彭 聪，赵德坤，丘 聪，刘小延，管明祥

（1.深圳信息职业技术学院，广东 深圳 518000；2.深圳市信锐网科技术有限公司，广东 深圳 518000）

1 机房综合管控的主要方面

（1）服务器是机房最重要的设备，其运行环境对温度湿度状况有较为严格的要求。机房环境的温湿度状况以及调温设备运行的正常与否决定了机房设备是否能够稳定地运行。在服务器运行过程中，自身会产生大量热量，若将服务器的运维环境维持在适宜的状况，需要配备调温设备（即空调）。因此，需要对机房整体环境的温度湿度以及调温设备实际运行状况实时监控。

（2）机房的稳定正常运行离不开高可靠的动力（电力）供给。动力设备的正常运转，为持续稳定的动力供给提供保障。一旦机房动力设备出现问题，会对数据传输、存储及系统运行的可靠性造成威胁，影响到计算机机房信息中心系统的运行。有关动力设备，关键要对包括市电电源、UPS、PDU、发电机、蓄电池、三相电量仪等在内的市电配电设备运行状况实现监控。

（3）机房的安防状况同样需要高可靠实时的监控预警机制予以保障。机房安防涉及防火、防水、防盗，实现烟雾监测、门禁系统、漏水监测、红外入侵监测、视频监控联动5项措施，可以确保安防隐患的及时发现，平台报警以及联动控制的去人工化。

本团队引入物联网技术实现全天候去人工化的智慧机房动力环境监控系统，以提供更加精细、实时、可靠的综合管控解决方案。方案的特点体现在3个方面：（1）系统管控标的状况的融合分析和联动决策；（2）依托终端传感及执行设备的特点施行多元通信方式灵活组网；（3）管控标的全可视化。

2 系统构成及部署

该智慧机房动环监控系统由环境监控、动力监控以及安防监控三大子系统构成[2]。

2.1 环境监控子系统

环境监控子系统主要实现对机房重要区域的温湿度以及机房调温设备运行状况的监控[3]。一方面，通过在机房环境选取散点布设温湿度传感器，实时监测机房重要区域的温度、湿度、漏水等情况。另一方面，根据调温设备的情况不同，通过多种通信技术从接口获取不同类调温设备运行参数，实时监测设备运行状况。感知到的数据被实时传送至后端物联网平台。环境监控子系统支持的典型物联网功能包括环境数据实时监控、环境参数异常触发报警、调温设备和温湿传感器策略联动等，并可以实现跨平台（Web端、移动端以及短信）可视化监控。

2.1.1 区域温湿监测

《师说》一文推崇师道，强调师者的传道责任，是韩愈传道努力的见证。他所传的“道”是中国独有的哲学概念，是人道，不宜以“the Way”“doctrine”“truth”这类宗教哲学意味浓厚的词汇来诠释。随着中国软实力的提高，许多中国特色的词汇逐渐被西方世界所接受，如Feng Shui（风水）、Xi Dada（习大大）。因此，对于《师说》中有关儒道释义的“道”完全可以直接音译为“Dao”，并将其具体含义加以注释，将这一英译加入世界哲学概念系统中。而对于《师说》中其他“道”义的翻译，应在充分把握原文的基础上，灵活处理，力求达到“信、达、雅”的标准。

本方案在机房范围内选取典型散点（譬如服务器机架上的位置）布设温湿度传感器以监测重要区域的温湿度变化。物联网平台接收到来自温湿度传感器回传的数据，若监测到温湿度数值超过设定范围，物联网平台依据策略联动向调温设备发送指令，自动调节环境温湿度，同时生成报表明细，并通过直观图像进行展现。

2.1.2 调温设备监控

部署于机房的调温设备主要包括精密空调、普通空调以及中央空调3种。调温设备的运行状态参数获取方式因调温设备种类的不同有所不同，应分类设计和处理。

（1）精密空调的监控。精密空调为中大型机房提供恒温恒湿的环境条件，其正常运转对确保机房服务器设备稳定运行至关重要。精密空调配有RS232和RS485通信接口，在上行方向，可以通过支持串口的数据转发器从RS232和RS485接口实时获取精密空调的回风温度、出风温度、湿度、空调运行状态、风机运行状态、压缩机运行状态等参数，并经由交换机回传至物联网平台。在下行方向，物联网平台通过交换机及串口数据转发器并经由RS485通信接口发送控制信令给精密空调，实现远程开关机控制操作。

（2）普通空调的监控。普通（壁挂或立式）空调能为小型机房提供恒温恒湿环境。普通空调并不具备RS485接口，其与物联网平台之间的数据传递体现在下行方向。物联网平台根据在服务器机架上选取散点独立布设的温湿度传感器回传的数据判断是否需要向普通空调下发控制指令，控制指令经由安视POE交换机、串口数据转发器以及红外网关发送给普通空调，以对其实施基于策略的控制。

（3）中央空调的监控。一些机房则部署中央空调以调节恒温恒湿环境。在上行方向，由LoRa网关收集在机房内所部署的多个温湿度传感器的数据，并经由安视POE交换机实时回传至物联网平台。物联网平台对得到的温湿度数据进行分析和判断，依据预设的联动策略，在下行方向上发出控制指令到相应的智能空调面板，控制指令数据的传输经由安视POE交换机和LoRa网关后到达空调面板。

3种调温设备的监控架构的技术实现和特色功能对比如表1所示。

2.2 动力监控子系统

机房的关键动力设备主要包括市电电源、UPS、PDU、发电机、蓄电池、三相电量仪等。动力监控子系统主要负责对这些关键动力设备实施集中式实时监控和远程运维。在上行方向，支持串口的数据转发器从各种动力设备获取相关电力参数，并将参数经由交换机回传至物联网平台。当动力设备运行发生异常，平台可以采用多种方式向管理员告警。此外，采用智能延迟上电策略保障机房精密仪器的高效可靠运行。

2.2.1 市电参数监测

机房配电柜的市电进线总线供电质量的好坏直接影响机房内设备的安全，可采用智能电量监测仪（三相电量仪）对机房市电供电参数实行监测。物联网平台可监测的市电三相电源参数包括相电压、相电流、频率、有功功率、无功功率等。此外，市电监测模块负责监测各条电路通断情况并通过串口数据转发器和交换机向物联网平台上报。

2.2.2 UPS监测

不间断电源（Uninterruptible Power System，UPS）是电力设备系统正常运行的基础，对UPS进行实时监控十分必要。物联网平台从UPS获取的电力参数主要包括输入电参数、输出电参数和蓄电池参数。

2.2.3 蓄电池监测

蓄电池是供电系统中重要的备用储能单元，在机房中被广泛使用。传统的蓄电池维护工作普遍存在流程复杂、针对性差、隐患不易提前检出等问题。物联网平台利用蓄电池监测套件从蓄电池实时获取电力参数，主要包括每节电池电压、电池组温度、电流强度等。

2.2.4 PDU监控

电源分配单元（Power Distribution Unit，PDU）又称机柜用电源分配插座。在动力监控子系统中，智能PDU替代了传统普通PDU，支持串口的数据转发器从智能PDU处获取电力参数，经交换机将数据回传至物联网平台。智能PDU和物联网平台之间的数据传输是双向的。在上行方向，物联网平台实时监测的电力参数包括输入电压、输入输出电流、位电流、有功功率、每位电能、总电能等。下行方向上，物联网平台发出的控制参数包括每位输出通断、顺序上电、通断状态维持等。

2.2.5 智能延迟上电策略

停电后，来电瞬间存在较高电流，极易造成机房精密设备受损。动力监测子系统通过智能插座（插排）延时通电的方式有效避免这个问题。来电后，内置随机算法进行自动计算，在预设的固定时长内开启全部电子设备，既能有效避免瞬间负载过大烧毁线路，也保证各设备可在预设时长内恢复供电，确保用电效率。

2.3 安防监控子系统

安防监控子系统通过部署烟雾传感器、门磁/门磁开关、水浸传感器、人体红外传感器以及摄像头，可实现烟雾监测、门禁系统、漏水监测、红外入侵监测、视频监控联动共5项安防措施。（1）烟雾监测。烟雾传感器部署在机房天花板，数据转发器负责采集传感器输出信号并将其经由交换机回传至物联网平台。（2）远程门禁管理。门禁记录（开关状态及对应时间段）由数据转发器采集后，经由交换机被回传和保存在物联网平台。物联网平台支持门禁记录查询以及开关门指令远程下发。（3）漏水监测。空调冷凝水管滴水、低温导致空气凝水都会导致漏水现象，威胁机房设备。在可能造成漏水的水源附近（如空调周围）安装定位式漏水监测装置，一旦有水泄漏碰到漏水监测绳，数据转发器实时采集感应绳数据并经由交换机回传至物联网平台。（4）红外入侵监测。可在机房关键位置部署红外人体感应传感器。在设置的监测时间内，如有非法入侵，情况被采集并回传至物联网平台。（5）视频监控。为实现视频监控联动，在机房门口、机柜上方以及漏水监测点等重要位置部署摄像头。摄像头将图像及视频存储到网络视频摄像机（Network Video Recorder, NVR），NVR可利用用户专网、互联网或GPRS/CDMA/3G/4G等广域网回传至物联网平台。视频监控与其他措施形成联动，当异常状况发生时，平台可下发指令联动视频监控设备确定告警实际情况。

3 结语

本文给出了一套依托物联网技术的机房综合管控系统的设计和实现。整个动力环境监控系统由环境监控、动力监控以及安防监控三大子系统构成，以对机房的运行环境、动力设备和安防状况实施更加精细、实时、可靠的可视化多维度跨平台综合监测和管控。