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智能機柜監控系統
【論文關鍵詞】：智能機柜; 監控系統; 網絡設備; 機房
【論文摘要】：介紹一種分布式智能機柜監控系統，該系統以各類機房為主要應用場合，采用前端與服務器端相結合的方式做到對機房內主機、網絡設備和其他動力設備的全面監控。
一、背景
隨著現代網絡的逐步擴大，其發展速度之快，設備不斷增加。規模迅速擴容，需要使用大量的動力設備，動力設備不僅種類繁多。而且先進的通信網絡維護運行工作提出更高要求。由于設備的數量多，維護人員相對少，這樣無疑增加了維護人員的難度，同時維護人員不但要經常巡視機房，而且還是經常對重要設備數據或信號進行抄表和測試，更要求能對系統出現的故障做出快速響應。因此，先進的通信網絡必須有與之相適應的現代化的管理方式，才能產生規模投入、規模產出的良好效益，為此通信設備的運行維護已不可避免地走上集中監控、集中維護、集中管理模式，以實現機房少人、無人值守， 提高勞動生產率。
智能機柜監控系統為集中監控、集中維護、集中管理和少人、無人值守奠定基礎，解決了維護人員不足和網絡大規模發展的矛盾，解決了提高維護質量，工作效率和提高勞動生產 率之間的矛盾，為設備運行的更安全、可靠、穩定和更加現代化提供了保障。
二、系統的應用
智能機柜監控系統被廣泛應用于各類機房監控、通信基站的動力及監控、無人值守現場的環境，例如電信基站環境監控、通信站環境監控、校園/企業網絡機房監控、和數據機房環境監控等。機房往往是一個單位最重要的部門,機房現場有各種動力環境參量如溫度、濕度、電壓、電流、功率因數等, 這些參量發生異常變化時,會影響計算機及網絡設備的正常工作; 機房監控系統的功能就是采集并記錄機房現場的各種動力環境參量,當這些環境參量發生異常時,以聲光和短信等形式報告管理人員進行處理。
三、系統簡介
系統主要由監控軟件和3個硬件模塊組成，包括：數據采集模塊、數據傳輸模塊、監控服務器。數據采集模塊通過傳感器采集被監控對象的數據，得到的數據通過數據傳輸模塊發送到監控主機，在監控主機上通過監控軟件來實現對監控對象的監測與控制。
1. 數據采集模塊
在數據采集模塊中，被監控信號的測量至關重要，被監控信號按照特性可以分為模擬量和開關量。
1） 模擬量采集技術
模擬量是指隨時間連續變化的量，對于這些信號的測量，需采用模/數轉換設備將模擬量變成數字量后才能適合計算機采集。智能設備的模擬量信號由監控單元完成采集，而非智能設備的模擬量信號需要增加數據采集器、傳感器、變送器等來完成采集，將非電量信號 轉換為適合采集器輸入特性的電量信號。
2） 開關量采集技術
開關量是指不連續變化的、具有確定的幾種狀態的量，最典型的是僅有"0"和"1"兩種狀態的開關量。非智能設備的開關量信號采集也需要增加開關量傳感器和采集器。
2. 數據傳輸模塊
數據傳輸模塊負責整個系統之間的通信，適合智能機柜監控系統的主要技術有：
1) RS-485
RS-485接口具有良好的抗噪聲干擾性，長的傳輸距離和多站能力等上述優點就使其成為首選的串行接口。因為RS485接口組成的半雙工網絡，一般只需二根連線，所以RS485接口均采用屏蔽雙絞線傳輸。 RS485接口連接器采用DB-9的9芯插頭座，與智能終端RS485接口采用DB-9（孔），與鍵盤連接的鍵盤接口RS485采用DB-9（針）。
RS-485總線,在要求通信距離為幾十米到上千米時，廣泛采用RS-485 串行總線標準。RS-485采用平衡發送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。加上總線收發器具有高靈敏度，能檢測低至200mV的電壓，故傳輸信號能在千米以外得到恢復。 RS-485采用半雙工工作方式，任何時候只能有一點處于發送狀態，因此，發送電路須由使能信號加以控制。RS-485用于多點互連時非常方便，可以省掉許多信號線。應用RS-485 可以聯網構成分布式系統，其允許最多并聯32臺驅動器和32臺接收器。
2) WLAN
一般地，WLAN有兩種網絡類型：對等網絡和基礎結構網絡。
對等網絡：由一組有無線接口卡的組成。這些計算機以相同的工作組名、ESSID和密碼等對等的方式相互直接連接，在WLAN的覆蓋范圍的之內，進行點對點與點對多點之間的通信。
基礎結構網絡：在基礎結構網絡中，具有無線接口卡的無線終端以無線接入點AP為中心，通過無線網橋AB、無線接入網關AG、無線接入控制器AC和無線接入服務器AS等將無線局域網與有線網網絡連接起來，可以組建多種復雜的無線局域網接入網絡，實現無線移動辦公的接入。
1. 監控服務器
監控服務器是本地系統的監控中心，在windows下運行。根據用戶需要可在監控主機內加配多媒體聲卡、視頻卡、智能電話語音卡、設備驅動卡等配件。低壓配電系統、UPS電源系統、空調系統、系統等運行狀態及環境系統狀態，以數據的形式進入各自的總線后，接入監控主機的設備驅動板，設備驅動板中有專用的通訊芯片，芯片上下載有各設備的驅動程序。可實現高速通訊。在內部模塊的管理下，現場的數據按預先的按排，有條不紊地進入軟件系統，由于軟件采用多線程分時處理方式，硬件結構采用分布控制管理模式，響應迅速，使監控計算機對現場設備達到實時監控。
2. 系統軟件部分
監控系統軟件平臺可以收集各個信息點的數據，并把獲得的數據直觀的顯示在屏幕上，能夠設置數據的安全范圍，當數據不在安全范圍之內時自動作出響應或報警。可以對一些設備進行遠程控制。
本系統可以偵測到的故障范圍，涵蓋了機房平時所碰到的絕大多數安全問題，是機房管理的重點。對于其他監控內容，例如門禁管理，入侵報警、空調聯動等，軟件內預留適當接口，可以直接和現有系統相連，組成完備的監控系統。
四、監控系統的兩個關鍵性能
1. 系統穩定性
作為動力設備及環境的維護工具，集中監控系統的穩定性直接影響到動力設備維護的效率與質量，監控系統越穩定，動力設備發生重大故障的風險就越小。
1） 數據采集器件的可靠性
集中監控系統的準確性、可靠性主要由采集子系統決定的，采集子系統的準確性和可靠性由兩個因素決定，一是傳感器/變送器準確性與可靠性，一是采集器A/D變換的準確性與可靠性。采用成熟、標準的元件、組件可以將數據采集端的可靠性大大提高。
2） 數據傳輸的穩定性，主要依靠
在低的485接口方案中，其接口本身的電氣性能可以保證在普通機房環境中傳輸穩定。在WLAN傳輸方案中，可以采用接收端冗余，和對傳輸距離降額使用來增大信號強度，增加抵抗干擾能力。
2. 數據過濾功能
在監控系統中，監控點多，監控信號種類多，如果這些信息不加過濾或者處理不當，都會產生大量的垃圾信息，干擾管理人員的判斷。錯過對一些重要信息的處理，引發安全問題。
所以，在具體應用時，在符合數據查詢要求的基礎上，必須精簡信號，刪除不必要的信號，同時合理設置存儲周期和閥值，保證只對非常規數據進行處理，降低不穩定的風險。對于大量的常規數據，只做后臺存儲即可，有些可以不在管理端顯示。
參考文獻
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