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淺談數據中心機房動環監控系統可視化設計與研究

文章更新時間：2023-07-03　點擊量：246

摘要：為維護數據中心機房動力環境，及時發現隱患，消除故障，降低管理成本，控制能耗，提高運維效率，確保數據中心安全、高效、環保、穩定運行，根據機房管理現狀，建立更直觀、高效、可視化的機房自動監控系統。基于綜合業務實時監控系統技術架構，設計統一監控、集中管理監控平臺，全面處理整個機房監控管理所需的重要信息，實現高度統一的界面顯示、信息共享、協調聯動功能，減輕管理負擔，實現綜合“監控、管理、控制"。

1.引言

隨著信息技術的發展和普及，天擎、天鏡、資源池、核心網絡和安全設備在四川氣象探測數據中心機房運行，密集精細化程度越來越高，氣象數據量迅速增加，計算機系統和通信設備數量日益增加，規模越來越大，中央機房、計算機系統和通信網絡已成為主要單位業務管理的核心部分。為保證其安全正常運行，配套機房動力系統、環境系統、消防系統、安全系統應始終穩定協調。傳統的機房管理往往不能及時消除故障，對事故發生的時間和責任沒有科學的管理；缺乏對故障的綜合分析數據，使問題無法得到完善的解決。

基于省級綜合業務實時監控系統的技術架構，充分研究機房動力環境的綜合監控需求，設計數據中心機房監控系統。該系統實現了機房各種設備的集中監控，主要包括機房動力系統監控、機房環境系統監控和視頻監控，具有完善的監控功能。通過網頁顯示，實時記錄各種事件，及時報警故障事件，有效提高運維人員的管理效率，快速有效地消除故障，對故障進行全面的數據分析，實現機房可靠的科學管理。

2.功能設計

2.1 物理架構

2.2系統功能

系統功能主要包括動力監測、環境監測、系統日志、報警管理、數據統計、權限管理等模塊。

2.2.1機房動力監測

包括電力監控、配電開關狀態監控和UPS監控。電力監控是通過在配電柜中安裝電源計，將電源的進線和電流互感器的連接線連接起來，然后用雙絞線將電源計與環境監控主機的傳感器接口連接起來。從而實現監測電壓U、電流I、頻率、功率因素、有功功率、無功功率等參數。通過在配電柜中安裝配電開關模塊，實現配電開關狀態監測，連接單個開關模塊

空氣開關的出線和連接電源防雷器輸出的信號，然后用雙絞線將配電開關連接到環境監測主機的傳感器接口上。從而監測市電配電主要空氣開關的斷開或關閉狀態，以及電源防雷器(帶開關量輸出)的狀態。UPS監控是通過數據線或網絡線將UPS直接連接到智能監控模塊上，通過智能監控模塊將數據轉發到環境監控主機上，使監控主機能夠直接獲取UPS的運行參數、工作狀態和報警信息。從而監控UPS整流器、逆變器和電池(電池健康，包括電壓和電流)、旁路、負載等部位的運行狀態和參數。

2.2.2機房環境監測

包括溫濕度監測、漏水檢測和視頻監控。溫濕度監測的實現是通過將溫濕度傳感器布置在需要監測的區域，將收集到的信號傳輸到環境監測主機上，并在Web頁面上使用動態電子地圖實時監測不同空間位置溫濕度的真實值。漏水檢測的實現是在容易產生漏水的區域鋪設漏水感應線，將感應線連接到漏水控制器，然后將控制器的輸出信號連接到環境監控主機。當漏水感應線檢測到漏水時，系統會立即報警。視頻監控可以實時監控機房，并在Web頁面上查看。系統支持視頻多畫面瀏覽、視頻回放和視頻控制管理。

2.2.3系統日志

系統日志對自身和主機的操作、操作、訪問和報警有日志記錄，以追溯問題。自身系統日志記錄包括：操作日志、訪問日志、報警發送日志。主機日志記錄包括：訪問日志、操作日志、事件日志。

2.2.4告警管理

當監測項超過設定的上下限值時，確定為報警事件。為避免環境監測量設定的上下限閾值波動，系統不斷重復判斷為報警事件，重復發送報警信息，增加報警狀態。只有當監測量超過上下限值一定時間時，才能判斷為報警事件，可以設置預警時間。報警顯示通知報警信息和報警反饋信息流程顯示，在報警臺主頁上實現嚴重報警信息和反饋信息流程查看，根據時間規律查看嚴重報警生成情況，通過查看一定時間的報警事件，報警信息可以自動關聯故障源的配置信息，掌握故障資源的相關管理信息，提高故障處理效率。

2.2.5數據查詢

數據統計可以選擇查詢的起止時間和傳感器來查詢監控點在此期間的數據。查詢內容包括數據采集時間、描述、類型和數據。歷史數據可以進行趨勢分析、比較分析、報警數據報警次數統計、離線次數統計，并可以查看更多的數據。可以選擇起止時間，選擇特定的監控對象進行小時、日、月統計。

3安科瑞動環監測系統介紹設備選型

3.1軟件介紹

通過數據中心動態環監控系統，實現數據中心訪問控制狀態、水浸狀態、煙霧狀態、視頻狀態、環境狀態、高低壓配電狀態、設備運行狀態實時監控，實時報警，確保數據中心正常運行，避免運行環境失控導致配電設備運行故障，確保維護人員安全，延長設備使用壽命，降低配電室廣泛管理導致成本過高。同時，實現動態環監控，分析各能耗能源效率，幫助用戶優化能源效率。

3.2系統功能

（1）顯示當前數據中心的總能耗、IT能耗、空調能耗等能耗，計算當前數據中心的實時PUE值，通過儀表盤直觀顯示。

（2）選擇查看數據中心中低壓配電系統的主接線圖，并在一次圖中顯示配電系統當前的遙測、遙信數據和狀態。實時監控各配電柜的電壓、電流等電源參數、變電站的溫濕度、煙霧感、浸泡、門禁等環境。

（3）電氣接頭溫度實時監測，無線溫度傳感器監測接頭溫度安裝在斷路器接頭、觸臂、母排、電纜連接處，便于提前發現溫度異常引起的事故。

（4）監測各變壓器參數，包括負載率、頻率、功率因數、三相不平衡等，并顯示歷時曲線圖和實時數據變化。

（5）電能質量在線監測可監測電流和電壓諧波畸變率、電壓暫升暫降暫停等臨時事件記錄、ITIC容忍曲線等。

（6）系統采集UPS輸入、輸出端、旁路三相電壓、電流、有功功率、功率因數頻率，監測UPS溫度、電池電壓、當前負載下剩余時間等數據。

（7）顯示單個電池的電壓、內阻和溫度，預測帶電池的剩余時間。每個電池數據可設置異常報警，及時發現電池異常。

（8）顯示精密配電柜內進線和饋線電路的電氣參數，包括電流、電壓、功率、電能和開關狀態，并可設置和分級數據。數據取自精密配電柜測量模塊。

（9）顯示智能小母線的開始箱和插入箱的電氣參數，包括電流電壓、開關狀態、插入點溫度，并對數據進行報警設置和分級。

（10）通過平面圖顯示數據中心的能源分布、設備分布和設備能耗數據。單擊平面圖上的設備進入特定的設備監控界面。

（11）實時顯示當前數據中心的PUE值和歷史的PUE曲線。并顯示每個子項目的能源消耗情況和能源消耗排名。監控各變壓器的運行和負載，并給出本月變壓器輸出電能排名。