无人值守机房

引言
无人值守机房远程实时监控系统是以面向消息的中间件软件为平台,结合传感器、单片机、工控机和自动化控制技术,实现对其现场状态进行实时监测和控制,并对其数据信息进行科学、统一管理的综合系统。该系统可确保电信线路畅通、设备运行安全,并可有效提高对紧急突发事件的快速反应能力。
1、设计思想及依据
设计的思想
我们的设计思想是在电信接入网点机房现场,搭建基于消息中间件平台的现场统一监控平台,分批逐次对动力设备、机房环境、安全保卫消防等各系统进行集中监控。该平台要求可整合各系统的各种设备、串口和协议,利用嵌入式服务器技术,面向消息的中间件技术、监控管理中心就可以直接进入各接入网点机房实施监控。由于搭建了统一平台,在一次投资之后,只需逐步添加传感器,就可渐进完成动力设备、机房环境、安全保卫消防各系统的基于TCP/IP网络结构的集中监控。
设计的依据
l 《电气装置工程施工及验收规范》GBJ232--82
l 《安全防范系统通用图形符号》GA/T74—94
l 《民用建筑电气设计规范》JCJ/T16-2000
环境风洞l 《民用建筑电缆工程技术规范》
l 《防盗报警控制器通用技术条件》GB12663-2000
l 《入侵探测器通用技术条件》GB10408.1-2000
便携式洒弹器2、现有监控系统普遍存在的问题
随着中国电信的宽带网发展,在各个接入网点,获得宽带网资源越来越容易。利用这些宽带网资源,采用TCP/IP方式,接入网点可以很容易地与监控管理中心及数据库建立起联系,用较低的成本,对接入网点的动力设备、机房环境、安全保卫消防、视频图像等信息实施统一平台下的监控。
从近几年电信机房动力、环境、安防、图像监控系统的实际运行情况看,传统的“数据采集器+ 数据服务器”的实现方法已不能满足接入网点机房监控的需要,其弊端主要体现在:
1) 动力监控系统、环境监控系统、安全保卫消防系统、视频图像监控系统往往相对独立,系统维护成本较高
尽管这些系统的现场数据采集部分本身并不复杂,价格相对便宜,但每套系统都要占用相应的通信信道、拥有各自的管理服务器、各自的传输方式和通信协
议,如果这些系统按原有方式安装建设,不但资金浪费严重,维护成本也会相应增加。同时,由于传输方式、通讯协议众多,将导致维护人员的工作量和难度都相应增大。并且,如果想在这些已有系统的基础上进行二次开发,提供增值服务功能,会是难上加难。
2)系统层次过多,可靠性和稳定性逐级降低
雕刻笔
现有的监控系统大多采用分级上报的树状C/S结构,一般分为FSU、LSC、CSC等层次,一旦这些层次中某一个层次的节点服务器故障,它管辖的下属节点信息就无法上报。
3)数据采集器通常没有支撑操作系统,可靠性低
传统的数据采集器一般采用8位/16位单片机,系统只能采用大循环的模式进行系统调度,一旦某一个系统模块出问题,将引起整个系统停滞。尽管采用看门狗技术可以部分解决这个问题,但频繁的看门狗复位会产生众多的误报警、不报警、频繁报警等问题。
4)系统应用功能过分集中在中心服务器,故障风险大
传统的数据采集器一般采用8位/16位单片机,容量小,处理能力差,无法处理和保存大量数据。因此,中心服务器不得不承担大部分数据存储和处理功能。随着监控点的增加和时间的累积,中心服务器的数据库越来越庞大,连接越来越多,最终容易导致服务器崩溃,从而导致服务器下属的站点无法监控。
由于传统的“数据采集器+ 数据服务器”的上述弊端在现有的机房监控系统中相当凸出,使越来越多的电信管理人员将思路转到“利用宽带网优势,建立现场统一平台(UFP)”的思路上来。
三通管接头
5)交换和传输设备虽有网元管理系统,但违反了“运行网与运维网分开”的原则
有一些解决方案试图利用交换和传输设备内置的管理系统软件(如网元管理系统)对动力、环境、安防等系统顺带管理,但这种方案将强电信号与贵重的交换传输设备关联起来,危害性极大,违反了“运行网与运维网分开”的原则,容易对交换传输设备的软硬件正常运行形成干扰甚至破坏。
另外,采用这种方案,在硬件方面,需专门为“动力、环境、安防系统”设计新的采集通讯板卡;同时,在软件方面,接入网设备网元软件(MIB)亦需全面升级才能支持新的板卡。由此人为地把相对独立的“动力、环境、安防等系统”与交换传输设备生产厂家绑定,人为提高了系统成本、系统复杂性和设备管理难度。
3、基于消息中间件平台的监控方案
根据用户的需求,本方案通过消息中间件平台将门禁监控和环境监控整合在一起,在方案设计中硬件采用了台湾泓格公司的WinCon-8000嵌入式控制器,中间件平台采用台湾艾扬科技的嵌入式消息中间件,连接门禁及多种环境监测传感设备。所有的设备的信息采集与控制均通过WinCon-8000嵌入式控制器进行。
3.1 WinCon-8000的介绍
WinCon-8000嵌入式控制器产品图
WinCon-8000 是一款领先业界的嵌入式平台,使用运行于Windows CE 操作系统上的Intel Strong ARM CPU。与标准的Windows 操作系统相比较,Windows CE 有许多优点,包括它的强实时能力、很小的内核、快速引导、更高级别的中断处理、确定控制以及低成本等。Windows CE 给WinCon-8000 提供了运行基于PC 的软件的能力,如Visual Basic、Visual C#、Embedded Visual C++、SCADA 软件、Soft PLC 等等。WinCon-8000 现在提供标准PC 语言开发版本和InduSoft 版本(SCADA软件版本)和提供ISaGRAF 版本(Soft PLC 版本)。
WinCon-8000 具备一个标准的VGA 口,与传统控制器相比,用户可以选用通用的LCD或者CRT 的显示器,而不必去选用昂贵的HMI 或工业PC 来实现人机交互。
WinCon-8000的操作系统内置在WinCon-8000 CPU 模块的闪存中,用户程
序存放在外部存储区中,如CF 卡和USB 驱动器,也可在运行时通过LAN 或USB 下载到RAM 中。
WinCon-8000的标准提供一个用来控制I-8000 和I-7000 系列I/O 模块的SDK,便于用户用Visual Studio、Embedded Visual C++进行应用程序开发。
WinCon-8000基础指标
² Intel Strong ARM 206MHz CPU
珠片绣
² 内置Windows CE . NET
² 支持VGA、Ethernet、USB、键盘、鼠标、闪存
² 内建OPC Server 和SQL Server CE 2.0
² 支持工业Modbus/TCP、RTU 协议
² 即将支持CAN 总线网络
² 对于系统设置、监视和软件升级提供方便的工具软件
² 有多种配套的I/O 模块:DI、DO、AI、AO、计数器/频率计、运动控制…等等
静音冷却塔
² 丰富的软件开发工具包
WinCon-8000的网络通信指标
WinCon-8000 控制器上层采用以太网(Ethernet)总线,通过标准的TCP/IP 协议,可以连接上Intranet/Internet,而通过标准的Modbus/TCP 协议,则可以与SCADA 软件沟通。至于下层的网络,除了RS-232/485 外,可以依据用户的需求选用CAN(Control Area Network)总线及WinCon-8000自有
的FRNet 总线,通过Modbus/RTU,CANOpen,DeviceNet 等协议,可以与泓格的远程模块I-7000,紧凑式控制器I-8000 以及其它CAN I/O 做连接,至于FRNet 总线则是沿用了PLC 架构的优点,采用Token Ring 的方式,无须软件协议,在固定的时间内可以扫描所有的I/O 点,再透过Dual-Port RAM 的方式与主控制层做沟通。
至于在如何同时解决远距与实时性这个问题上,藉由将艾扬科技远距实时信息平台iPush Server Embedded Edition (简称iPush Embedded) 预先植入WinCon-8000,使WinCon-8000 具备实时信息主动交换的能力,实现新世代工业控制器必备的网络实时信息基础架构。
透过iPush Embedded,WinCon-8000 拥有主动传送(Active Push)数据的能力。无论是在局域网络(LAN),还是在远距网络(Internet / VPN / Wireless LAN / GPRS / ADSL)的环境下,只要是TCP/IP 通讯协议,WinCon-8000 就可以源源不绝地把得到的数据──包括监测数据(Data)、报警(Alarm)与设备状态(Status),实时主动发送到远程的监控软件,或是送至监控中心,从而达到分散采集、中央实时监控的目的。这对于一些远距监控的应用──如远程无人机房

本文发布于:2024-09-22 03:35:56,感谢您对本站的认可!

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