機房一體化綜合監(jiān)控系統(tǒng)探討

蔡育康

摘 要：文章針對目前功能復雜，設備不斷增多的IDC機房如何進行有效的管理，對機房的動力環(huán)境、視頻監(jiān)控、門禁、防盜、出入管理、節(jié)能減排、供電、空調等一體化綜合管理進行分析探討。

關鍵詞：IDC機房；一體化管理；視頻監(jiān)控；安防；智能門禁；節(jié)能減排；供電；代維

中圖分類號：TP308 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）29-0069-04

1 一體化集中綜合監(jiān)控平臺

隨著大企業(yè)、行業(yè)大客戶的IT需求水平不斷提升，越來越多的企業(yè)級IDC機房出現(xiàn)在CIO的規(guī)劃中，越來越大、越來越復雜的IDC機房也開始出現(xiàn)了，其需要進行良好的管控，傳統(tǒng)的動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的方案也受到挑戰(zhàn)，本文探討采用一體化的集中綜合監(jiān)控平臺，實現(xiàn)對IDC機房的一體化管控。

在該一體化綜合監(jiān)控系統(tǒng)模型中，基于統(tǒng)一的監(jiān)控平臺，采用模塊化的系統(tǒng)設計，涵蓋了運維管理工作中的各個方面，從而形成機房的綜合運維管理體系。該一體化綜合監(jiān)控系統(tǒng)由傳統(tǒng)動環(huán)監(jiān)控、視頻一體化監(jiān)控、安防一體化監(jiān)控、節(jié)能減排及能耗管理、供電保障管理、代維管理以及其他增值應用等部分構成，其結構如圖1所示。

2 傳統(tǒng)動環(huán)監(jiān)控方案

2.1 系統(tǒng)結構

傳統(tǒng)動環(huán)監(jiān)控的總體系統(tǒng)結構，如圖2所示。

2.2 視頻一體化方案

如何進一步實現(xiàn)機房的可視化監(jiān)控，更加直觀地掌握現(xiàn)場設備的運行狀況、提高安防保障力度，是在維護工作中面臨的新問題，也是實現(xiàn)運維綜合管理、維護質量邁上新臺階的新課題。

提供動環(huán)視頻一體化監(jiān)控的解決方案，在實現(xiàn)機房動力環(huán)境集中監(jiān)控的基礎上，融合了機房現(xiàn)場的視頻，并將動環(huán)監(jiān)控與視頻監(jiān)控融為一體，不僅在動環(huán)監(jiān)控量的采集和視頻信號的采集上做到功能互通的一體化結構，以及在傳輸上動環(huán)和視頻采用一體化組網，在監(jiān)控中心也采用一體化的網管平臺進行動環(huán)和視頻的綜合管理，是實現(xiàn)機房一體化監(jiān)控的科學合理的解決方案。

動環(huán)視頻一體化監(jiān)控端局從功能模塊上可分為動環(huán)采集、視頻采集、傳感器/變送器、攝像機、以及統(tǒng)一傳輸幾個部分，這幾個功能模塊互相連接。動環(huán)視頻一體化監(jiān)控端局的各功能模塊，如圖3所示。

首先，動環(huán)采集設備通過各種端口進行動力設備、空調、環(huán)境量的采集，可通過智能協(xié)議解析口連接智能設備，采集智能設備的監(jiān)控量，也可將傳感器/變送器接入到采集通道，實現(xiàn)非智能設備監(jiān)控量的采集。

其次，視頻采集設備通過視頻輸入口與攝像機連接，可采集攝像機的視頻信號，并完成視頻編碼；同時視頻采集設備具有RS485口，可對攝像機的云臺和鏡頭進行控制；視頻采集設備具有內置存儲器，可將編碼后的視頻數(shù)據進行本地存儲。

在動環(huán)視頻一體化的監(jiān)控端局中，最重要的功能是告警聯(lián)動，即能夠由動環(huán)監(jiān)控的告警來驅動視頻設備進行各種操作。首先，動環(huán)采集設備和視頻采集設備并不是各自獨立工作，兩種設備之間可通過相關接口進行連接，可進行數(shù)據通訊。在設備運行中，當動環(huán)采集設備檢測到有告警發(fā)生時，可將告警信息傳送給視頻采集設備；視頻采集設備可預先設置各種告警處理的預案，包括錄像策略設置、攝像機控制設置、字幕疊加設置等，一旦收到動環(huán)采集設備發(fā)來的告警信息，可根據告警內容進行預定的操作，例如啟動告警錄像、控制攝像機到達預置位、將告警信息的字幕疊加在視頻中等。

另外，該告警聯(lián)動功能可由監(jiān)控端局獨立完成，不依賴于監(jiān)控中心，即使在傳輸中斷的情況下，該告警聯(lián)動仍然可以繼續(xù)進行。

此外，在一體化監(jiān)控系統(tǒng)中，提供一個統(tǒng)一的傳輸設備，能夠將動環(huán)采集設備和視頻采集設備接入進來，經過統(tǒng)一的資源進行傳輸，這樣動環(huán)數(shù)據和視頻數(shù)據可共享同一個傳輸發(fā)送到監(jiān)控中心。

在實際應用中的動環(huán)視頻一體化監(jiān)控方案中，實際的設備會具有更高的集成度，會將圖3中的多個功能合并，使得該方案更加簡捷。

在傳統(tǒng)的動環(huán)監(jiān)控的基礎上，增加視頻監(jiān)控，實現(xiàn)動環(huán)視頻的一體化監(jiān)控。查看原有動環(huán)監(jiān)控模塊的主通訊口是否滿足功能擴展的要求，如果不滿足進行相應的改造。通過增加相關的視頻采集設備、攝像機以及傳輸設備，可完成視頻處理。增加的視頻設備可采用多種視頻接入方案，分別如圖4、圖5、圖6所示。

2.3 安防一體化監(jiān)控

機房的安防監(jiān)控包括智能門禁系統(tǒng)、防盜系統(tǒng)和出入管理系統(tǒng)等增值應用，這些應用依托于傳統(tǒng)動環(huán)監(jiān)控的設備和網絡傳輸資源，采用專用的安防業(yè)務臺作為監(jiān)控中心的客戶端，形成一體化的安防專用的監(jiān)控增值功能。

2.3.1 智能門禁系統(tǒng)

智能門禁系統(tǒng)采用門禁管理和讀卡設備，對持卡人的權限進行驗證，并對門鎖進行開關控制以及門的狀態(tài)進行監(jiān)測，以及記錄各種刷卡、出入事件以及各種異常情況下的告警信息，以智能化的識別和控制機制構成的針對門的安防管理系統(tǒng)。

在目前的新一代監(jiān)控模塊（EISU）中，已經內置有門禁控制器，可替代傳統(tǒng)的門禁控制器實現(xiàn)門禁系統(tǒng)的核心功能。該監(jiān)控模塊提供RS485接口用于接入讀器、提供DO口用于控制電控鎖的開關、以及提供DI口用于接入門按鈕；該監(jiān)控模塊存儲有已授權的門禁卡列表，當持卡人刷卡時，可通過對已授權門禁卡列表的對比進行持卡人的身份驗證，當身份有效時，該監(jiān)控模塊可控制電控鎖開門，并將本次開門事件進行記錄，而當身份無效時，該模塊將產生告警，并將告警信息進行記錄。

另外，該監(jiān)控模塊可基于原有的動環(huán)監(jiān)控網絡，對門禁信息進行傳輸，組成一個門禁網絡。一方面，監(jiān)控模塊可將各種刷卡事件和告警信息傳送到監(jiān)控中心進行存儲，以供后期查詢及生成報表；另一方面，門禁控制中心可遠程修改各個門的授權門禁卡，可即時對任一門禁卡和任一門進行授權和撤銷。一體化門禁系統(tǒng)，如圖7所示。

注：無論是傳統(tǒng)門禁系統(tǒng)還是一體化門禁系統(tǒng)，對門禁卡的識別以及對電控鎖的控制都是本地獨立完成，不依賴于門禁控制中心，即使在傳輸中斷的情況下，門禁控制的各項功能都會照常進行。

2.3.2 防盜系統(tǒng)

在傳統(tǒng)的動環(huán)監(jiān)控中，可安裝紅外雙鑒、門磁開關、墻壁震動等傳感器，用于探測機房的非法闖入行為。此外，空調室外機、蓄電池、變壓器、鐵塔饋線、接地排等都容易成為竊賊盜竊的目標，對于這些設備，可利用原有的動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)，擴展相應的防盜探測設備進行監(jiān)控，并配以警燈警鈴等現(xiàn)場報警裝置，構成防盜系統(tǒng)，作為監(jiān)控系統(tǒng)的增值功能。

對于不同設備，將采用不同的防盜探測設備，采用不同的工程工藝，來達到防盜監(jiān)測的目的。

①空調室外機防盜。

空調室外機防盜方案，如圖8所示。

在本方案中，使用一根電纜作為采用線，將該采樣線沿著空調室外機的線纜進行纏繞，采樣線的一端連接在監(jiān)控模塊的傳感器供電（+12 V）端口，另一端串接三個取樣電阻接入到監(jiān)控模塊的采樣端口的地線，形成一個回路，并將回路的中間點作為采樣點接入到監(jiān)控模塊的AI端口。

在正常情況下，纏繞空調室外機的回路保持暢通，采樣點將會具有3.5～4.5 V的直流電壓，監(jiān)控模塊將此電壓設定為正常狀態(tài)；當空調室外機被盜，連接線纜被割斷，將會導致采樣線同樣斷開，則采樣點的電壓將會出現(xiàn)異常，監(jiān)控模塊采集到異常電壓后，可判斷為空調室外機被盜，并產生告警。

②鐵塔饋線防盜。

鐵塔防盜示意圖，如圖9所示。

對鐵塔饋線的防盜，采用光纖作為采樣線纜，將光纖沿鐵塔饋線進行纏繞，遍布在鐵塔饋線的各個防盜段。同時在室內采用一個光纖Modem，將采樣光纖的兩端接入到該光纖Modem中，形成一個閉環(huán)。另外，該光纖Modem可通過RS232口與監(jiān)控模塊EISU的智能設備接口進行連接。

正常情況下，鐵塔饋線保持完好，采樣光纖也保持一個完整的閉環(huán)，因此光纖Modem能夠正常完成光纖信號到串口信號的轉換，同時監(jiān)控主機也可從該智能口得到一個完整的檢測數(shù)據；一旦鐵塔饋線被盜，饋線被割斷，將同時導致采樣光纖中斷，則光纖Modem將不能完成光電信息的轉換，從而使得監(jiān)控也將不能從該智能口上獲得正確數(shù)據，最終可檢測到饋線被盜的告警。

其他變壓器、接地排等設備的防盜，可參考鐵塔防盜監(jiān)測方案。

2.3.3 出入管理系統(tǒng)

對一些機房來說，用戶需要重點管理的是維護人員的出入記錄，包括人員的身份、到站時間、離站時間等信息，同時希望在人員在現(xiàn)場維護操作期間，各種防盜傳感器能夠自動屏蔽，以免造成頻繁的誤告警，并且希望現(xiàn)場的照明自動配合人員的到站和離站。出入管理系統(tǒng)可實現(xiàn)以上的功能。

基站出入管理系統(tǒng)，如圖10所示。

在本方案中，采用維護卡座作為身份識別的設備，該維護卡座被安裝在機房的合適位置，維護人員攜帶專用的ID卡，通過進門插卡、出門拔卡的方式，實現(xiàn)維護人員身份驗證、記錄到站/離站信息、傳感器的自動撤防/布防、以及照明的自動開燈/關燈等，達到機房人員出入管理的目的。

2.4 節(jié)能減排及能耗管理

在IDC的的節(jié)能減排體系中，能效測試及節(jié)能評估是一個比較重要的環(huán)節(jié)，綜合起來可建立一套能耗管理系統(tǒng)，對節(jié)能減排工作做到精細化管理，實現(xiàn)站點能耗核對、能效分級、能耗推算、節(jié)能新技術驗證推廣等要求，特建設本能耗管理系統(tǒng)，可以對企業(yè)的多個機房的用電情況進行管理。

通過本能耗管理系統(tǒng)的建設，可改變原有的手工抄表、人工統(tǒng)計的模式，改進其時效性差、準確性差、以及后期數(shù)據操作性難以保障等弱點，填補了手工模式難以對各種節(jié)能措施的節(jié)能效果進行評價等缺陷。

能耗管理實現(xiàn)原理：能耗管理系統(tǒng)由能耗管理軟件、能耗采集設備、傳輸系統(tǒng)組成，如圖11所示。

其中：

①能耗管理軟件，作為后臺處理及呈現(xiàn)的平臺，可對能耗數(shù)據進行處理、存儲，并可對能耗歷史數(shù)據進行統(tǒng)計、分析，并生成能耗管理的一系列報表。

②能耗采集模塊，通常采用綜合電量測量儀或智能電表，進行現(xiàn)場電力的各種參數(shù)的采集和智能轉換，并提供RS232/485進行輸出。

③基于動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的能耗管理，對于已安裝了動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的機房基站，可將能耗采集模塊接入到現(xiàn)場監(jiān)控單元中，將現(xiàn)場能耗數(shù)據作為監(jiān)控量進行解析、傳輸、處理，并將能耗歷史數(shù)據存儲在監(jiān)控中心的數(shù)據庫中，能耗管理軟件可通過對監(jiān)控中心數(shù)據庫的讀寫來完成各種統(tǒng)計分析功能。

④GPRS遠程抄表和短信遠程抄表，將能耗采集模塊與一個無線模塊進行連接，通過GPRS或短信的方體化監(jiān)控平臺的建立可以為企業(yè)機房帶來完整的解決方案，可以有效的對IDC機房進行管理。完式將能耗數(shù)據傳送至中心，然后進行存儲、統(tǒng)計分析、報表呈現(xiàn)等。

2.5 供電保障管理系統(tǒng)

對于機房來說，后備供電設備是相當重要的供電保障設備，對后備供電設備的監(jiān)測、管理和維護也是運維工作中比較重要的內容。本平臺所提供的供電保障管理系統(tǒng)，是基于動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的架構，對蓄電池、油機等后備供電設備進行針對性的專業(yè)的監(jiān)測、調度管理、測試等，以保障后備供電設備處于一個良好的狀態(tài)，并在基站停電時該設備能夠進行正常的供電。

供電保障管理系統(tǒng)包括蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)、油機調度系統(tǒng)、智能油機切換系統(tǒng)。

2.6 代維管理系統(tǒng)

隨著企業(yè)規(guī)模的逐步擴大，IDC機房的設備也越來越多，維護的工作量也越來越大，通過代維公司來做日常IDC維護已較為普遍。而如何對代維公司進行監(jiān)督、管理和考核也是一個新課題。

在一體化綜合監(jiān)控系統(tǒng)中，代維管理系統(tǒng)可提供一個平臺和工具，以機房巡檢的管理為主體，對代維公司的工作情況進行跟蹤、記錄，為運營商監(jiān)督和考核代維公司提供量化的依據。

機房巡檢系統(tǒng)是一套軟件系統(tǒng)，作為一個功能模塊可納入到一體化監(jiān)控系統(tǒng)的網管軟件中。該軟件將對機房巡檢的任務進行規(guī)劃、執(zhí)行跟蹤、結果記錄、以及任務評價，對機房巡檢的日常工作進行了管理。

3 結 語

綜上，一體化綜合監(jiān)控平臺的建立，將有效管理企業(yè)的IDC機房，同時高度集成的軟系統(tǒng)，可以有效為日常的管理監(jiān)控工作提供支持，也為系統(tǒng)的不斷更新擴容提供良好的支持。

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