浅谈通信机房远程监控系统的设计研究

浅谈通信机房远程监控系统的设计研究

袁小柱

广东海格怡创科技有限公司510627

摘要：本文主要介绍了通信机房设备蓄电池远程监控系统总体，以及分析通信机房远程监控系统的硬件设计和软件设计。

关键词：通信机房；远程监控；设计

随着通信行业的飞速发展，通信机房和机房设备总量大幅增加，通信运营商出于对其服务质量提升的要求，机房监管趋向无人值守和远程集中管理。通信机房往往给诸如传输设备、服务器及监控摄像头等用电设备配置有蓄电池作为备电，以便在市电停电时能支撑设备运行一段时间，而除了高端的UPS系统之外，普通蓄电池的工作状态缺乏有效的监控手段，比如需要实时远程了解蓄电池的电压、电流、温度和电量等关键参数，并在蓄电池将要亏电的情况下切断负载来保护蓄电池的使用寿命。于是需要设计开发一套可在局域网或广域网中使用的通信机房电池组远程监控系统，以满足尤其是中小型机房蓄电池的监管需求。

一、系统总体介绍

本远程监控系统定位于对机房环境动力的监控、防盗报警和维护的支撑，提供现场信息的显示、识别和应急处理决策依据，并对机房日常维护、保养和代维（自维）工作的开展进行跟踪监控和统计。功能上主要对现有的配电设备、蓄电池、环境以及门禁和巡检等各种设备的信息实行实时采集，同时完成信息处理和网络通信功能。

（一）系统功能描述

数据通信功能：采用一种安全、可靠的通信方式实现上下层之间的信息传输，上层系统能够及时可靠地接收到下层各个基站监控单元发送的数据和信息，同时可以下发查询，配置信息给下层监控单元，而且保证总控中心和现场监控单元与中间信息传输系统的接口的设计必须满足系统实时性高，数据量大的要求。

监控功能：系统的现场监控单元可以实时采集基站的动力设备、环境参量数据以及门禁和巡检信息，并将数据定期上报监控中心（告警信息和巡检信息实时上报），在监控中心，系统值班人员可以根据需要显示实时数据，以便监视各个基站的运行情况，了解各类设备的工作状态，并可根据巡检计划，监督巡检人员作业实迹。

告警管理功能：现场监控单元采集的每一项数据都有一个安全阙值，下层管理系统将每次采集的数据与已有的基础数据（计划或安全阙值）进行比较，如果超出则报警并发送告警信息实时发送到上层管理系统，告警信息可以在系统的界面根据不同告警级别和告警类型分别显示，系统做出反应，通知相关人员进行处理。另外，系统具有告警信息查询功能，包括活动告警信息的查询和历史告警信息查询。

巡检管理功能：为了保证基站站房设备及监控设备正常运行，代维公司制定年度巡检计划，安排巡检员定期对基站站房进行巡检，包括旬巡检、月巡检，季巡检，半年巡检，年巡检，巡检员执行巡检之后上传巡检表。系统管理人员可以根据巡检计划对巡检执行情况进行查询和统计。

配置功能：当系统初建、基站设备变更或增减、环境参量有变化时，系统管理人员可以使用配置功能进行系统配置确保配置参数与设备实情一致性；当系统巡检人员或系统维护人员有变动时，可使用配置功能对相关人员进行相应的授权；当系统分公司，代维公司，基站有增减或组织结构发生变化时，可对相关信息进行维护；在系统运行时，系统管理维护人员也可使用系统配置功能，配置监控系统的运行参数，确保监控系统高效、稳定地运行。配置管理要求操作简单、方便、扩容性好，可进行在线配置，不会中断系统正常运行。监控系统具有远程监控管理功能，可在中心或远程进行参数修改。

（二）系统结构

整个监控系统由三部分组成：现场监控单元，前置机，监控中心。从系统的结构可知，其中每个监控单元和前置机为一组，对应一个基站；监控中心与机房是一对多的关系。

监控中心：监控中心主要功能为实时接收各机房监测信息，对上述信息进行归类和分析处理，实现联动告警、安全监控和维护作业监督，监控中心主要由数据库、数据处理和管理程序及信息发布程序组成，中心与各现场监控单元的数据通信采用TCP／IP协议，符合信息产业部有关监控系统总体技术要求。

现场监控单元：现场监控单元主要负责前置机房的动力设备、环境参量数据以及门禁和巡检信息，并将数据定期上报监控中心（告警信息和巡检信息实时上报）。现场监控单元采用模块化结构设计，具有多种接口，可与电源设备、温度、湿度、水浸、门磁、读卡器等多种设备和传感器连接，实现综合监控。现场监控单元还可配置输出模块，实现对现场设备的远程控制。

前置机：前置机主要负责实现监控中心和现场监控单元之间的数据通信，这是整个监控系统中一个重要环节。前置机端我们采用TCP／IP协议，结合串口通信实现整个系统的通信功能。

二、通信机房远程监控系统的硬件设计

除了通常意义上必需的传感器、交换机、电缆等硬件设施外，为了实现对各种参数的读取和存储，真正实现对通信机房的远程控制，就必须将整个系统硬件进行分工，按照不同的模块进行设计，这样才能保证对通信机房的全面监控。

现阶段，通信机房远程监控系统的硬件系统主要包括一个主模块和两个子模块，主模块负责对子模块收集到的数据进行处理、存储、上传等功能，同时也可以对子模块的工作状态进行监测和控制，保障子模块的正常运行。子模块主要是供电安全监测模块和环境监测模块。

（一）供电安全监测模块

供电安全监测模块负责对供电设备的工作情况和状态进行监测。为了减小误差，通常采用上8位AD转换芯片进行数据处理，如果有特殊要求可以使用12位或者更高的芯片。为了实现对交流电参数检测，必须使用专用的电流、电压互感器进行测量，电流互感器的最大输入电流为10A，最大输出电流为20mA；电压互感器的最大输入和输出电流同为2mA。

（二）环境监测模块

环境监测模块主要是对机房内部环境进行监测，包括机房的温度、湿度、烟雾等情况。为了保证监测数据的准确，必须采用相应的环境传感器对各项环境参数进行监测，传感器获得这些数据后将其传输至各自特定的转换器上，转换器对这些信号进行处理后传输至控制中心，这样就可以实现对己方的远程监控，保证机房运行环境的安全。

三、通信机房远程监控系统的软件设计

（一）接口设计

要保证接口设计的准确性，保证通信服务器定时向交换机发送Ping命令的准确，同时接口可以发送命令对设备的工作状态进行监测和调整，保证交换机会主动向通信服务器发出报警信息，而不发生通信中断。当控制人员发出指令后，接口要能保证顺利接收这些数据，并将这些数据准确传递至各个控制模块。

（二）通信协议确定

远程监控系通信方式主要是基于TCP/IP网络的通信协议，这一协议将维护连接并确保数据的完整。它的基本帧格式中的IP地址用long来标识发送者的网络地址，可以保证各控制系统时间同步，利于对机房的远程监控，数据的组成及解释随类型会随着数据类型的变化而变化。

（三）程序设计

远程监控程序设计如下：远程监控系统在得到指令后会对各系统进行初始化管理，初始化无误后启动各监控模块，对通信机房的设备运行状态和工作环境进行实时监控，当这些监控模块收集到的数据超过了安全数值时远程监控系统在启动报警系统的同时也会启动通信模块，将得到的数据传输至控制中心的服务器上，这样来实现对己方的远程监控和维修处理。

总结

主要设计实现了通信机房远程监控系统的前置机部分的程序。首先介绍了整个远程监控系统的功能与架构；然后重点设计与实现系统的前置机部分的程序，从而以提高程序的稳定性，保证能够在无人干涉的情况下长时间无故障运行。

参考文献：

[1]通信机房设备蓄电池远程监控系统_沈良恒

[2]通信机房远程监控系统的设计研究_宫建明

[3]通信机房远程监控系统实现关键技术分析_张圣俊