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智能机柜监控系统
【论文关键词】：智能机柜; 监控系统; 网络设备; 机房
【论文摘要】：介绍一种分布式智能机柜监控系统，该系统以各类机房为主要应用场合，采用前端与服务器端相结合的方式做到对机房内主机、网络设备和其他动力设备的全面监控。
一、背景
随着现代网络的逐步扩大，其发展速度之快，设备不断增加。规模迅速扩容，需要使用大量的动力设备，动力设备不仅种类繁多。而且先进的通信网络维护运行工作提出更高要求。由于设备的数量多，维护人员相对少，这样无疑增加了维护人员的难度，同时维护人员不但要经常巡视机房，而且还是经常对重要设备数据或信号进行抄表和测试，更要求能对系统出现的故障做出快速响应。因此，先进的通信网络必须有与之相适应的现代化的管理方式，才能产生规模投入、规模产出的良好效益，为此通信设备的运行维护已不可避免地走上集中监控、集中维护、集中管理模式，以实现机房少人、无人值守， 提高劳动生产率。
智能机柜监控系统为集中监控、集中维护、集中管理和少人、无人值守奠定基础，解决了维护人员不足和网络大规模发展的矛盾，解决了提高维护质量，工作效率和提高劳动生产 率之间的矛盾，为设备运行的更安全、可靠、稳定和更加现代化提供了保障。
二、系统的应用
智能机柜监控系统被广泛应用于各类机房监控、通信基站的动力及监控、无人值守现场的环境，例如电信基站环境监控、通信站环境监控、校园/企业网络机房监控、和数据机房环境监控等。机房往往是一个单位最重要的部门,机房现场有各种动力环境参量如温度、湿度、电压、电流、功率因数等, 这些参量发生异常变化时,会影响计算机及网络设备的正常工作; 机房监控系统的功能就是采集并记录机房现场的各种动力环境参量,当这些环境参量发生异常时,以声光和短信等形式报告管理人员进行处理。
三、系统简介
系统主要由监控软件和3个硬件模块组成，包括：数据采集模块、数据传输模块、监控服务器。数据采集模块通过传感器采集被监控对象的数据，得到的数据通过数据传输模块发送到监控主机，在监控主机上通过监控软件来实现对监控对象的监测与控制。
1. 数据采集模块
在数据采集模块中，被监控信号的测量至关重要，被监控信号按照特性可以分为模拟量和开关量。
1） 模拟量采集技术
模拟量是指随时间连续变化的量，对于这些信号的测量，需采用模/数转换设备将模拟量变成数字量后才能适合计算机采集。智能设备的模拟量信号由监控单元完成采集，而非智能设备的模拟量信号需要增加数据采集器、传感器、变送器等来完成采集，将非电量信号 转换为适合采集器输入特性的电量信号。
2） 开关量采集技术
开关量是指不连续变化的、具有确定的几种状态的量，最典型的是仅有"0"和"1"两种状态的开关量。非智能设备的开关量信号采集也需要增加开关量传感器和采集器。
2. 数据传输模块
数据传输模块负责整个系统之间的通信，适合智能机柜监控系统的主要技术有：
1) RS-485
RS-485接口具有良好的抗噪声干扰性，长的传输距离和多站能力等上述优点就使其成为首选的串行接口。因为RS485接口组成的半双工网络，一般只需二根连线，所以RS485接口均采用屏蔽双绞线传输。 RS485接口连接器采用DB-9的9芯插头座，与智能终端RS485接口采用DB-9（孔），与键盘连接的键盘接口RS485采用DB-9（针）。
RS-485总线,在要求通信距离为几十米到上千米时，广泛采用RS-485 串行总线标准。RS-485采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。加上总线收发器具有高灵敏度，能检测低至200mV的电压，故传输信号能在千米以外得到恢复。 RS-485采用半双工工作方式，任何时候只能有一点处于发送状态，因此，发送电路须由使能信号加以控制。RS-485用于多点互连时非常方便，可以省掉许多信号线。应用RS-485 可以联网构成分布式系统，其允许最多并联32台驱动器和32台接收器。
2) WLAN
一般地，WLAN有两种网络类型：对等网络和基础结构网络。
对等网络：由一组有无线接口卡的组成。这些计算机以相同的工作组名、ESSID和密码等对等的方式相互直接连接，在WLAN的覆盖范围的之内，进行点对点与点对多点之间的通信。
基础结构网络：在基础结构网络中，具有无线接口卡的无线终端以无线接入点AP为中心，通过无线网桥AB、无线接入网关AG、无线接入控制器AC和无线接入服务器AS等将无线局域网与有线网网络连接起来，可以组建多种复杂的无线局域网接入网络，实现无线移动办公的接入。
1. 监控服务器
监控服务器是本地系统的监控中心，在windows下运行。根据用户需要可在监控主机内加配多媒体声卡、视频卡、智能电话语音卡、设备驱动卡等配件。低压配电系统、UPS电源系统、空调系统、系统等运行状态及环境系统状态，以数据的形式进入各自的总线后，接入监控主机的设备驱动板，设备驱动板中有专用的通讯芯片，芯片上下载有各设备的驱动程序。可实现高速通讯。在内部模块的管理下，现场的数据按预先的按排，有条不紊地进入软件系统，由于软件采用多线程分时处理方式，硬件结构采用分布控制管理模式，响应迅速，使监控计算机对现场设备达到实时监控。
2. 系统软件部分
监控系统软件平台可以收集各个信息点的数据，并把获得的数据直观的显示在屏幕上，能够设置数据的安全范围，当数据不在安全范围之内时自动作出响应或报警。可以对一些设备进行远程控制。
本系统可以侦测到的故障范围，涵盖了机房平时所碰到的绝大多数安全问题，是机房管理的重点。对于其他监控内容，例如门禁管理，入侵报警、空调联动等，软件内预留适当接口，可以直接和现有系统相连，组成完备的监控系统。
四、监控系统的两个关键性能
1. 系统稳定性
作为动力设备及环境的维护工具，集中监控系统的稳定性直接影响到动力设备维护的效率与质量，监控系统越稳定，动力设备发生重大故障的风险就越小。
1） 数据采集器件的可靠性
集中监控系统的准确性、可靠性主要由采集子系统决定的，采集子系统的准确性和可靠性由两个因素决定，一是传感器/变送器准确性与可靠性，一是采集器A/D变换的准确性与可靠性。采用成熟、标准的元件、组件可以将数据采集端的可靠性大大提高。
2） 数据传输的稳定性，主要依靠
在低的485接口方案中，其接口本身的电气性能可以保证在普通机房环境中传输稳定。在WLAN传输方案中，可以采用接收端冗余，和对传输距离降额使用来增大信号强度，增加抵抗干扰能力。
2. 数据过滤功能
在监控系统中，监控点多，监控信号种类多，如果这些信息不加过滤或者处理不当，都会产生大量的垃圾信息，干扰管理人员的判断。错过对一些重要信息的处理，引发安全问题。
所以，在具体应用时，在符合数据查询要求的基础上，必须精简信号，删除不必要的信号，同时合理设置存储周期和阀值，保证只对非常规数据进行处理，降低不稳定的风险。对于大量的常规数据，只做后台存储即可，有些可以不在管理端显示。
参考文献
[1] 于晓. 一种嵌入式系统的以太网接口实现方案. 器件. 2005. 9.
[2] 周旭强, 汪雄海. 分布式智能型电器开关柜温湿度监控系统. 电工技术杂志. 2003.11.
[3] 杜光帅. 数据中心的布线及机房设施. 智能与城市信息. 2006.7.
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