物联网技术的机房环境状态监测范文

【摘要】

基于物联网技术的机房环境状态监测系统可以充分地满足实时监测机房设备状态和机房环境的相关要求，该监测系统主要是利用电压传感器、电流传感器和温湿度传感器等相关设备对机房内的设备开启状况、用电状况和环境状况等各种数据进行实时采集。随后利用POE技术的网络传输或者无线自组网的方式向后台服务器实时地传输数据，由系统的服务器分析处理相关的数据，并进行预警。鉴于此，本文对基于物联网技术的机房环境状态监测系统进行了分析和介绍。

【关键词】

物联网技术；机房环境；监测系统

在计算机技术不断发展的今天，很多行业都对计算机产生了越来越大的依赖性，目前在各个单位中计算机机房已经变成非常重要的核心业务组成部分。为此，必须要高度的重视机房的运行监控工作，从而能够确保计算机机房能够实现安全正常运行。现阶段，很多计算机机房仍然采用视频监控的方式进行环境监控，该方式很难自动地检测机房的供电、湿度和温度等关键的情况，一旦出现问题，无法及时有效地进行报警。为此，必须要选择一种更加安全有效的机房环境状态监测系统。

1物联网技术概述

在新一代信息技术中物联网技术属于一个非常重要的组成部分，物联网从含义上来说属于物物相连的互联网，其一共包括两个层面的意思：①互联网仍然属于物联网的基础和核心，物联网是立足于互联网的一种扩展和延伸的网络。②物联网的用户端扩展并且延伸到了很多物体和物体之间，能够实现实时的信息通信和交换。物联网的定义为：依据约定的相关协议，利用激光扫描器、全球定位系统、红外感应器、射频识别等信息传感设备连接任何物体和互联网，实时信息通信和交换，从而针对目标进行智能化的管理、监控、跟踪、定位和识别的一种网络技术。

2机房环境状态监测系统的总体设计分析

该系统主要包括两个部分，也就是后台服务程序和前段数据采集终端等。利用自带的传感器采集终端就能够对机房内的电压状况、电流状况和温湿度等进行采集，并且利用以POE技术为基础的网络总线或者无线自组网的方式向服务器传输终端采集到的各种数据，由服务器对相关数据进行处理和显示[1]。后台服务程序的主要作用就是分析和处理采集及传输回来的数据，并且在主界面上以图表的形式显示处理后的数据，如果机房中的电流电压失常或温湿度过高的情况被采集终端监测到，这时候采集终端就会将报警信息发送到后台服务程序，然后由后台服务程序将报警信息发送给机房的管理人员，从而将报警功能完成，见图1。该系统主要采用了ZigBee技术，其与IEEE802.15.4标准相符合；其通信协议为TCP/IP；采用了以数据库技术为基础的信息管理系统，WEB页能够对信息进行实时的浏览和监控，确保管理集成化的实现；其采用了现场实时控制的方式，因此具有更高的可靠性和稳定性；具有多样化的报警方式；具有投资少、见效快的优势，在一些中小规模的机房管理中非常适用[2]。

3机房环境状态监测系统的硬件设计分析

以系统的功能为根据总体设计整个系统，同时划分好模块，该系统一共包括以下模块，也就是数据采集终端、ZigBee远程无线通信模块、ZigBee网关设备。（1）数据采集终端的主要作用就是对机房的各种数据信号进行采集，随后利用ZigBee无线网络向网关设备进行上传，由网关设备在远程服务器上的数据库中存储数据。在数据采集终端中传感器是最为主要的硬件，立足于ZigBee网络的角度进行分析，我们可以发现传感器模块属于一个RFD节点，其供电方式为两节2号电池。不同传感器的硬件设计如下：①温湿度传感器：系统的温湿度传感器具有ZigBee无线网络，能够将具有较高可靠性的无线传输提供出来，而且不需要对专用频道进行申请。②电压传感器：系统的电压传感器具有0～120%标称输入的线性测量范围，25Hz～5kHz频率频响，其在交流电压测量采样中非常适用。③浸水传感器：系统的浸水传感器具有DC24V的供电电压，<100ppm的误报率，20～100%RH的工作湿度，0～50℃的工作温度[3]。（2）远程无线通信模块：由单片机CC2430进行数据采集终端的无线通信和数据处理操作。系统在连接各类传感器的时候是通过无线网络的方式来实现的，而且能够以预先设定的时间间隔为根据对无线传感器节点的工作参数进行读取，并且在内存中存入采集到的相关数据。为了保证远程通信的实现，还需要扩展BigBee的通讯距离，在系统中应用了CC2591放大器芯片。图2为结合了CC2591和CC2430的远程无线通信模块框图。（3）ZigBee网关设备：作为连接有线设备和无线传感器网络两者之间的一个中转站，网关设备的最为主要的功能就是实现ZigBee网络与以太网之间的数据交换，其能够将查询命令给下级的节点，同时还可以对下层节点的数据和请求进行接收，利用串口的方式将采集到的各种数据输送到PC机中，由PC机对这些数据进行处理。ZigBee网关设备本身具有路由选择、请求仲裁以及数据融合等一系列的功能。网关设备的实现依赖于对CC2430+PC机的使用，CC2430的主要功能就是收发和转存ZigBee网络的数据。PC机的主要功能就是收发以太网数据[4]。利用RS232两者之间就能够实现交换数据的功能。现在RS-232串口在普通PC机中能够达到最高115kB的波特率，同时ZigBee也可以达到将近250kb的理论带宽，这样两者就能够具备大约在一个数量级的速率。由于该系统主要是对控制命令进行传输，因此具有相对较小的数据流量，在这种情况下就能够匹配使用两者。

4机房环境状态监测系统的软件设计分析

（1）CC2430片程序：采用无线网络专业开发系统作为CC2430片程序的开发平台，其属于一种专业的开发系统，能够使设计和开发ZigBee技术标准和IEEE802.15.4标准的无线网络技术的需求得到满足。其中具有多种ZigBee网络构建必需的软件开发和硬件开发工具，除了具有简单的开发按键之外，同时还具有传感器和液晶显示的功能。CC2430片程序主要包括一个看门狗定时器、定时器和主程序等。其中的看门狗定时器主要是对节点的工作情况进行监控，如果有必要还需要复位节点，这样就能够使系统具有较高的稳定性和可靠性。定时期的主要功能就是将传感数据定时传输到中心节点。主程序的主要功能就是发射无线数据，并且做好数据反馈后的后续处理[5]。（2）远程服务管理系统：各种采集的环境数据在经过无线传感器的网络网关的传输之后，由远程服务管理系统对其进行接收和保存，其能够查询和管理无线传感器网络的命令，而且还可以显示机房的电压湿度和温度，具有查询和分析历史传感器数据和变化趋势的功能。一旦出现超出设定阀值范围的数据，系统就会利用启动报警器和发送手机短信等方式向机房的管理员进行通知，这样机房管理员就可以利用手机笔记本电脑等移动终端设备和无线网络进行交互，从而实现对无线传感器网络的远程控制和数据的实时共享。

5结语

作为一种新兴的技术和概念，物联网本身具有非常强的优势，因此在很多行业中都得到了广泛应用。基于互联网技术的机房环境状态监测系统的应用能够使机房管理人员对当前机房内设备的运行情况、温湿度和环境进行直观的了解，还可以在机房安全运行监测系统中全面地纳入环境状况监测系统，这样机房管理人员可以将机房的安全运营情况更好地掌握住，确保机房实现安全、稳定、可靠的运行。

参考文献

[1]游定琳，焦江涛.浅析机房环境对设备运行的影响因素[J].数字技术与应用，2012（12）.

[2]谢伟，杨斌.基于物联网的机房节能测控系统设计[J].技术与市场，2011（07）.

[3]傅仁轩，肖连风.基于物联网技术的新型数据采集与监控系统设计[J].移动通信，2011（09）.

[4]行少亮，朱波.基于物联网的智能环境监测系统[J].数字技术与应用，2011（11）.

[5]刘建新.浅谈计算机机房环境的维护管理[J].山东商业职业技术学院学报，2012（05）.

作者：方圆 何兵兵 单位：安徽省电力公司信息通信分公司 中国科学技术大学电子科学与技术系