1.1 項(xiàng)目背景

　　為對(duì)機(jī)房重要設(shè)備進(jìn)行更加高效的運(yùn)維和管理，需給數(shù)據(jù)中心機(jī)房部署一套物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控的基礎(chǔ)上能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，在手機(jī) APP 端 和電腦的 WEB 端同步實(shí)現(xiàn)不同環(huán)境下的集中監(jiān)控。

　　監(jiān)控管理系統(tǒng)包括機(jī)房動(dòng)力、環(huán)境、安防以及消防四個(gè)部分。主要監(jiān)控對(duì)象 包括：電量、配電開關(guān)、UPS、EPS、ATS、蓄電池、精密配電柜、發(fā)電機(jī)、精密空調(diào)、新風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)、溫濕度、漏水、煙霧、照明、防雷、門禁、視頻、防盜、紅外等。實(shí)現(xiàn)全天 24×365 的監(jiān)控和管理。保障機(jī)房環(huán)境及設(shè)備安全運(yùn)行以 實(shí)現(xiàn)最高的機(jī)房可用率，提高機(jī)房運(yùn)營(yíng)管理水平。

　　1.2 需求分析

　　XXX 機(jī)房具體需求如下： 動(dòng)力監(jiān)控部分

　　? 市電輸入：監(jiān)測(cè)市電的實(shí)時(shí)供電參數(shù)，如三相電壓、電流等;

　　? 配電開關(guān)：監(jiān)測(cè)配電開關(guān)的通斷電狀態(tài);

　　? UPS：監(jiān)測(cè) UPS 的工作狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù);

　　? 蓄電池組：監(jiān)測(cè)蓄電池的單體電壓、單體內(nèi)阻、取樣溫度、組電壓、充 放電電流參數(shù);

　　? 動(dòng)態(tài)開關(guān)柜(ATS)：監(jiān)測(cè) ATS 的開關(guān)狀態(tài)、故障狀態(tài)和切換狀態(tài);

　　? 精密配電柜：監(jiān)測(cè)配電柜內(nèi)的供電輸入?yún)?shù)，各支路配電開關(guān)狀態(tài)及負(fù) 載電流等;

　　? 發(fā)電機(jī)：監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)的輸出電壓、電流，油溫、油位等參數(shù)。 環(huán)境監(jiān)控部分

　　? 精密空調(diào)：監(jiān)測(cè)精密空調(diào)的運(yùn)行參數(shù)及狀態(tài)，并可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程開關(guān)機(jī)啟停 控制和參數(shù)設(shè)置;

　　? 新風(fēng)機(jī)：監(jiān)測(cè)新風(fēng)機(jī)的開關(guān)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)及過(guò)濾網(wǎng)堵塞狀態(tài)，并可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn) 程開關(guān)機(jī)啟停控制、定時(shí)啟停功能;

　　? 排風(fēng)機(jī)：監(jiān)測(cè)排風(fēng)機(jī)的開關(guān)機(jī)狀態(tài)，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程開關(guān)機(jī)功能;

　　? 溫濕度：監(jiān)測(cè)機(jī)房?jī)?nèi)重要區(qū)域的溫度、濕度數(shù)值及變化情況;

　　? 漏水：監(jiān)測(cè)機(jī)房?jī)?nèi)空調(diào)四周漏水情況;

　　? 燈光照明：對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)的燈光照明實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程開燈和關(guān)燈控制、;

　　? 防雷監(jiān)測(cè)：監(jiān)測(cè)防雷器提供的干接點(diǎn)狀態(tài)。 安保監(jiān)控部分

　　? 門禁管理：采用進(jìn)門刷卡+出門按按鈕的驗(yàn)證方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)人員出入情況 的管理。

　　? 視頻圖像：監(jiān)視機(jī)房區(qū)域的實(shí)時(shí)圖像，并進(jìn)行視頻錄像。

　　? 消防：監(jiān)測(cè)消防控制箱提供的干接點(diǎn)火警信號(hào)。

　　? 防盜：監(jiān)測(cè)機(jī)房?jī)?nèi)的人員活動(dòng)情況。 平臺(tái)告警方式

　　? 實(shí)現(xiàn)界面報(bào)警、短信報(bào)警、語(yǔ)音報(bào)警、郵件報(bào)警、聲光報(bào)警等報(bào)警方式。

　　1.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　1.3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　如上監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖所示，系統(tǒng)分為三個(gè)部分，分別是采集層、傳輸層以及管理層。各部分的作用如下：

　　采集層：由各種 I/O 采控模塊、傳感器組成，直接連接各種被監(jiān)控設(shè)備，采 集如 UPS、空調(diào)、溫濕度、漏水等的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)。

　　傳輸層：將采集層采集的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)通過(guò)智能云盒以 TCP、WIFI 或 GPRS 等方式連接到服務(wù)器和系統(tǒng)平臺(tái)。

　　管理層：由監(jiān)控服務(wù)器和系統(tǒng)平臺(tái)組成，可脫網(wǎng)工作并具有獨(dú)立數(shù)據(jù)處理及 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力，用于將傳輸層傳輸來(lái)的各種信息進(jìn)行存儲(chǔ)、實(shí)時(shí)處理、分析和輸出，處理所有的報(bào)警信息，記錄報(bào)警事件，并負(fù)責(zé)將控制命令發(fā)往前端設(shè)備，實(shí) 現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制?？刹捎眠h(yuǎn)程的 WEB 瀏覽和 APP 監(jiān)控，便于管理人員隨時(shí)隨地了解機(jī)房的工作狀況，可直接觀看到與監(jiān)控服務(wù)器一致的監(jiān)控畫面，在 具有相應(yīng)權(quán)限下還可對(duì)設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，如空調(diào)的開關(guān)機(jī)等。

　　1.3.1 設(shè)計(jì)依據(jù)

　　《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50174-2008)》

　　《電子信息系統(tǒng)機(jī)房施工及驗(yàn)收規(guī)范(GB50462-2008)》

　　《計(jì)算機(jī)場(chǎng)地安全要求(GB9361-200X)》

　　《安全防范系統(tǒng)驗(yàn)收規(guī)則(GA308-2001)》

　　1.3.2 設(shè)計(jì)原則

　　q 投入少

　　l 安裝簡(jiǎn)便，人力投入少

　　l 價(jià)格親民，性價(jià)比高

　　l 使用方便，系統(tǒng)維護(hù)簡(jiǎn)便

　　q 系統(tǒng)穩(wěn)定

　　l 設(shè)計(jì)避免單點(diǎn)故障，智能硬件模塊化

　　l 軟件為自主研發(fā)，兼容性強(qiáng)，保證維護(hù)及時(shí)性

　　l 國(guó)際工業(yè)監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)接口，便于擴(kuò)展和維護(hù)

　　二、系統(tǒng)功能

　　2.1 監(jiān)控界面管理

　　監(jiān)控平臺(tái)一共有兩個(gè)監(jiān)控界面，分別為大屏端 WEB 監(jiān)控和移動(dòng)端 APP 監(jiān)控。 監(jiān)控界面可自由選擇中英文界面。

　　1、APP 監(jiān)控界面

　　2.1.2 WEB 監(jiān)控界面

　　2.2 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示

　　通過(guò) TCP/IP、GPRS、WIFI 等傳輸方式，實(shí)時(shí)向中心機(jī)房或各遠(yuǎn)程監(jiān)控站中的各個(gè)監(jiān)控設(shè)備發(fā)送采集各種數(shù)據(jù)的指令，不同設(shè)備的指令及傳輸方式不一樣，對(duì)所采取數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計(jì)算并進(jìn)行有效存儲(chǔ)。服務(wù)器對(duì)返回?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行分 析及存儲(chǔ)，并同時(shí)記錄設(shè)備的狀態(tài)以及實(shí)時(shí)消息推送。WEB 訪問(wèn)服務(wù)器并將數(shù) 據(jù)庫(kù)里的數(shù)據(jù)讀取在人機(jī)界面上，通過(guò)友好的人機(jī)界面通過(guò)文字、圖形、表格、 動(dòng)畫等多樣的形式實(shí)時(shí)顯示各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)和報(bào)警參數(shù)。

　　實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)界面：

　　2.3 實(shí)時(shí)告警功能

　　監(jiān)控平臺(tái)有完善的事件及告警機(jī)制，在設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、或者數(shù)值變化、通信 發(fā)生異常或狀態(tài)改變后，都可以按設(shè)定發(fā)出多種報(bào)警，并且產(chǎn)生事件變化通知， 這些通知即時(shí)顯示在人機(jī)界面之中，也可以按時(shí)間段進(jìn)行查詢。

　　消息記錄界面：

　　2.4 歷史數(shù)據(jù)及報(bào)表功能

　　監(jiān)控主機(jī)自動(dòng)將所有有效的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)在服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中，操作人員可以 隨時(shí)在網(wǎng)頁(yè)中查詢?nèi)我鈺r(shí)間、任意設(shè)備的任意參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)，并且自動(dòng)生成歷 史曲線圖，將查詢結(jié)果以列表方式顯示或打印，以供分析之用。系統(tǒng)保存歷史數(shù)據(jù)不受時(shí)間限制。

　　設(shè)備歷史數(shù)據(jù)界面：

　　設(shè)備報(bào)表管理：

　　2.5 告警管理功能

　　物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)有短信，語(yǔ)音報(bào)警、聲光報(bào)警，WEB 彈窗，郵箱等 多種方式可以選擇，用戶可根據(jù)自身情況選擇合適的告警方式。

　　告警設(shè)置界面：

　　2.6 設(shè)備分享功能

　　設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)和告警信息可根據(jù)客戶需求分享給其他人。需注意如下幾點(diǎn)：

　　1)掃描設(shè)備二維碼的用戶被認(rèn)定為超級(jí)管理員，具備分享設(shè)備給其他人的 權(quán)限，也可以刪除被分享人;

　　2)被分享的用戶則不能再分享設(shè)備給其他人;

　　3)被分享的用戶不能超過(guò) 9 個(gè)人。

　　三、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

　　3.1 UPS 監(jiān)控子系統(tǒng)

　　UPS 是機(jī)房電力環(huán)路中極為重要的一部分，擔(dān)綱著純凈能源供應(yīng)和電力故障 時(shí)保駕續(xù)航的重要角色。UPS 組成部分主要包括整流器，逆變器，電池和旁路。對(duì)于 UPS 監(jiān)控的內(nèi)容包含了如下內(nèi)容：

　　? 參數(shù)采集：輸入電壓，輸出電壓，旁路電壓，輸入頻率，負(fù)載量，電池電壓，電池電量，電池工作時(shí)間等;

　　? 狀態(tài)采集：正常模式，停機(jī)模式，旁路模式，電池模式，離線模式

　　? 歷史統(tǒng)計(jì)：斷電次數(shù)統(tǒng)計(jì)，過(guò)壓統(tǒng)計(jì)，轉(zhuǎn)電池次數(shù)統(tǒng)計(jì)，轉(zhuǎn)旁路次數(shù)統(tǒng)計(jì)， 過(guò)載次數(shù)統(tǒng)計(jì)

　　? 故障記錄：斷電告警，機(jī)器故障告警，輸入過(guò)壓告警，輸入低壓告警，電池 過(guò)壓告警，電池低壓告警UPS 監(jiān)控手機(jī)界面：

　　3.2 精密空調(diào)監(jiān)控子系統(tǒng)

　　機(jī)房溫度出現(xiàn)異常時(shí)，將導(dǎo)致機(jī)房其他設(shè)備運(yùn)行所需的環(huán)境失去保障，因此 設(shè)計(jì)對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)精密空調(diào)的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)可對(duì)精密空調(diào)進(jìn)行 遠(yuǎn)程的開關(guān)機(jī)控制。

　　? 監(jiān)測(cè)參數(shù): 送風(fēng)溫度、濕度;回風(fēng)溫度、濕度;房間溫度、濕度;壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)間;風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間。

　　? 監(jiān)視狀態(tài)包括：壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)、冷凝器、加濕器、去濕器、加熱器、傳感器、控制器的運(yùn)行狀態(tài)、漏水監(jiān)測(cè)狀態(tài)。

　　? 報(bào)警主要包括：送風(fēng)溫度、濕度越限報(bào)警;回風(fēng)溫度、濕度越限報(bào)警;壓縮機(jī)高壓報(bào)警;壓縮機(jī)低壓報(bào)警;漏水報(bào)警;壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)、冷凝器、加濕器、去濕器、加熱器、傳感器、控制器故障報(bào)警;

　　精密空調(diào)監(jiān)控手機(jī)界面：

　　3.3 蓄電池監(jiān)控子系統(tǒng)

　　對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)蓄電池的參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。通過(guò)加裝蓄電池檢測(cè)儀與每節(jié)電池進(jìn) 行連線監(jiān)測(cè)，多臺(tái)蓄電池檢測(cè)儀通過(guò) RS485 智能接口及通訊協(xié)議采用總線方式 將信號(hào)接入智能云盒，由云盒將數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控服務(wù)器，由監(jiān)控平臺(tái)軟件進(jìn)行蓄 電池的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

　　? 采集參數(shù)：?jiǎn)喂?jié)電池電壓，電池內(nèi)阻，電池溫度，電池電流，環(huán)境溫度;

　　? 告警設(shè)置：過(guò)壓告警，低壓告警，高溫告警，低溫告警，過(guò)壓告警解除，低壓告警解除，高溫告警解除，低溫告警解除。

　　蓄電池監(jiān)控手機(jī)界面：

　　3.4 溫濕度監(jiān)控子系統(tǒng)

　　機(jī)房對(duì)溫濕度的要求很高，對(duì)于面積較大的機(jī)房，由于設(shè)備分布、送風(fēng)回風(fēng)、 氣流等因素影響，機(jī)房不同區(qū)域的溫度、濕度值會(huì)有較大的區(qū)別，根據(jù)機(jī)房精密 空調(diào)回風(fēng)的溫濕度值來(lái)判斷機(jī)房整體溫濕度值已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到機(jī)房安全管理的要求;通過(guò)在機(jī)房?jī)?nèi)各區(qū)域安裝溫濕度傳感器，使管理員實(shí)時(shí)了解準(zhǔn)確的溫濕度 值，以便通過(guò)調(diào)節(jié)送風(fēng)口的位置、數(shù)量，設(shè)定空調(diào)的運(yùn)行溫濕度值，盡可能讓機(jī) 房各點(diǎn)的溫濕度趨向合理，確保機(jī)房設(shè)備的安全正常運(yùn)行。

　　? 參數(shù)采集：溫度，濕度

　　? 告警采集：過(guò)溫告警，低溫告警，高濕告警，低濕告警，過(guò)溫解除，低溫解除，高濕解除，低濕解除

　　3.5 發(fā)電機(jī)監(jiān)控子系統(tǒng)

　　發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期處于待機(jī)狀態(tài)，采用遠(yuǎn)程管理解決方案，可以檢查運(yùn)行時(shí)間、機(jī) 油壓力、電瓶狀態(tài)、冷卻劑溫度、發(fā)電輸出、燃油油位、GPS 位置等。當(dāng)達(dá)到臨 界水平時(shí)，也可以生成通知，例如，發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)間已經(jīng)超過(guò)預(yù)期。在運(yùn)行時(shí)間 超過(guò)服務(wù)間隔時(shí)間時(shí)，我們就可發(fā)送通知。由于能夠遠(yuǎn)程分析每臺(tái)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行 情況，將能夠了解其健康狀況并更有效地計(jì)劃現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)訪問(wèn)。

　　發(fā)電機(jī)監(jiān)控手機(jī)界面

　　3.6 普通空調(diào)監(jiān)控子系統(tǒng)

　　普通空調(diào)標(biāo)配一個(gè)溫濕度實(shí)時(shí)顯示偵測(cè)，溫濕度傳感器外接一個(gè)紅外傳感器 可以 跟空 調(diào)進(jìn)行 通訊 ，通 過(guò)紅外 傳感 器控制 空調(diào) 的開 啟和關(guān) 閉。 云盒通過(guò) MODBUS 與溫濕度傳感器進(jìn)行通訊，并在 APP 中實(shí)現(xiàn)通訊和遠(yuǎn)端控制;

　　偵測(cè)參數(shù)：溫度和濕度實(shí)時(shí)顯示以及歷史數(shù)據(jù)曲線記錄和導(dǎo)出;

　　方案優(yōu)勢(shì)

　　該方案在軟件和硬件方面都具備技術(shù)性突破的優(yōu)勢(shì)。 在硬件層面實(shí)現(xiàn)了兩方面的突破：一，對(duì)原有硬件設(shè)備功能進(jìn)行融合，通過(guò)一個(gè)智能終端實(shí)現(xiàn)了之前兩至三個(gè)硬件設(shè)備的功能;二，對(duì)硬件設(shè)備的安裝進(jìn)行簡(jiǎn)化，公司設(shè)備即插即用，在施工及維護(hù)方面節(jié)約了極大的成本。