基于無線傳感器網絡的機房環境監控系統實現

趙文丹

（廣西南寧吳圩國際機場航空信息部，廣西 南寧 530048）

0 引 言

傳統的機房環境監控信息系統中，通常需要以在線集約監控模式管理為標準，從實際的監控模式管理入手，深入化地評估造價、費用、結構設計以及可靠性等內容。按照實際可靠化管理的要求，為了改善無線傳感器網絡的傳統方式，實現機房環境的有效評估，需要結合無線傳感器的機房環境水平，采用系統的技術應用監控分析標準，提出符合無線傳感器網絡機房監控系統應用的實施方案。

1 無線傳感器的網絡技術標準

按照無線傳感器網絡的技術規范要求，以低功耗的無線電通信息系統為基礎，采用集成電路、嵌入式計算機以及微型傳感器技術等實現多微型無線傳感節點結構的通信系統。無線傳感器網絡中更加重視對傳感器模塊和無線網絡設計技術的評估，對于低功耗、微型芯片、專用電路以及微型傳感器等需要采用不同的傳感器節點評估方式，從電源模塊、無線模塊及傳感模塊等入手獲取準確的數據監測信息。按照模塊對應的數據內容確定可存儲的處理要求[1]。無線模塊實現數據的交互利用，電源模塊通過評估不同傳感器數據的節點，利用無線傳感器設備實現網絡數據實際環境的感知評估。通過無線信息處理輸送技術，用戶可以快速地掌握各項監控數據信息內容。通過傳感器真實準確地傳輸使用，不存在布放線路的各類問題，操作安裝方便，后期維護簡單有效[2]。無線傳感器網絡示意如圖1所示。

圖1 無線傳感器網絡示意圖

2 無線傳感網絡機房環境監控系統的操作

無線傳感器的機房環境監控系統中需要明確硬件設備的選定標準，從工作站、網關、接收機、監測機以及無線監測點多個方面入手，確定軟件設計的規范標準要求，構建總體架構部署要求[3]。按照無線傳感器網絡機房的環境系統，分別評定系統中的硬件和軟件設備，確定系統總體的環境和空間內容，結合無線傳感網絡端的系統操作要求提出重點操作監控的要點[4]。系統方案如圖2所示。

圖2 系統方案圖

2.1 總體架構的操作

無線傳感網絡機房環境監控評估中，需要按照實際有效使用的操作要求分析確定傳感器中存在的問題，根據機房的實際設計和應用方式確定總體方案和設計流程。無線傳感器分為上層管理軟件、無線子系統網絡傳感器。子系統是無線傳感的終端群，通過動態化協同作用組織實現計算，且對于不同的節點需要根據傳感器的類型評定處理。上層軟件主要是通過分析和存儲評估傳感器的收集信息為客戶提供全視角的監控畫面。通過連接端子系統的管理評估，利用Sink節點與基站進行連通，將各項數據落實到節點上，經過匯集后通過基站最終傳輸向監控主機[5]。

2.2 系統硬件設施的設計選擇

機房系統環境感知設計中，需要按照實際設計處理的規范要求，結合MCU單片機的使用嵌入評估方式，通過單元化的低值能耗和短距離通信元件操作方式以及數據交互方法實現協議化的交換評估。按照傳感器數據類型對檢測的對象信息進行測定，調整傳感器中的功能模塊信息內容。通過溫度傳感器、數據煙霧傳感器、濕度傳感器、強光傳輸傳感器以及浸水傳感器等獲取系統設計中的硬件選擇配置標準[6]。

按照無線傳感器節點的數據信息內容評估溫度傳感器、濕度傳感器、光強度傳感器以及煙霧傳感器等信息內容，確定相關硬件控制端的目標要求。按照不同的參數內容，結合數據處理規范要求，優化微控制實現操作流程。采取低功耗COMS管操作工藝生產加工方式，對整個微型數據端口器進行操作。明確功能規范操作要求，依據控制端的節點進行處理評估，確定路由協議標準和同步定位功能要求。結合任務管理、數據傳輸以責任劃定標準要求進行匯總評估，實施分節點匯總方式的無線通信操作。通過射頻模塊數據的選用分析，確定企業生產加工的低功耗和短距離無線通信內容。此外，按照MAC、PHY協議層的規范要求確定工作射頻端標準，結合節點內的堿性電池組合方式確定最終的硬件選配方案[7]。

2.3 系統軟件設施的設計選擇

2.3.1 機房無線數據監控傳感設計

軟件設計中包含機房監控的傳感器網絡評估和設計，結合無線傳感器的設計要素、網關軟件的設計以及管理層的軟件設計等調整無線傳感器中的設計規范，通過單獨傳感器的節點評估，采用動態化無線數據傳輸方式獲取網絡同步的工作內容。按照無線通信的標準距離要求，判斷其中的局限性。按照實際設計規范需求，結合相關的技術和協議，確定傳感器節點的互聯實現操作。按照無線傳感器的網絡端口，結合相鄰的節點數據信息進行轉發評估測定。無線傳感器數據軟件設計中，傳感器中的硬件需要按照具體的正常運行要求，結合相關的嵌入軟件操作得以共同實現。

無線傳感器的端口嵌入軟件中包含數據采集模塊、數據運算分析處理模塊、數據收發模塊以及數據能源管理模塊幾個標準。其中，數據采集模塊在傳感器實際驅動程序過程中對采集數據進行視頻系統監控評估校正，經過校正后評估數據的存儲區域。按照數據預期處理的要求，在模塊上實現傳感采集數據的處理優化，充分降低數據的傳輸量水平。從傳輸線路方式入手，分析其中存在的瓶頸問題。數據收發模塊中，為了實現傳感器數據的發送和接收操作管理，需要結合能源管理的模塊操作要求，采用節能和低功耗設計操作方式。按照計算機無線傳感器的數據實時測定處理標準，制定合理的用戶需求操作方案對數據進行展示評估，提出符合系統軟件設施設計的選配方案[8]。

2.3.2 無線傳感器節點數據的軟件設計評估

與計算機操作類似，無線傳感器是通過節點的操作數據設計評估，確定實際嵌入式的系統軟件要點內容。在無線傳感器節點數據評估中需要明確數據采集的信息模塊內容，通過A/D數據轉換實現數據的采集和校正，對校正的數據進行預設存儲評估，確定區域范圍內的操作規范要求。按照數據預處理模塊對傳感器采集數據進行初步評估處理，通過減少數據傳輸量減少傳輸線路的瓶頸量，提升數據預處理模塊的應用水平。數據收發操作模塊分析中需要按照預處理的傳感器數據傳輸操作方式調整數據接收端的基礎數據，按照實際程序控制端口的無線接收標準要求調整發送數據的發送狀態，按照程序控制端口庫的無線模塊內容，通過接收、發送以及數據評估等實現打包設計，確定數據幀格式內容。通過數據接收后，按照數據幀的格式進行解包，確定后續的處理規范要求[9]。

2.3.3 能源化模塊的管理

按照節能低功耗評估設計規范要求，充分利用軟件無線控制端口模塊，在沒有數據傳輸的條件下對無線模塊進行IDLE工作狀態的評定。能源管理模塊分析中需要充分考慮微處理的工作流程，調控管理數據處理收發不及時和微處理休眠的情況進行。

2.3.4 網關節點的設計

按照無線網關節點的設計要求，通過傳感器與計算機數據通信端口獲取開源的無線傳感器網絡傳輸操作系統。按照程序改進思路，結合網關嵌入形式的軟件操作規范要求，改進節點與基站之間的串口連接方式，對整個系統進行科學的部署。例如，制定合理的監控測試范圍，結合覆蓋的不提供位置和物理樓層建設要求，需要設定每一層樓的位置，確定計算機基站的設定標準要求。通過對每一樓層的計算機基站數據評估，匯集采集數據內容。按照系統配置的開放協議和以太網數據端口對整個系統進行基站數據的評估。結合各個樓層的網關接口節點，分析節點采集數據的通道，按照以太網數據內容，匯聚采集數據。通過以太網端口實現不同樓層基站之間的連接，減少系統部署中的難點內容，降低系統成本量[10]。

2.3.5 上層管理軟件設計

為了獲取完整的機房數據，無線傳感器需要在計算機服務器端進行上層管理軟件的應用。從本系統操作規范入手，結合上層管理軟件的C/S模式層，對傳感器數據網絡端口進行數據處理，構建用戶數據表現規范要素點。在監控數據軟件應用操作中，跟蹤管理傳感器網絡端口的每一個節點，充分利用上層軟件后期的傳感器網絡內容，分析監控中的異常數據情況，并通過上層管理軟件的光電、聲音以及短信等方式進行報警反饋。

3 無線傳感器網絡機房監控系統未來的發展趨勢

無線網絡傳感器的機房監控操作管理中，是以給定的系統操作實現方式，通過系統單位的功能應用，結合無線布放線路的規范要求，確定覆蓋機房環境的實時操作標準，明確實際準確的監控流程，優化工作效率，降低工作量水平，達到對監控系統的綜合推廣與應用。無線傳感器網絡機房監控系統發展將符合未來功能建設的發展需求，重視綜合化的產業發展布局，結合無線傳感器的軟件和硬件布局設計標準，分析實際的機房監控系統評估方案，優化系統操作配置的管理實施辦法，重視落實操作流程和技術融合水平，滿足無線傳感線路監控系統評估的發展[11]。

4 結 論

隨著現代社會產業經濟的快速發展，無線傳感器網絡在各行業領域上得到廣泛的應用。通過系統機房的操作應用，充分利用無線傳感器部署方便和施工快速的優勢，及時處理布線中不美觀、無法到達以及耗時等問題。按照符合實際規范要求的經濟價值，明確機房監控管理的應用方式，不斷優化系統軟件和硬件的優化管理水平，以更好地實現對機房環境的合理監控評估管理。此外，從監控中獲取可靠機制，有效保證水平應用，降低能耗，建設綠色機房。