巴彦淖尔市铁通动力环境集中.doc

巴彦淖尔市铁通动力环境集中监控系统设计与实施摘要主要阐述了巴彦淖尔市铁通通信机房动力环境集中监控系统的设计工作原理，及下一步发展方向。对动力环境集中监控系统的监控对象、应用范围、采用的标准、系统主要特点与性能指标做了特殊的规定和详细的描述。集中监控系统采用二级网络结构，由最高层巴彦淖尔市本地网监控中心（SC）、下层6个被监控的远端局站（SU）组成，采用了广域网、局域网、DDN专线等三种网络传输方式，并给出了巴彦淖尔铁通动力环境集中监控系统的总体拓扑结构图和IP地址划分。主要从功能、结构以及通信协议这几方面详细介绍了组成本系统的两个部分：监控中心、被控端局，详细论述了监控信号的传递过程，结合实际监控案例详细叙述了监控系统的监控全过程。最后对远端局站（SU）发生故障时，利用现有资源提出了切实可行的应急方法。关键词：监控中心（SC）、监控站（SS）、被控端局（SU）、监控模块（SM）、IP地址、延时热线功能前 言随着电信业的迅速发展，各种通信设备的大量增加，对于支持整个电信系统的正常运行的动力系统及机房环境的要求越来越高，如何利用现代先进的计算机软硬件技术及信号采集与传输等技术，实现对通信动力系统的各类设备及环境的集中监控、集中维护和集中管理以代替人工的巡视、检查、测量、记录、控制等运行维护管理工作，已日趋成熟。动力环境集中监控系统是一个规模较大的监控管理系统，它涉及到计算机、通信、多媒体、实时监控、电子地图等多种技术，整个系统包括许多不同的设备。要把这些技术和设备有机地结合在一起，组成一个完整的系统，以完成规定的任务，就必须用系统工程的思想，采用系统集成的方法，对系统进行设计和实施。对动力环境集中监控系统的设计必须遵遁九个的原则，即: 实用性原则、实时性、准确性和精确性原则、可靠性原则、先进性原则、安全性原则、扩充性原则、开放性原则、可维护性原则、经济性原则。同时动力环境集中监控系统还应具有监控功能、交互功能、管理功能、智能分析功能和帮助功能等。 铁通巴彦淖尔分公司自2008年开始对管内的动力环境集中监控进行了升级改造，使整体的监控范围、监控效果得到全面提升。随着计算机网络技术的快速发展IP地址的广泛应用，使集中监控不仅仅停留在简单的平面告警、语音提示等，而是向着视频监控、远端智能控制等方面演进，这就对动力环境集中监控方面提出了新的设计思路和发展方向。第一章 系统的监控对象与应用范围和采用标准1.1 监控对象通信电源是通信网络的心脏。随着现代通信技术的不断发展，对通信电源也提出了更高的要求，这些要求包括：分散供电、集中管理；保证通信电源系统安全、可靠地运行；能够迅速诊断和定位故障；能够对通信电源运行数据进行处理、分析和存储；所有这些要求都必须通过对电源设备进行集中监控来实现。为了保证通信设备的正常安全的工作，机房的防尘和温、湿度条件非常重要。从这个意义上讲，机房空调设备与电源设备具有同等重要的地位，必须加强对其的维护和管理。在电信机房空调维护规程第2条中明确规定，要“逐步实现对设备的集中监控和管理，维护的少人值守或无人值守”。所以空调设备也必须纳入到集中监控中来。其次，在机房环境条件中，除了温度、湿度外，机房的消防、安全防卫等也非常重要，尤其是对于无人值守的电源设备机房。因此，也必须将它们纳入到动力环境集中监控中来。 此外，监控系统应当具有自我管理功能，也就是说，监控系统应当对自身进行监控和管理。 铁通巴彦淖尔分公司通信电源系统由高压变压器、低压配电设备、整流设备、直流配电设备、蓄电池组、备用发电机组（或移动电站）等设备所组成（如图）。机房空调设备一般包括机房专用空调和中央空调，在环境要求不是十分严格的一些机房中，还有分体柜式空调。所有这些，都是我们监控系统所监控的对象。高压变压器柴油发电机组低压配电交流配电直流配电一般负荷通信设备整流器蓄电池组UPSATSDC/DC机房空调保证负荷DC/DC10kv图1-1 巴彦淖尔市铁通电源系统结构方框图综上所述，监控系统所应当包括的监控对象列举如下表:表 1-1分类监控对象电源设备高压设备变压器低压配电设备进线柜、主要配电柜、补偿柜、ATS整流配电设备交流屏、直流屏、整流器/开关电源、蓄电池组交流设备UPS、逆变器、DC/DC变换器发电设备柴油发电机组空调设备机房专用空调、中央空调、分体空调机房环境温湿度、水漫、烟雾、门禁监控系统监控系统软硬件 1.2 系统所采用的一般标准系统主要参考了以下建议和标准：G.703、H.261、H.221、H.320、H.242、IEEE802.3、I.440/I.441、XT005-95通信局（站）电源系统总技术要求、YDN023-96通信电源、空调集中监控系统技术要求、电网综472号文-97通信电源、机房空调集中监控管理系统暂行规定。1.3 系统主要特点与性能指标1.3.1 主要特点（1）采用国家标准通信协议，系列兼容性强，可监控多种智能及非智能设备；（2）系统设计原则是“多监少控”，以监视为主，必要的控制功能为辅；（3）提供128kbit/s2Mbit/s速率的（图像每秒1530帧可选）图像传输；（4）具有自诊断、故障排除后自恢复和软件远程下载升级功能；（5）系统具有抗雷击、抗强干扰的能力；（6）系统具有很好的电气隔离度，监控系统与被监控设备互不影响；（7）系统具有多事件及多点同时告警能力，准确度100%（8）实现局站现场图像实时远程传送及监控；（9）通用的E1线路或DDN高速数据传输；（10）纳入综合网管；（11）真实现综合网管；1.3.2 性能指标（1）从远端局到监控中心，告警从发生到上报时间小于8s；（2）图像帧率：1530帧/s可选；（3）图像传输符合H.320建议；（4）传输速率：384kbit/s2Mbit/s可选；（5）数据采集速率：1ms/路；（6）采集精度：直流电压优于0.1%，其它电量优于1%，其它非电量优于2%，蓄电池电压测量误差不大于3mV;（7）告警准确度：100%；（8）设备电源：监控中心各操作各需交流220V20%；（9）被控端局各监控模块及前置机需直流-4810V；（10）系统硬件的平均故障间隔时间：MTBF大于100000h，平均故障修复时间：MTTR小于0.5h，系统的平均故障间隔时间：MTBF大于200000h。第二章 系统结构与组成2.1 系统结构的分类参照信息产业部相关规范标准，动力设备及环境集中监控系统采用分布式计算机控制系统的结构，以多级监控中心自下而上逐级汇接而成，每个级别的监控中心连接成一对多的监控系统网络。分布式控制系统是用多台计算机完成整个系统的控制功能，这些计算机分为不同的层次或级别，分别完成不同的功能。下图是具有两层结构的分布式控制系统，在这个系统中，前端计算机承担控制系统的局部工作，对被控设备进行监测和控制，而主控计算机不必直接与被控设备发生关系，只需处理重要控制功能和管理方面的问题，从而将故障的危险分散了，大大提高了系统的可靠性。集中控制计算机集中监测集中监测被控设备1被控设备n被控设备2图2-1 分布式控制结构系统分布式控制系统主要由集中管理部分、分散监测控制部分和通信部分组成。分散的监测控制部分用于完成对被控设备的监测和控制，通信部分的功能是连接系统中的各级计算机，完成数据等各种信息的传递。集中的管理部分可根据不同情况设置多级计算机，分别完成特定的管理功能。 层次化结构的分布式控制系统，正好满足动力环境集中监控系统的技术要求。一方面，对通信局（站）动力环境实施集中监控和管理，可以彻底改变以前分散的维护方式，逐步提高通信电源设备维护质量，提高劳动生产率。在这种方式下，维护人员通过监控中心的计算机终端，迅速准确地获取电源设备的各种实时运行数据，了解设备运行状态，并通过对这些数据的分析处理，定量或定性地对电源设备和系统的工作情况作出准确的判断，发现故障及时通知相关人员进行处理。 另一方面，由于通信局（站）所处的地理位置比较分散，局（站）内的各种电源设备也分布在不同的机房，显然对这些设备的运行数据监测和控制不可能直接由监控中心的一台计算机来进行集中处理，而必须由分布在各个局（站）的多台计算机进行分别处理，再通过通信网络将有效的监测数据送往监控中心，并接受监控中心下达的遥控命令，将其转化成对不同设备的控制。另外，这种结构具有一定的灵活性，有利于系统的扩展。所以，巴彦淖尔市铁通动力环境监控系统选择了分布式计算机控制系统的体系结构。根据我国电信网结构，以及用户的实际情况和具体要求，可以分为两级或三级组网结构。图2-2 监控系统三级组网结构图SMSU远端局1#SMSMSU远端局2#SMSMSU远端局1#SMSMSU远端局2#SM监控站SS监控站SS本地网监控中心SC 三级组网结构（如图2-2所示）：包括本地网监控中心SC、县组监控站SS、远端被控局监控单元SU和监控模块SM，监控模块SM与被监控的设备相连。二级组网结构：如图2-3所示。图2-3 二级结构的集中监控系统组网方式SMSU远端局1#SMSMSU远端局2#SMSMSU远端局n#SM本地网监控中心SC需要注意的是，由于我国各地区组网建设的情况千差万别，在为不同的用户设计集中监控系统方式时，将充分考虑各个用户的特殊情况，同时使其集中监控系统适应未来的发展趋势，组网方式也应根据实际情况灵活多样。本次设计的铁通巴彦淖尔分公司集中监控系统采用二级网络结构，下层是6个被监控的远端局站（SU），上层为巴彦淖尔市本地网监控中心（SC），铁通巴彦淖尔分公司共有一个中心局，6个模块局，分别是：小公园、长春街、北二街、育龙小区、西环路、豪绅家园模块局，监控系统结构如下图所示：巴彦淖尔市监控中心(SC)小公园(SU)长春街(SU)豪绅家园(SU)传输网图2-4巴彦淖尔市铁通监控系统结构图巴彦淖尔市铁通监控系统的网络传输方式： 由于集中监控系统要求有较高的实时性，同时又有大量的数据要传送，所以系统对传输线路的各项参数有较高要求；同时又必须考虑现有的传输资源情况，合理选择传输方式。根据规范要求和我公司传输资源情况，我们选择以下传输方式：巴彦淖尔市监控中心与6个模块局都开设了DDN专线，所以这6个模块局（SU）采用DDN专线的传输方式。2.2 两种组网方式的差别从以上两种组网方式可以看出，对不同的系统结构，其系统组成也有差别：2.2.1三级结构的组成本地网监控中心SC；区域监控站SS；监控单元SU、SM。2.2.2二级结构的组成本地网监控中心SC；监控单元SU、SM。第三章 系统设计3.1、总体拓扑结构图E1/Base-TT小公园基站远端监控模块IP地址192.168.1.3/24巴彦淖尔铁通中心局网管中心监控主服务器华为3026交换机24口E1/BaseIP地址192.168.1.0E1/BaseE1/BaseE1/BaseE1/BaseE1/BaseE1/BaseE1/BaseE1/BaseE1/BaseE1/Base长春街基站远端监控模块IP地址192.168.1.4/24育珑小区基站远端监控模块IP地址192.168.1.5/24豪绅家园基站远端监控模IP地址192.168.1.6/24北二街基站远端监控模IP地址192.168.1.7/24西环路基站远端监控模块IP地址192.168.1.8/24 2048Kbit/s 2048Kbit/s 2048Kbit/s 2048Kbit/s 2048Kbit/s图3-1 总体拓扑结构图注：E1/Base转换器为北京林佳伟业生产3.2 IP地址分配从现有的网络结构，实际需求及未来发展方面考虑，巴彦淖尔网管中心设置一台华为S3026二层高速交换机，用以汇聚各监管分站数据流。并完成数据的汇集工作。IP地址标识着网络中一个系统的位置。我们知道，每个IP地址都是由两部分组成的：网络号和主机号。其中网络号标识一个物理的网络，同一个网络上所有主机需要同一个网络号，该号在互联网中是唯一的；而主机号确定网络中的一个工作端、服务器、路由器其它TCP/IP主机。对于同一个网络号来说，主机号是唯一的。每个TCP/IP主机由一个逻辑IP地址确定。为适应不同大小的网络，internet定义了5种IP地址类型,并通过IP地址的前八位来确定地址的类型：A类地址：可以拥有很大数量的主机，最高位为0，紧跟的7位表示网络号，余24位表示主机号，总共允许有126个网络。B类地址：被分配到中等规模和大规模的网络中，最高两位总被置于二进制的10，允许有16384个网络。C类地址：被用于局域网。高三位被置为二进制的110，允许大约200万个网络。D类地址：被用于多路广播组用户，高四位总被置为1110，余下的位用于标明客户机所属的组。E类地址：是一种仅供试验的地址。根据巴彦淖尔铁通监控网络的实际分布应用情况，确定使用一个C类地址。地址范围为：192.168.1.0,子网掩码为255.255.255.0，网关为192.168.1.1，可支撑一个总共拥有250个站点的网络。完全可满足设计要求。并为未来新开设备留下足够的发展空间。IP地址分配具体如下：1、小公园基站远端监控模块IP地址192.168.1.3/242、长春街基站远端监控模块IP地址192.168.1.4/243、育珑小区基站远端监控模块IP地址192.168.1.5/244、豪绅家园基站远端监控模块IP地址192.168.1.6/245、北二街基站远端监控模块IP地址192.168.1.7/246、西环路基站远端监控模块块IP地址192.168.1.8/243.3 监控中心的设计主要从功能、结构以及通信协议这几方面详细介绍系统的几个组成部分：3.3.1 监控中心SC1、监控中心结构RS232m路输入m路输入n路音频n路视频报警监控台报表台数据库服务器(主用)收发台图像控制台数据库服务器(备用)大屏幕显示器打印机MODEM路由器音频切换器音箱话筒画面分割器长时录像机显示阵列E1接入设备LAN局域网(TCP/P数据数据主用路由到各被控端局图3-2 系统监控中心结构图监控中心主要是完成监控系统的管理功能：包括性能管理、告警管理、配置管理和安全管理。其结构如图3-2所示：监控中心是由数据库服务器、收发台、报警监控台、图像控制台、报表台等组成局域以太网，网上运行TCP/IP协议，这符合原邮电部有关本地网网管和监控系统总体技术要求，可以与其它控制系统，如集中维护系统，网管系统、等联接。其中，收发台、报警监控台、图像控制台、报表台四个台的软件可放在一个业务台（综合业务台）上运行。2、数据库服务器数据库服务器存放系统所有的数据信息（包括：监控中心配置信息、所有远端局配置信息、告警阈值设置信息、安全及操作员权限信息、操作维护记录、告警记录等），它只是被动地响应来自数据库服务器的数据进行访问；这种C/S方式极大地提高了数据处理的效率，同时允许多个客户同时访顺数据库服务器，实现了数据的实时性处理。3、报警监控台。（1）功能操作人员发布的所有控制命令（不含图像、语音的有关控制命令）均通过报警监控台发送。（2）操作员在报警监控台上可进行的操作有：设置修改用户口令、告警级别和阈值.对远端局内被控设备进行遥控（除摄像机、云台、镜头、画面分割器、视频切换矩阵及照明设备以外的设备遥控，遥控内容后面描述）、立即显示并打印收到的告警信息等。4、图像控制台、图像分控台（1）功能：操作人员发布的所有控制命令（包括对监控中心的的设备和远端局内的被控设备的命令）均通过报警监控台、图像控制台发送。（2操作员在图像控制台上可进行的操作有：设置修改用户口令、选择远端被控局内的某一路摄像机的图像，并控制该摄像头/云台运动、转动、调焦、调光、调距、可实现历史事件录像的查询以及回放等功能5、收发台功能：收发台作为所有远端局上报数据的接收机，将对各个远端局送来的信息进行分析、处理及分发。如根据流水号判断该条信息是否已经被处理过，告警等信息除入库外一律发往报警监控台显示。接收报警监控台、图像控制台下发的命令，并转发给各个被监端局。6、报表台功能查询、打印告警以及操作维护记录；生成、打印各种报表，生成各种统计曲线、直方图；查询、检索录像资料等；用户可自由设计报表内容及格式，并可定时批量打印报表。3.3.2、被控端局SU、SM采集原理CMUBMUEMUPCUE1接口MODEM口前置机网卡RS-485编码及合成本地控制台网卡话筒音箱DCBDCB视频切换画面分割图3-3 被控端局结构图1、SU的基本功能 SU负责局站内通信电源、机房环境等系统的数据采集、控制任务的执行。SU安装有各类传感、变送、转换、通信、电源、控制等设备，主要设备是工控机。应具备的主要功能有：()数据采集/控制。对机房内设备的运行参数进行采集，并执行监控工作站的控制指令。()通信管理功能。按一定周期发送运行数据，作为历史数据保存；接收监控工作站发送来的各种命令，解释执行。()告警判断功能。判断现场告警，向数据服务器和监控工作站发送状态转换信息和告警信息。()数据管理功能。一般不保存数据，但在通信故障时，采用“断点续传”功能，保障数据的连续性和完整性。可保存1天的历史数据，在通信故障解除后将保存数据上传。()系统自检功能。系统可实时监测各监控器件的运行状态。2、SU的总线结构用于在计算机系统之间传送信息的总线可以分为并行总线和串行总线两大类。并行总线数据传输率高，但它的传输距离和抗干扰能力远远不及串行总线；串行总线有RS-232、RS-422、RS-485总线等，可以实现不同距离的传输。其中RS-485最大通信距离为1200m，最高传输速率为128Kbps，一条总线上可挂32个通信模块。RS-485和RS-232混合总线结构如图3-4所示。多串口卡工控机56Kbps RS-485 56Kbps56Kbps56Kbps接口转换器128Kbps128KbpsRS-232RS-232RS-485总线协议转换器通用采集器智能变送器蓄电池监测仪接口转换器协议转换器64Kbps64Kbps 64Kbps RS-485 RS-232RS-232RS-422RS-232 RJ-11 RJ-11 RJ-11 智能化改造监控模块智能柴油发电机组监控模块智能空调监控模块开关电源2监控模块开关电源1烟雾、门禁、水漫高低压配电蓄电池组监控模块图3-4 以RS-232和RS485为主的端局组网方案非智能空调3、SU的组网方案SU系统是监控系统最底层的监控网络，它是由局站监控主机（由工控机担任）与各种监控模块构成一个分布式网络系统，直接参与对通信电源设备的监测控制和管理。通信局站的电源设备是多种多样的，有智能设备，有非智能设备，还有环境监测量。对于非智能设备可以通过对之进行智能化改造，增加智能接口来进行监控；也可利用专门设计的监控模块或通用监控模块来对它的各种参量进行监控。对于智能设备，通常是以协议的方式通过串行通信口进行监控；对于上下协议不一致的情况，即智能设备采用了非标准通信协议的，则需要增加协议转换器（同时兼有协议转换和接口转换的功能）来进行协议转换；如果协议一致，而通信接口不一致，则需要增加接口转换器来进行物理层接口的转换。端局的通信接口，使用RS-232和RS-485接口。工控机通过一块多串口卡来对本局各种电源设备和机房环境进行监控。多串口卡提供的是多个RS-232串行通信口的并行处理，速度高，性能可靠，对于自身带有完善的监控模块的智能设备，将它们直接通过多串口卡提供的RS-232串行口进行通信，如图中开关电源、智能空调。RS-232接口的传输速率为56Kbps。如果智能设备离工控机较远，超出了RS-232通信允许的距离，则通过RS-485与工控机进行通信。对于非智能设备也通过RS-485总线进行通信，其传输速率为128Kbps。RS-485总线通过接口转换器与多串口卡中的一个串口相连。如果某些通用或专用监控模块没有提供RS-485接口，则增加接口转换器。蓄电池监测仪与蓄电池组、智能变送器与高低配电、通用采集器与烟雾、门禁、水漫之间采用RJ11接口传输速率为64Kbps。所有数据通过工控机多串口卡的RS232接口汇聚于工控机，并将其复用为100Mbit/s通过Base接口与E1/Base协议转换器连接。 3.4 数据采集、工作原理从图3-1、3-2中也可以看出，各被控端局中包括监控单元SU和监控模块SM，其结构图如图3-4所示。从图3-4可看出，被控端局结构是监控主机通过一对双绞线的RS-485总线与各监控模块之间相连而组成的星型网络，不仅安装布线简单，且节省许多配线的成本，其最远距离可达1000m，在485线上最多可接256个采集模块。考虑到监控系统本身的运行，应以不影响交换机等设备正常运行为原则，由于摄像机工作需要照明电源，为降低能耗，保证各个被监控设备供电，正常情况下远端局机房内的照明灯是关闭的，只有在告警发生时，在告警发生的房间内才开启照明灯光以备摄像机摄像；即实现灯光与告警联动。另外，在操作人员操作下，也可以对照明灯光进行开闭。1、监控模块SM的功能（1）实时采集被监控设备（智能型和非智能型）及机房环境的运行参数和工作状态，收集故障告警信息，并送往监控单元（SU）。（2）实时接收和执行来自监控单元（SU）的监测和控制命令。（3）摄录和拾取现场的视频和声音信号。（4）释放和拾取现场的视频和声音信号。（5）实现对云台和摄像机镜头的控制，如云台的上、下、左、右转动力镜头的焦距调远、近，镜头的拉近、远等。3、主要监控模块设备简介（1）通用监控模块CMU（ControlMonitor Unit)可实时地采集交流输入、直流输出等电压电流等信号，可根据前置机指令上报电压、电流量。具有灵活的扩展和配置能力，适用于非智能设备的采集。提供048路范围的模拟/开关量输入通道、8路控制输出通道。（2）环境监测模块EMU（Environment Monitor Unit）可实时地采集环境信息。提供1路继电器触点输出，7路模拟输入通道，7路数字输入通道，其中2路是接烟感（每路最多可接5个烟雾传感器）。当接红外或玻璃破碎探测器时，每路最多可接班3个红外或玻璃破碎传感器。利用模拟输入通道可实时采集标准电压、电流信号。（3）电池侦测模块BMU（Battery Mmnitor Unit）能够检测两组达48节蓄电池的能力，并能够自动精确测量每一节蓄电池的电压、电流及蓄电池的温度。能够根据蓄电池目前的使用情况，判断故障电池并根据当前负载情况预测蓄电池的最大备用时间。能够监视蓄电池的环境状况，如温湿度检测功能。该系统具有较强的通讯功能，通讯端口有串行RS232/485/422口和MODEM接口，能够从远端实现遥测和遥控，并能实现拨号查询，最适合无人值守的环境。当与前置机相接时，前置机蓄电池监控管理软件可实现蓄电池充放电管理，画出蓄电池特性曲线。（4）智能协议转换器（Protocol Converter Unit）PCU是针对智能设备的，由于各动力设备生产厂家都开始生产智能型设备（即设备本身带有监控功能和接口）缺乏统一的规范，各厂家设备的监控协议各不相同。为了将这些带有监控功能的设备纳入到动力环境监控系统中，需要对其监控协议进行转换。协议转换器设计为RS232/485/422输入，RS485/422/232输出，可接MODEM。其软件编制根据智能设备的协议专门进行编制。（5）数字控制盒DCU 主要功能是对6路继电器开关量通过计算机进行输出控制。根据动力环境监控内容不难看出，各种监测量都可归结为模拟信号型输入、开关量型输入和方波频率信号输入，而控制量则可归结为开关信号输出。所要监控的内容及其数据采集方法，采用几种独立、分散、灵活、通用的模块，这些模块分别是：监控模块CMU、协议转换器PCU、电池组及侦测模块BMU、环境监控模块EMU。监控中心SC网管终端，采取自动轮询或点对点的方式，向相应的被控端局SU、SM发出指令，完成交流、直流、整流、环境等方面数据的收集和分析任务。当向某一个被控局端获取实时数据时，系统首先发出IP数据包。该数据帧包括IP地址，MAC地址（适配器地址）等内容。以广播的方式向整个网络通告，每个被控端局在收到后，只有和其对应端局在确认后，通过相互应答、协商，握手。然后建立两局端的数据通道，完成监控中心向被控局实时数据的采集以及被控局监控中心监控信息的上传。同时在SU工控机界面上可以直接观察现场数据。3.5 监控信号的传递过程动力环境监控管理系统经过这几年的发展，首先在组网上有了极大的进步。TCP/IP协议作为计算机网络体系的核心协议，对网络通信中从硬件故障、网络拥塞、分组延迟或丢失、数据损坏到数据重复或失序等影响通信的问题都有相应的解决和纠正办法，很好地保证了数据包的完整和收发的可靠性。客户机/服务器模式是指SC周期性地轮巡SU，SU把它所管辖的设备运行数据不断地送到SC，SC把数据写到数据库，SU的配置可以相对简单，能保存一天历史数据的能力即可，而在SC可以配置大型的数据库服务器。对等网模式是在各个端局SU保存该端局的实时数据和历史数据，中心只是在需要查看这个端局的设备状况时，才从这个端局调数据，该端局的历史数据都在SU保存，只在需要的时候向SC以文件包的形式发送历史数据文件。采用DDN连接方式，本地端点局的监控信息先传送到它的数据设备上，然后以2Mbit/s速率接入到传输设备上，再通过传输网接对端局点的数据设备上，再连到监控中心。动力环境集中监控系统是一个实时性要求很强的网络系统，其监控网监控主机所采用的操作系统具有实时、多任务、网络功能的特点，局域网系统和采用集中式数据库为监控系统开发强大的管理功能提供了可能。在功能上，动力环境监控系统应能达到对电源设备等故障事件的快速响应和故障告警的准确性。在对基本功能，如遥控遥信遥测。监控信息查询、数据存储记录。实时历史趋势。系统配制、远端操作、密码管理。支持联网等功能基础上，完成对监控系统的各种数据进行分析、处理、存储等功能，同时不断扩展新的功能，如监控系统自诊断、设备现场图像监控等第四章 监控案例2005年，长春街基站交流意外发生故障，由于是无人值守基站，未能及时进行人为干预，导致蓄电池过放，使传输，交换，互联网业务全部中断，造成了很严重的后果。如果长春街基站在实施本次设计后，通过这套系统，就可完全实现自动化管理，遥控采集电源设备的输入、输出电压、电流、电池电流，电池状态等诸多参数，通过轮询的方式，完成电源设备的实时监控。交流停电、电池异常都会以声、光告警的形式通告网管中心值班人员，完全可以避免重大事故的发生。本监控系统的具体监控操作如下：当被监控基站电源系统故障发生时，由于各个基站都装有摄像机，正常情况下远端局机房内的照明灯是关闭的，当告警发生时，除了向监控中心发出可闻、可见告警信号，发生告警的房间内的照明灯光自动开启，以备摄像机摄像，实现了灯光与告警联动。监控单元SU汇集各SM摄录的视频信号，并选择一路视频进行编码，再与声音信号进行合成处理，最后将数据、视频、声音信息组成一路信号，在同一个通道上实时主动地通过传输网向巴彦淖尔市监控中心（SC）发送数据及告警信息，并将本地故障内容，状态、告警信息及时存储。告警发生时，监控中心控制台上将给出可视可闻的提示（一般告警设备颜色为：黄色，报警监控台发出一声叫声，告警红灯不亮；紧急告警设备颜色为：红色，可视可闻：报警监控台发出连续叫声，告警红灯亮。），提醒值班人员有告警发生，此时值班人员可在报警监控台上查看当前告警信息；在自动情况下（值班人员如突遇急事需暂时离开监控中心时可设置为自动模式），分控台会通过Modem自动呼叫值班人员的手机，通知有告警发生，并立即打印收到的告警信息。同时启动后台的长延时录像机进行资料录制，整个过程在数据库中作记录，记录内容包括告警局名、摄像机编号、录像带编号、索引标记号、告警时间、告警流水号，以后可与数据库中的告警记录表一起查找出告警状态、告警类别、告警级别、告警位置、告警内容等。当向某一个被控局端获取实时数据时，系统首先发出IP数据包。该数据帧包括IP地址，MAC地址等内容。以广播的方式向整个网络通告，每个被控端局在收到后，只有和其对应端局在确认后，通过相互应答、协商，握手。然后建立两局端的数据通道，完成监控中心向被控局实时数据的采集，以及被控局监控中心监控信息的上传。同时在SU工控机界面上可以直接观察现场数据。监控中心值班人员收到告警信息后，通过网管终端，采取自动轮询或点对点的方式，向相应的被控端局SU、SM发出指令，检测整流模块的各种状态.完成交流、直流、整流、环境等方面数据的收集和分析任务。并能根据反馈情况综合分析判断，并作出正确的处理。当交流输入中断时，可及时切入对蓄电池进行自动管理监视，包括电池的充放电电流大小，均浮充转换，以及停电后来电的预限流控制，还有电池的放电测试等。监控模块对整流模块电压调节实现与无级限流控制，并启动相应的通信电源应急预案，确保通信设备安全、可靠的运行。由于系统具有故障自诊断能力，出现故障时能自动进行故障定位，值班人员根据系统自诊断故障定位，结合现场采集的数据进行分析判断，做出准确的定位后，监控中心通过监控站向监控单元SU发出遥控故障处理指令，监控单元SU在接收到来自SC的控制命令后快速响应，并通过SM对各工作点下达控制命令进行控制处理。并将处理后的监测数据实时地向SC传送。当需要人工配合处理时，值班人员会立即通知相关人员赶到现场。故障排除后，监控中心的告警指示自动取消，一切恢复正常。第五章 监控单元SU故障时应急办法在精密的仪器、在稳定的设备都会有出故障的时候，当监控单元SU无法正常工作时就会出现监控盲区，如何利用现有资源实现对主要对象的监控成为新的讨论话题。经过反复试验，利用高频开关电源的交流接触器+程控交换机的延时热线功能可以实现对交流引入电源的实时监控。具体做法如图5-1：图5-1 交流接触器与程控交换机、电话机连接示意图交流接触器1号、3号节点为AC220引入节点，7号、8号节点为电磁节点与1号、3号节点连接，当交流输入正常时控制接触器吸合。其工作原理如下：当向接触器吸引线圈发出接通指令时磁系统产生吸力，克服反作用力，带动触头闭合使电路接通。当吸引线圈断电时，磁系统吸力消失，运动部分在反作用弹簧力作用下释放，触头断开产生电弧，电弧在气动力和电动力驱动下进入灭弧室，受到强烈冷却去游离熄灭，电路被切断。4号、6号节点为AC220输出节点，9号、10号、11号、12号节点为动节点。在交流正常输入时，9号与10号节点处于断开状态同样11号和12号节点也处于断开状态。利用以上原理就可以将程控交换机方向来的电话线与9号、10号节点连接，将电话机方向来的电话线与电话机连接，使电话机处于摘机状态。以上是交流接触器与程控交换机、电话机的硬件连接，接下来只需在程控交换机网管上将该话机号码开通延时热线功能，并将回叫号码（值班电话或故障告警电话）设定即可。具体工作过程如下：当交流停电时交流接触器1号与4号、3号6号节点断开，同时9号与10号、11号与12号节点吸合。此时程控交换机与电话机联通，电话机起机3秒钟后自动回叫，值班电话或故障告警电话振铃13次终止。以上应急方法利用现有资源操作简单、告警信息上报可靠，的确是一种简单而有效的应急办法。第六章 总结以上是对通信动力环境集中监控系统从总体结构和系统组成及数据采集结构几个方面进行了阐述，从目前在实际中的应用来看各大厂家先后推出了动力环境集中监控系统在实际应用中组网及采集方法和采用的传输方法各有不同，但从总体而言，在组网上尽量做到经济合理适用，可操作性强，便于维护，扩容方便和开放性的设计。从传输设计方面，尽可能利用现有的传输资源合理利用，多种传输方式并存，即体现先进性又要考虑经济性。在数据采集方面，将一些模拟量非智能设备的数据采集应用采集模块进行实现对一些智能设备则采用协议交换方式来获取数据，由于不同厂家的监控系统在软硬件的开发中应注意系统的兼容性。动力环境集中监控的应用适应了电信维护体制改革的需求，降低了维护成本，提高网络运行的可靠性，使企业的维护工作向合理科学的方向迈进。参考文献计算机通信网基础 王晓军 毛宗丽著人民邮电出版社光纤通信技术原理 孙学康 张全菊著人民邮电出版社计算机通信原理 吴玲达、李国辉、杨冰著国防科技大学出版社微机原理接口技术 陈希、蒋乐民著北京邮电大学出版社工业控制计算机 张玉艳著工业控制计算机杂志社