基于物联网技术的数据中心动力环境监测系统所采用的方法

摘要

本发明公开了一种基于物联网技术的数据中心动力环境监测系统及方法，所述系统包含若干个采集对象、无线传感器、无线基站、有线数据采集对象、有线通讯网络和后台；后台通过三维虚拟现实技术，以三维的效果实现数据中心的资产管理、监控管理、连接管理、规划管理、参观与巡检管理，实现数据中心基础设施管理的可见、直观和易用，同时处理采集到的数据中心动力环境相关数据，实现管理信息和报警信息的集中化展现，实现报警联动，提高信息查询、处理和交互的及时性和有效性，提高数据中心运维效率，最终实现数据中心的宏观尽在掌握，微观精确定位的运维目标。

主权项

一种基于物联网技术的数据中心动力环境监测系统所采用的工作方法，所述系统包含后台、无线网络数据采集模块、有线网络数据采集模块、采用三维虚拟技术进行三维建模和报警联动的数据中心涉及动力环境的相关设备；所述后台是一台或若干台主机或利用云计算平台进行数据处理的运算设备，所述主机是客户机/服务器架构或浏览器/服务器架构的；所述数据中心涉及动力环境的相关设备包括机房、机柜、含不间断电源UPS的供配电系统、精密空调、服务器、路由器、交换机或存储设备；所述无线网络数据采集模块包括若干无线传感器和若干无线基站；所述若干无线传感器包括无线温湿度传感器、无线门开关传感器、无线水浸传感器或无线气体传感器，所述无线传感器不需要外接电源；所述有线网络数据采集模块的采集对象包括含不间断电源UPS的供配电系统、精密空调、服务器、路由器、交换机或存储设备；所述有线数据采集模块中有线数据采集对象和后台之间通过通讯网络连接；所述无线传感器部署于采集对象上，所述无线传感器的采集对象包括机柜内部、柜门、精密空调放置处或数据中心空气环境；所述采集机柜内部温湿度数据的无线温湿度传感器粘贴于机柜内壁；所述测量柜门开合状态的无线门开关传感器部署于柜门的开合处；所述测量漏水情况的无线水浸传感器部署于可能产生积水的精密空调位置；所述测量硫化物气体浓度的无线气体传感器部署于数据中心中的空气流通处；所述无线传感器与无线基站之间通过射频以自定义通讯协议的方式进行通信；所述自定义的通讯协议是采用2.4GHz通讯频率，满足无线传感器低功耗要求的无线通讯协议；所述含不间断电源UPS的供配电系统内的智能配电柜和不间断电源UPS的数据输出端口通过通讯网络与后台进行通信；在获取运行数据过程中，多数情况采用简单网络管理协议SNMP协议获取，对于不能采用简单网络管理协议SNMP协议获取数据的情况，采用总线或串口线的方式获取实时数据；所述精密空调的运行状态和设置信息的采集在精密空调内进行，通过通讯网络，向后台发送查询报文获取相关数据，通过简单网络管理协议SNMP协议获取运行数据；所述机柜内部的服务器，通过网线，通过智能平台管理接口IPMI获取相关数据；所述路由器、交换机以及存储设备，通过使用简单网络管理协议SNMP协议获取相关数据；其特征是，所述方法具体步骤如下：步骤一：动力环境监测数据采集，所述数据采集包括无线数据采集和有线数据采集；所述无线数据采集信息包括机柜内部温湿度、柜门的开关状态、空调处是否积水或硫化物气体浓度；局部热点出现的区域，位于机柜内部，把无线温湿度传感器沿机柜内壁的垂直方向等距粘贴，保证获取机柜内部不同位置的温湿度信息，便于绘制不同高度的温湿度云图，利于局部热点和/或湿点的及时发现；无线门开关传感器部署于柜门开合处；无线水浸传感器部署于可能产生积水的建筑位置，一台空调部署一个传感器，一旦空调发生漏水，无线水浸传感器将会把漏水信息传给无线基站；硫化物气体传感器部署于数据中心空气流通处，监测整个数据中心的硫化物气体浓度值，将无线温湿度传感器沿机柜内壁在进风口和出风口垂直方向等距各部署四个，能够实时地把机柜内部的温湿度数据传给无线基站；所述供配电系统被采集的信息包括供配电系统的耗电设备的A、B、C三相的有功、无功、电压、电流、功率因数、功率、开关状态、通讯状态或谐波信息；步骤二：数据传输，所述数据传输包括无线数据传输和有线数据传输；所述有线数据传输，通过网线、总线和串口线采集的数据，通过数据中心已有的或重新铺设的通讯网络传给后台，所述网线采用简单网络管理协议SNMP和智能平台管理接口IPMI技术；以无线、简单网络管理协议SNMP和智能平台管理接口IPMI为主，传统的总线、串口线采集数据的方式为辅，仅有在部分无法通过无线、简单网络管理协议SNMP和智能平台管理接口IPMI方式采集数据的设备才采用传统的总线、串口线方式采集数据；无线实现数据采集能够避免对机房现有布线的改造，直接将传感器部署于需要监测的位置，所述需要检测的位置允许是机柜内部，能够将低功耗无线温湿度传感器粘贴在机柜内壁，不需外接电源，也不需要数据线，采集的机柜内部温湿度数据以无线信号的方式传给后台，传感器部署方便、灵活；通过简单网络管理协议SNMP而不是现有的总线方式采集供配电系统、路由器、不间断电源UPS数据，能够单条网线实现数据采集，而且多个采集对象能够共用现有网络；至于智能平台管理接口IPMI技术，数据传输上能够共用简单网络管理协议SNMP网络，而且智能平台管理接口IPMI独立于操作系统，能够获取机器的温度、电压、电扇工作状态、电源供应以及机箱入侵信息以及重要系统日志信息，实现系统的重启、关机控制，或重新配置以及恢复系统，用户根据服务器的运算量，每个机架中机箱的散热量、内外温度以及服务器耗电情况，及时了解并匹配系统运行需求，以手动或自动的方式设定温度阈值，实时调节机柜组制冷系统的风量或空气温度，以平衡供电、散热量、密度及系统运行状况；步骤三：数据中心后台采用三维虚拟技术进行三维建模和报警联动，数据中心后台在运行过程中，通过三维虚拟现实技术逼真展示数据中心已部署设备，同时对收到的数据进行数 据融合，对其进行智能分析处理，根据预先设定的阈值或运维策略进行报警，实现报警信息和已建立的数据中心三维模型联动，有报警信息出现时，三维模型中能实时反应并以三维画面的形式提醒运维人员；为数据中心各个管理系统的数据展现和信息互动提供更友好和高效的用户界面，实现数据中心管理信息和报警的集中化展现，提高信息查询、处理和交互的及时性和有效性，能够快速对设备进行查找定位，在有报警事项产生时，能够对产生报警事项的设备在三维界面中快速定位，便于故障的排除，提高数据中心运维效率，最终实现宏观尽在掌握，微观精确定位的运维目标；在平常的资产管理中，三维环境能够支持对数据中心进行不同层面的导航，并了解其运行信息，如果在导航顶层，能够看到数据中心总共有多少机柜，有多少空调，有多少UPS，有多少智能配电柜，以及各自在数据中心中的位置情况和数据总线整体运行情况，对数据中心运行情况能够做到宏观掌握；再进一层，能看到各机柜、空调和UPS的运行情况，如果是机柜，在这一层能了解到具体的单个机柜的使用情况，包括用电量、负载和机柜内部的温湿度；再进一层，能了解到机柜内部各上架服务器、路由器、交换机和存储设备的运行情况；在报警事件发生时，能对产生报警的设备在三维界面中对其进行快速定位，如果无线温湿度传感器产生局部热点的报警，能够迅速定位到具体的机柜，了解机柜上设备的运行情况及设备部署情况，同时产生报警，报警的形式允许是声光、电邮、推图或短信；在有报警事项产生时，能够对产生报警事项的设备在三维界面中快速定位，便于故障的排除；如果空调漏水，漏水信息被无线传感器监测到并经无线基站和以太网或总线，最终到达后台，后台对此漏水信息产生报警事项，并在三维界面中对该空调进行快速定位，方便运维人员查找；如果机柜内部出现了局部热点，能够通过三维模型的快速定位，运维人员知道哪个机柜出现了异常，通过三维界面，能方便的知道该机柜上架设备的运行信息及设备信息，为运维人员采取措施及时消除局部热点提供时间，防止设备因局部热点的出现而出现宕机。