淺析動力環境監控系統在數據中心建設中的應用

吳喜民

摘 要：該文首先簡要介紹動力環境集中監控系統，以及此系統在數據中心應用的現狀；對數據中心中動環監測設備對象及動環系統實現的功能，監控系統建設的原則和特點，進行描述，然后根據該文作者多年的實際工作經驗，突出分析漏水檢測系統，溫濕度檢測系統，安防系統，無線系統等系統在數據中心建設實際應用時容易出現的問題，并針對所出現的問題及隱患給出相應的解決辦法和建議。為數據中心機房建設一套功能完善的動環監控系統，需要與數據中心的實際情況相結合，量身定做，并不存在統一標準。

關鍵詞：機房動力環境監控系統 溫濕度檢測 漏水檢測 視頻監控 門禁系統 無線檢測系統

中圖分類號：TP274 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）08（c）-0074-02

近年來隨著社會信息化程度的不斷提高，云計算技術在生活中的廣泛運用，隨著大數據時代的來臨，各種數據中心服務器系統的數量和規模與日俱增，各種應用深入到千家萬戶，覆蓋了社會各階層，如電子商務，電子政務，微店，數據推廣，云數據存儲等各種各樣的應用。這些活動及正常應用都是基于網絡及服務存儲的正常運行，基于數據中心的良好健康建設和發展。

從近年來中國數據中心發展的情況來看，數據中心機房的面積和數量都保持著高速的發展，未來中國數據中心市場發展的推動力依然強勁。同時數據中心機房的設備種類也越來越多，包含動力設備在內的機房內各種環境設備（如供配電、UPS、空調、消防、安防系統等）須時刻提供給計算機系統正常的運行環境。因此，對機房環境情況和動力設備運行狀態進行監控就顯得非常必要和重要。（見圖1）

機房動環監控系統主要是對機房內設備（如供配電系統、防雷器、UPS電源系統、消防系統、空調制冷系統、安全防范系統等）的運行狀態、機房內環境溫度、濕度、潔凈度、機房內漏水監測系統、供配電的各種參數狀態等實施實時監控并記錄歷史數據，能夠實現對機房遙測、遙控、遙信、遙調的管理功能，保障機房高效的管理和安全運營。采用集中管理的模式，大大提高了工作效率，實現了數據機房中心無人值守的目的。

1 數據中心機房動力環境監控系統的特點及建設原則

與其他系統相比較，機房環境動力監控的特殊性表現在以下幾方面。

（1） 被監控設備的類別多、品牌雜、型號種類繁多。

（2）被監控設備的應用面比較窄，相對較集中，大多僅用于數據、設備機房使用。

（3）由于數據中心機房設備安全性要求高，于是系統主要以監視為主，控制較少，以防止誤操作所帶來的風險損失。

1.1 機房動環監控系統目的

動環監控系統的目的是為了使數據機房內各系統的正常運行得到保障，實時監測機房環境、動力的各項指標。在遇到機房突然停電、環境溫度過高、緊急電源故障、非法人員入侵、漏水、火災等緊急意外情況時，能及時查詢、記錄、和快速報警，及時通知到各相關人員，第一時間了解情況，減少到最低損失。

1.2 機房動力環境監控系統建設原則

從機房實際情況出發，在有限的預算下，追求最高的性能，加快系統建設周期，使系統建設和維護的成本降低。

1.3 機房動環監控系統的穩定性和安全性

設備的安全性、可靠性是很重要的指標，系統如果具有較強的容錯性和自檢功能，能有效防止操作人員的誤操作引起的故障發生。

1.4 動環監控系統的先進性

采用先進、成熟、實用的技術；經得起時代的考驗，在使用上簡潔實用，適用于各企事業單位的機房；系統具有開放性、兼容性和靈活性；具有集中統一管理能力，為系統管理提供方便。

2 數據中心機房監控的對象及內容

數據中心動力環境監控系統應該集數據中心機房監控和機房管理于一體，突出體現整體數據中心機房的概念。隨著網絡信息化和機房建設發展迅猛，也日漸凸顯出其重要性。

動環監控系統是由現場探測器和通信設備、檢測設備、數據采集系統和軟件組成，其中軟件和數據采集系統處于系統的核心地位。

動力系統：一級配電、二級配電、發電機組、組合電源、UPS、電池、開關、防雷器。

環境系統：精密空調、泄漏、溫度、濕度、新風機、氣體、塵埃。

消防系統：消防控制器、煙感探測器、溫感探測器、其他消防設備。

網絡系統：路由器、交換機、主機、服務器、其它網絡通訊設備。

保安系統：門禁、閉路視頻監控、報警探頭、其它安全保護設備。

3 機房動環監控系統實現的功能

監控系統實現的主要功能概括起來有以下幾個主要方面。

3.1 實時集中監視功能

傳統的機房管理模式采用每天定時巡視的方式，如早晚各一次的巡查，且人工記錄存檔設備的一些主要運行數據。這樣獲得的數據僅限于特定時段，不僅工作單調，且耗費人力，而進行集中實時監控可將此問題解決。利用系統的各種前端監測和采集設備把被監測設備及環境的數據信息實時傳送到后臺，經過軟件處理后，實時顯示到終端顯示設備上。

3.2 報警功能

報警指機房在運行中發生異常情況，如溫濕度異常、漏水事故、停電事故等。報警意味著機房的運行已經被影響，需要馬上解決該事件，避免產生更大的損失。

3.3 歷史數據和趨勢功能

除系統的報警功能外，機房的管理還有一個重要的功能，即歷史數據和趨勢功能。因為機房只是一個用來進行網絡設備和計算機存放的固定場所，伴隨著機房的正常運行和建設，機房內設備的型號、數量等都會產生變化，按目前趨勢，往往都是越來越多。所以，從機房管理角度看，需要擁有機房設備運行的歷史數據資料，就能通過進行詳細的分析，把機房的發展趨勢總結出來，早早發現故障的隱患。從而能夠使機房的管理水平大幅提高。

3.4 用戶管理功能

用戶管理主要是管理監控系統的操作者的權限，防止沒有被授權的人員任意查看或修改參數設置等。而授權則需要分級進行，級別不同的用戶只能在自己級別允許的范圍之內操作。

3.5 確定需要監控的對象

UPS電源

空調設備

漏水檢測

配電系統

發電機

機房內溫濕度

通風系統

防雷系統

消防系統

視頻監控

門禁監控

網絡設備與應用系統監控

系統通信的監視

3.6 完善的監控系統基本要求

從實際需求出發，監控系統應能達到以下幾個要求。

（1）擴容：系統升級擴容能力較強。

（2）實時：須達到實時的響應時間。

（3）故障報警：必須有故障分析診斷的能力，能夠準確判斷和確定故障點，實現聲光報警，并彈出故障檢查內容的提示，提供報警恢復操作。

（4）施工：須能解決機房施工方面的各種技術要求。

（5）界面集中統一：須統一所有機房及所有設備在單一人機界面。

（6）監控設備的完整：須可以納入智能型設備和傳統的設備到整個動環監控系統中。

（7）多種終端訪問支持：必須支持手機及移動終端等設備的遠程訪問。

4 實際實施中容易出現的一些問題及其建議方式

由于機房動環系統在設計時受到多種條件的限制及其他因素考慮不全面，在系統實施及正常運行時往往會有一些意外的情況發生，特別是在機房動環監控系統實際運行的時候，總會出現許多問題。接下來對漏水檢測、溫濕度檢測、安防等系統運行、實施時出現的問題及無線系統的應用，提出一些自己的見解。

4.1 溫濕度監測系統

由于在數據中心機房內有大量電子設備在運行，所有運行中的電子設備對溫濕度的要求都很嚴格，如果溫度過高，會使電子元器件的性能降低，使用壽命縮短；過低則會改變設備電感、電容、電阻等參數。濕度也很重要，偏高會使絕緣材料性能降低，金屬材料氧化腐蝕；偏低可能產生靜電積累而破壞設備。所以，運維人員要對機房內的溫濕度情況時刻掌握，保證設備穩定運行。

溫濕度檢測系統是通過溫濕度傳感器，對機房內的溫濕度進行時刻監測，一旦超出設定范圍，就會在主機上報警，并輸出控制信號到空調系統進行聯動；或對探測器和空調等機房設備的分布進行調整，使機房溫濕度從局部到整體趨向合理。

實際數據中心機房在正常運行時，經常會出現機房內溫濕度差別較大，而在監測系統中不能夠及時體現，這種現象的出現一般是在設計時點位設計數量較少，空間分布不均勻，解決的方法是合理增加監測點位；還有一種是機房局部區域溫度過高，甚至導致機器宕機情況發生，這種情況的出現是因為對于高密區監控點位少，需要在高密區或者高密機柜內適時增加監測點位，這樣能夠適時的反映出各個區域的情況，及時聯動空調設備的運行狀態，對于機房節能，降低PUE值有較大的貢獻。

4.2 漏水檢測系統

漏水檢測系統指的是對水泄漏的檢測。機房內空調上下供水管線、冷凍水的管道設施，消防系統、自來水爆管等原因等可能發生強烈漏水，樓上漏水使機房頂部滴漏等，這些都會造成機房漏水。一旦機房內漏水，很可能使得電氣線路短路，系統中斷運行，造成很大影響。為防止此種情況發生，就要求盡早發現泄漏情況，并準確知道泄漏的位置，座做出及時的反應。漏水檢測系統可分為非定位式和定位式檢測。不定位系統只能報告發現漏水，但不能指明位置，定位式即可準確上報具體漏水位置。數據中心機房及設備間，由于其重要性以及漏水隱患在地板下范圍較廣，建議運用定位式檢測，能夠迅速將漏點確定，把故障及時排除。

根據多年的工作經驗，對于漏水監測系統設計時，不僅要在空調下方的攔水堰周圍設置，還需要在管路、加濕器的下方及房間的周圍區域也要設置，全方位監測，一旦漏水，迅速反應，及時解決。

4.3 門禁系統、視頻系統與防盜入侵系統的設置

門禁系統、視頻系統與防盜入侵系統在數據中心內均有設置。合理的對各系統設備的數量、位置布局設計，確保各系統間的聯動，是系統成功設置的關鍵。

在數據中心實際應用中，需要注意的是門禁系統人員權限的合理設置，防盜入侵時間段的設置及防盜入侵與視頻監控系統的聯動。需要詳細的了解具體需求的前提下對系統進行設置，避免安全隱患的發生。

4.4 無線系統的應用

基于已建成的數據中心，不方便重新敷設管線的場所或者需要經常調整檢測位置的場所。可以使用無線傳感網絡與有線傳感網絡相結合的方式。無線傳感網絡安裝方便，布設迅速，適用于多種場合。

現場采集裝置和檢測裝置采用無線專屬，接線簡單、安裝方便。可靠性、實用性、經濟型，便于現場技術人員的安裝維護。提高了現場人員操作安全性，降低成本；同時大大提高了工作效率。

觀察數據中心機房的實際運行情況可知，機房動環監控系統已經很好體現了集中管理的優勢，從被動的、分散式的人工方式轉變為主動的、集中的預防式的維護方式，使人力物力大大節約，為數據中心機房提供了一個穩定可靠、高效方便、舒適安全的環境。

綜上所述，為數據中心機房建設一套功能完善的動環監控系統，需要與數據中心的實際情況相結合，并不存在統一標準。

參考文獻

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