数据中心动力环境监控系统设计及实现

王建忠

（国家计算机网络与信息安全管理中心甘肃分中心 甘肃 兰州 730030）

引言

近年来数据中心的极速发展，机房作为数据中心的基础平台一定要保证正常运转，同时提高维护质量、降低运行成本，因此动力环境监控系统被逐渐提上日程。

1 动力环境监控系统的概念

数据中心是云计算的主要载体，而动力环境监控系统是保证数据中心的支持设施正常运转的重要基础设施。动力环境监控系统主要是针对各种通信基站的设备和工作环境实现遥控。动力环境监控系统是运用智能控制、现代通信等技术对特定区域进行实时监控，通过故障报警、防盗报警、视频监控等方法实现对一个区域或者多个区域的集中管理。通过集中管理有希望实现无人值守，在提高对设备维护质量的同时降低运营成本，有效解决目前设备数量人员配备少的问题。

2 动力环境监控系统设立的必要性

目前各大运营商之间竞争愈演愈烈，为了保证自身网络的安全和运营成本的降低，动力环境监控系统显得越来越重要：首先，站点规模和人员数量的矛盾。各大运营商为了竞争不断扩大自身的规模，然而人员的数量并没有跟上，很多设备没人值守，导致安全隐患增加、网络使用率降低。其次，设备环境不稳定。许多基站设立的环境相对较差供电得不到保障，只靠人员的巡视很难发现安全隐患。再次，设备缺乏维护。维护人员对于动力设备了解不够全面，当设备出现故障时无法及时处理。最后，基站的安全。基站设立在各个乡镇，周围环境复杂，基站的安全问题例如防火、防水、防盗等不能得到有效保证。

3 动力环境监控系统的设计

动力环境监控系统的工作对象主要包含以下几个方面：第一动力系统，UPS、电池、组合电源等。第二环境系统，温度、湿度、新风机等。第三消防系统，烟感控制器、消防控制器等。第四安防系统，摄像头、门禁、报警探头等。第五网络设备，主机、服务器、路由器、交换机等。

动力环境监控系统是对所有的硬件设备的运行情况进行监控，分别由动力环境监控系统的各个子系统完成，因此在设计动力环境监控系统时，可以从以下几个方面着手：

第一，设备监控。采用SMT3200多功能监控主机接入机房的开关电源、UPS、专门空调等设备。

第二，配电监控。采用专门的电力监控模块，对各种配电柜的运行状态和参数进行实时监控，当运行出现状况时系统会自行关闭电路，并向监管人员发出警示。

第三，环境监控。通过安装温湿度变送器、烟雾报警器、红外线等设备来收集信息，实现对机房温湿度、水灾、火灾的实时监控。

第四，图像监控。安装摄像头采集视频信号，实现对机房的实时监控和网络传输以及硬盘储存。

第五，消防监控。安装烟感报警器和消防报警器来收集消防报警信号，当发生火灾时系统会发出信息同时启动声光报警，以此来监控机房的火灾情况。

第六，入侵监控。采用红外线热成像仪、安装门磁报警器等防盗措施，当遇到有入侵情况时，系统会自行启动并发出消息报警。

动力环境监控系统的工作原理是，系统设计好后通过前端设备收集实时信号，经过数据采集处理转化成系统可识别的操作命令进行执行。

4 动力环境监控系统的配套要求

现代科学技术一直在不断发展，数据中心也发生很大的变化，要保证动力环境监控系统正常运行前提是配套设施要完善，主要包含以下几个方面：

第一，BAS系统。BAS控制系统服务器通过OPC协议将各个子系统的运行状态和相关数据实时上传给动力环境监控系统。BAS系统的子系统包括冷冻水系统、燃油系统、机房关键区域空调。冷冻水系统是通过现场冗余PLC控制器监控冷冻机、冷却水泵、冷却塔的运行状态，设备故障状态、启停控制等，来监测冷冻机的冷冻水出水温度、供回水压差及流量。燃油系统是通过现场冗余PLC控制器监控燃油泵的运行状态、故障状态、手自动状态，电动阀门的开启和关闭，燃油泄漏探测及过滤器压差监测。机房关键区域空调是通过现场冗余PLC控制器监控新风机组回风和送风的运行状态、变频控制和反馈以及个阀门的运行情况，实现对温度、压力、压差的数据分析并显示在控制屏幕。

第二，电能监控系统。电能监控系统包括配电柜、UPS电源、电池、发电机。通过配电柜上的接口由总线把配电柜电量采集设备进行连接，把监控信号通过网络接入电能监控系统。UPS则是通过协议通信接口连接到服务器，实时检测UPS的负荷、整流器等各部分的运行情况和相关数据。

第三，机柜管理系统。通过在机柜顶部设置交换机，然后由智能数据采集器把采集到的实时信息上传到服务器。对精密空调的控制，通过监测空调的运行情况在HMI人机界面显示，出现故障时在中控室对空调进行启停的控制和温度的调整。

第四，其他设施。例如照明系统，通过照明控制器进行远程独立开关的控制，当视频检测器发现机房内没有人时，可以自动关闭照明设备。

5 结语

在当今社会飞速发展下，数据传输的量和速度都在不断增长，传统的分散式的机房正在被数据中心所取代，对数据集中管理提高稳定性并降低运行成本。动力环境监控系统随之产生，这为数据中心设备的运行提供了保障，相信伴随科技的不断进步和人类认识的前进会让系统越来越完善，从而让系统造福人类。