李毅

【摘 要】由于我臺對500KW發(fā)射機(jī)的供電系統(tǒng)進(jìn)行了UPS改造，為了保障機(jī)房UPS、溫濕度模塊、煙霧傳感器、漏水傳感器等設(shè)備及其周邊環(huán)境的安全、可靠和不間斷運(yùn)行，我們研制開發(fā)UPS監(jiān)控報警系統(tǒng)。該系統(tǒng)建成后，能對各機(jī)房UPS、周邊環(huán)境溫濕度進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控和智能管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的動力環(huán)境設(shè)備運(yùn)行維護(hù)管理智能化，加強(qiáng)運(yùn)維保障，提高數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行安全性和可靠性，減少值班運(yùn)維人員的工作強(qiáng)度。

【關(guān)鍵詞】UPS；監(jiān)控報警；大功率發(fā)射機(jī)房

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則與特點(diǎn)

針對發(fā)射機(jī)房環(huán)境的實(shí)際情況，UPS等設(shè)備需要全年全天不間斷運(yùn)行，安全、可靠性要求高，運(yùn)維管理責(zé)任大，實(shí)時管理難度大的情況，為實(shí)現(xiàn)機(jī)房動力環(huán)境事故預(yù)防，保障數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，提供了高可靠的綜合動力環(huán)境網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理報警系統(tǒng)解決方案，實(shí)時監(jiān)控機(jī)房的UPS設(shè)備，其周邊環(huán)境情況。從實(shí)際出發(fā)，在有限的預(yù)算下，追求最高的性能。

1.1 通用性

本監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)符合國際工業(yè)監(jiān)控之通用性和開放性設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 可靠性

本監(jiān)控系統(tǒng)符合電磁兼容性和電氣隔離性能設(shè)計(jì)要求，不影響被監(jiān)控設(shè)備的正常工作。

本監(jiān)控系統(tǒng)具有自診斷功能，對通信故障、軟硬件故障功能能夠自動診斷出來并及時告警；本監(jiān)控系統(tǒng)硬件能在用戶給出的基礎(chǔ)電源條件下不間斷工作。

本監(jiān)控系統(tǒng)硬件模塊具有良好的抗干擾能力。

1.3 穩(wěn)定性

本監(jiān)控系統(tǒng)中某一子系統(tǒng)運(yùn)行異常，不影響系統(tǒng)中其他子系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

1.4 安全性

本監(jiān)控系統(tǒng)與被監(jiān)控對象間具有可靠的電氣隔離，本系統(tǒng)的軟硬件在任何情況下，均不影響被監(jiān)控對象運(yùn)行的安全性。

本監(jiān)控系統(tǒng)對系統(tǒng)管理和維護(hù)人員進(jìn)行多級權(quán)限分類以區(qū)分和限制各級用戶對系統(tǒng)和設(shè)備的訪問能力。

本監(jiān)控系統(tǒng)對用戶的管理和維護(hù)操作進(jìn)行跟蹤記錄，為運(yùn)行事故提供分析依據(jù)以追究相關(guān)的事故責(zé)任。

1.5 可維護(hù)性

系統(tǒng)運(yùn)行時進(jìn)行在線運(yùn)行狀態(tài)診斷和監(jiān)測，能及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)各功能單元故障情況，便于系統(tǒng)故障的維護(hù)處理。

軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和規(guī)范化標(biāo)識，保證軟件的可維護(hù)性要求。

1.6 擴(kuò)充性

系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)采用模塊化可擴(kuò)充結(jié)構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)化模塊接口，便于系統(tǒng)適應(yīng)不同規(guī)模和功能要求的網(wǎng)絡(luò)集中監(jiān)控系統(tǒng)要求。

1.7 開放性

監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議符合國際網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，操作系統(tǒng)選用國際廣泛使用的Windows操作平臺。

2 系統(tǒng)的先進(jìn)性、穩(wěn)定性和安全性

2.1 網(wǎng)絡(luò)化存儲和跨網(wǎng)絡(luò)平臺訪問

IP Power網(wǎng)絡(luò)型監(jiān)控系統(tǒng)可以同時采集UPS的輸入電壓、輸出電壓、頻率、溫度、負(fù)載、電池電壓、電池容量、市電狀態(tài)、電池狀態(tài)、故障狀態(tài)、環(huán)境溫度、環(huán)境濕度等狀態(tài)參量，采集的數(shù)值在監(jiān)控軟件界面上動態(tài)地顯示出來。且前端采集設(shè)備有可擴(kuò)展的傳感器接口，用戶可以自由定義。后臺監(jiān)控系統(tǒng)軟件，具有告警自定義的功能，當(dāng)參量達(dá)到警告值時，頁面自動圖形顯示報警提示。網(wǎng)絡(luò)管理員可以在界面上設(shè)置被測參量的變化范圍、報警上下限數(shù)值、IP地址、監(jiān)測時間間隔、在修改監(jiān)測量的上下限時，修改人被同時記錄。前端網(wǎng)絡(luò)采集設(shè)備UPS網(wǎng)絡(luò)適配器獨(dú)有的內(nèi)嵌Web Server可允許用戶通過PC的IE瀏覽器或其他標(biāo)準(zhǔn)的瀏覽器訪問其內(nèi)嵌的網(wǎng)頁來查看設(shè)備的情況，而不需要額外的軟件。

2.2 實(shí)時監(jiān)測

本監(jiān)控系統(tǒng)具有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸接口，可以通過IP數(shù)據(jù)包傳送網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。監(jiān)控系統(tǒng)將采集的數(shù)據(jù)以報告的形式傳送回來，這樣遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)可以將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，利用數(shù)據(jù)庫訪問進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算、整合和存儲。

2.3 簡單和安全的使用

對前端網(wǎng)絡(luò)采集設(shè)備UPS網(wǎng)絡(luò)適配器的的配置和管理可以通過瀏覽器進(jìn)行，用戶不需要安裝額外的軟件。通過簡潔的網(wǎng)頁，用戶就可以進(jìn)行配置，簡單易用，節(jié)省安裝維護(hù)人員。用戶可配置儀器的IP地址、網(wǎng)關(guān)地址、子網(wǎng)掩碼、數(shù)據(jù)端口等設(shè)置。為了滿足數(shù)據(jù)安全性的需要，前端設(shè)備UPS網(wǎng)絡(luò)適配器提供了密碼機(jī)制，管理員必須通過密碼才能訪問網(wǎng)頁進(jìn)行修改和配置。為了防止網(wǎng)絡(luò)病毒的攻擊和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)干擾，前端網(wǎng)絡(luò)采集設(shè)備UPS網(wǎng)絡(luò)適配器設(shè)計(jì)了特有的包過濾功能和抗病毒機(jī)制，保證高可靠度的網(wǎng)絡(luò)傳輸。

2.4 支持標(biāo)準(zhǔn)智能/通用傳感器

前端設(shè)備UPS網(wǎng)絡(luò)適配器是一種基于IEEE1451標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)傳感器適配器和傳感器與微處理器的數(shù)字接口集成化單元，具備完善的和通用性很強(qiáng)的二次開發(fā)性能。

3 系統(tǒng)配置與組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖

該系統(tǒng)采用七層結(jié)構(gòu)的TCP/IP內(nèi)部局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

嵌入式網(wǎng)絡(luò)型監(jiān)控設(shè)備UPS網(wǎng)絡(luò)適配器分別安裝在各中心機(jī)房，與現(xiàn)場的UPS、設(shè)備相連。

組網(wǎng)傳輸方式：

各中心機(jī)房的動力環(huán)境監(jiān)控設(shè)備采用TCP/IP協(xié)議通過以太接口接入內(nèi)部局域網(wǎng)。

電源、空調(diào)、UPS等設(shè)備監(jiān)控：

智能設(shè)備類：機(jī)房內(nèi)采用協(xié)議轉(zhuǎn)換器與各種智能設(shè)備之間通過RS485/232網(wǎng)絡(luò)連接，采用主從方式通過各種通訊協(xié)議相互通訊，取得各設(shè)備的實(shí)時數(shù)據(jù)，為保障系統(tǒng)實(shí)時性，系統(tǒng)采用多線程方式，同時與各端口的設(shè)備通訊，便于對事件的即時響應(yīng)。

非智能設(shè)備類：通過報警干接點(diǎn)接口和各種模擬變送器直接接入監(jiān)控主機(jī)的遙信、遙測接口（需加裝信號采集卡模塊）。

管理員電腦具備以下功能：

負(fù)責(zé)收集匯總每一個被監(jiān)控設(shè)備的各種數(shù)據(jù)或狀態(tài)。

對前端UPS網(wǎng)絡(luò)適配器采集上來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、判斷和整理，必要時將數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。

用戶可以隨時地查詢被監(jiān)控設(shè)備的狀態(tài)、數(shù)據(jù)。

對歷史數(shù)據(jù)按機(jī)房、設(shè)備或信號量提供曲線、表格的報表和統(tǒng)計(jì)功能。

對發(fā)生故障的被監(jiān)控設(shè)備，可彈出報警信息框和播放報警聲音，將故障情況通知現(xiàn)場的使用者和系統(tǒng)管理員，并可通過EMAIL自動發(fā)送告警信息郵件到指定的電子信箱，可通過MODEM自動發(fā)送告警訊息到指定的傳呼機(jī)上，可通過GSM MODEM自動發(fā)送告警短消息到指定的手機(jī)上。

支持多用戶、權(quán)限設(shè)置功能。

4 中心機(jī)房監(jiān)控設(shè)備組成

4.1 UPS網(wǎng)絡(luò)適配器

通過RS232串口查詢UPS，外置于UPS，提供標(biāo)準(zhǔn)的10/100M網(wǎng)絡(luò)連接，為系統(tǒng)提供基于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的UPS監(jiān)控、配置、控制和事件處理功能。當(dāng)只需要監(jiān)控機(jī)房溫濕度時，或者當(dāng)機(jī)房UPS多臺時配合SITEMATE使用。

4.1.1 技術(shù)接口參數(shù)

1）電源功耗

額定輸入電壓：12V，允許的范圍為[9V～15V]；額定輸入電流：300mA，實(shí)際正常工作消耗額定功率平均為230mA，SNMP卡核心消耗功率為200mA；網(wǎng)絡(luò)消耗30mA；擴(kuò)展設(shè)備電源由SNMP卡提供，最大可以接2個溫濕度設(shè)備。

2）RS232配置接口

用RS232串行通訊接口進(jìn)行參數(shù)配置，使用時需連接隨配的PS2->DB9M的轉(zhuǎn)換線。

接口方式：PS/2座，9針接口。

3）RS422擴(kuò)展接口

用于擴(kuò)展監(jiān)控環(huán)境或其他設(shè)備，使用時需連接隨配的PS2->RJ45的轉(zhuǎn)換線，該總線還提供5V電源。

接口形式：PS/2，9針。

4）Network接口

網(wǎng)絡(luò)匹配：支持1、10M半雙工、10M全雙工、100M半雙工、100全雙工。

接口形式：RJ45。

5）適配卡設(shè)備口：用于和UPS通訊

接口形式：DB9M。

4.1.2 性能與特點(diǎn)

12V直流電源供電；

2個RS232異步串行通信口（用于與UPS通信和參數(shù)配置）；

1個RS422/485可級聯(lián)Modbus總線通信口（用于連接智能溫濕度偵測模塊等）；

1個10/100M自適應(yīng)高速以太口（物理接口：RJ-45插座）；

提供開放的軟件接口（如SNMP、OPC等），便于與第三方軟件無縫集成；

內(nèi)建完善的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)功能模塊，支持SNMP、HTTP、DNS、SMTP、DHCP、SNTP等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議；

可Web瀏覽器進(jìn)行遠(yuǎn)程動力機(jī)房的UPS電源、環(huán)境溫濕度進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理，特別建立強(qiáng)大的Web Server管理功能模塊，使用戶可以在任何操作系統(tǒng)平臺上通過Web瀏覽器方便地進(jìn)行實(shí)時狀態(tài)查詢、基本信息管理、遠(yuǎn)程操作控制、各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置、用戶管理、歷史資料查詢等等全面完善的監(jiān)控管理功能，以及能夠通過手機(jī)短消息或Email向使用者或系統(tǒng)管理員發(fā)送警報信息；

可在主機(jī)上記錄一定長度的歷史事件和歷史數(shù)據(jù)；

支持在線網(wǎng)絡(luò)升級，可直接在遠(yuǎn)程管理中心進(jìn)行監(jiān)控設(shè)備的軟件升級；

內(nèi)建式超長壽命系統(tǒng)時鐘，且支持自動校時以達(dá)到時鐘同步功能；

可以配合網(wǎng)絡(luò)短信報警服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障時的短信告警功能。

4.2 監(jiān)控系統(tǒng)專用短信報警機(jī)

4.2.1 產(chǎn)品簡介

基于提供一種簡便實(shí)用的GSM通訊解決方案的需求。它內(nèi)嵌了TCP/IP協(xié)議棧，解決了用戶在使用普通模塊時無TCP/IP協(xié)議棧而需在客戶機(jī)系統(tǒng)嵌入TCP/IP的局限性，利用可靠的GSM網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的透明傳輸。

同時簡化了接口設(shè)計(jì)和外部伺服電路，更適合于惡劣的工業(yè)現(xiàn)場。用戶通過RS-232、RS-485或TTL電平接口，使用簡單的AT+i命令，就可以完成端到端的可靠數(shù)據(jù)通信，極大減輕了用戶開發(fā)時間和維護(hù)的工作量。

另外該產(chǎn)品可靈活地實(shí)現(xiàn)多種設(shè)備接入，工程安裝簡單。適用于使用串口通訊的單片機(jī)數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)、PLC或RTU以及工控機(jī)等，它可以使客戶原有的有線串口設(shè)備無須改動立即變?yōu)闊o線網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備。減少了系統(tǒng)更新的投入。

4.2.2 技術(shù)參數(shù)

1）外界環(huán)境指標(biāo)

工作溫度：-30-60℃；濕度范圍：≤90%；可在強(qiáng)電強(qiáng)磁環(huán)境下正常工作。

2）性能指標(biāo)

支持EGSM900和GSM1800雙頻；支持?jǐn)?shù)字、語音、短消息和傳真；采用電路交換最高速率為14.4kbps；支持電壓范圍：5V-25V、低功耗。

5 網(wǎng)絡(luò)化動力環(huán)境集中監(jiān)控軟件IP Power SE

5.1 軟件功能描述

IP Power是一個網(wǎng)絡(luò)化機(jī)房管理業(yè)務(wù)綜合軟件平臺，完全建立在標(biāo)準(zhǔn)的C/S構(gòu)架上，采用Winsock、組態(tài)和實(shí)時數(shù)據(jù)庫技術(shù)，OPC協(xié)議數(shù)據(jù)接口，處理來自各個現(xiàn)場的報警信息，值班人員管理。這些數(shù)據(jù)通過受理、分析、處理、校驗(yàn)等處理過程，保證報警信息及時、正確地得到記錄分析，同時為維護(hù)部門提供日常維護(hù)報表、性能狀況統(tǒng)計(jì)報表等分析數(shù)據(jù)。

整個監(jiān)控軟件平臺的配置非常簡便，可以在線進(jìn)行不中斷系統(tǒng)正常運(yùn)行。配置可在中心遠(yuǎn)程對現(xiàn)場參數(shù)配置及修改和軟件升級。

監(jiān)控平臺內(nèi)置軟件看門狗，監(jiān)控軟件不會因用戶誤操作等原因而使系統(tǒng)出錯、退出或死機(jī)，具有極強(qiáng)的容錯能力。

5.2 監(jiān)控平臺具備以下功能模塊

網(wǎng)絡(luò)集中管理；實(shí)時監(jiān)控管理；歷史事件管理；歷史數(shù)據(jù)管理；系統(tǒng)操作日志管理；報表管理功能；告警定位與通知管理；用戶與權(quán)限管理；系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)。

5.3 系統(tǒng)特色

支持多品牌多類型的UPS、精密空調(diào)等設(shè)備集中統(tǒng)一管理；

純中文顯示，操作界面直觀友好，安裝使用方便；

具有多種告警方式，如短信、語音、郵件、系統(tǒng)廣播、BP傳呼等；

能夠?qū)崿F(xiàn)對動態(tài)IP的設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控；

采用大型網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫，能夠保存海量的歷史事件、歷史數(shù)據(jù)和系統(tǒng)日志記錄；

豐富的報表打印功能，提供用戶各種方便使用的管理報表，使管理員可以輕松地掌握和分析一段時期內(nèi)UPS、精密空調(diào)等設(shè)備的運(yùn)行情況；

可支持已有的短信平臺接口或網(wǎng)絡(luò)短信告警器，短信告警服務(wù)更加靈活、方便、穩(wěn)定、安全、可靠；

具備告警確認(rèn)服務(wù)，要求運(yùn)維人員對告警訊息進(jìn)行確認(rèn)，使管理責(zé)任清晰明確；

可實(shí)現(xiàn)各網(wǎng)點(diǎn)的告警信息只發(fā)給其相應(yīng)的分管人員；

提供強(qiáng)大的用戶和權(quán)限管理功能，切實(shí)保障系統(tǒng)的安全；

具備系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)功能，確保用戶數(shù)據(jù)安全；

靈活的告警自定義支持，用戶可根據(jù)管理維護(hù)的需要，設(shè)定自有的告警條件；

基于標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，可支持多種網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，如以太網(wǎng)，WIFI、GPRS、CDMA、DDN、等等。

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[責(zé)任編輯：王楠]