关于中心机房环境集中监控温湿系统硬件电路设计的探究

余建荣 东莞理工学院城市学院



关于中心机房环境集中监控温湿系统硬件电路设计的探究

余建荣 东莞理工学院城市学院

【文章摘要】

【关键词】

中心机房；环境；集中监控；温湿度；硬件电路；设计

前言

在当前数字化校园进程快速推进的现状下，中心机房是全校校园的功能中心所在，其集合了服务器、数据存储、数据交换等大功能为一身，在保障校园的正常教学科研、学生生活学习中发挥了十分重要的作用。而适宜的机房环境又是保证机房正常运行的重要条件，如果不能够做到机房温湿度环境的及时监控，就有可能带来中心机房的故障现象发生。在以往，我们往往需要派驻大量的人员对机房进行24小时的巡查，这种管理方式不仅使得巡查人员“疲于奔命”，而且也很难及时做到发现中心机房中隐藏的安全隐患。在这种情况下，就有必要设计和实现中心机房环境集中监控温湿度系统，从而快速便捷地对机房中的信息进行搜集和处理。

1.中心机房环境集中监控温湿度系统的总体构成

在本文所设计的中心机房环境集中监控温湿度系统主要是基于用户机房的实际需求分析来构成的，不同的应用环境监控测量的范围和输出量等要求都是不同的，而这些具体要求也决定了总体方案的选型以及系统开发成本。本文在温湿度系统的设计过程中坚持了分布式控制的思想，在系统中存在着多台计算机，这些计算机能够控制多个回路，通过它们可以达到集中对数据进行获取和管理，并进行自动控制的目的。图1展示了本文所设计系统的总体硬件框架图。

总之，在本文所设计的系统中，存在着单机控制运行、以太网组网运行以及RS485组网运行方式等三种主要的控制模式。其中单机控制运行方式主要指的是温湿度数字变送器单独进行运行控制的一种方式，而RS485组网运行方式则是通过RS485协议进行组网，然后温湿度变送器在温湿度主机的监控作用下进行控制运行的方式；采用的二级组网方式则是基于RS485以及以太网两种方式进行组网的方式，通过一台温湿度监控主机的作用下，带动数台温湿度变送器以及数据集中器进行工作的模式。

2.中心机房环境集中监控温湿度系统的硬件构成及电路设计

2.1温湿度监控主机

图1　中心机房环境集中监控温湿度系统设计框图

温湿度监控主机的主要任务是向连接的各数字变送器进行通讯指令的发送，而且对报警的限值进行设置，同时对各温湿度变送器收集上来的温湿度数据进行收集。通过温湿度监控主机不仅能够实时显示采集的数据，而且还可以对超过报警限值的报警信息进行声像报警等等。系统能够将采集到的温湿度数据以及告警记录在监控主机之中存储，用户可以基于实际要求显示实时或者历史存在的各参数曲线变化，以方便进行数据分析。在本文所设计的中心机房环境集中监控温湿度系统，主要采用总线的方式将温湿度监控主机与温湿度传感器或者数字变送器之间进行通信，一个上位机能够有多个总线。

2.2温湿度数字变送器的构成实现

温湿度数字变送器的主要任务是负责温湿度数据的采集、校正转换以及现场LED显示，同时还能够根据机房的要求对各种告警的门限进行设计，提供各种声音告警，接受温湿度集中监控主机通讯指令并向其传送数据。在本文设计与实现的温湿度数字变送器中，主要由单片机、 LED数码管显示模块以及温湿度传感器、地址/波特率拨码模块、外部存储器、RS-232/485转换模块以及蜂鸣器等几个部分组成。

基于本文所设计系统的实际情况，各组成部分的硬件主要采用了如下的模块：（1）温湿度数字变送器主控制器：P89V51单片机；（2）温湿度传感器：瑞士Sensirion公司推出的SHT10单片数字温湿度集成传感器；（3）外部存储模块：采用ATMEL公司的容量为64K字节的24C512芯片，利用Ι2C总线进行读写操作，能够存储6520条历史数据记录；（4） LED 显示模块：采用3位七段LED数码管，由3位LED数码管组成显示模块来轮流显示温度值、湿度值。

2.3数据集中器的构成与实现

一个完整的数据集中器模块主要是由嵌入式网络、 TLL串口信号/RS485转换模块以及电源模块等几个主要的部分构成。通过数据集中器能够达到集中传输采集的数据目的，而且也能够使得数据的通讯距离得到有效的延伸。在系统的构成过程中，将多个温湿度变送器采用RS485总线的构成方式，由此组成了一个温湿度的控制单元。然后再基于RS485 转 TCP/ ΙP 协议转换器，使得其能够直接与电脑之间进行网络通讯，继而构成了一个温湿度控制系统。而在具体的硬件电路构成中，RS-485接口芯片模块、 TCP/ΙP模块以及电源芯片模块等等。在具体的系统构建中，RS485接口芯片采用了MAX485，周立功公司的ZNE-100T则是主要采用的以太网模块，电源芯片模块则采用了MC34063。

3.结束语

综上所述。限于篇幅，本文仅对中心机房环境集中监控温湿度系统硬件电路的主要构成及设计进行了详细的分析，在实际的实现中，还需要对其中各种软件的实现，才能保证该系统的功能完整。

【参考文献】

［1］朱伟伟.通信机房温湿度控制系统的研究［J］.山东通信技术，2010，02:20-22.

［2］王勇，毛帅，高雅亭.基于ARM的机房温湿度智能控制系统设计［J］.重庆理工大学学报（自然科学版），2010，07:96-99.

中心机房在其运行过程中一般会产生大量的热量，为了保证其能够正常运行，就应该加强对环境之中的温湿度的监控。在这种背景下，本文设计和实现了中心机房环境集中监控温湿系统，并对其中的硬件电路设计进行了详细的分析。