企业级信息中心机房监控系统的设计和实现

摘要：该文采用传感器探测技术和GSM网络技术相结合，对企业级信息中心机房监控系统进行了设计和实现。完成了对机房环境和动力设备等的统一监控，减轻了机房维护人员的负担，保障了信息系统的安全可靠运行，实现了机房的科学管理。

关键词：机房监控；传感器；GSM模块

中图分类号：TP311 文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)13-3197-03

Design and Implement of the Monitoring System of Enterprise-wide Information Center's Computer Room

XUE Ying

(Communications Planning and Design Institute of Hubei Province, Wuhan 430051, China)

Abstract: In this article, we design and implement the monitoring system of enterprise-wide information center's computer room based on the sensor detection technology and the GSM network technology. It also completed the monitoring of a computer room environment and the unity of power equipment which reducing the burden of maintenance personnel. It ensured a safe and reliable operation of information systems so as to realize the scientific management of the computer room.

Key words: monitoring of a computer room; sensor; GSM module

随着企业规模的日趋扩大，计算机数量的不断增加，加强网络通信设备的维护和管理，保证通信质量良好和安全运行，实行集中监管和维护势在必行。信息中心是伴随着互联网高速发展的需求而建立起来的保障网络通信和安全管理的机构。企业信息中心的发展核心是中心机房的建设。

中心机房的环境设备（供配电、空调、消防、告警等）必须时刻为网络系统提供正常的运行环境，一旦出现故障，就会影响系统运行，造成数据传输或存储故障，当发生严重事故时会造成机房内计算机设备报废，机房服务器长时间瘫痪，后果不堪设想，因此监控系统必不可少[1]。

1 机房监控系统的设计原则

机房监控系统的建设，立足于第一时间发现各种故障现象，并能够满足第一时间将故障现象以各种方式通知系统维护人员。立足于系统使用、维护的便捷性。

1.1 保证系统的先进性、稳定性和安全性

机房监控系统应适应计算机和网络技术发展的趋势，具有跨网络平台的访问能力；应尽可能选择采用技术水平先进、稳定性相对较好、抗恶劣环境的设备。选用的传感器等设备应具备完善的通用性和二次开发性能，有利于扩容与扩展。系统应采用模块化结构，方便对软件和硬件进行合理的组建、配置、维护和扩充。

1.2 具有实时监测功能

机房监控系统应能实时采集与记录需要监测的数据与状态量，并可对相关设备进行远程控制。监控系统能集中管理机房设备状态的实时信息，发生异常情况时能通过页面和短信形式准确及时的提供报警提示。

1.3 操作简单和使用安全

机房监控系统的配置和管理应立足于便捷性的原则，采用B/S架构，系统管理员不需要额外安装客户端，通过浏览器即可在网络（包括虚拟专用网络）内的任意计算机进行查看和控制。同时具备密码保护机制，并对通信数据进行加密，登陆监控系统或修改设定参数时均需要提供正确密码，保证了数据的安全性。

2 机房监控系统的系统构成

机房监控系统按功能划分，一般由三个区域组成：综合信号采集区、链路传输区、集中监控管理区[2]。

综合信号采集区：由各类传感器组成，位于系统前端。主要任务是对被监控设备的状态信息进行记录。

链路传输区：任务是将综合信号采集区记录的所有信号通过局域网传输到集中监控管理区。

集中监控管理区：通过应用程序，所设备进行集中化管理。它主要完成以下任务

1）实时监控：实时监视各监控单元所采集的动力设备和环境的工作状态和运行参数，接受故障告警信息；根据需要，查询各设备监控管理采集的各种监控数据和告警信息；实时监视各监控设备的工作状态；可透过监控服务器对监控单元下达监测和控制命令。

2）告警管理：设备告警等级、用户权限的设定。

3）运行管理：具有统计功能，能生成各类统计报表；具有文件存档和数据库管理功能。

3 机房监控系统的总体解决方案

湖北省交通规划设计院有两处相隔两地的办公场所，已经互联成一个大的局域网，一共有三个主交换机房，三个楼层交换机房和一个服务器房。为了更好的保证网络正常可靠的运行，我院建立了机房监控系统来监测机房内的设备与环境参数。该机房监控系统按模块划分，分为服务器监控子系统，UPS电源监控子系统，温湿度监控子系统，短信报警子系统以及安全防范监控子系统。实现服务器状态实时监控，机房温度、湿度的实时监控，UPS工作状态实时监控、空调远程开关机控制以及安防状态监控，出现异常立刻发送报警短信到预先设置的管理人员手机号码。手机短信内容包含设备名称、故障描述、发送时间。管理员可通过IE浏览器对监控信息进行查看，对设备进行控制。

机房监控系统管理界面满足图形化设计要求，操作人员直接点击相应设备的图标即可进入该设备的管理界面。主界面设计应直观明了，各个功能按钮采用图形方式标示。

3.1 服务器监控子系统

在需要监控的服务器上安装侦测子程序，将服务器的工作状态发送到网上。监控主机通过网络与服务器建立通讯联系，直接从中获取各种信息，通讯过程采用国际上通用的简单网络管理协议（SNMP），工作稳定可靠，由于采用了通用协议，也给系统的扩容和升级带来极大方便。

服务器上安装专用子程序模块，可监控包括服务器的CPU占用率、内存使用率以及各种程序进程状态。将需要监控的关键进程纳入监控对象后，当这些关键进程出现异常时，系统立即发出报警，通知管理人员及时处理。尽可能缩短关键业务中断的时间。

3.2 UPS电源监控子系统

目前服务器机房和主交换机房内都安装有UPS电源，该UPS标配有RS232接口可将UPS的工作状态发送到网络上，系统服务器采集该数据后进行转换处理。采用厂家提供的通讯协议和智能通讯接口，实时监视UPS的工作状态与参数。对UPS内部整流器、逆变器、电池、旁路、负载等各部件的运行状态进行实时监视。并有直观的图形界面显示UPS的输入、输出电压、电池容量、主机温度、负载率等参数，一旦有部件发生故障或者设备出现异常状态，系统会自动报警。

3.3 温湿度监控子系统

对于机房内娇贵的电子设备，其正常运行对环境温湿度有比较高的要求。计算机机房环境条件的好坏，对充分发挥计算机系统的性能，延长机器使用寿命、确保数据安全性以及准确性是非常重要的问题。计算机设备中，使用了大批的半导体器件、电阻器、电容器等。在计算机加电工作时，环境温度和湿度都会影响它们的正常工作，甚至会导致计算机设备的故障。因此，必须把温湿度控制在设备要求的范围之内。

根据需要在机房的重要部位，装设了温湿度检测模块，记录温湿度曲线供管理人员查询，一旦发现温湿度越限即刻启动报警；提醒管理人员及时调整空调的工作设置值或调整机房内的设备分布情况，及时防范因温湿度造成不必要的设备损坏。

系统选用网络型温湿度传感器，传感、变送一体化设计，适用于一般的室内环境的温湿度测量。采用专用温度补偿电路和线性化处理电路。该传感器的供电电源为24V，湿度测试精度为±3%RH，温度测试精度为±0.5℃，设备正常工作温度为-10℃～+60℃。

温湿度检测方式为温湿度传感器输出标准电流信号，通过模拟量采集模块传送至计算机。为确保温湿度检测值不至于受环境等因素的影响，选用标准信号温湿度变送器，变送器把检测到的温湿度的值在本地直接转换成数字信号，最大限度地保证了温湿度检测的准确性。

系统设计为每隔3S采集并实时显示一次各监控点的温湿度数据，然后在正点时候将各监控点的温湿度存入数据库，以供实时绘制温湿度曲线和统计、查看、分析使用。

机房监控系统采用专用空调控制器实现对普通空调的智能监控，通过控制器上的智能通讯接口及通讯协议，系统可实现对空调的远程开关机。

由于本院机房数量多、距离远的特点，该功能为便捷的网络管理提供了有利的条件。管理员无需进入每间机房对空调进行开关操作，只用在操作界面上轻点按键即可。

3.4 短信报警子系统

短信报警系统根据传感器采集的当前数值，跟管理员设置的上限和上上限数值进行比对。当前值一旦超出上上限，利用串口控制GSM模块将相应的报警信息以GSM短消息形式向设置的手机号码发出报警短信。GSM模块用于建立无线通信链路，接收和发送报警短消息。管理员手机用于接收警报信息，以便在有报警情况发生时及时通知管理员处理[3]。

短消息采用存储转发机制，它提供一种有保证的双向服务，并且不用进行呼叫的连接和释放，与语音通道不冲突，即使目的手机在通话状态下也可以接收短信，因此利用短消息可方便的传输报警信息。GSM模块由AT命令控制，实现数据传输非常方便。AT命令最先由Hayes公司发明，因每条命令均以字母“AT”开头而得名。AT指令集通俗的说就是一种操作控制GSM模块的软件协议的集合，因此可通过编写程序软件利用串口收发AT指令达到控制GSM模块收发短信的目的。AT指令控制短消息发送有3种模式，即块模式(Block mode)、文本模式(Text mode)和PDU模式(Protocal data unit mode)。以下是一些常用的AT命令[4]：

AT+CSGF选择短消息格式，0为PDU，1为文本

AT+CSCA 设置短信息中心号码

AT+CMGS 发送短信息

AT+CMGD 删除短信息

AT+CMGR 读取短信息

3.5 安全防范监控子系统

由安防探测器给出的报警信号，通过数据采集模块，将探测器上的变化信号送到监控服务器，实时监测机房内的安全情况，即便无人值守，可以确定安全状态。目前主要采用了烟度报警器，用于及时发现火情，最快速度地发出报警，保障机房的安全。

4 总结与展望

计算机信息系统的发展使得作为其网络设备、主机服务器、数据存储设备、网络安全设备等核心设备存放地的企业级信息中心机房日益显现出它的重要地位。而机房的环境和动力设备如配电、UPS、空调等必须时时刻刻为计算机信息系统提供正常的运行环境。机房监控系统的实用和推广，必将提高工作效率，做到能及时排除故障，能够科学管理，对已发生的故障作全面的分析，使问题得到完善的解决。因此，为了对机房环境与设备的集中监控和科学管理，使用机房监控系统是企业级信息中心机房随着IT技术发展的必然趋势。而随着智能监控技术的持续发展以及监控内容、地域的不断扩大，监控系统将能适应各种突发状况并作出智能化分析，计算出最适合的解决方案。系统将采用扩展性更强的中间件模式，提供适应各类应用扩展程序的接口。建立网络集中化监控体系，将成为机房监控系统的最终发展方向。

参考文献：

[1] 彭丽叶,王乃迁,刘振生.浅谈企业级信息中心机房监控系统的建设[J].信息技术研究,2010(6).

[2] 白荣建.机房监控的设计原则和现存问题[J].科技前沿,2009(9).

[3] 刘锴.基于GSM网络的分布式机房监控方案的设计与实现[J].电脑知识与技术,2009(4).

[4] 孙增雷,黄俊年,孙敏,杨光义.基于GSM的远程报警系统的研制[J].武汉理工大学学报,2008(6).

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文