物聯網技術的機房環境狀態監測范文

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【摘要】

基于物聯網技術的機房環境狀態監測系統可以充分地滿足實時監測機房設備狀態和機房環境的相關要求，該監測系統主要是利用電壓傳感器、電流傳感器和溫濕度傳感器等相關設備對機房內的設備開啟狀況、用電狀況和環境狀況等各種數據進行實時采集。隨后利用POE技術的網絡傳輸或者無線自組網的方式向后臺服務器實時地傳輸數據，由系統的服務器分析處理相關的數據，并進行預警。鑒于此，本文對基于物聯網技術的機房環境狀態監測系統進行了分析和介紹。

【關鍵詞】

物聯網技術；機房環境；監測系統

在計算機技術不斷發展的今天，很多行業都對計算機產生了越來越大的依賴性，目前在各個單位中計算機機房已經變成非常重要的核心業務組成部分。為此，必須要高度的重視機房的運行監控工作，從而能夠確保計算機機房能夠實現安全正常運行。現階段，很多計算機機房仍然采用視頻監控的方式進行環境監控，該方式很難自動地檢測機房的供電、濕度和溫度等關鍵的情況，一旦出現問題，無法及時有效地進行報警。為此，必須要選擇一種更加安全有效的機房環境狀態監測系統。

1物聯網技術概述

在新一代信息技術中物聯網技術屬于一個非常重要的組成部分，物聯網從含義上來說屬于物物相連的互聯網，其一共包括兩個層面的意思：①互聯網仍然屬于物聯網的基礎和核心，物聯網是立足于互聯網的一種擴展和延伸的網絡。②物聯網的用戶端擴展并且延伸到了很多物體和物體之間，能夠實現實時的信息通信和交換。物聯網的定義為：依據約定的相關協議，利用激光掃描器、全球定位系統、紅外感應器、射頻識別等信息傳感設備連接任何物體和互聯網，實時信息通信和交換，從而針對目標進行智能化的管理、監控、跟蹤、定位和識別的一種網絡技術。

2機房環境狀態監測系統的總體設計分析

該系統主要包括兩個部分，也就是后臺服務程序和前段數據采集終端等。利用自帶的傳感器采集終端就能夠對機房內的電壓狀況、電流狀況和溫濕度等進行采集，并且利用以POE技術為基礎的網絡總線或者無線自組網的方式向服務器傳輸終端采集到的各種數據，由服務器對相關數據進行處理和顯示[1]。后臺服務程序的主要作用就是分析和處理采集及傳輸回來的數據，并且在主界面上以圖表的形式顯示處理后的數據，如果機房中的電流電壓失常或溫濕度過高的情況被采集終端監測到，這時候采集終端就會將報警信息發送到后臺服務程序，然后由后臺服務程序將報警信息發送給機房的管理人員，從而將報警功能完成，見圖1。該系統主要采用了ZigBee技術，其與IEEE802.15.4標準相符合；其通信協議為TCP/IP；采用了以數據庫技術為基礎的信息管理系統，WEB頁能夠對信息進行實時的瀏覽和監控，確保管理集成化的實現；其采用了現場實時控制的方式，因此具有更高的可靠性和穩定性；具有多樣化的報警方式；具有投資少、見效快的優勢，在一些中小規模的機房管理中非常適用[2]。

3機房環境狀態監測系統的硬件設計分析

以系統的功能為根據總體設計整個系統，同時劃分好模塊，該系統一共包括以下模塊，也就是數據采集終端、ZigBee遠程無線通信模塊、ZigBee網關設備。（1）數據采集終端的主要作用就是對機房的各種數據信號進行采集，隨后利用ZigBee無線網絡向網關設備進行上傳，由網關設備在遠程服務器上的數據庫中存儲數據。在數據采集終端中傳感器是最為主要的硬件，立足于ZigBee網絡的角度進行分析，我們可以發現傳感器模塊屬于一個RFD節點，其供電方式為兩節2號電池。不同傳感器的硬件設計如下：①溫濕度傳感器：系統的溫濕度傳感器具有ZigBee無線網絡，能夠將具有較高可靠性的無線傳輸提供出來，而且不需要對專用頻道進行申請。②電壓傳感器：系統的電壓傳感器具有0～120%標稱輸入的線性測量范圍，25Hz～5kHz頻率頻響，其在交流電壓測量采樣中非常適用。③浸水傳感器：系統的浸水傳感器具有DC24V的供電電壓，<100ppm的誤報率，20～100%RH的工作濕度，0～50℃的工作溫度[3]。（2）遠程無線通信模塊：由單片機CC2430進行數據采集終端的無線通信和數據處理操作。系統在連接各類傳感器的時候是通過無線網絡的方式來實現的，而且能夠以預先設定的時間間隔為根據對無線傳感器節點的工作參數進行讀取，并且在內存中存入采集到的相關數據。為了保證遠程通信的實現，還需要擴展BigBee的通訊距離，在系統中應用了CC2591放大器芯片。圖2為結合了CC2591和CC2430的遠程無線通信模塊框圖。（3）ZigBee網關設備：作為連接有線設備和無線傳感器網絡兩者之間的一個中轉站，網關設備的最為主要的功能就是實現ZigBee網絡與以太網之間的數據交換，其能夠將查詢命令給下級的節點，同時還可以對下層節點的數據和請求進行接收，利用串口的方式將采集到的各種數據輸送到PC機中，由PC機對這些數據進行處理。ZigBee網關設備本身具有路由選擇、請求仲裁以及數據融合等一系列的功能。網關設備的實現依賴于對CC2430+PC機的使用，CC2430的主要功能就是收發和轉存ZigBee網絡的數據。PC機的主要功能就是收發以太網數據[4]。利用RS232兩者之間就能夠實現交換數據的功能。現在RS-232串口在普通PC機中能夠達到最高115kB的波特率，同時ZigBee也可以達到將近250kb的理論帶寬，這樣兩者就能夠具備大約在一個數量級的速率。由于該系統主要是對控制命令進行傳輸，因此具有相對較小的數據流量，在這種情況下就能夠匹配使用兩者。

4機房環境狀態監測系統的軟件設計分析

（1）CC2430片程序：采用無線網絡專業開發系統作為CC2430片程序的開發平臺，其屬于一種專業的開發系統，能夠使設計和開發ZigBee技術標準和IEEE802.15.4標準的無線網絡技術的需求得到滿足。其中具有多種ZigBee網絡構建必需的軟件開發和硬件開發工具，除了具有簡單的開發按鍵之外，同時還具有傳感器和液晶顯示的功能。CC2430片程序主要包括一個看門狗定時器、定時器和主程序等。其中的看門狗定時器主要是對節點的工作情況進行監控，如果有必要還需要復位節點，這樣就能夠使系統具有較高的穩定性和可靠性。定時期的主要功能就是將傳感數據定時傳輸到中心節點。主程序的主要功能就是發射無線數據，并且做好數據反饋后的后續處理[5]。（2）遠程服務管理系統：各種采集的環境數據在經過無線傳感器的網絡網關的傳輸之后，由遠程服務管理系統對其進行接收和保存，其能夠查詢和管理無線傳感器網絡的命令，而且還可以顯示機房的電壓濕度和溫度，具有查詢和分析歷史傳感器數據和變化趨勢的功能。一旦出現超出設定閥值范圍的數據，系統就會利用啟動報警器和發送手機短信等方式向機房的管理員進行通知，這樣機房管理員就可以利用手機筆記本電腦等移動終端設備和無線網絡進行交互，從而實現對無線傳感器網絡的遠程控制和數據的實時共享。

5結語

作為一種新興的技術和概念，物聯網本身具有非常強的優勢，因此在很多行業中都得到了廣泛應用。基于互聯網技術的機房環境狀態監測系統的應用能夠使機房管理人員對當前機房內設備的運行情況、溫濕度和環境進行直觀的了解，還可以在機房安全運行監測系統中全面地納入環境狀況監測系統，這樣機房管理人員可以將機房的安全運營情況更好地掌握住，確保機房實現安全、穩定、可靠的運行。

參考文獻

[1]游定琳，焦江濤.淺析機房環境對設備運行的影響因素[J].數字技術與應用，2012（12）.

[2]謝偉，楊斌.基于物聯網的機房節能測控系統設計[J].技術與市場，2011（07）.

[3]傅仁軒，肖連風.基于物聯網技術的新型數據采集與監控系統設計[J].移動通信，2011（09）.

[4]行少亮，朱波.基于物聯網的智能環境監測系統[J].數字技術與應用，2011（11）.

[5]劉建新.淺談計算機機房環境的維護管理[J].山東商業職業技術學院學報，2012（05）.

作者：方圓 何兵兵 單位：安徽省電力公司信息通信分公司 中國科學技術大學電子科學與技術系