基于物联网的节能型机房环境控制系统设计实现

龙睿

【摘要】 针对目前大量机房运行过程中存在的问题，文章分析了物联网节能型机房环境控制系统的模型以及设计方法，其目的是为相关建设者提供一些理论依据。

【关键词】 物联网技术 节能型机房环境控制

一、基于物联网的机房环境控制系统模型

1.1物联网技术

物联网技术是将计算机技术、电子技术、互联网技术、信息技术相结合起来的综合系统，利用无线传感器、射频识别、各类扫描识别器、位置定位芯片、温度、速度、方向等感知设备采集各类信息，并按约定的协议格式将信息通过网络传递到后台应用系统进行处理，进行庞大数据信息的通讯和交换，把物品与互联网连接起来，实现了对原有工作模式的信息化和智能化升级。

1.2基于物联网的机房系统结构

物联网机房环境控制系统可按功能性划分为三部分：主控节点、测控节点及远端测控中心。其中主控节点与测控节点的运行位置处在通信机房内，主要负责室内外温度变化信息的采集、湿度信息的采集、风速风向的采集、空调运行以及风机联动控制等。而远端检测中心属于应用层，接收保存和分析处理机房环境数据，并为系统用户提供的人机交互界面，这是实现对物联网机房环境进行远程控制的关键。如图1所示，为机房节能测控系统结构框图。

1.3环境控制系统节点及其功能

测控节点是构成基于物联网的节能型机房的系统感知层，其主要功能为感知和采集机房室内外温湿度和风速等信息，并在本地仪器显示屏展示实时温度参数。系统中主控节点是一块增强型的51内核单片机，其能够作为机房环境控制系统节点的控制核心，除了要搜集和传输测控节点的温度、湿度、风速等感知数据外，还要具备接受指令并联动控制机房风机和空调系统的功能，这样，环境控制系统就能利用通信网络将室内温湿度值、设备运行状态等信息通过主控节点后，再中转传输至远端测控中心，远端测控中心接收并记录和处理主控节点上报的信息，实现对机房运行状态的不间断监控，分析制定并优化系统运行策略并下发联动控制指令。

二、实现物联网节能型机房环境控制系统的设计

2.1系统运行设计

当空调运行降低室内温度到适宜的区间范围时，智能控制系统可以准确地停止空调运行，或者改变空调运行参数，减少电能消耗；而当室内温度缓慢上升至临界温度时，测控节点能及时感知温度变化并传递到监控中心，监控中心自动下发指令重启空调运行或加大空调运行力度，直至温度降到适宜范围，如此循环。采用物联网控制的机房不但能节省机房环境管理人力，还能更精确地控制机房环境温度，并节省电能消耗。在某些场景下，可以启用省电模式使物联网机房联动控制风机代替空调运行并取得良好效果。当基于物联网节能型机房的室内外环境温差达到一定值时，可采用进风机和出风机来把室外的低温空气导入室内，从而完成与热空气的交换，由于风机作业的功耗要远小于空调设备，从而达到节能型机房环境控制系统设计的目标。如表1所示，为系统采用风机与空调设备逻辑对比。

2.2系统节能效果设计

散热性是基于物联网机房环境控制系统节能效果的重要体现，相关设计人员可根据热量计算公式来进行实际运行效果的估算。这里指的的热量计算公式为：Q = Cp·ρ·V·ΔT，其中Cp为定压的比热容；ρ为机房所在的空气密度；V为空气体积；ΔT为机房设备运行所导致的温度变化。在温度以及气温相同的条件下，计算风机和空调设备运行所表现出的散热效果。结果表明，基于物联网的节能型机房环境系统控制设计，在特定室内外温度值及其温差条件下，采用风机作为通风降温设备比空调具有更良好的效果。

基于物联网技术控制的信息机房可以根据实验数据设定空调或通风的联动策略，并可以实时监控其运行效果，然后进一步修正调整空调或风机的运行参数。

结束语：综上所述，物联网技术作为当前科学技术水平进步下的产物，其能够实现机房环境智能控制，达到机房整体的节能性。这一目标的实现，需要相关建设人员建立基于物联网的机房环境控制系统模型以及分析控制系统的设计方法。事实证明，使用智能节能型机房环境控制系统能减少空调的使用时间，延长空调的使用寿命，还能更精确地控制机房环境参数保障系统设备稳定运行。

参 考 文 献

[1]谢伟，杨斌.基于物联网的机房节能测控系统设计[J].技术与市场，2011，07：30-32.

[2]陈志华.基于物联网的计算机机房环境监测系统设计[J].数字技术与应用，2011，08：98-99-104.

[3]陈鹏，袁慧.基于物联网技术的智能机房设计[J].科协论坛（下半月），2012，10：71-72.