物联网技术在公路机房智能化管理中的应用

张天雨

（郑州市公路事业发展中心，河南 郑州 450000）

作为一个新经济增长点的战略新兴产业，物联网市场效益良好。物联网是基于互联网、传统电信网等信息承载体，让全部具有独立功能的普通物体达到互通互联的一种网络技术。目前，在智能环境、运输等行业得到了大量应用与推广。高速公路是交通事业的重点工程，是衡量一个国家、一个地区现代化建设水平的关键性指标。随着科技的发展，越来越多先进的技术、设备广泛用于高速公路建设当中，进一步完善了高速公路机电系统。在公路机房智能化管理中运用物联网技术可以大大提升机房管理的智能化水平。因此，我们应该更加关注物联网技术的发展，积极地将新技术应用在日常的工作中，全面提升安全生产，为降低企业成本，节能增效提供强有力的支持。

1 物联网的概述

1999年，物联网首次被提出，是指按照约定协议，通过射频识别、红外感应器、全球卫星导航系统等将所有物品充分连接互联网，以此交换信息进行通讯，是一种智能化识别、定位、跟踪、监控及管理的网络。其主要包括2层含义，其一，互联网是物联网的核心与基础，是在互联网的基础上延展、扩展出来的网络；其二，其用户端可以向任何物品延伸、扩展，且交换信息、通讯。当前，物联网应用较广，遍及多个领域，如智能交通、环境保护、水系监测、食品溯源等。物联网将新一代IT技术应用到所有行业，整体来讲，就是在电网、桥梁、公路等各种物体内安装感应器等装备，将物联网与互联网整合、连接，满足人类社会和物理系统的有效连接，在整个网络内，中心计算机群能力超级强大，可实时管理及控制整个网络内的人员、机器、设备等，通过此设备，更便于人们精细、动态化地多所处的生产生活进行管理，从而实现“智慧”状态，达到资源利用率、生产力提升的最终目的。

智慧交通系统，采用物联网技术，可以统一的智能交通管控平台为基础，通过现有交通信息网络、监控信息资源，加强可动态采集、融合交通信息，是城市交通实况的“电子模拟板”，是实现交通行业优化、创新及可持续发展的重要途径。

2 公路机房管理现状及需求分析

由于高速公路机房分布零散、距离较远、所处地理环境一般比较复杂，不利于人工管理维护，且机房内部设备非常重要，是高等级公路机电系统的核心设备，不容忽视。因此，高速公路对机房环境、安全防护及管理问题提出了新的需求，急切需要实现漏水、烟雾、温湿度、用电、门禁、照明控制、通风、非法人员入侵以及视频等信息的集中监控管理、统计分析。另外，公路机房系统采用比较新颖有效的提前预防的维护运行方式，可以说是对传统人工维护方式的全面革新，哪里出现了问题，就可以及时发现和定位，使公路系统供电维护更具有安全，可靠、先进的特征，极大地增加了公路业务的运维效率和经济效应。通过智能化的管理公路机房系统，更好地减缓了工作人员现场勘查的工作强度，同时也减少了相应的人工运作维护的成本，很大程度地提高了工作的效率，提高运营维护整体效益。

3 物联网技术在公路机房智能化管理中的应用要点

随着互联网信息化的飞速发展，大数据、云计算技术兴起，使得网络信息技术在金融、通信、物流甚至生活学习等多个领域得到广泛应用。面临这种趋势公路建设当中，同样要购买软硬件设施建立机房以提高自身信息化水平，进而提高公路运营管理的效率，但繁杂的数据传输与大规模的信息处理对网络管理水平提出了更高的要求，急需一个有效的监控系统来保障公路运营数据的安全有效处理。这个监控系统必须功能足够强大，在正常状态下可以获取系统运行实时的状态数据，当系统中出现紧急情况时，也能进行快速及时的处理从而可以及时升级不能满足需求的软硬件设备以避免因可能发生的系统瘫痪造成的严重的损失，由此引出了将物联网技术应用于机房智能化中的研究。通过机房管理人员与系统建设人员的沟通协调，兼顾考虑公路建设系统的功能需求和系统实现的可行性并对此进行综合分析与设计。

1）机房视频监控功能。机房视频监控功能是对机房设备和外部环境进行集中有效监测的一种功能。由于机房规模日益扩大，运行设备众多，原有的运维规模可能无法满足需求，而视频监控功能可以有效解决这个问题实现对整个系统的实时、集中管控。为了实现机房视频监控功能，可以使用红外、远程摄像头实现远程控制，同时完成对机房视频的信息处理。

2）现场环境监控。为了使机房网络系统发挥最大效用，构建良好的现场环境至关重要。由于机房设备大多是精密仪器，因此对现场环境的控制主要是监测现场环境是否符合这些仪器适应的温度、湿度以及空气中杂质浓度的范围。为了对这些数据进行实时监测必须在机房多处安装温湿度传感器并及时将测得的结果反映给监控系统。一定要警惕的是机房众多设备在运行过程中会产生大量的热，如果不能及时检测到并尽快排出，再加上机房空气中粉尘很容易引发火灾，后果严重。因此通过各种传感器的设置对现场环境进行监控是非常必要的。

3）功能实现。按照上文设计思路，机房智能化管理可以在以下三个层面上逐一实现：（1）设备采集层。设备采集层主要进行环境信号的采集，将采集结果经由RS485总线方式传输至监控服务器。RS485总线由于其布线简单且信号稳定常常被用作视频监控，采用RS485总线方式进行传输优点如下：一是抗干扰能力强，传输稳定；二是最大可传输距离远，满足需求：三是可扩展性强。另外，由于视频监控数据信息量大，通过RS485总线方式可以使视频数据通过以太网络接口直接接入局域网。（2）数据处理层。数据处理层可分为视频监控服务器和监控服务器两个部分，监控服务器将从上一层传输过来的各种信息进行分析和处理，并且通过将控制命令传输至前端各设备来对设备进行远程操控。另外，在互联网的任意地点都可以登录到监控服务器，可实现在任意地点对机房设备运作以及现场环境的实时监控。（3）远程浏览层。远程浏览层是用户进行远程控制的层级，采用B/S架构。监控服务器实时掌控服务器状态，需要时随时调用，用户端通过远程登录的方式对机房信息进行监管，并适时进行短信报警。

为了对机房设备以及环境进行集中管理，在各区域设备上安装了多种传感器，用于对现场环境中的温湿度、空气中含尘量等进行有效监控，而这些传感器集成起来就是一个物联网，可以实现对数据的传输、储存和共享。近几年，智能化机房最常使用的物联网节点类型主要有两种：一是终端传感器，即其只具备数据汇集及传输功能；二是网关节点，也就是说它除了一些基础功能外，还具有网络节点的数据转发、更新的功能。将物联网应用于智能化机房建设不仅需要大量服务器、交换机等硬件设备，还应该清晰认识物联网的层次架构，以便构建出一个完整的物联网系统。物联网可以划分为以下几个层次架构：

第一，数据通信核心交换层。核心交换层仅负责传输，保障了其数据传输能力，为网络提供迅速且安全可靠的数据传输。第二，单元交换子层。物联网的扩展性强主要是因为单元交换子层为网络提供一个软硬件资源接入口，并且它可以根据部门不同来划分VLAN，以便本部门员工只可以获取本部门的资源，有利于各部门信息安全管理。第三，服务器层。服务器是整个网络中最重要的部分，作为网络节点，存储和处理网络上80%的数据和信息。服务器的类型主要有文件服务器、Web服务器、数据库服务器等。

4 结束语

综上所述，随着社会的飞速发展，对物流运输的需求在不断增加，相应的建设项目也在增多。作为公路上为供配电及各类机电系统提供庇护所的机房，数量也越来越多，因此，众多机房的安全运营问题显得越来越突出。公路的建设不单单是完成路基、路面的建设施工任务，还需要再装配大量的机电设备、系统，另外为了进一步保障公路的运营管理，对这些机电设备、系统的维护和管理也是必不可少的工作。欧洲等发达国家，先后都已经在公路建设上形成了智能化机房系统的运营管理模式。随着物联网技术的飞速发展，很多人将物联网的思维原理也逐渐应用到了很多方面，例如计算机系统、图像画面的处理、手机通信技术等，使物联网技术更加开放、成熟，为公路机电系统的智能化建设提供了很好的基础和保障。