机房动力环境监控及门禁系统最佳方案.doc

机房动力环境监控（含门禁监控系统）解决方案目 录第一章 动力环境监控系统概述31.1 前言31.1.1 参考标准31.1.2 系统目的31.1.3 监控对象41.2 系统组成41.2.1 系统结构41.2.2 各监控级的功能51.2.3 组网及传输方式6第二章 机房动力环境监控解决方案821 监控模块设备82.1.1 JF4000采集器82.1.2 JF4000 Pro采集器1022 机房动力系统监控112.2.1 市电参数监控112.2.2 低压配电开关监控122.2.3 智能UPS监控142.2.4 蓄电池组监控152.2.5 智能交流电源分派列柜监控162.2.6 智能柴油发电机监控172.2.7 非智能设备监控182.3 机房运营环境监控192.3.1 智能精密空调监控192.3.2 温湿度监控202.3.3 水浸监控212.3.4 烟感/消防监控212.4 门禁系统监控22第三章 动力环境监控软件平台233.1 COPE动力环境监控平台233.1.1 操作系统233.1.2数据库233.1.3 系统结构243.2 UISYS动力环境监控平台253.2.1 操作系统253.2.2 数据库253.2.3 系统结构263.3 跨平台接入27第一章 动力环境监控系统概述1.1 前言随着通信行业的高速发展、通信网络的规模日益庞大、通信技术越来越先进，各种通信系统不断扩容和升级、各种传输设备和小型通信端局、移动基站（机房）的数目也日益增多，维护工作量也日益剧增。各通信机房要实现少人/无人值守，以提高生产效益。通过建立动力监控系统，可以对分散的电源系统和系统内的各个设备进行遥测、遥信、遥控、遥调，实时监视系统和设备的运营状态，记录和解决相关数据，检测和自动派修及时，从而实现通信局（站）的少人或无人值守，提高通信动力设备运营的可靠性及安全性。同时对通信局（站）的基本环境参量（如温湿度、水浸、门禁等）进行检测，及时发现火灾、水灾和非法入侵，保卫通信机房安全。1.1.1 参考标准 通信局（站）电源系统总技术规定（XT005-95） 通信电源和空调集中监控系统技术规定（YDN023-96） 通信电源、机房空调集中监控管理系统暂行规定（电网综1997472文） 通信局（站）电源、空调及环境集中监控管理系统选型技术规定（电网综1997文献）1.1.2 系统目的 实现通信局（站）的少人或无人值守； 实现对这些系统的集中监控和预维护管理； 提高通信动力设备运营的可靠性以及通信设备运营的安全性。1.1.3 监控对象l 电源设备：如高、低压配电设备、发电机组、蓄电池组、UPS、整流器等l 空调设备：如中央空调、空调机组、单体空调等；l 环境：如水浸、温烟感等;l 安防：如门禁系统、非法入侵系统等；l 消防：如消防主机、火警前期告警系统等。1.2 系统组成1.2.1 系统结构监控系统划提成三个层次 SC（监控中心） SS（监控站） SU（监控单元）注：移动总局将三级结构定义为CSC-LSC-FSU C:Central L:Local F:FieldSM(监控模块)系统拓扑结构1.2.2 各监控级的功能SC的重要功能l 系统配置l 告警解决、分析、屏蔽l 实时监视各个SS的工作状态及网络状态l 故障定位l 查询设备的实时监测数据和告警信息l 工单闭环管理l 在必要的时候可接管SS的控制权l 向SS定期下发时钟校准命令l 记录查询l 具有智能声光告警提醒，自动寻呼SS的重要功能l 系统配置l 告警解决、分析、屏蔽l 实时监视各个SU的工作状态及网络状态l 故障定位l 查询SU的各种监测数据和告警信息l 记录查询l 接受SC的校时命令，并向SU下发校时命令l 蓄电池组的各种曲线及落后电池分析 l 具有智能声光告警提醒，自动寻呼SU的重要功能l 能动态加载不同厂家的采集器l 实时参量采集l 告警判断、分析及过滤l 实时监视各个SM监控模块RS485环的工作状态l 对SM下达控制命令l 查询各种实时监测数据l 接受SS的校时命令l 自动记录蓄电池组冲放电曲线SM的重要功能l 指采集器、智能设备，其具有与监控单元（SU）或监控站（SS）进行通信的功能。1.2.3 组网及传输方式系统可以采用多种传输方式（如TCP/IP网络、DDN专线、E1线路、ADSL专线、PSTN方式等），根据现场勘查及结合实际情况，DDN专线及E1线路的成本造价比较高、PSTN传输方式比较落后及传输不稳定，故不推荐使用。性能参数传输方式可靠性成本可扩充性方便维护ADSLDCN2M抽时隙DDN/FRPSTN/Modem大部分机楼都具有DCN网络或ADSL专线传输资源，适宜走TCP/IP网络传输组网方式。第二章 机房动力环境监控解决方案根据现场具有传输组网条件和监控测点的数量及内容，底端机房采用合适的SM（监控模块）及相关监控采集设备；机房动力环境监控涉及：机房动力系统监控、机房运营环境监控、机房门禁系统监控。21 监控模块设备2.1.1 JF4000采集器JF4000采集器采用世界著名的美国ATMEL公司的32位ARM9解决器AT91RM9200为主控芯片，按照工业级技术规定而设计，功能强，可靠性高，抗雷击、抗静电，可承受600W的过流过压保护，故障排除后自动恢复；JF4000采集器还拥有远程升级能力。JF4000采集器软件采用强大的实时操作系统（RTOS），保证系统的及时响应，JF4000采集器具有32M SDRAM和32M FLASH，具有其他同类产品不能比拟的存储优势。JF4000采集器集成强大的TCP/IP协议栈，可以轻松连接各种TCP/IP网络，同时JF4000采集器集成成熟可靠的PPP协议，可以无缝接入GPRS/CDMA无线网络。JF4000采集器提供的接口如下：l 10/100M以太网接口 ：通过这个接口，JF4000采集器可以和系统中的SU进行通讯。l 4个标准RS232/485/422智能口：通过4个智能口可接入16种具有智能口的设备（涉及智能多功能表、智能电源、空调、其他具有智能接口的设备），或者可扩展16种扩展模块（AI扩展模块、DI扩展模块、DO扩展模块、门禁扩展模块） 。l 2个读卡器接口：支持Wiegand 26Bit、Wiegand 27Bit、Wiegand 32Bit 格式输入；兼容ABA(第二轨道)、生物辨认技术 、指纹辨认技术 、感应式IC卡 、密码键盘 、水印磁卡等输入设备，并具有自适应功能，控制器自动检测输入前端。l 8路的数字量输入 ：可支持烟感、水浸、红外、玻璃破碎、门窗告警、干节点、其他开关信号输入。l 8路的模拟量输入 ：可支持0-5V或者4-20mA标准信号输入，可接各种传感器。l 6路的继电器输出：输出接点容量7A/240VAC、10A/125VAC、 10/28VDC，输出接点电阻=100毫欧姆。JF4000采集器内部可以灵活集成多种控制和采集协议，涉及电源监控协议（如华为的PSM系列电源监控协议等）、温度传感器协议、门禁控制器协议和其他各种IO采集模块协议，在工程中根据需要还可以定制协议，通过远程下载到JF4000控制器即可。JF4000适合复杂的大机楼动力环境监控。JF4000与外围设备的连接示意图/例图如下：2.1.2 JF4000 Pro采集器JF4000 Pro是JF4000的加强版，其具有JF4000的所有功能，不同之处是：其具有更好的防雷性能，通过国家信息产业部严格的防雷测试，是高可靠、高稳定的产品。上图为2U型JF4000采集主机箱上图为挂墙式JF4000采集箱。22 机房动力系统监控2.2.1 市电参数监控市电（电力网）供应机房使用的电量及电力参数是重要的监控对象，通过安装智能电量检测仪（JK20239900），监视机房市电进线的三相电压、电流、频率、功率因数、有功功率、无功功率等参数。简介：交流电量采集器JK20239900可方便地测量三相四线制电力线路的各类电参数，如电源的三相电流、三相电压、频率、功率因数、有功功率、总电量等数据进行监测，转换成RS485信号输出，采用dds371-RS485通讯协议，可广泛应用于各种工业控制与测量系统中。下图为市电采集示意图：下图为JK2023-9900接线采集示意图：2.2.2 低压配电开关监控低压配电开关的状态可通过在开关下方取电压测点，通过继电器输出干节点开关量信号，供DI采集设备采集，判断其开关状态。如下图：将开关状态转换成干节点信号输入JF4000的DI采集口，实现采集。如下图：JF4000已具有8路开关量采集，假如不够用可以采用DI扩展模块：JK2023DI/14。JK2023DI/14是为通过RS485实现对远程开关量数据采集而设计的，可方便地测量14路开关量（比如：接近开关、机械开关、按钮、光传感器等），采用ModbusRTU通讯协议。RS485接口端采用光电隔离与电源隔离技术，有效地克制闪电(Lighting)、雷击、ESD和共地干扰。下图为DI模块采集示意图。2.2.3 智能UPS监控智能UPS已具有智能通讯接口，如RS232或RS422/485，根据厂家提供的通讯文本协议编制接入平台协议，实现对对UPS内部整流器、逆变器、电池、旁路、负载等各部件的运营状态及输入输出电压、电流、频率、功率等参数进行实时监视；此外在UPS的采集端口增长有源光电隔离中继器（JK2023108/JK2023109），以保护UPS采集板。监控示意图如下所示：2.2.4 蓄电池组监控UPS蓄电池组或后备式蓄电池组通过安装智能电池监测仪（IDT2600）实现监控。IDT2600电池监测仪是一种专业的电池监测设备，监测一组电池（24节）的单体电压、总电压、充放电总电流和电池表面温度，通过集中解决后，向上提供RS485接口，使用ModBus协议。电池监测仪信息通过RS485传至JF4000，供JF4000采集。蓄电池组监控示意图：2.2.5 智能交流电源分派列柜监控交流电源分派列柜为柜内各服务器（如刀片式1U服务器）集中提供电源管理；智能交流电源分派列柜已对柜内开关状态和电源参数采集，且具有RS485智能接口，根据通讯文本协议，编制接入平台协议，实现对其的监控。如下图所示：2.2.6 智能柴油发电机监控智能柴油发电机具有RS232/RS485通讯接口，根据厂家提供的通讯文本协议开发接入平台协议，实现对柴油发电机监控。此外在智能柴油发电机的采集端口增长有源光电隔离中继器（JK2023108/JK2023109），以保护柴油发电机采集板。如下图所示：2.2.7 非智能设备监控对于非智能设备的模拟量可以先通过电量变送器、传感器等将非标准的信号转换为4-20mA或0-5V的标准电信号，通过JF4000采集器的AI输入接口接入系统，或者通过AI采集模块（JK2023AI08）的AI输入接口接入系统。模拟量的接入推荐采用4-20mA，由于电流信号传送距离远，而电压信号会随着距离增长而衰减，影响测量精度，此外电流信号抗干扰能力比电压信号强很多。对于非智能设备的开关量，可以通过JF4000采集器的DI输入接口接入系统，或者通过DI采集模块（JK2023DI14）的DI输入接口接入系统。上图非智能设备的模拟量及开关量的监控实现示意图2.3 机房运营环境监控2.3.1 智能精密空调监控智能空调都具有RS232/RS485通讯接口，根据厂家提供的通讯文本协议，编制接入平台协议，供JF4000采集。实现监控空调的各种参数并可以远程修改空调的设定参数。2.3.2 温湿度监控通过安装智能温湿度传感器（RS485温湿度传感器），实现对机房温湿度的监控。根据机房的面积大小拟定温湿度传感器安装个数，一般建议1015平方米/个。RH11RS（带LCD显示）可通过RS485方便地采集环境的温/湿度， 可广泛应用于各种工业控制与测量系统中。为了保证数据通讯的安全可靠，RS485接口端采用光电隔离技术，防止雷击浪涌引入转换板及设备，内置的光电隔离器及600W浪涌保护电路，可以提供1500V的隔离电压，可以有效地克制闪电(Lighting)和ESD，同时可以有效的防止雷击和共地干扰。2.3.3 水浸监控通过在机房安装绳式漏水检测带和水浸传感器，将水浸信号转换成干节点开关量信号，供JF4000的DI采集，实现对机房水浸监控。2.3.4 烟感/消防监控通过在机房安装烟雾传感器，将烟雾信号转换成干节点开关量信号，供JF4000的DI采集，实现对机房烟感/消防监控。水浸、烟感采集示意图：2.4 门禁系统监控JF4000集成了门禁系统管理功能，可实现单门双向刷卡，具有门禁系统功能。第三章 动力环境监控软件平台3.1 COPE动力环境监控平台本系统最常用的客户机/服务器（Client/Server）结构，客户机（Client）端负责与用户交互，接受用户的请求，从服务器端取得数据，综合进行解决，并把结果反馈给用户。数据库服务器（Server）端负责管理和控制数据，把数据组织存储，提供对数据安全性、一致性的定义，并接受来自客户端的数据请求。数据库服务器能同时为多台客户机的应用服务，并能解决客户机请求的任何冲突。为发挥最大性能，同时兼顾用户使用习惯，本系统服务器基于UNIX或者LINUX，客户端（业务台、前置机等）基于MS-Windows. 数据库使用大型分布式系统SYBASE.上图为COPE动力环境监控平台运营界面。COPE系统具有数据录入，动环数据采集、视频监控、告警显示和解决，自动派单、数据记录分析、表单打印等功能。3.2 UISYS动力环境监控平台本系统最常用的客户机/服务器（Client/Server）结构，客户机（Client）端负责与用户交互，接受用户的请求，从服务器端取得数据，综合进行解决，并把结果反馈给用户。数据库服务器（Server）端负责管理和控制数据，把数据组织存储，提供对数据安全性、一致性的定义，并接受来自客户端的数据请求。数据库服务器能同时为多台客户机的应用服务，并能解决客户机请求的任何冲突。本系统服务器和工作站（综合业务台、告警业务台等）均基于MS-Windows，数据库使用MS-SQL SERVER。上图为UISYS动力环境监控平台运营界面。3.3 跨平台接入通过近年来通讯行业的大发展，几乎所有的运营商都建立了自己的环境动力监控平台，对于新增设备接入原有的环境动力监控平台成为了必然的选择。为统一环境动力监控系统的建设过程中的通信协议，便于监控系统设备的维护和互联互通，电信总局于1999年制定了全国统一的通信局（站）电源、空调及环境集中监控管理系统前端智能设备通信协议，几乎所有的监控平台都支持符合电总通信局（站）电源、空调及环境集中监控管理系统前端智能设备通信协议的设备的接入。JF3000/JF4000采集器都支持通信局（站）电源、空调及环境集中监控管理系统前端智能设备通信协议，因此可以方便的接入运营商现有环境动力监控平台的SU。