◆胥志强 何国平 杨 漾

物联网技术在气象部门智能机房建设中的应用

◆胥志强1何国平2杨 漾1

（1.雅安市气象局 四川 625000；2.攀枝花气象局 四川 617000）

随着气象信息化的发展，机房已成为气象信息网络和数据最重要的节点，针对目前气象部门机房动力、环境和安保等系统独立运行，无法实现集中统一管理和远程监控，利用物联网技术，将机房动力、环境和安保等信息进行集中监控和管理，并且在机房环境出现异常时通过发送手机短信和WEB页面浏览的方式进行实时报警。物联网技术在雅安市气象局中心机房环境监控已投入实际应用，实现了机房环境远程集中监控，提高了机房监控管理效率。

物联网；智能机房；监控

0 前言

随着气象信息化程度的不断提高，中心机房的环境监控和管理成为了一项繁琐而重要的工作。目前，在市级气象部门的机房环境监控和管理中主要存在以下问题。一是环境监控各子系统独立运行，未统一集中管理，管理人员巡查维护工作量大；二是无法远程管理，多数环境监控设备都需要现场管理和操作；三是不易及时发现并处理故障或异常。采用物联网技术将机房环境信息集中到监控服务器进行管理和监控，既能实现局域网或外网远程浏览，又能在机房环境出现异常时通过手机短信提示，从而及时发现异常，排除故障，提高工作效率。

1 需求分析

气象部门机房环境监控系统包括机房动力、环境、安防等子系统，主要监控对象包括:智能电量仪、UPS、精密空调、基站空调、温湿度、漏水、门禁、视频、消防等。实现7×24小时的集中监控和统一管理；用户可实现远程管理和控制，并通过手机短信及时报警。由于（基层）气象部门机房管理专职人员很少，对机房环境监控有必要部署一套集中监控和管理系统来提高工作效率。

2 设计思路

经调查，气象部门机房环境监测设备多数具有RS232接口，设备状态信息和控制可通过RS232串口进行，但串口通讯的缺点是只能进行点对点通讯。如果要实现集中监控则每个设备都要单独布线到服务器，监控服务器也要安装多个串口进行集中管理，这样做线路复杂又容易出故障，所以我们设计的基本思路是在环境监控传感器加装RS232转RS485模块，将RS232串口数据转换为RS485信号并通过总线方式接入监控服务器。采用RS485总线方式有以下优点:良好的电气性能、最高传输速度可达50Mbps、最大通信距离可达1.2KM、网络拓扑采用总线结构有良好的扩展性。在机房环境监控中采用RS485总线能满足环境监测设备对数据的传输要求，特别是采用总线型网络拓扑结构，在监控服务器端只需要有一个RS485接口即可实现与所有监控设备的通讯，实现集中监控。

监控服务器对接入的信息进行分析、处理和记录，通过WEB服务器，为气象局域网络用户提供WEB界面，实现远程监控和管理的功能。

3 功能实现

按照设计思路，机房环境监控系统按功能划分为三个部分:设备采集层、数据处理层、远程浏览层如图1所示各层功能具体如下:

3.1 设备采集层

设备采集层负责采集各种环境信号，将采集的现场信号通过RS485总线方式上传到监控服务器。采用RS485总线方式传输有以下特点:一是抗噪声干扰好；二是传输稳定；三是最大传输距离1.2公里，满足需求；四是可扩展性强。

视频监控数据量大，且现在摄像头终端都已支持TCP/IP协议，所以视频图像数据直接通过视频服务器以太网络接口接入局域网系统。按照机房监控类型不同，分为动力环境、环境监控、安保监控三类。

3.1.1 动力环境

动力环境主要监测市电进线的相电压、线电压、相电流、频率、功率因数、有功功率、无功功率等参数；UPS电源监视UPS整流器、逆变器、电池状态（电池健康检测，含电压电流等数值）、旁路、负载等各部分的运行状态与参数。

3.1.2 环境监控

环境监控内容主要包括空调运行情况、空气温湿度、漏水情况。空调监控系统负责采集精密空调压缩机、风机、水泵、加热器、加湿器、去湿器、滤网、回风温度和湿度等的运行状态与参数，并可对精密空调实现远程开关机的控制；温湿环境监测机房的各个重要部位温湿度情况；漏水监测确保在机房有空调的地方安装区域式漏水检测设备，保证机房设备的稳定运行。

3.1.3 安保监控

安保监控主要包括门禁卡控制、视频图像监视、消防报警监视。门禁监控采用进门刷卡、出门按按钮的进出验证方式，由监控平台软件进行机房出入的门禁管理；视频监控设计在机房出入口、机柜间的通道、走廊等重要区域，安装多台摄像机，进行全天候的视频图像监视，摄像机的数量应根据机房面积和结构等因素灵活确定，确保不留死角；消防监测对机房内由消防控制箱提供的干接点信号进行实时火警监测。

图1 机房动力环境监控系统结构图

3.2 数据处理层

数据处理层由监控服务器和视频监控服务器组成，监控服务器用RS485接口与设备采集总线连接。用于将设备采集层传输来的各种信息进行存储、实时处理、分析和输出，处理所有的报警信息，记录报警事件，并将用户控制命令发往前端设备，实现对现场设备的远程控制。监控服务器与局域网络采用TCP/IP协议进行连接，气象部门广域网络系统内可在任意地点登录监控服务器，监控服务器的WEB端口通过防火墙映射到互联网IP地址，实现在互联网络中的任意地点实时监控、管理机房环境。

3.3 远程浏览层

用户进行远程监控、管理的界面，采用B/S架构。监控服务器负责提供WEB服务，用户端通过气象局域网络进行远程登录进行监控和管理，同时提供短信报警功能。

3.3.1 联动管理

各子系统和监控设备可实现联动管理，在采集到的数据满足设定的条件时，可触发相关系统工作。例:在机房温度超过阈值时，空调系统自动启动制冷；在发生火灾时，可对空调主机进行关闭，同时开启所有门禁系统，以便逃生。

3.3.2 时段管理

在对机房环境系统进行维护时，可定义时段，在该时段内的各类报警信息只记录，不进行报警，也不再发送报警短消息。在维护时段结束后，再恢复各类环境状态的报警。这样避免在对环境系统进行维护时出现错误报警。

3.3.3 子系统实时工作状态

监测各子系统工作状态，UPS电源、市电、空调、空气温湿度、漏水、门禁、消防和安保视频监控的实时状态。

3.3.4 短信报警

监控服务器配备手机短信moden，可在机房环境出现异常时及时发送短信给值班人员，起到及时处理报警的作用。

4 应用效果

某市气象部门的机房采用这种物联网技术对机房进行环境集中监控管理后，值班人员通过局域网和互联网对机房各种环境系统进行实时监控和管理，实现了机房环境监控的连续性、实时性、准确性，提高了自动化、智能化水平，减少了工作机房监控和管理的工作量。表1为采用物联网技术进行环境控制应用前后的对比效果。

表1 采用物联网技术进行环境控制管理对比表

通过实际的应用效果来看，在今后的气象部门的机房管理中，物联网技术除在环境监控中应用，还可应用在服务器管理、网络等系统的管理中，既能提高工作效率，又能使机房设备更加稳定地运行。

[1]张广雷.基于物联网的银行机房环境监控系统的设计[J].电子世界，2016.

[2]吴琳琳.计算机网络机房的建设方法与维护管理[J].教改教法，2016.

[3]方圆，何兵兵.基于物联网技术的机房环境状态监测系统[J].通信设计与应用，2016.