基于實(shí)時數(shù)據(jù)平臺的機(jī)房環(huán)境監(jiān)控＊

盧黎明，樓 平，孫衛(wèi)慶

（國網(wǎng)浙江省電力公司 湖州供電公司，浙江 湖州313000）

隨著供電企業(yè)信息化的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模越來越大，用于部署信息網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的機(jī)房也越來越多.為保證信息網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安全運(yùn)行，對機(jī)房溫濕度、煙感、水位、門禁等環(huán)境運(yùn)行信息以及機(jī)房圖像視頻監(jiān)控顯得尤為重要［1］.目前，市場上成熟的機(jī)房環(huán)境監(jiān)控軟件很多［2］，但絕大多數(shù)系統(tǒng)均為一體化、封閉的系統(tǒng)，擴(kuò)展性能較弱，資源難以共享，與其它應(yīng)用系統(tǒng)難以交互.

1 開發(fā)目標(biāo)

海迅實(shí)時數(shù)據(jù)平臺是一款國產(chǎn)的大型通用基礎(chǔ)軟件，采用業(yè)界領(lǐng)先的混合壓縮技術(shù)，擁有高效的大規(guī)模的海量實(shí)時數(shù)據(jù)處理能力，并具有高度開放、便于擴(kuò)展等特點(diǎn).該平臺已在國網(wǎng)湖州供電公司部署并投入使用，接入了包括SCADA、電能量、營銷等生產(chǎn)數(shù)據(jù)，通過利用該產(chǎn)品自帶組態(tài)［3］、報表等實(shí)用工具，解決了大部分生產(chǎn)過程中各業(yè)務(wù)對數(shù)據(jù)存儲、整合、共享、分析和展現(xiàn)的需求.

機(jī)房環(huán)境運(yùn)行信息（除視頻外），數(shù)據(jù)類型與SCADA、電能量等數(shù)據(jù)類似，表現(xiàn)為帶時間標(biāo)記的數(shù)值，完全可以通過海迅實(shí)時數(shù)據(jù)平臺展示，因此提出了開發(fā)基于海迅實(shí)時數(shù)據(jù)平臺的機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng).要在海迅實(shí)時數(shù)據(jù)平臺實(shí)現(xiàn)機(jī)房環(huán)境的監(jiān)控需要解決兩個問題：一是將機(jī)房的環(huán)境運(yùn)行數(shù)據(jù)存儲到海迅實(shí)時數(shù)據(jù)庫；二是解決機(jī)房視頻圖像的播放問題，因為海迅實(shí)時數(shù)據(jù)平臺不支持視頻數(shù)據(jù).

2 設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

2.1 總體結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)拓?fù)鋱D如圖1所示.圖中上半部分為主站部分，包括海迅實(shí)時數(shù)據(jù)庫、接口服務(wù)器、視頻存儲、視頻管理及流媒體服務(wù)器和監(jiān)控客戶端.接口服務(wù)器負(fù)責(zé)采集機(jī)房環(huán)境運(yùn)行信息（溫濕度、煙感等），并存儲到海迅實(shí)時數(shù)據(jù)庫；視頻存儲用于存放機(jī)房視頻圖像；流媒體服務(wù)器主要是對存儲的視頻進(jìn)行管理以及供客戶端進(jìn)行播放；客戶端上實(shí)現(xiàn)機(jī)房環(huán)境運(yùn)行信息及視頻的一體化展示和監(jiān)視.圖中下半部分為機(jī)房現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集，每個機(jī)房安裝了溫濕度、煙霧等各類傳感器以及網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，用于采集機(jī)房環(huán)境運(yùn)行數(shù)據(jù)與視頻圖像.整個系統(tǒng)構(gòu)架于單位內(nèi)部局域網(wǎng)絡(luò)，采用TCP／IP進(jìn)行傳輸.

2.2 數(shù)據(jù)采集與存儲

機(jī)房視頻的存儲采用成熟的商業(yè)軟件，通過該軟件將安裝在各機(jī)房的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)捕捉到的視屏信息集中保存在視頻存儲服務(wù)器中，通過流媒體服務(wù)可以直接播放.

下面主要描述機(jī)房環(huán)境數(shù)值型信息的采集與存儲.如圖1下半部分所示，每個機(jī)房安裝了溫濕度傳感器、煙霧傳感器等，這些傳感器將采集到的信息通過485接口傳輸?shù)綌?shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)，由數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)通過TCP與安裝在主站的接口服務(wù)器通信.目前市場上支持網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、直接通過網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)的傳感器產(chǎn)品很多，而我們采用的是數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)統(tǒng)一匯總傳輸方式，主要目的是為了節(jié)省IP資源.每個機(jī)房可能安裝很多傳感器，如果每個傳感器配置一個IP地址，會造成IP資源不足，而采用數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的方式更容易擴(kuò)展和維護(hù).

數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)支持網(wǎng)絡(luò)CDT、101等規(guī)約.為了便于維護(hù)開發(fā)，采用了網(wǎng)絡(luò)CDT 規(guī)約.在數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)上啟用CDT 服務(wù)，將傳感器采集數(shù)據(jù)匯總后，以CDT 方式往主站傳送.主站作為TCP客戶端連接到數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)，即可接受到數(shù)據(jù).

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig. 1 System Structure

接口服務(wù)軟件數(shù)據(jù)流如圖2所示.接口服務(wù)軟件運(yùn)行于接口服務(wù)器上，由它發(fā)起多個TCP連接作為客戶端連接到安裝在各機(jī)房的數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)，連通后數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)主動發(fā)送數(shù)據(jù)，接口服務(wù)器軟件被動收集數(shù)據(jù)，并將收集的數(shù)據(jù)定時以約定的XML格式保存到文件中.海迅實(shí)時數(shù)據(jù)庫支持XML文件接口，它將XML文件數(shù)據(jù)解析后保存到海迅實(shí)時數(shù)據(jù)庫中.

圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)流Fig. 2 Data Flow of Interface

接口服務(wù)軟件運(yùn)行界面如圖3所示.界面直觀，提供了包括運(yùn)行工況、通道監(jiān)聽、遙測顯示、遙信顯示以及全部數(shù)據(jù)顯示等.運(yùn)行工況可以一覽當(dāng)前接口軟件與各個數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的連接情況，如果中斷，還提供了中斷告警信息；通道監(jiān)聽用于顯示與各個數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)通信碼；遙測和遙信用于顯示每個數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的采集實(shí)際數(shù)據(jù)；全部數(shù)據(jù)顯示所有數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)采集的數(shù)據(jù).接口服務(wù)軟件采用c＋＋builder 6.0開發(fā)，主要使用TCP控件TclientSocket.程序重載了onconnect、onread、onerror、ondisconnect等函數(shù).程序一啟動，向每個數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)特定TCP端口發(fā)起連接，TCP傳輸均采用異步方式.之后就是onconnect、onread、onerror、ondisconnect幾個函數(shù)的工作.其中onconnect是指已經(jīng)與數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)連接；onread是指當(dāng)有數(shù)據(jù)已經(jīng)傳輸?shù)搅诵枰绦蛉ヌ幚?；onerror指TCP傳輸或連接發(fā)生錯誤；ondisconnect指已經(jīng)與數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)斷開.另外，為了界面布局使用了pagecontrol、panel、listview 等控件.

圖3 數(shù)據(jù)采集及存儲Fig.3 Data Acquisition and Storage

由于篇幅關(guān)系，只對最主要onread函數(shù)做一簡單說明，異常處理略.

2.3 界面設(shè)計

機(jī)房環(huán)境運(yùn)行信息存儲到海迅實(shí)時數(shù)據(jù)庫后，可以使用海迅組態(tài)工具定制各式各樣的監(jiān)視畫面和報表.該工具提供了餅圖、棒圖、趨勢圖、LED 等各種顯示方式，還有越限自動告警、歷史數(shù)據(jù)分析等多種功能.圖4為一機(jī)房監(jiān)控畫面，集中了湖州市局中心機(jī)房（B 類）以及分布在各供電所、營業(yè)所的小機(jī)房（C類）的溫濕度、煙感等實(shí)時數(shù)據(jù).點(diǎn)擊每個數(shù)據(jù)顯示點(diǎn)，可以查看歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析.同時組態(tài)工具提供了超鏈接功能，如點(diǎn)擊圖4中的“返回”按鈕，可以回到監(jiān)控主畫面；點(diǎn)擊“長興”，可以跳轉(zhuǎn)到長興局的監(jiān)控畫面.組態(tài)工具還提供了強(qiáng)大的JavaScript編程功能，對每個圖元（按鈕、圖標(biāo)、文字等）鼠標(biāo)點(diǎn)擊事件提供了JavaScript編程接口，如點(diǎn)擊圖4中“視頻”按鈕，可以執(zhí)行或調(diào)用視頻播放程序.工具使用及畫面制作等詳細(xì)功能及方法這里不再詳述.

圖4 監(jiān)控畫面Fig.4 Monitor Screen

2.4 視頻接入

為了實(shí)現(xiàn)機(jī)房環(huán)境一體化監(jiān)控，除了實(shí)時數(shù)據(jù)的顯示，還需要在組態(tài)工具中實(shí)現(xiàn)視頻的實(shí)時監(jiān)控.目前各機(jī)房安裝均為?？稻W(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，可以通過瀏覽器瀏覽攝像機(jī)的web服務(wù)，并使用active控件直接觀看視頻.組態(tài)工具也可以直接通過超連接瀏覽攝像網(wǎng)址，但每次需要數(shù)據(jù)用戶名、口令等，操作步驟較多，在監(jiān)控時不是很方便.因此我們需要開發(fā)一個簡單的機(jī)房實(shí)時畫面的視頻播放軟件，在點(diǎn)擊某個機(jī)房時，能夠直接顯示實(shí)時畫面，或點(diǎn)擊某一類機(jī)房時，能夠多畫面顯示多個機(jī)房.

如圖4中的“視頻”按鈕，對鼠標(biāo)點(diǎn)擊事件進(jìn)行JavaScript編程，兩條語句可以進(jìn)行視頻播放軟件（d：＼jfmonitor.exe）的調(diào)用，并附帶參數(shù)ip1、ip2等多個參數(shù).

shell＝new ActiveXObject（"Shell.Application"）；

shell.ShellExecute（"d：＼jfvideo.exe"，"ip1ip2…ipn＇）

視頻播放軟件采用visual studio 2005c＃開發(fā)，通過引用?？盗髅襟w服務(wù)提供的Playview＿OCX.ocx控件進(jìn)行開發(fā)，通過對該控件參數(shù)的設(shè)置，開發(fā)了基于流媒體服務(wù)器視頻播放界面，界面如圖5所示.

該控件有良好的界面支持，包括設(shè)置多屏、放大、縮小等功能.下面對程序?qū)崿F(xiàn)的兩個主要過程和函數(shù)做一簡單介紹，PlayPara和PlayVideo.PlayPara函數(shù)的主要功能是根據(jù)攝像機(jī)ID，創(chuàng)建一個XML 格式的參數(shù)；PlayVideo的主要功能是根據(jù)提供的攝像機(jī)ID，設(shè)置多屏畫面進(jìn)行播放.

3 結(jié) 語

目前本系統(tǒng)已接入各類機(jī)房近80個，覆蓋湖州市、縣兩級各類網(wǎng)絡(luò)信息機(jī)房.信息運(yùn)維人員通過本系統(tǒng)能夠?qū)崟r地了解各機(jī)房運(yùn)行狀況，及時發(fā)現(xiàn)和處理存在的問題和異常，從而保障網(wǎng)絡(luò)與信息系統(tǒng)的正常運(yùn)行.

［1］蘇兆勇，楊鵬升.網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)在大型企業(yè)管理中的應(yīng)用［J］.有色設(shè)備，2010（5）：23－25.

［2］吳學(xué)慧.監(jiān)控系統(tǒng)中組態(tài)工具的制作方法［J］.計算機(jī)應(yīng)用，2001（4）：68－70.

［3］劉同民，田民.機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)［J］.自動化技術(shù)與應(yīng)用，2008（8）：67－69.