摘 要 设备机房环境质量对广播电视监测系统设备稳定运行影响很大。本文从设备机房环境监测管理实际需求出发，利用ZigBee无线网络、数字传感等技术，设计一种设备机房环境监测管理系统，提高了设备机房的维护能力和管理水平，具有很强的现实意义。
关键词 ZigBee网络机房；环境监测；管理异态报警
中图分类号 G2 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2018）213-0131-02
随着广播电视监测智能化程度不断提高，监测系统和监测设备不断增加，各项监测业务对监测设备机房环境要求日益增高。设备机房管理人员必须及时获取机房环境变化信息，及时处置突发情况。因此急需一种能够对设备机房实时环境进行监控和管理的应用系统，以提高对设备机房的管理和维护水平，保障各项监测系统和设备安全稳定运行。
1 设备机房环境监测管理系统需求分析
设备机房是集中放置服务器、工控机、交换机、路由器、存储阵列和接收机等电子设备仪器的场所。根据设备机房功能作用和实际特点，机房环境监测管理系统应具备以下功能。
1）信息获取。设备机房环境监测管理系统应该能够实时获取设备机房温湿度、小颗粒物密度、红外感应、电流电压、进入人信息、视频实时录像等信息。信息获取单元还要负责将以上信息传送给远程测控终端。
2）信息管理。由于设备机房环境监测管理系统的信息连续不断产生，因此必须考虑将这些信息进行存储和整理。管理系统还需将各类信息进行分类分析研判，以辅助设备机房管理人员决策。
3）操作执行。设备机房环境监测管理需要管理员的人工操作干预。因此，需要设计建立人工干预入口，通过完成人员CA认证，完成管理员身份判定。便于机房管理人员对机房设备异地管理和对环境突发状况进行控制。对部分干预功能，根据管理员身份权限，提供多种入口方式操作和权限。
4）自动处置。当机房环境监测管理系统平台接到各信息获取单元上传的异态信息时，管理系统要自动记录异态参数信息并使用预定方式通知机房管理人员。部分异态还需自动处置，例如当收到火灾异态警示时，需要马上打开机房门禁。
5）系统管理功能。机房环境监测管理系统还需对自身的各模块单元进行自我监测管理，记录系统日志，提出参数设置选项等。当系统自身出现故障，能够及时提醒机房管理人员，保障监测数据完整准确可靠。
2 设备机房环境监测管理系统设计方案
1）系统结构。按照机房环境监测管理系统功能需要，其系统结构可分为信息获取单元、传输单元和操作单元。其中信息获取单元由传感器探头等侦测部件构成，负责采集信息；传输单元由无线通信部件构成，负责将获取到的信息利用无线方式与主控进行数据交换；操作单元负责接受操作人员下达的操作命令，完成控制功能[1]。
2）信息获取单元。信息获取单元由各信息获取模块构成。其中重要模块具体组成如下：温湿度监控模块采用了JCJ175A型温湿度模块，具备LCD显示功能，准确度误差≤±0.5℃；温度变送输出范围-40～80℃；湿度范围0～100%；支持RS232和RS485接口。电力监控模块采用YW2202电力监控仪。电压测量范围：20～400V（相电压）；电流测量范围：0～6A，总功率：0～12000W；测量精度：电流：0.5%（0.5～6A）；相电压：0.5%（20～400V）；功率：1.0%，功率因数：0.5%。红外感应模块采用JCJ122 红外探测器，监测范围110度角，半径为12m，小颗粒物侦测模块采用ZPH01，其最大检测粒子范围15000个/283ml，粉尘最小粒子检出能力1μm。视频监控采用海康威视的DS-2DP1636-D全景网络高清智能球机，最高分辨率及帧率2 400×3 840@30fps，视场角：水平360°，垂直180°。
3）传输单元。该设备机房环境监测管理系统传输单元采用ZigBee无线通信技术并组建无线网络，利用远程测控终端完成数据传输任务。ZigBee是一种低频无线数字通信模式，同蓝牙相比，具有成本低，组网方式简单等优势，ZigBee芯片功耗小，更换一次电池待机700天以上，满足系统方案设计要求。本系统采用CC2530ZigBee芯片作为传输汇聚。
由于设备机房环境监测管理系统信息获取单元搭载多种模块，远程测控终端必须区别各模块生成的数据。因此，必须提前定义传输协议，在该系统中，依次分别定义帧起始符、长度、功能、模块、ID、有效位和校验码。
4）远程测控终端。远程测控终端负责将接收到的侦测信息进行分解，然后增加远程测控终端编码，执行中并不打乱上述定义帧的顺序，而是在固定位置直接插入远程测控终端编码，在经过通信端口定义、网络地址设定，之后将要发送的信息由远程测控终端传输给监测平台。流程如图1所示。
3 设备机房环境监测管理系统平台的设计
1）设备机房环境监测管理系统平台功能。根据实际需要，设计系统平台具备信息接收、信息查询、异态统计处理、视频监控和系统管理5个部分。
信息接收单元完成数据接收，解包，将各信息获取单元发来的信息进行分类储存调用。信息查询单元主要负责完成各参数指标的查询统计功能，直方图显示，也可直接读取各信息获取单元当前的参数数据实時显示。异态统计处理单元负责完成对超出门限范围记录等各类已存信息记录分类统计，存储信息获取单元模块的门限预设参数值和发生立即处置指令供机房管理人员实时干预处理。视频监控单元负责完成设备机房各摄像头的实时录像组播分发和历史录像存储。设备机房管理人员可以查看当前机房环境实时视频，也可以查询观看过去一定时间范围内的视频影像记录。视频监控单元同异态统计处理单元配合完成视频监控实时异态记录和报警功能。在规定时间内，监控镜头中如果出现画面变化，系统自动向管理人员报警，这一功能可以应用在监控机房是否遭到非法人员侵入。系统管理负责完成平台各单元参数设置、初始化和人员权限等管理功能[2]。
2）DB表单设计与DB访问管理设计。由于设备机房环境监测管理系统平台采用B/S架构，系统管理程序和网络访问服务都需要DB的服务支持。分别设计用户管理、资产管理、ZigBee管理、温湿度模块管理、视频监控管理、小颗粒物检测管理、电力监控管理、异态信息管理等17张表单。设备机房环境监测管理系统平台对DB所有访问，均以 ADO.NET模式完成。
3）设备机房环境监测管理系统平台管理程序设计。概况起来，监测管理系统平台主要具有信息传输、信息解析和异态管理三项任务。管理程序负责接收存储各信息接收单元模块报送上来的信息，对预设门限以外的异态拨打机房管理员预设的电话號码进行通知。平台信息传输接收存储远程测控终端的数据，通过IP模式与远程测控终端建立连接。信息解析负责完成对接收到的信息进行分析比较。对异态情况按照协议报告，并记录异态相关信息。
由于存在多个信息获取模块同时通过远程测控终端上报各自监测数据的情况可能，因此在平台与远程测控终端通信连接建立以后，必须开始多个线程服务，保证系统平台对接每个监测模块上报数据。此外，数据处理的过程中，应对各信息获取单元模块上报的环境信息和自身状态信息分类处理存储。
4）设备机房环境监测平台多终端访问设计。事实上，设备机房管理员不可能24小时守在电脑旁。因此，必须保证监测系统提供多种访问模式。本系统利用网络应用服务，使设备机房管理员可以直接利用浏览器登录系统，查看环境状况并处理异态信息。
5）视频监控模块的设计。本系统采用海康威视的DS-2DP1636-D全景网络高清智能球机。支持标准的API开发接口，因此很方便将其嵌入至系统之中[3]。具体流程如图2所示。
4 结论
各种监测系统和监测设备是各项广播电视监测业务正常开展的前提和物质保障。作为存放监测系统和监测设备的设备机房环境状况直接影响到各系统的安全稳定运行，进而影响监测业务正常开展。在本设计中，为了最低程度减少设备机房监测管理对业务设备的影响干扰，采用了ZigBee短距离数字无线网络技术，设计了一套设备机房环境监测管理系统，希望能为设备机房智能管理研究提供思路借鉴。
参考文献
[1]任辉.基于 ZigBee 的中小型企业机房环境监测系统设计与实现[D].衡阳：南华大学，2017.
[2]单聪.基于物联网的机房环境监控系统[D].南京：南京邮电大学，2014.
[3]郑论.基于 B/S 模式的网络视频监控系统研究[D].杭州：浙江理工大学，2015.
