基于物聯網的節能型機房環境控制系統設計實現

龍睿

【摘要】 針對目前大量機房運行過程中存在的問題，文章分析了物聯網節能型機房環境控制系統的模型以及設計方法，其目的是為相關建設者提供一些理論依據。

【關鍵詞】 物聯網技術 節能型機房環境控制

一、基于物聯網的機房環境控制系統模型

1.1物聯網技術

物聯網技術是將計算機技術、電子技術、互聯網技術、信息技術相結合起來的綜合系統，利用無線傳感器、射頻識別、各類掃描識別器、位置定位芯片、溫度、速度、方向等感知設備采集各類信息，并按約定的協議格式將信息通過網絡傳遞到后臺應用系統進行處理，進行龐大數據信息的通訊和交換，把物品與互聯網連接起來，實現了對原有工作模式的信息化和智能化升級。

1.2基于物聯網的機房系統結構

物聯網機房環境控制系統可按功能性劃分為三部分：主控節點、測控節點及遠端測控中心。其中主控節點與測控節點的運行位置處在通信機房內，主要負責室內外溫度變化信息的采集、濕度信息的采集、風速風向的采集、空調運行以及風機聯動控制等。而遠端檢測中心屬于應用層，接收保存和分析處理機房環境數據，并為系統用戶提供的人機交互界面，這是實現對物聯網機房環境進行遠程控制的關鍵。如圖1所示，為機房節能測控系統結構框圖。

1.3環境控制系統節點及其功能

測控節點是構成基于物聯網的節能型機房的系統感知層，其主要功能為感知和采集機房室內外溫濕度和風速等信息，并在本地儀器顯示屏展示實時溫度參數。系統中主控節點是一塊增強型的51內核單片機，其能夠作為機房環境控制系統節點的控制核心，除了要搜集和傳輸測控節點的溫度、濕度、風速等感知數據外，還要具備接受指令并聯動控制機房風機和空調系統的功能，這樣，環境控制系統就能利用通信網絡將室內溫濕度值、設備運行狀態等信息通過主控節點后，再中轉傳輸至遠端測控中心，遠端測控中心接收并記錄和處理主控節點上報的信息，實現對機房運行狀態的不間斷監控，分析制定并優化系統運行策略并下發聯動控制指令。

二、實現物聯網節能型機房環境控制系統的設計

2.1系統運行設計

當空調運行降低室內溫度到適宜的區間范圍時，智能控制系統可以準確地停止空調運行，或者改變空調運行參數，減少電能消耗；而當室內溫度緩慢上升至臨界溫度時，測控節點能及時感知溫度變化并傳遞到監控中心，監控中心自動下發指令重啟空調運行或加大空調運行力度，直至溫度降到適宜范圍，如此循環。采用物聯網控制的機房不但能節省機房環境管理人力，還能更精確地控制機房環境溫度，并節省電能消耗。在某些場景下，可以啟用省電模式使物聯網機房聯動控制風機代替空調運行并取得良好效果。當基于物聯網節能型機房的室內外環境溫差達到一定值時，可采用進風機和出風機來把室外的低溫空氣導入室內，從而完成與熱空氣的交換，由于風機作業的功耗要遠小于空調設備，從而達到節能型機房環境控制系統設計的目標。如表1所示，為系統采用風機與空調設備邏輯對比。

2.2系統節能效果設計

散熱性是基于物聯網機房環境控制系統節能效果的重要體現，相關設計人員可根據熱量計算公式來進行實際運行效果的估算。這里指的的熱量計算公式為：Q = Cp·ρ·V·ΔT，其中Cp為定壓的比熱容；ρ為機房所在的空氣密度；V為空氣體積；ΔT為機房設備運行所導致的溫度變化。在溫度以及氣溫相同的條件下，計算風機和空調設備運行所表現出的散熱效果。結果表明，基于物聯網的節能型機房環境系統控制設計，在特定室內外溫度值及其溫差條件下，采用風機作為通風降溫設備比空調具有更良好的效果。

基于物聯網技術控制的信息機房可以根據實驗數據設定空調或通風的聯動策略，并可以實時監控其運行效果，然后進一步修正調整空調或風機的運行參數。

結束語：綜上所述，物聯網技術作為當前科學技術水平進步下的產物，其能夠實現機房環境智能控制，達到機房整體的節能性。這一目標的實現，需要相關建設人員建立基于物聯網的機房環境控制系統模型以及分析控制系統的設計方法。事實證明，使用智能節能型機房環境控制系統能減少空調的使用時間，延長空調的使用壽命，還能更精確地控制機房環境參數保障系統設備穩定運行。

參 考 文 獻

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