臺軟件基于瀏覽器/服務器（Browser/Server，B/S）、客戶端/服務器（Client/Server，C/S）架構，支持二次開發，具有良好的開放性。動環系統架構主要分為數據采集層、數據監控層及數據管理層[5]。

數據采集層主要由煙霧探測器、溫濕度探測器、漏水報警器等數據采集器以及數據處理服務器組成。數據采集器用于采集機房現場環境參數，通過RS-485 通信協議接入串口服務器。串口服務器通過網絡交換機將數據傳入數據處理服務器。數據采集器在網絡正常時采用主動上報機制。若網絡發生故障，其也有儲存現場事件及告警的功能。

數據監控層由一臺管理服務器組成，采用嵌入式一體化主機，與數據采集層的串口服務器通過網絡對接，承擔部分機房環境數據采集任務。其采用TCP/IP 通信協議與上位機通信，采用RJ-45 接口與現場數據采集器通信，最終匯總所有機房環境數據并報送至數據管理層。

數據管理層主要為客戶端（臺式機），通過網絡訪問管理服務器，對各機房環境參數進行遠程訪問，實時監看現場數據，掌握現場情況。

此種架構設計集成度高、監控內容全面、布線簡潔，支持底端告警通知，監控齊全。系統配置一體化數據采集器，通過RS-485 接口、DI 接口及網絡接口，用于采集底端被監控設備的監測數據，實現底端數據解析、存儲、處理及聯動，即使與服務器失去通信，也可離線存儲不少于7 天的監控數據。

3.2 系統重點模塊

融媒體中心機房動環智能化系統運用了物聯網、人工智能、大數據、網絡技術及軟件技術等科學技術，實現了機房設備集中管理、信息集中監控、數據集中查詢以及內容集中展示，提升了機房的管理水平，節約人力物力成本，提高運維效率。系統主要包括以下模塊。

（1）溫濕度監測。通過內置傳感器監測空氣的溫度、濕度等環境參數，轉化成機器識別的信息，傳輸并進行數據處理。

（2）水浸監測。通過基于液體導電原理的接觸式水浸傳感器來檢測漏水情況。浸水時，設備產生報警信號，通過網絡發送報警信號到監測平臺。

（3）制冷監測。根據精密空調廠家提供的通信協議和遠程監控板，實時監控精密空調的回風溫濕度、工作電流、壓縮機狀態、風機狀態、加熱器狀態及除濕機狀態等，實時記錄各種報警信息，同時可控制空調的啟停，可手動調節溫度和濕度。

（4）動力監測。利用對強電遙感采集、UPS 廠家提供的通信協議采集、用RS-485 或RS-232 串口收集蓄電池數據、對智能空開的信息采集，實現對電壓、電流、電池容量及負載功率等數據實時監看，及時查看動力運行情況。

（5）計算機設備監測。通過網絡技術實現對交換機、服務器、數據存儲等設備的日志報警、網絡均衡及運行狀態等信息收集。

（6）監控監測。通過添加Web 攝像頭到動環監測平臺，實時查看各監控點情況，及時處理突發情況。

（7）廣播電視信號監測。通過監測板卡采集數字信號，根據廣播電視安全需要對廣播電視信號靜音、靜幀、黑場等情況進行監測，實時收到報警信息，保障播出安全。

（8）其他監測。除上述監測外，還可對消防、門禁等模塊定制開發，實現更多設備監測，具備良好的擴展性。

4 系統實現

4.1 UPS 監測

市面上常見的多種UPS 品牌均提供RS-485 智能通信接口及通信協議，UPS 系統數據可以通過總線方式上傳至數據監控層的管理服務器，或者也可與數據采集層的串口服務器對接，通過串口服務器上傳系統數據至數據監控層。兩種方法均十分便捷，可根據現場設備位置、設備型號等情況進行選擇。

UPS 作為安全播出重要的一環，需要實時監測的系統數據主要有市電電壓、電池電壓、電池電流及負載情況等。通過圖表直觀地展示系統內所有UPS的相關系統數據，一旦出現緊急情況，系統可通過聲光報警、手機短信、電話或電子郵件等方式遠程通知運維人員，并保留報警記錄，方便后續查看。

4.2 配電監測

配電監測本質就是對于市電輸入的監控?，F場配電柜或配電箱需要裝有具備RS-485 通信接口的智能電表，通過總線方式或者與串口服務器對接的方式，將數據上傳至管理服務器。由數據管理層實時監看配電箱的運行狀態。

4.3 空調監測

機房空調一般采用精密空調，也稱為恒溫恒濕空調。精密空調對室內溫、濕度波動控制極為嚴格，可以為專業設備提供最合適的運行環境，廣泛應用于各個行業。精密空調自身具備RS-485 通信接口，可以很方便地接入動環系統。但由于精密空調相較于普通空調體積更大且重量更重，價格更加昂貴，很多時候限于現場條件以及預算情況，設備一般只有較低的降溫、除濕需求，很多機房采用普通空調進行保障。對于普通空調，可以增設帶有RS-485通信接口的智能空調遙控器，通過總線方式將數據傳至管理服務器，動環系統實現遠程開關機、控制溫度、運行模式選擇等功能，實時監測空調的運行情況。出現故障時，系統可以通過聲光報警、電話、短信及郵件等方式快速通知運維人員，提高故障處理效率。

4.4 門禁管理

門禁控制器通過RS-485、RS-232 等聯網通信方式與管理服務器對接，實現對門禁系統的實時監測，實時監控門禁系統的有效性，記錄進出人員情況。當門禁出現異常狀態，系統第一時間發出遠程報警，保證機房的有效管理。

4.5 監控系統

各重要機房出及相關出入口實行24 h 監控，管控人員進出，確保設備安全，采用以太網供電（Power Over Ethernet，POE）方式的網絡攝像頭進行錄像，實時儲存，在網絡通信通暢時通過總線方式將視頻資料接入管理服務器。網絡通信故障時，采用底端存儲的方式，確保資料不丟失。

5 軟件模塊

5.1 系統功能界面

動環監控系統界面具備中文顯示、電子地圖功能。系統操作界面結構簡潔、直觀，便于操作，對各個子系統及設備的相關實時信息直觀顯示。操作人員可以便捷地訪問各個子系統，查看運行狀態。

5.2 權限管理功能

機房安全問題是不可忽視的問題之一，也是門禁、監控系統存在的意義所在，對于不同身份的工作人員，賦予不同的訪問權限。同時，對于權限，也可以賦予不同的有限期，從永久有效到每日時間段有效等。實現權限管理功能，才可以保證機房安全。

5.3 告警管理功能

當系統接收到的實時數據超出預先設定的數值，系統要能及時發送告警信息至通知欄，并同時通過多種遠程管理方式進行遠程告警。工作人員可以通過通知欄查看具體詳情及發生告警的具體機房及電子地圖所處位置。若告警長時間未處理，應提升告警等級并擴大推送的人員范圍，直到告警得到妥善處理。系統對告警信息根據不同情況分類，如告警日期、告警機房、處理情況以及告警推送范圍等，方便后續對歷史告警事件進行查詢及處理。

5.4 遠程管理功能

除了本地主機可以訪問動環界面外，遠程管理功能還應該具備可靠的遠程管理方式，如Web 網頁瀏覽，配套的手機App，郵件、短信通知等方式，以增強管理效率。在此基礎上可以延伸更多的管理功能，如遠程控制門禁、攝像頭以及機柜等設備的開關及使用。

5.5 聯動管理功能

聯動管理是指相關設備及子系統智能運行、聯動控制，提高設備、系統的運行效率。例如，發生火情時，動環系統可以與消防系統進行聯動，及時發出信號并打開所有門禁，確保人員安全。當發生人員侵入情況，系統自動反應，調用相應位置的攝像頭，加快工作人員的響應速度。除了自身搭建時涉及的子系統外，動環系統可能需要與第三方系統進行數據交換，因此應具備通用的數據交換接口，開放平臺接入，方便各個系統進行聯動，或后續系統進行升級。

6 結語

隨著5G 技術及人工智能的發展，未來，動環系統將以傳感器、數據采集為核心，可能進一步融合人工智能應用、大數據分析等體系。動環系統的可視化呈現，可以快速反映用戶需求的實時數據，提高運維效率，同時能保證機房設備安全穩定運行，延長設備壽命，保證機房人身安全，滿足有線電視行業對于機房安全的高要求，是實現安全播出的重大助力。