通信机房综合监控管理系统

王　敏　谷林波　亓东峰

摘 要：本系统将各通信端局内的电源管理设备、环境量采集设备、视频采集设备、门禁设备所采集的信号分别转换为符合以太网传输的网络信号，在终端对各类信号进行相应处理、显示，实现远程维护。

关键字：Nport；数据采集；安防；通信协议

1 通信机房智能综合监控管理系统体系结构

通信机房智能综合监控管理系统是一个复杂的系统，系统配置必须兼顾先期投资、数据整合、系统集成以及系统的可靠性、安全性、先进性、经济性、可扩充性等多种因素，力求整体最优。具体的系统软硬件选择在保证整个系统有效集成，满足协调总体目标的同时，还必须遵循开放子系统原则，尽量选择功能强，技术先进、符合国际标准的软硬件，使其能适应通信技术需求的不断变化和计算机技术的日新月异的进步。

1.1 在系统的逻辑设计方面，根据用户的业务需求特点，采用了C/S 结构。监控中心对各点采集的数据采用轮询的方式定时扫描，对个别告警采取主动上报方式，既确保了程序运行的效率又保证了重要告警信息的实时上传。

1.2 在系统开发方面，为达到系统间的融合，针对各个模块的功能和用户特点，统一采用Delphi7.0进行开发，达到系统开发和运行效率最高、使用最方便、维护最简单的目的。

1.3 本系统在具体实施时，充分利用分布式数据库的特点和功能，利用SQL Server2000数据库系统性能稳定、吞吐量大、维护简单、易于管理、系统开销小等特点和优势，数据库统一设计、分布存放，整合资源，信息共享。

1.4 在网络连接方面，该网络利用现有的光芯，重新构架一个独立的专用网络，保证数据的可靠性和安全性。

2 应用系统的功能体系

通信机房智能综合监控管理系统，分为三大系统：电源设备监控系统、环境及动力量监控系统、安全防范系统。

2.1 电源设备监控系统。通信电源（中兴通信电源）主要由交流屏、直流屏、整流屏和电源管理模块组成，所有信息经电源管理模块上传，但该模块只提供串口模式。为实现电源信息的以太网传输，采用MOXA的NPORT（串口转换服务器）实现传输方式的转换，将各信息包转换为IP数据包，通过以太网上传到监控中心服务器。由服务器端程序对数据包进行分类、处理、显示，最终转变为工作人员可识别的数据信息显示。根据电源设备的通信协议实现应用程序与电源管理模块间的通信，对上传的信息包进行分类处理，对下发的数据包进行相应规则的打包处理，实现工作人员与电源设备的交互。NPort 5200串口转换服务器提供了提供了TCP Server、TCP Client和UDP模式，可确保与使用标准的网络API（Winsock，BSD Sockets）的网络软件具备兼容性。NPORT 5200内部提供Delimiter 设定，可根据电源协议将数据包从指定的包尾截断作为一个完整数据包进行处理。

2.2 环境及动力量监控系统。利用MOXA的Iologik 实现温湿度、烟感、水浸、电压变送器等各类传感器信号的采集，并通过其网络接口将数据上传至服务端。在服务端根据各点IP地址判定该数据所在点，根据所定义的信号名称判断该信号所属的类型。利用IoLogik所带的IoAdmin 可方便实现各点所安装设备的IP地址设定，各点内部逻辑，及ActiveMessage功能。ActiveMessage在该系统中起到了重要作用，通过对某节点逻辑的设定，可在该节点数据值发生特定变化时触发预先定义好的消息上传。如数字量可设定为右0到1 时触发告警，4-20mA模拟量可设定为大于10mA时触发当前值大于正常值。利用DLL库文件，可实现客户端软件模块的编写用于实现各点采集量的定时轮询、存储，在有ActiveMessage上传时进行实时处理、显示，做到定时轮询与实时上传相结合，提高软件的运行效率与处理速度。

2.3 安防系统。该系统通过视频、门禁、语音对讲系统相结合实现，对机房内的图像及人员出入情况进行实时显示和存储。视频服务器可以把模拟的视频、音频或者语音信号转化为数字信号并通过IP网络传送出去，同时网络视频服务器还具有报警、云台控制等辅助功能。网络视频服务器主要通过基于PC的软件访问或者通过特定的硬件来访问，使用软件来访问是通过PC机的CPU进行软件解码并显示，而所谓的特定的硬件就是视频解码器，它完成视频服务器相反的功能，就是将IP网络传递过来的数字信号还原成模拟信号，还原成的模拟信号可经过电视墙、监视器等设备来显示。

3 系统的特点

在本项目的实施过程中，有很多管理的、技术的创新之处或特点值得推广。

3.1 以计算机网络为基础与合理优化已有应用系统相结合的设计。要建设莱钢范围内通信机房的通信、网络设备的智能综合监控管理系统，需遵循以下设计原则：要从全局的角度出发考虑系统，在设计系统时要考虑当前开发的系统在整个系统中扮演什么角色，完成什么任务，与其他同级系统间的关系。要从发展观点出发设计系统，在设计系统时要考虑当前计算机先进技术和单位业务的发展，为系统今后的扩充和功能增强提供方便，保持系统开发的一致性和连贯性，保护先前的投资。合理优化已有的应用系统，整合已有数据资源，结合管理业务和工序的需要，开发新的应用系统。

3.2 应用系统设计与开发。根据莱钢通信机房智能综合管理系统的实际需要，系统的设计与开发原则是：统一设计、分步实施，公用模块重点开发、数据采集模块先期开发。依据这样的原则，统一设计数据字典、模块逻辑功能，即数据库结构、数据关系、模块的功能与层次设计。该系统采用快速原型法、生命周期法相结合的方法开发。

3.3 分布式存储。在本系统中，充分利用了视频服务器的存储功能，将各通信机房的录像信号进行本地存储，在需要时再进行远程调用。这种方式大大降低了网络资源占用，降低了管理主机的任务量。

3.4 数据轮询与主动上报的完美结合。本系统在正常运行时采取轮询的方式，但对于重要的告警信息采取主动上报的方式，既减轻了处理主机的的负荷又实现了实时性。

4 系统创新点

4.1 通信机房环境及动力量的远程获取。通信机房环境量与动力量的数据上传使维护人员可以在监控中心实时掌握站内环境状况，视频监控和门禁系统实现了机房的安全防范。

4.2 门禁与语音对讲系统的结合。在机房门口处实现语音对讲功能，监控中心管理人员与到机房的工作人员可以实现语音对讲，完成远程开门及双方的交流。

4.3 电源设备运行状况实时监测及阶段性分析

电源数据的上传使维护人员能够实时掌握电源设备的运行状况，对运行状况不稳定的设备及时更换。定期的数据量分析可对设备运行状况进行阶段性跟踪，延长设备的使用寿命。

4.4 独立开发的软件系统。本系统处理主机上运行的软件系统由我方人员自主开发具有极高的适应性与灵活性，为本系统在其他场合的应用提供了便利。

5 系统实施效果及影响

5.1 系统实施效果。经过测试使用，系统的功能和性能均达到了《用户需求说明书》和系统设计的要求。在测试使用期间，对系统进行了进一步的完善，对部分新增用户需求给予了积极的响应，运行结果良好，符合设计方案提出的要求，满足了用户的需求，达到了项目开发的目标。随着智能综合监控管理系统的实施，在人员的使用安排上更加合理有效，原来各通信机房每周都需要巡检一到两次，现在各站均由监控中心人员负责监视，大大节省了人力，实现了人力资源的优化整合。维护方面，由于数据是实时上传，大大缩短了维护人员发现意外状况的时间，使故障能够更早地被发现、解决。通过保存的历史数据，更能有效地分析故障发生原因，彻底排除隐患。

5.2 系统影响及国内外对比。通信机房智能综合监控管理系统的全面性在国内未见先例，只是看到有部分相关的理念提出，根据系统实施效果来看，本系统的实施，在一定范围内开创通信机房智能管理的先河。

结束语。通信机房智能综合监控管理系统的建设，优化了莱钢通信、网络设备的维护体系，确保了各设备健康的运行环境，为保障莱钢通信、网络的正常运行打下了可靠的基础。

参考文献

[1]伍俊良.Delphi 7.0/8.0课程设计与系统开发案例[M].北京:清华大学出版社,2004.

[2]李维.delphi7高效数据库程序设计[M].北京:机械工业出版社,2003.

[3]中兴电源ZXDU3000 3000A CSU与后台集中监控通讯协议.

作者简介：王敏，26，女，学士学位，山东莱芜钢铁集团自动化部。

谷林波，27，男，学士学位，山东莱芜钢铁集团自动化部。

亓东峰，32，男，学士学位，山东莱芜钢铁集团自动化部。