基于物聯(lián)網技術的數據中心遠程監(jiān)測系統(tǒng)設計

摘要：數據機房作為數據存儲和處理的核心設施，其運行效率和安全性日益受到重視。傳統(tǒng)的工作監(jiān)控模式往往存在實效差、成本高等問題。為加快數字中心建設，積極向智慧機房邁進，從網絡、平臺、應用

3個層面待解決的問題出發(fā)，對物聯(lián)網技術進行研究與探索，基于通信、云計算、大數據處理等關鍵技術，實現(xiàn)企業(yè)的數字化轉型，增強企業(yè)的核心競爭力。打造集采集、感知、物聯(lián)于一體的多方位、全連接網絡，形成新型物聯(lián)網通信網絡的數據中心遠程監(jiān)測系統(tǒng)。

關鍵詞：物聯(lián)網；數據中心；傳感器

中圖分類號：TP391.4；TN929.5 文獻標識碼：A

0 引言

在信息技術迅猛發(fā)展的當下，物聯(lián)網技術以其強大的創(chuàng)新力和變革力影響諸多領域。作為企業(yè)和組織的核心基礎設施，數據中心的穩(wěn)定運行對業(yè)務的連續(xù)性和服務質量具有決定性作用。物聯(lián)網憑借獨特的感知、廣泛連接和智能數據處理能力，為數據中心遠程監(jiān)測開創(chuàng)了新局面。通過部署各類傳感器收集數據，再利用網絡通信傳輸這些數據，最后通過智能分析算法挖掘信息，這種方式使得數據中心的規(guī)模和復雜性不斷增加。基于物聯(lián)網技術，致力于打造適用于物聯(lián)感知場景的有線傳輸與無線傳輸多維互補、私網部署安全可靠、敏捷智能的高效穩(wěn)定動環(huán)監(jiān)測系統(tǒng)。

1 需求分析

數據機房的動力與環(huán)境狀況是設備穩(wěn)定運行的基礎，對機房計算機系統(tǒng)的安全可靠至關重要。一旦出現(xiàn)問題，可能引發(fā)機房事故并造成經濟損失。為保障設備的安全穩(wěn)定運行，需借助物聯(lián)網技術對機房設備和環(huán)境進行實時自動監(jiān)測與科學管理[1]。通過在機房內部安裝物聯(lián)網傳感器，實現(xiàn)了對設備運行狀況及環(huán)境指標的監(jiān)測與數據收集。物聯(lián)網技術與機房綜合監(jiān)控管理平臺的深度整合，能讓管理人員實時了解機房狀況，實現(xiàn)有效管控。

2 物聯(lián)網技術概述

2.1 物聯(lián)網技術的定義及特點

物聯(lián)網是指通過信息傳感設備，按約定的協(xié)議，將物體與網絡相連接，物體通過信息傳播媒介進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)管等功能[2]。物聯(lián)網技術具有以下特點：①物體感知。通過射頻識別（radio frequency identification，RFID）、傳感器、定位器、條碼等技術，在任何時間、任何地點都可以獲得目標的信

息[3]。②智能處理。智能處理是指通過使用云存儲、人工智能、模糊識別等多種智能計算手段，對實時接收的數據、信息進行分析和處理，從而實現(xiàn)智能決策與管控[4]。③自組織與自適應。物聯(lián)網系統(tǒng)能夠自動適應環(huán)境的變化，遠程監(jiān)測系統(tǒng)需要具備高度的穩(wěn)定性和可靠性，以確保在惡劣環(huán)境下仍能正常運行。

2.2 物聯(lián)網的關鍵技術

2.2.1 無線射頻識別技術

傳感器是物聯(lián)網連接實體世界與數字世界的重要橋梁，能夠實時采集各種物理量（如溫濕度）并將其轉化為可讀取的數字信號，從而有效采集環(huán)境和設備的參數信息等，為物聯(lián)網提供數據來源[5]。

2.2.2 通信技術

通信技術作為物聯(lián)網體系中的關鍵橋梁，負責促成設備間的高效互聯(lián)。物聯(lián)網設備依賴于多樣化的無線和有線通信技術，接入互聯(lián)網架構。這些技術構成了數據傳輸的基石，確保了傳感器節(jié)點與平臺之間能夠實現(xiàn)低能耗、遠距離且高度可靠的數據交換。

2.2.3 安全防護技術

物聯(lián)網涉及大量設備數據的傳輸和存儲，設備的網絡化增加了被攻擊的可能性，因此保證設備之間以及設備和平臺之間的通信和數據安全至關重要。物聯(lián)網安全技術包括加密通信、安全引導、訪問控制、防病毒和防入侵檢測等，其能夠提升物聯(lián)網系統(tǒng)的安全性、保護用戶的隱私。

2.2.4 邊緣計算與分布式系統(tǒng)技術

物聯(lián)網中的設備和傳感器通常分布在廣闊的地理區(qū)域中，借助邊緣計算和分布式系統(tǒng)技術，能夠將計算和數據處理能力推送至設備邊緣，優(yōu)化網絡傳輸效率，提升響應性能，并降低傳輸帶寬需求。

2.2.5 云計算與大數據技術

數據在云端匯聚成龐大的數據集后，利用先進的大數據解析技術對其進行深入剖析，旨在發(fā)掘并提煉關鍵信息，主要涵蓋設備運行狀態(tài)的趨勢分析、前瞻性故障預測等，進而為數據中心運維策略提供數據支撐。

2.3 物聯(lián)網在設備監(jiān)測領域的應用優(yōu)勢

2.3.1 智能預警與故障診斷技術

通過對歷史數據的分析，利用機器學習算法，建立設備的運行模型，實現(xiàn)對設備故障的預警和診斷，有助于提高視頻監(jiān)控平臺的可靠性，同時及時修復受損故障點，有效處理各種突發(fā)險情。此外，該技術可以對歷史數據進行深度分析，識別設備故障的早期跡象，顯著降低維護成本和非計劃停機風險。

2.3.2 遠程控制技術

基于物聯(lián)網具備的遠程控制功能，管理人員可以利用遠程監(jiān)控對數據中心內的設備進行操作，如開關機、調節(jié)參數等，運維人員可以借助平臺隨時隨地查看機房狀態(tài)，接收實時告警，執(zhí)行遠程控制操作，極大地提高了管理效率和靈活性。

3 數據中心遠程監(jiān)測系統(tǒng)設計

從頂層設計角度考慮，統(tǒng)一構建物聯(lián)網感知網絡，統(tǒng)一規(guī)劃物聯(lián)網基礎網絡建設規(guī)范，研發(fā)建設服務平臺，統(tǒng)一數據標準、平臺架構，打通數據通道，快速提高信息化應用及管理水平。

3.1 遠程監(jiān)測系統(tǒng)架構

依托基礎網絡，完成前端設備的統(tǒng)一對接、管控標準的制定，形成感知接入平臺，支持基于平臺設備接入、數據存儲管理、數據發(fā)布、權限分配等功能，系統(tǒng)架構分為4層，包括感知層、網絡層、平臺層和應用層，如圖1所示。

3.1.1 感知層

感知層由各類傳感器和智能設備等組成，負責采集數據中心的環(huán)境、設備狀態(tài)等信息。

3.1.2 網絡層

物聯(lián)網的網絡層包括接入與傳送兩個部分，而傳送網絡分為公用網和專用網兩個部分。在物聯(lián)網中，網絡層能夠無障礙傳送感知的信息。

3.1.3 平臺層

平臺層的關鍵技術主要包括感知控制、安全防護和云計算等。物聯(lián)網平臺作為連接和管理物聯(lián)網設備的關鍵基礎設施，?通過技術和服務實現(xiàn)了物聯(lián)網設備的互聯(lián)互通和數據的處理分析。

3.1.4 應用層

應用層為用戶提供可視化的監(jiān)控界面和操作終端，如 Web頁面、移動應用等，方便用戶對數據中心進行實時監(jiān)控和管理。

3.2 遠程監(jiān)測系統(tǒng)的設備采集

動環(huán)監(jiān)測系統(tǒng)高效監(jiān)控機房、數據中心等關鍵設施，覆蓋定位、不間斷電源（uninterruptible power supply，UPS）、門禁安防、溫濕度及水浸等多種數據，通過集成傳感器和軟件實時采集分析，確保設施穩(wěn)定運行。

3.2.1 UPS監(jiān)測系統(tǒng)

利用UPS設備集成的通信端口，將機房內UPS主機的監(jiān)控信號傳輸至配套設備。該系統(tǒng)能夠實時展示UPS設備的核心參數，確保管理人員對設備健康狀況全面掌握，而且能在UPS設備遭遇故障時迅速響應。

3.2.2 空調監(jiān)測系統(tǒng)

通過空調設備內置通信接口，將精密空調的溫濕度感知元件接入服務器中。空調監(jiān)測系統(tǒng)能夠精確追蹤空調關鍵參數，不僅支持遠程啟停機控制，還具備與子系統(tǒng)協(xié)同的能力。例如，在環(huán)境溫度超限時，系統(tǒng)可以自動觸發(fā)制冷機制。此外，系統(tǒng)預設了參數閾值，一旦設備出現(xiàn)故障，系統(tǒng)將立即跳轉監(jiān)控視圖，觸發(fā)警報并存儲故障記錄，同時提供即時處理建議。

3.2.3 漏水監(jiān)測系統(tǒng)

通過水浸裝置傳感器接口，將精密空調的漏水感知信號傳輸至服務器，由軟件實時監(jiān)測。一旦探測到漏水事件發(fā)生，系統(tǒng)能及時預警，精確指示漏水位置（誤差可達到米級），并立即將預警信息發(fā)送至用戶端，確保做出迅速響應。

3.2.4 環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)

通過溫濕度傳感器接口，將機房內溫濕度傳感信號傳輸到服務器，此系統(tǒng)能夠全面監(jiān)控機房各區(qū)實時溫濕度數據，實現(xiàn)與空調系統(tǒng)的智能互聯(lián)，遇溫度異常上升自動觸發(fā)空調制冷，確保環(huán)境穩(wěn)定。

3.2.5 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

攝像機對接監(jiān)控服務器的視頻輸入接口，該系統(tǒng)可實時追蹤并展示多路視頻流，通過對應區(qū)域點擊相應圖標即可查看即時畫面。此外，該系統(tǒng)還支持與其他系統(tǒng)的無縫聯(lián)動。例如，在發(fā)生報警時聯(lián)動攝像機可以進行監(jiān)控，并彈出相應視頻攝像。

3.2.6 門禁安防系統(tǒng)

借助門禁控制器內置通信協(xié)議，機房門禁信號被傳輸至串口服務器，再由平臺實施全面監(jiān)控。該系統(tǒng)不僅實時記錄并追蹤各出入口的人員流動情況，還實現(xiàn)了對人員訪問權限的精細化管理。同樣，該系統(tǒng)支持與其他系統(tǒng)的聯(lián)動。例如，在警報激活時，自動觸發(fā)門禁控制器開啟緊急通道，確保人員安全疏散。

3.3 遠程監(jiān)測系統(tǒng)的軟件功能

3.3.1 設備監(jiān)測

數據中心內設備眾多，且設備狀態(tài)直接影響數據中心的運行效率。物聯(lián)網技術通過采集關鍵設備的運行狀態(tài)信息，實現(xiàn)對設備狀態(tài)的實時監(jiān)測。通過對這些數據的分析，避免設備故障導致業(yè)務

中斷。

3.3.2 能耗管理

統(tǒng)計和分析數據中心的能耗情況能夠幫助用戶優(yōu)化設備配置和運行策略，降低能耗成本。通過物聯(lián)網技術可以實時監(jiān)測設備參數，根據實際負載情況動態(tài)調整冷卻系統(tǒng)運行參數，以降低能耗和運營成本。

3.3.3 告警管理

在數據中心運營中，核心組件如服務器與交換機等關鍵設備的運行狀態(tài)監(jiān)測至關重要。依托物聯(lián)網技術，系統(tǒng)實時捕獲并整合這些設備的運行數據，進而執(zhí)行深度實時分析。當監(jiān)測到任何設備性能指標偏離正常范圍或故障預警信號時，系統(tǒng)將立即觸發(fā)警報機制，并迅速向運維管理人員通報，以實現(xiàn)快速響應與問題處置。

4 結語

在數據中心遠程監(jiān)控領域，盡管物聯(lián)網技術的引入帶來顯著的技術發(fā)展，但仍需直面多重挑戰(zhàn)。首先，聚焦于數據安全層面，由于數據中心承載海量敏感數據，其安全與隱私保護機制的設計與實施顯得尤為關鍵。因此，在推進物聯(lián)網技術在數據中心遠程監(jiān)測中的應用時，必須全面審視并有效應對這些挑戰(zhàn)。

通過引入更先進的傳感器、通信協(xié)議和數據分析算法，可以實現(xiàn)更精確、更全面的監(jiān)測和管理。同時，隨著云計算、大數據等技術的融合應用，數據中心的遠程監(jiān)測將更加高效、便捷和智能化。

參考文獻

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