物联网-中国移动机房温湿度监控系统

1概述
1.1系统的必要性
随着计算机技术的发展和普及，计算机系统数量与日俱增，其配套的环境设备也日益增多，计算机房已成为各大单位的重要组成部分。机房的环境设备对温度、湿度以及安全性的要求也越来越严格，这是保证计算机系统能够正常运行的基本环境。一旦机房环境设备出现故障，就会影响到计算机系统的运行，对数据传输、存储及系统运行的可靠性构成威胁，如事故严重又不能及时处理，就可能损坏硬件设备，造成严重后果。对于像中国移动需要实时交换数据的单位机房，机房管理更为重要，一旦系统发生故障，造成的经济损失更是不可估量。目前许多机房的管理人员不得不采用24小时专人值班，定时巡查机房环境设备，这样不仅加重了管理人员的负担，而且更多的时候，不能及时排除故障，对事故发生的时间及责任也无科学的管理。
1.2 设计依据
计算机机房集中监控用户要求
计算机站场地技术条件GB2887-89
1.3设计原则
系统选型高起点
技术*性：选用*的厂家产品 
系统高可靠性：系统的硬件和软件均采用技术成熟的产品 
系统运行管理方便：软件系统中文化，操作方便
能力强：承建单位技术实力强，服务完善
系统可扩展性能强：模块化结构有利于扩容与扩展
投资少：系统选型具有高性能价格比 
建设时间短：在较短的时间内完成系统的安装调试 
1.4功能要求
机房环境：机房温湿度
图像监控:对机房现场进行图像间断式监控.与传输。
集中监控：对以上内容通过计算机进行集中监控。
2机房监控系统组成 
2.1 概述
1#-5#机房的温湿度的监测和机房及服务器通道间的视频监控。
2.2系统组成
系统由数字温湿度传感器、工控机、显示器、大屏液晶显示仪、组态网络、协议转换模块、串口采集卡、监视器支架、工业电气配电箱、视频录像卡、彩色半球摄像机、操作台、视频分配器、视频插头、视频线、音箱和声卡及屏蔽线等组成。
3设计方案
本着为用户建立一个安全、实用、*的机房监控网络的原则，在以下部分我们将结合用户的实际情况，对设计方案加以论述。
3.1监控系统结构
系统分为二层：监控中心以及现场各种监控设备。
监控中心：
监控中心由工控机、显示器、操作台、大屏液晶显示仪、串口采集卡、监视器支架、协议转换模块、视频录像卡、视频插头、视频线、音箱和声卡等组成。监控中心将采集所有的实时数据、视频流和报警内容，并统一对所有事件作出响应。
监控主机与智能设备之间通过RS485/232或网络连接，采用主从方式通过通讯协议相互通讯，取得各设备的实时数据，便于对事件的即时响应。
监控现场：
数字温湿度传感器和彩色半球摄像机。
3.2监控对象及内容
根据用户要求，主要监控内容如下，以下将对各监控子系统分别进行介绍：
3.2.1机房温湿度监控系统
3.2.1.1概述：对于面积较大的机房，由于气流及设备分布的影响，温湿度值会有较大的区别，应根据主机房实际面积及服务器的实际摆放位置，确定加装温湿度传感器的数量，检测机房内的温度、湿度。

通过传感器与主监控室的工控机的联动可以实现机房的温湿度同屏的实时显示、超过预定值时，系统将发出报警声音提醒现场管理人员；并且为了将来的拓展需要可以在软件内部预留出无线猫通讯接口，在硬件上预留出无线猫的卡槽，以方便将来需要实现短信报警功能。

3.2.1.2温湿度系统监控粗略的结构图如下：

3.2.1.3硬件配置：根据机房服务器的实际使用面积，每个机房传感器的具体配置

1#机房：服务器实际使用面积大约在100平米左右，以10/平方米安装一个温湿度传感器，那么1#机房需要10个温湿度传感器，另外1#机房还单独隔离出了一个小单间，有13平米左右，这里面再需要安装一个温湿度传感器，这样1#机房整体需要的温湿度传感器数量是11个。

结构图如下：

2#机房：实际服务器的使用面积大约在60平米左右，1个温湿度传感器/10平米，所以需要6个温湿度传感器。                                                                             

结构图如下：

3#机房：服务器的实际使用面积大约在180平米左右，1个温湿度传感器/10平米，所以需要18个温湿度传感器。

结构图如下：

4#机房：服务器的实际使用面积大约在200平米左右，但现有的4排服务器的使用面积大约实在80∽90平米左右，所以1个温湿度传感器/10平米，需要8个温湿度传感器。如果需要把将来待安装的服务器考虑进去，即剩余的4排服务器，整体需要的温湿度传感器是16个。

结构图如下：

5#机房：服务器的实际使用面积大约在300平米左右，共有12排服务器。但现有的服务器只有1排，大约所占面积约为10平方米，需要2个温湿度传感器。如果考虑到以后添加的服务器，那么整体需要的温湿度是30个。

结构图如下：

 说明：1# ——5#机房中的小方格代表JCJ100N温湿度传感器

3.2.1.4 温湿度系统结构图   

3.2.1.5单个温湿度传感器接线结构图

3.2.1.6温湿度监控系统拓扑图

3.2.1.7 组态软件功能及界面介绍

通过计算机对各个机房进行温湿度信号采集、显示、存储；

*每点温度或湿度超限音箱报警；（可设定包括温度上限，上上限，温度下限，下下限；湿度上限，上上限，湿度下限，湿度下下限等值）；

*可显示每点温湿度历史曲线数据；

*可显示每点温湿度的实时记录曲线；

*可显示每点温湿度实时采样数据；（超限报警时，音箱声音报警同时，画面对应数据变色闪烁）；

*可显示每点温湿度历史曲线数据；（可设定坐标系内需要显示点的温度或湿度的曲线，可设定每条曲线的颜色、粗细、时间轴长短、起始时间等）；

*可生成每点温湿度数据组态报表，亦可自动转存成*.TXT文件包，放到共享文件夹中供局域网中其它计算机调用。

软件界面

 3.2.1.8产品的参数性能

JCJ100N数字温湿度传感器

3.2.1.9．工控机：

品牌及型号：联想天工610H

功能介绍：

P4:in 奔四处理器

CPU主频：2.4GHz

内存：2.56M

硬盘：40G

操作系统：windows 2000 service

3.2.1.9 同类产品的性能比较

Ø       JCJ100N与瑞士集成SHT温湿度传感器比较：

Ø       JCJ100N:输出信号上集成化设计，集温湿度通讯电路为一体，直接输出标准RS485信号，无需其他数据采集卡之类采集器进行数据采集，可直接计算机串口被计算机读取数据，方便客户使用；485数据信号无需中继可直接传输1200米，抗干扰性能好。

Ø       SHT：体积小，集成化设计，I²C信号输出，该信号直接传输距zui多7米，该信号不能被计算机直接读取，在中间必须再加一采集器，采集器要和传感器一一对应，通过采集器转变成计算机可读取数据,增加成本，不方便使用。另外该产品温度敏感元件与电路集成在大约1平方厘米的电路板上，在实际使用中电路自身的热量会影响温度采样精度，产品所标温度参数为理论参数，在真正标定时，与环境温度会有1度以上的误差，这是我们不采用该种形式测温度的zui大原因。

3.2.2视频监控

3.2.2.1概述：对监测环境实时进行监测 ，在无人静态情况下，减少数据存储量，减小硬盘存储空间 。

3.2.2.2 根据用户的情况，我们可以参考1#-5#机房温湿度传感器的结构图，来确定下来摄像机使用的数量。摄像机摄像机的视频信号可以通过网络送至监控中心。

1#机房是2排过道，4排服务器通道，所以用6台摄像机。

2#机房是1排过道，2排服务器通道，1根柱子，所以用4台摄像机。

3#机房是2排过道，8排服务器通道，所以用10台摄像机。

4#机房是2排过道，3排服务器通道，所以用5个摄像机。

5#机房是1排服务器，所以用1个摄像机。

3.2.2.3简单结构示意图

3.2.2.4 单个摄像机接线结构图

3.2.2.5系统功能

通过计算机对各个机房进行视频信号采集、显示、存储；

*实时进行监测，但如果采用混合码情况下，在无人进入静态情况下减少数据存储量，从而减小盘存储空间；

*可同时显示每监控点画面；

*可放大显示每一个监控点画面。

3.2.2.6设备参数说明：

*工控机：LHV-DVRI28CA-P5

*彩色半球摄像机LHV

*视频分配器

功能：可将一路视频信号成多路信号，输送到多个显示与控制设备

*协议转换模块（RS485/232）

可将RS-232通信距离延长至1.2Km的距离，用于PC机之间、PC机与单片机之间构成远程多机通信网络。

*与工控机配套显示仪

选用17寸三星显示仪，与工控机配套的小型显示器

*大屏液晶显示器

通过大屏液晶显示器，可以清晰的观测到各点温湿度的变化。

3.2.2.7 整体结构图

综上所述，采用这套方案监控集成系统具有下述特点：

1）通过简单的浏览器界面，可访问监控系统网络上的所有机房的实时信息。

2）采用*组态方式，组态工具齐全，操作简单，监控点组建扩充无需编程，可避免人为因素造成系统不稳定性，确保系统运行稳定可靠。全新的系统组态方式，使系统组建和维护更加轻松容易，组建过程无需编程人员，而是熟练的技术工程人员，zui大限度地降低工程成本，使系统有极优的性能价格比。轻松容易实现系统维护升级，确保服务质量。

3）可提高工作效率和管理质量。

4）能增强与办公自动化系统和管理信息系统之间的数据交换能力。

5）系统集成可直接使用综合布线系统，网络扩展和升级十分容易，维护和培训工作量小。

3.3枪机摄像机和球形摄像机的区别

区别是内部结构、成像原理和应用环境；除了网络摄像机，其他摄像机原则上是可以共用的，主要是根据使用场合上面来进行选择使用。

枪机摄像机以红外的居多，主要针对一些没有光线时也可以进行监测。而室内的监测主要以形摄像机和半球形摄像机为主，根据用户的实际应用情况，我们选用半球摄像机。此摄像机适用于：光线充足的走廊、办公室、机房、厂房等室内场所。

3.4  存储空间算法

Ø  按码率=1024KBPS (软件可设定，典型应用为768KBPS）

   压缩格式为：CIF格式（该码率画质效果DVD效果）

   采集率为：25桢/秒

   按码率每通道每小时占用硬盘存储空间450M

     即：26通道X24小时X450M=280G

   1200G/280=4.2天

按码率= 512KBPS(该码率画质效果VCD效果)计算每通道每小时占用空间225M

      即：26通道X24小时X225M=140G

     1200G硬盘可保存26通道数据8.4天。

      该主机zui多可驱动4T的硬盘，如增大硬盘到4T可存储数据28天左右。

      1T=1000G

     注意该算法为保守算法实际存储天数会大于计算值

5产品质量与工程质量保证

严格按照ISO—9000系列进行标准化管理，严把质量关。靠管理促进质量，靠质量拓展市场。并达到以下质量目标：出厂产品达到*检验，*的合格。

5.1产品质量保证：

按照ISO-9001标准建立了质量体系，规定了质量体系的组织机构，明确了各部门及岗位人员的质量职责，对产品形成全过程的质量实施控制，使控制内容程序化、文件化。管理要素包括管理职责、质量体系、合同评审，产品流程控制、产品检测和质量记录等内容。

5.2工程质量保证：

按照ISO—9000标准的基本要求和工程相关的设计规范，开展工程施工和组织设计。

工程概况描述，包括系统构成、各分系统接口关系、相关的施工技术要求。

工程勘察二次设计，包括设备安装施工设计、线缆敷设设计、并与建筑平面图、电缆沟道、电缆过桥竖井及相关图纸及技术要求相吻合。

施工布置包括完成二次设计及评审、编制与工程施工有关的施工、调试文件、设备、器件等内容，并交付用户验收和妥善保管。

明确施工工作任务，施工工具准备、施工人员进驻现场、申请工程开工报告等。

施工进度计划，人员组织分工及质量岗位职责。

设备调试，系统联调严格要求按照设备用户手册和系统调试大纲进行，并保存原始记录，编制系统调试报告，提交用户存档

系统交付验收，严格按照验收技术条件，提交用户进行验收，包括视频传输系统、系统软件等软硬件设备等。双方认可，并签署有关的验收文件等。

 6与人员培训

提供核心设备用户手册、外购设备与器材的使用说明书，软件的操作使用说明书。

现场安装由本公司派相关技术人员现场指导，包括设备的安装、分系统调试、系统联调、线缆的敷设等。

对用户操作使用和维护人员进行免费培训，在设备到货前*行一周培训，达到基本了解产品的功能和相关技术指标，并初步能够操作使用,在设备调试和系统联调过程中进一步的达到熟练的操作使用，并能进行简单的维护。

如用户未来对系统扩容或二次开发上有特殊要求,需技术支撑,将就具体需求开设培训课程。

7售后服务

合同订货设备的产品质保期为货到后12个月。在质保期内因产品质量发生问题，公司无偿修复，费用由公司负责。

在质保期内因用户发生问题，我方提供方便，在24小时内现场处理，费用用户承担。

质保期过后，由于设备运行不当损坏，公司在24小时内响应，我方负责帮助修复，费用用户负责。

我公司将随时响应用户的需求，可在zui短的时间内到达现场，维护系统的正常运行，以保证用户设备的正常运行。