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中心機(jī)房安全自動化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計論文
摘 要：隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展和普及，計算機(jī)系統(tǒng)及通信設(shè)備數(shù)量迅猛增加，機(jī)房(計算機(jī)中心、設(shè)備間、配線室、基站等)已經(jīng)成為各類企事業(yè)單位業(yè)務(wù)管理的核心平臺；配置了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、計算機(jī)服務(wù)器及其它通訊設(shè)備的機(jī)房成為數(shù)據(jù)交換與存儲的重要場所，需要特別的措施加以防護(hù)。
關(guān)鍵詞：機(jī)房；安全自動化；監(jiān)控系統(tǒng)
根據(jù)有關(guān)調(diào)查，機(jī)房溫度過高會造成計算機(jī)系統(tǒng)的主要元件及集成電路失靈。統(tǒng)計顯示，溫度每升高10℃計算機(jī)的可靠性就下降25%，磁盤磁帶會因?yàn)闊崦浶?yīng)造成記錄錯誤。計算機(jī)的時鐘主頻在溫度過高或過低時都會降低。目前許多機(jī)房的管理不得不采用24小時專人值班來定時巡查機(jī)房場地設(shè)備，這樣不僅加重了管理人員的負(fù)擔(dān)，而且往往不能及時排除故障。中心機(jī)房的安全自動化不僅要進(jìn)行環(huán)境的檢測保護(hù)，還要進(jìn)行整體的設(shè)計規(guī)劃。
1.機(jī)房安全自動化監(jiān)控的系統(tǒng)功能與要求
機(jī)房環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，主要用于通訊機(jī)房的溫度、濕度、煙霧、噪聲、空氣潔凈度及供電電壓電流等各項(xiàng)參數(shù)的遠(yuǎn)(近)程監(jiān)測。系統(tǒng)提供對機(jī)房溫度的嚴(yán)格監(jiān)測和管理，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C機(jī)上進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲與分析，并輸出打印曲線，在設(shè)備異常情況下還以多種形式的報警通知相應(yīng)人員，使機(jī)房監(jiān)控達(dá)到無人或少人值守，為機(jī)房高效的管理和安全運(yùn)營提供有力的保證。主要應(yīng)實(shí)現(xiàn)：
1.1在線實(shí)時24小時連續(xù)的采集和記錄
監(jiān)測點(diǎn)位的溫度、濕度、風(fēng)速、二氧化碳、光照、空氣潔凈度、供電電壓電流等各項(xiàng)參數(shù)情況，以數(shù)字、圖形和圖像等多種方式進(jìn)行實(shí)時顯示和記錄存儲監(jiān)測信息，監(jiān)測點(diǎn)位可擴(kuò)充多達(dá)上千個點(diǎn)；
1.2設(shè)定各監(jiān)控點(diǎn)位的溫濕度報警限值
當(dāng)出現(xiàn)被監(jiān)控點(diǎn)位數(shù)據(jù)異常時可自動發(fā)出報警信號，報警方式包括：現(xiàn)場多媒體聲光報警、網(wǎng)絡(luò)客戶端報警、電話語音報警、手機(jī)短信息報警等。上傳報警信息并進(jìn)行本地及遠(yuǎn)程監(jiān)測，系統(tǒng)可在不同的時刻通知不同的值班人員；
1.3數(shù)據(jù)集中器提供USB接口
在沒有配監(jiān)控電腦或監(jiān)控電腦損壞、癱瘓，可隨時用U盤導(dǎo)出將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)至其它電腦。
1.4數(shù)據(jù)無線傳輸
數(shù)據(jù)集中器端提供具有信號輸出協(xié)議的端口，可接通信設(shè)備(GPRS DTU等)進(jìn)行無線傳輸。
1.5溫濕度監(jiān)控
采用標(biāo)準(zhǔn)windows 98/2000/XP全中文圖形界面軟件，實(shí)時顯示、記錄各監(jiān)測點(diǎn)的溫濕度值和曲線變化，統(tǒng)計溫濕度數(shù)據(jù)的歷史數(shù)據(jù)、最大值、最小值及平均值，累積數(shù)據(jù)，報警畫面。
1.6打印報告
監(jiān)控主機(jī)端利用監(jiān)控軟件可隨時打印每時刻的溫濕度數(shù)據(jù)及運(yùn)行報告。
1.7數(shù)據(jù)處理與通訊能力
采用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，局域網(wǎng)內(nèi)的任何一臺電腦都可以訪問監(jiān)控電腦，在線查看監(jiān)控點(diǎn)位的溫濕度變化情況，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測。系統(tǒng)不但能夠在值班室監(jiān)測，領(lǐng)導(dǎo)在自己辦公室可以非常方便地觀看和監(jiān)控。
1.8可擴(kuò)充多種記錄數(shù)據(jù)分析處理軟件
能進(jìn)行繪制棒圖、餅圖，進(jìn)行曲線擬合等處理，可按TEXT格式輸出，也能進(jìn)入EXCEL電子表格等office的軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
1.9控制軟件的編制采用軟件工程管理
開放性與可擴(kuò)充性極強(qiáng)，由于采用硬件功能的軟件化的系統(tǒng)設(shè)計思想及系統(tǒng)硬件的模塊化、通訊網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計，系統(tǒng)可根據(jù)需要升級軟件功能與擴(kuò)展硬件種類。
1.10系統(tǒng)設(shè)計時預(yù)留有接口
可隨時增加減硬軟件設(shè)備，系統(tǒng)只要做少量的改動即可，可以在很短的時間內(nèi)完成�？筛鶕�(jù)政策和法規(guī)的改變隨時增加新的內(nèi)容。
此外，設(shè)備改進(jìn)、檢修過程中及檢修完成后，均不需要停止或重新啟動機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)都均做可靠行接地，以防靜電。
2.機(jī)房安全自動化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計
2.1基本要求與原則
在中心機(jī)房設(shè)計之初首先要考慮：(1)使用周期和可擴(kuò)充性。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心設(shè)計使用時間須達(dá)到5至10年。一般都不是一步到位，在規(guī)劃設(shè)計時，必須考慮數(shù)據(jù)中心設(shè)備每2至3年就升級一代的更新速度，系統(tǒng)設(shè)計適應(yīng)能力強(qiáng)且易于改進(jìn)。(2)可用性。系統(tǒng)工程標(biāo)準(zhǔn)化．最大限度減省人為錯誤。并具有全面的說明文檔。(3)易管理性。具有相關(guān)的檢測、報警功能，圖形化的管理界面。(4)易于維護(hù)和維修。降低系統(tǒng)的復(fù)雜性，減少平均故障恢復(fù)時問。
2.2建立合理安全的供電系統(tǒng)
一個設(shè)計良好的供電系統(tǒng)能給負(fù)載提供優(yōu)質(zhì)電源。然而在實(shí)際應(yīng)用中，許多問題又往往是供電系統(tǒng)本身引起的。因此建立一個合理的、安全的供電系統(tǒng)成為機(jī)房建設(shè)中最重要的一個環(huán)節(jié)。
(1)對市電的要求。為保證機(jī)房供電，常見的做法是根據(jù)電力總需求提供兩路交流供電系統(tǒng)設(shè)施的冗余，或者是配備發(fā)電機(jī)組，以解決較長時問停電問題。在配置發(fā)電機(jī)組時，其容量應(yīng)考慮不少于UPS電源額定輸出功率的2倍，以保證發(fā)電機(jī)輸出電壓、頻率正常。估算機(jī)房的電力需求，要了解制冷系統(tǒng)、UPS和IT負(fù)載所需電量。這個過程首先需要列出所有這峰設(shè)備．包括它們的額定功率、電壓要求以及是單相設(shè)備還是i相設(shè)備。然后必須調(diào)整數(shù)據(jù)以反映預(yù)期的真實(shí)負(fù)載。
(2)UPS容量的確定。一般來說，UPS容量的確定主要是要滿足當(dāng)前負(fù)載的需要，同時也要考慮兩個因素：1)UPS容量較負(fù)載不宜過大或過小。負(fù)載過小會在市電停電時可能造成電池組小電流過度放電，而影響電池壽命。負(fù)載過大，逆變器處于重載運(yùn)行，其輸出波形將發(fā)生畸變，輸出電壓幅值抖動過大。一般UPS負(fù)載量在300%至80%之間較為理想。2)UPS最好采用柔性規(guī)劃。應(yīng)考慮中長期發(fā)展趨勢，并在選型中挑選可并機(jī)或多機(jī)運(yùn)行的機(jī)型。以使中長期負(fù)載容量增大時，通過UPS并機(jī)擴(kuò)大其輸出容量。相應(yīng)地，配置UPS輸入輸出配電箱時，應(yīng)預(yù)留多臺UPS的輸入開關(guān)和中遠(yuǎn)期的負(fù)荷分路開關(guān)，以便于今后擴(kuò)容。
2.3正確配置UPS后備電池
為保證電網(wǎng)停電時能利用UPS電源繼續(xù)向計算機(jī)提供高質(zhì)囂供電，后備電池的配置尤為重要。當(dāng)負(fù)載不允許被中斷供電時。機(jī)房內(nèi)UPS電池后備時間應(yīng)大于從市電中斷到恢復(fù)的時間或到發(fā)電機(jī)組正常供電所需時間。在布置機(jī)房設(shè)備排列時，應(yīng)盡量使電池組靠近UPS主機(jī)，縮短兩者連線長度。同時。電池的安置要充分考慮樓板的承重，做到分散承重。
2.4UPS配置方案要科學(xué)
為了提高UPS供電的可靠性�？刹捎枚喾NUPS冗余連接方式。各種方式都有優(yōu)缺點(diǎn)，考慮方案時要根據(jù)實(shí)際負(fù)載情況，選擇合適的模式。冗余連接方式大致三種：1)雙機(jī)主從式熱備份。將作為從機(jī)的UPS1輸出接到另一臺作為主機(jī)的UPS2的旁路輸入，正常運(yùn)行時由UPS2供電，UPS1處于備份。2)功率均分并聯(lián)備份。該系統(tǒng)將兩臺或多臺UPS逆變單元并聯(lián)運(yùn)行，兩臺(或多臺)逆變器同時向負(fù)載均分供電。3)并聯(lián)熱備份。該系統(tǒng)將兩臺UPS的電池組輸入、整流器輸出及逆變器輸出并聯(lián)，共擁旁路。正常時兩臺整流器同時向兩逆變器供電，并向兩組電池充電，通過逆變器輸出靜態(tài)開關(guān)選擇其中一臺逆變器向負(fù)載供電，兩臺整流器和逆變器分別互為備用。
2.5制冷系統(tǒng)盡量節(jié)能
保持中心機(jī)房的溫度和濕度對于機(jī)器平穩(wěn)運(yùn)行至關(guān)重要．設(shè)計溫度應(yīng)在22℃至26℃和相對濕度35%至50%范圍內(nèi)。對于空調(diào)的選擇，一般的普通空調(diào)沒有足夠大的送風(fēng)量以及專用的加濕系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，可能會出現(xiàn)高溫、高濕而導(dǎo)致環(huán)境溫度大范圍波動。精密卒調(diào)的制冷系統(tǒng)可以使溫度和濕度的變化維持在一個設(shè)定的范圍內(nèi)，從而提供敏感電子設(shè)備所需要的恒溫恒濕的環(huán)境．避免發(fā)生可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)運(yùn)行出錯、宕機(jī)。另外需要考慮的是高密度機(jī)柜和刀片服務(wù)器的散熱問題，合理的機(jī)柜布局能使機(jī)柜內(nèi)空氣流通順暢。避免局部溫度異常，提高制冷效率。選擇空調(diào)系統(tǒng)的制冷容量要根據(jù)機(jī)房的發(fā)熱總量確定，這包括機(jī)房的IT設(shè)備、UPS、配電系統(tǒng)、照明等發(fā)熱都計算在內(nèi)。
2.6場地裝修與消防應(yīng)合理
機(jī)房場地裝修工程主要包括照明、吊頂、隔斷墻、門、窗、墻壁裝修、地面等。需要注意：(1)根據(jù)機(jī)房具體情況合理布局，預(yù)留綜合布線的出人口。(2)出于防塵和節(jié)能方面的考慮。通常采用了無窗結(jié)構(gòu)形式。(3)活動地板最好采用全鋼地板。機(jī)房地板架空高度要在180mm至400mm．目的是為給空氣分配系統(tǒng)、數(shù)據(jù)線傳輸場所、電源管線鋪設(shè)、接地銅網(wǎng)鋪設(shè)、鋪設(shè)冷凍水其它同類管道提供足夠的空間。(4)在有安全保密要求的機(jī)房加裝防盜門和在窗外加裝金屬防盜網(wǎng)。火災(zāi)是各類機(jī)房町能遇到的各種災(zāi)害中．發(fā)生次數(shù)最多、危害最大的災(zāi)害之一，一旦機(jī)房內(nèi)發(fā)生火災(zāi)，將直接危害人員、設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通訊和數(shù)據(jù)資料的安全，火災(zāi)會帶來巨大損失。傳統(tǒng)的水、泡沫、干粉和煙霧系統(tǒng)都不適用于機(jī)房滅火。鹵代烷(1211、1301)滅火劑也因?yàn)槠茐某粞鯇颖唤�，二氧化碳是�?dāng)前性價比最好的一種滅火劑，其他還有煙烙盡(INERGEN IG-541)、七氟丙烷(FM200)、氣溶膠滅火劑。具體采用哪一種滅火系統(tǒng)要在具體工程中進(jìn)行投資比較后決定。
2.7安排好防雷接地
根據(jù)防雷規(guī)范要求．配電系統(tǒng)可采用三級分流，因此在總電源進(jìn)線口端設(shè)計安裝一級電源浪涌保護(hù)器，以達(dá)到初步瀉流目的．在機(jī)房配電進(jìn)線處安裝二級電源浪涌保護(hù)器，在重點(diǎn)的服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備端，設(shè)計安裝蘭級精細(xì)保護(hù)的浪涌保護(hù)器。地線是機(jī)房建設(shè)當(dāng)中非常霞要的一個環(huán)節(jié)。良好的接地系統(tǒng)．不僅可以有效地抵制外來電磁干擾對計算機(jī)設(shè)備的侵襲，保證電子設(shè)備安全可靠運(yùn)行。而且還可以減少系統(tǒng)內(nèi)部的相互干擾和對外界環(huán)境施放噪聲污染。地線主要分為工作接地(N)、保護(hù)接地(PE)、防雷擊接地和防電磁輻射接地等。如果是單獨(dú)設(shè)備接地體。接地電阻應(yīng)小于4Ω。設(shè)置單獨(dú)接地體有困難時，也可以與其它接地系統(tǒng)合用接地體，接地電阻應(yīng)小于0.5Ω。需要強(qiáng)調(diào)的是采用聯(lián)合接地的方式時，保護(hù)地線必須采用三相五線制中的第五線,與交流電流的零線必須嚴(yán)格分開。
2.8加強(qiáng)建設(shè)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)
現(xiàn)代機(jī)房監(jiān)控模式完全改變了傳統(tǒng)機(jī)房管理模式，機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)由溫濕度變送器、煙霧傳感器、水浸傳感器、紅外探頭以及監(jiān)控主機(jī)組成。傳感器將機(jī)房的各個點(diǎn)的溫濕度、煙霧火警、水浸狀況、市電停電告警、UPS的狀態(tài)等環(huán)境信息輸入到監(jiān)控主機(jī)。監(jiān)控主機(jī)對各種告警信息進(jìn)行分級、分類處理，通過現(xiàn)場聲、光告警和遠(yuǎn)程無線(如手機(jī)短信、電子郵件)告警，可及時、有效、準(zhǔn)確地通知相關(guān)人員處理，提高運(yùn)維工作的效率和水平。
總之，利用機(jī)房環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，能使機(jī)房監(jiān)測的信息通過更快捷的方式在更大的區(qū)域內(nèi)得到有效的集中搜集和處理，發(fā)現(xiàn)故障報警隨時解決，對安全隱患進(jìn)行記錄和綜合分析，最終尋求解決途徑。進(jìn)行整體的機(jī)房安全自動化監(jiān)控的設(shè)計規(guī)劃，有助于中心機(jī)房安全運(yùn)作、穩(wěn)定發(fā)揮作用。
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