李毅

【摘 要】由于我台对500KW发射机的供电系统进行了UPS改造，为了保障机房UPS、温湿度模块、烟雾传感器、漏水传感器等设备及其周边环境的安全、可靠和不间断运行，我们研制开发UPS监控报警系统。该系统建成后，能对各机房UPS、周边环境温湿度进行实时监控和智能管理，实现数据中心的动力环境设备运行维护管理智能化，加强运维保障，提高数据中心的运行安全性和可靠性，减少值班运维人员的工作强度。

【关键词】UPS；监控报警；大功率发射机房

1 系统设计原则与特点

针对发射机房环境的实际情况，UPS等设备需要全年全天不间断运行，安全、可靠性要求高，运维管理责任大，实时管理难度大的情况，为实现机房动力环境事故预防，保障数据中心业务正常运转，提供了高可靠的综合动力环境网络监控管理报警系统解决方案，实时监控机房的UPS设备，其周边环境情况。从实际出发，在有限的预算下，追求最高的性能。

1.1 通用性

本监控系统的设计符合国际工业监控之通用性和开放性设计标准。

1.2 可靠性

本监控系统符合电磁兼容性和电气隔离性能设计要求，不影响被监控设备的正常工作。

本监控系统具有自诊断功能，对通信故障、软硬件故障功能能够自动诊断出来并及时告警；本监控系统硬件能在用户给出的基础电源条件下不间断工作。

本监控系统硬件模块具有良好的抗干扰能力。

1.3 稳定性

本监控系统中某一子系统运行异常，不影响系统中其他子系统的正常运行。

1.4 安全性

本监控系统与被监控对象间具有可靠的电气隔离，本系统的软硬件在任何情况下，均不影响被监控对象运行的安全性。

本监控系统对系统管理和维护人员进行多级权限分类以区分和限制各级用户对系统和设备的访问能力。

本监控系统对用户的管理和维护操作进行跟踪记录，为运行事故提供分析依据以追究相关的事故责任。

1.5 可维护性

系统运行时进行在线运行状态诊断和监测，能及时发现系统各功能单元故障情况，便于系统故障的维护处理。

软件系统的设计采用模块化结构设计和规范化标识，保证软件的可维护性要求。

1.6 扩充性

系统的软硬件设计采用模块化可扩充结构及标准化模块接口，便于系统适应不同规模和功能要求的网络集中监控系统要求。

1.7 开放性

监控系统网络通信协议符合国际网络协议标准，操作系统选用国际广泛使用的Windows操作平台。

2 系统的先进性、稳定性和安全性

2.1 网络化存储和跨网络平台访问

IP Power网络型监控系统可以同时采集UPS的输入电压、输出电压、频率、温度、负载、电池电压、电池容量、市电状态、电池状态、故障状态、环境温度、环境湿度等状态参量，采集的数值在监控软件界面上动态地显示出来。且前端采集设备有可扩展的传感器接口，用户可以自由定义。后台监控系统软件，具有告警自定义的功能，当参量达到警告值时，页面自动图形显示报警提示。网络管理员可以在界面上设置被测参量的变化范围、报警上下限数值、IP地址、监测时间间隔、在修改监测量的上下限时，修改人被同时记录。前端网络采集设备UPS网络适配器独有的内嵌Web Server可允许用户通过PC的IE浏览器或其他标准的浏览器访问其内嵌的网页来查看设备的情况，而不需要额外的软件。

2.2 实时监测

本监控系统具有网络数据传输接口，可以通过IP数据包传送网络数据。监控系统将采集的数据以报告的形式传送回来，这样远程计算机可以将数据存入数据库，利用数据库访问进行数据计算、整合和存储。

2.3 简单和安全的使用

对前端网络采集设备UPS网络适配器的的配置和管理可以通过浏览器进行，用户不需要安装额外的软件。通过简洁的网页，用户就可以进行配置，简单易用，节省安装维护人员。用户可配置仪器的IP地址、网关地址、子网掩码、数据端口等设置。为了满足数据安全性的需要，前端设备UPS网络适配器提供了密码机制，管理员必须通过密码才能访问网页进行修改和配置。为了防止网络病毒的攻击和网络数据干扰，前端网络采集设备UPS网络适配器设计了特有的包过滤功能和抗病毒机制，保证高可靠度的网络传输。

2.4 支持标准智能/通用传感器

前端设备UPS网络适配器是一种基于IEEE1451标准的网络传感器适配器和传感器与微处理器的数字接口集成化单元，具备完善的和通用性很强的二次开发性能。

3 系统配置与组网结构图

该系统采用七层结构的TCP/IP内部局域网结构。

嵌入式网络型监控设备UPS网络适配器分别安装在各中心机房，与现场的UPS、设备相连。

组网传输方式：

各中心机房的动力环境监控设备采用TCP/IP协议通过以太接口接入内部局域网。

电源、空调、UPS等设备监控：

智能设备类：机房内采用协议转换器与各种智能设备之间通过RS485/232网络连接，采用主从方式通过各种通讯协议相互通讯，取得各设备的实时数据，为保障系统实时性，系统采用多线程方式，同时与各端口的设备通讯，便于对事件的即时响应。

非智能设备类：通过报警干接点接口和各种模拟变送器直接接入监控主机的遥信、遥测接口（需加装信号采集卡模块）。

管理员电脑具备以下功能：

负责收集汇总每一个被监控设备的各种数据或状态。

对前端UPS网络适配器采集上来的数据进行分析、判断和整理，必要时将数据进行保存。

用户可以随时地查询被监控设备的状态、数据。

对历史数据按机房、设备或信号量提供曲线、表格的报表和统计功能。

对发生故障的被监控设备，可弹出报警信息框和播放报警声音，将故障情况通知现场的使用者和系统管理员，并可通过EMAIL自动发送告警信息邮件到指定的电子信箱，可通过MODEM自动发送告警讯息到指定的传呼机上，可通过GSM MODEM自动发送告警短消息到指定的手机上。

支持多用户、权限设置功能。

4 中心机房监控设备组成

4.1 UPS网络适配器

通过RS232串口查询UPS，外置于UPS，提供标准的10/100M网络连接，为系统提供基于行业标准的UPS监控、配置、控制和事件处理功能。当只需要监控机房温湿度时，或者当机房UPS多台时配合SITEMATE使用。

4.1.1 技术接口参数

1）电源功耗

额定输入电压：12V，允许的范围为[9V～15V]；额定输入电流：300mA，实际正常工作消耗额定功率平均为230mA，SNMP卡核心消耗功率为200mA；网络消耗30mA；扩展设备电源由SNMP卡提供，最大可以接2个温湿度设备。

2）RS232配置接口

用RS232串行通讯接口进行参数配置，使用时需连接随配的PS2->DB9M的转换线。

接口方式：PS/2座，9针接口。

3）RS422扩展接口

用于扩展监控环境或其他设备，使用时需连接随配的PS2->RJ45的转换线，该总线还提供5V电源。

接口形式：PS/2，9针。

4）Network接口

网络匹配：支持1、10M半双工、10M全双工、100M半双工、100全双工。

接口形式：RJ45。

5）适配卡设备口：用于和UPS通讯

接口形式：DB9M。

4.1.2 性能与特点

12V直流电源供电；

2个RS232异步串行通信口（用于与UPS通信和参数配置）；

1个RS422/485可级联Modbus总线通信口（用于连接智能温湿度侦测模块等）；

1个10/100M自适应高速以太口（物理接口：RJ-45插座）；

提供开放的软件接口（如SNMP、OPC等），便于与第三方软件无缝集成；

内建完善的TCP/IP网络功能模块，支持SNMP、HTTP、DNS、SMTP、DHCP、SNTP等网络协议；

可Web浏览器进行远程动力机房的UPS电源、环境温湿度进行网络监控管理，特别建立强大的Web Server管理功能模块，使用户可以在任何操作系统平台上通过Web浏览器方便地进行实时状态查询、基本信息管理、远程操作控制、各项参数设置、用户管理、历史资料查询等等全面完善的监控管理功能，以及能够通过手机短消息或Email向使用者或系统管理员发送警报信息；

可在主机上记录一定长度的历史事件和历史数据；

支持在线网络升级，可直接在远程管理中心进行监控设备的软件升级；

内建式超长寿命系统时钟，且支持自动校时以达到时钟同步功能；

可以配合网络短信报警服务器，实现设备故障时的短信告警功能。

4.2 监控系统专用短信报警机

4.2.1 产品简介

基于提供一种简便实用的GSM通讯解决方案的需求。它内嵌了TCP/IP协议栈，解决了用户在使用普通模块时无TCP/IP协议栈而需在客户机系统嵌入TCP/IP的局限性，利用可靠的GSM网络实现数据信息的透明传输。

同时简化了接口设计和外部伺服电路，更适合于恶劣的工业现场。用户通过RS-232、RS-485或TTL电平接口，使用简单的AT+i命令，就可以完成端到端的可靠数据通信，极大减轻了用户开发时间和维护的工作量。

另外该产品可灵活地实现多种设备接入，工程安装简单。适用于使用串口通讯的单片机数据采集传输系统、PLC或RTU以及工控机等，它可以使客户原有的有线串口设备无须改动立即变为无线网络通讯设备。减少了系统更新的投入。

4.2.2 技术参数

1）外界环境指标

工作温度：-30-60℃；湿度范围：≤90%；可在强电强磁环境下正常工作。

2）性能指标

支持EGSM900和GSM1800双频；支持数字、语音、短消息和传真；采用电路交换最高速率为14.4kbps；支持电压范围：5V-25V、低功耗。

5 网络化动力环境集中监控软件IP Power SE

5.1 软件功能描述

IP Power是一个网络化机房管理业务综合软件平台，完全建立在标准的C/S构架上，采用Winsock、组态和实时数据库技术，OPC协议数据接口，处理来自各个现场的报警信息，值班人员管理。这些数据通过受理、分析、处理、校验等处理过程，保证报警信息及时、正确地得到记录分析，同时为维护部门提供日常维护报表、性能状况统计报表等分析数据。

整个监控软件平台的配置非常简便，可以在线进行不中断系统正常运行。配置可在中心远程对现场参数配置及修改和软件升级。

监控平台内置软件看门狗，监控软件不会因用户误操作等原因而使系统出错、退出或死机，具有极强的容错能力。

5.2 监控平台具备以下功能模块

网络集中管理；实时监控管理；历史事件管理；历史数据管理；系统操作日志管理；报表管理功能；告警定位与通知管理；用户与权限管理；系统数据备份与恢复。

5.3 系统特色

支持多品牌多类型的UPS、精密空调等设备集中统一管理；

纯中文显示，操作界面直观友好，安装使用方便；

具有多种告警方式，如短信、语音、邮件、系统广播、BP传呼等；

能够实现对动态IP的设备进行网络监控；

采用大型网络数据库，能够保存海量的历史事件、历史数据和系统日志记录；

丰富的报表打印功能，提供用户各种方便使用的管理报表，使管理员可以轻松地掌握和分析一段时期内UPS、精密空调等设备的运行情况；

可支持已有的短信平台接口或网络短信告警器，短信告警服务更加灵活、方便、稳定、安全、可靠；

具备告警确认服务，要求运维人员对告警讯息进行确认，使管理责任清晰明确；

可实现各网点的告警信息只发给其相应的分管人员；

提供强大的用户和权限管理功能，切实保障系统的安全；

具备系统数据备份与恢复功能，确保用户数据安全；

灵活的告警自定义支持，用户可根据管理维护的需要，设定自有的告警条件；

基于标准的TCP/IP网络，可支持多种网络构架，如以太网，WIFI、GPRS、CDMA、DDN、等等。

【参考文献】

[1]工业企业通用设计规范[S].（GBT42-81）.

[2]中华人民共和国公共行业标准[S].（GA/T70-94）.

[3]安全防范工程程序与要求[Z].（GA/T75-94）.

[4]电气装置安装工程施工及验收规范[S].（BGJ232.90.92）.

[5]民用工业建筑电气设计规范[S].（GJT16-92）.

[6]电气装置工程施工及验收规范[S].GBJ232-82.

[7]保安电视监控工程技术规范[S].GA/T76-96.

[责任编辑：王楠]