基于物联网的机房环境远程监控系统及其监控方法

摘要

本发明涉及一种基于物联网的机房环境远程监控系统及其监控方法。所述环境远程监控系统包括：传感器模块、本地监控计算机、总线控制单元、网络服务器、机房管理人员手机、网络终端、主控制器和被监控设备的驱动模块。远程监控系统的网络服务器监控方法，包括：登录者身份验证；按机房查看对应各类传感器模块运行状况；按类别查看对应类别所有机房该传感器模块运行状况；后台管理。网络端监控方法包括：打开串口；采集参数并将采集的参数与设定的阈值比较；如超过阈值，通过网络发出报警信号。本发明与现有技术相比较具有故障感知时间短，具有智能性和可远程操控的优点。

说明书

技术领域

本发明涉及远程监控，尤其涉及一种基于物联网的机房环境远程监控系统及其监控方法。

背景技术

随着人类社会进入高速发展的信息化时代，网络、信息技术迅猛发展，网络规模急剧扩大，企事业单位大型机房内的服务器、存储、网络等设备数量也不断增加。在机房配套的环境设备日益增多、多个机房可能相隔较远的情况下，传统机房“专人值班、定时巡查”的维护管理模式很难满足企事业单位信息化建设的要求。由于机房服务器、网络等设备运行产生大量的热量、未能及时发现的线路老化等多种因素，可能造成网络服务器宕机或存储数据丢失，从而影响人们的生产生活。因此，如何改变传统机房管理模式，监测、管理好这些网络设备，尤其是在出现可能危及设备正常工作的情况下及时采取有效的防护措施，避免造成严重的经济损失，成为网络设备管理人员迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术之不足，提供一种基于物联网的机房环境远程监控系统及其监控管理方法

上述目的由下述技术方案得以实现。

一种基于物联网的机房环境远程监控系统，包括：

传感器模块，设于每一机房内，用以采集设定的环境监控参数；

本地监控计算机，用以接收和向网络服务器传输所述监控参数，并存储和处理该监控参数，判断监控参数是否超过阈值，如超过阈值，通过网络发出报警信号；

总线控制单元，用以连接传感器模块和本地监控计算机；

网络服务器，用以将从各本地监控计算机接收到的监控参数输入到数据库，并给网络终端提供浏览和操作界面；

机房管理人员手机，用以接收网络发出的报警信号，向被监控设备的驱动模块发送控制指令；

网络终端，用以使机房管理人员通过网络随时查看机房的监控参数和向被监控设备的驱动模块发送控制指令；

主控制器，用以接收网络或人工输入的所述控制指令，并将该指令发送给对应被监控设备的驱动模块；

被监控设备的驱动模块，连接于网络，接收对应主控制器发出的指令，并根据指令对相关参数进行调整操作。

所述环境远程监控系统的其特征在于，所述传感器模块包括温度传感模块、湿度传感模块、烟雾传感模块和断电传感模块。

所述环境远程监控系统的其特征在于，所述总线控制单元包括，RS485总线控制器和RS232/485转换器，RS485总线控制器的输入端连接所述传感模块，输出端连接所述RS232/485转换器的输入端，RS232/485转换器的输出端连接所述本地监控计算机。

所述环境远程监控系统的其特征在于，所述主控制器为嵌入远程控制系统并设有RJ45接口的单片机系统。

远程监控系统的网络服务器监控方法，包括：

登录者身份验证；

按机房查看对应于某一机房内的各类传感器模块运行状况；

按类别查看对应于监控系统中某一类别的传感器模块运行状况；

后台管理，包括：查看和调整管理信息及查看和调整数据库数。

所述远程监控系统的网络服务器监控方法的特征在于：

所述传感器模块运行状况包括各传感模块所对应的监控参数与时间形成的实时监控参数曲线和历史监监控参数曲线。

所述远程监控系统的网络服务器监控方法的其特征在于：

所述查看和调整管理信息包括，联系人、机房、校区、管理角色的查看和调整；

所述查看和调整数据库数包括，数据库容量的查看和调整。

网络端监控方法包括：

打开采集监控参数的串口，并判断所述串口是否打开；

所述串口打开后，配置并读取数据库的IP地址、登录名与登录密码，同网络服务器连接；

向传感器模块采集监控参数；

将采集的监控参数与设定的阈值比较；

如监控参数不在设定阈值范围内，通过网络启动本地监控计算机的SMS短信报警平台，SMS短信报警平台向机房管理人员手机发送报警信号，并将该采集的参数写入数据库。

如打开，根据该本地监控计算机所在机房的传感器模块的设置，网络服务器进行对应的数据库配置与连接，并根据传感器模块类型设定对应的阈值；

本发明的优点在于：

（1）本发明在系统运行时，通过C/S模式的系统端能即时设定阈值，可及时对阈值进行调整；

（2）系统可扩展性强，可以根据需要进行扩充，对分散的机房进行实时检测，并可实现集中的监控；

（3）基于C/S模式的系统安装在本地监控计算机上，实现了将传感器中采集到的数据插入到网络服务器的数据库中，方便监控参数查看和处理；

（4）基于B/S模式的系统安装在网络服务器上，省去了专门部署客户端软件，减轻了系统维护工作，方便系统的升级；

（5）能实时动态地在基于B/S模式的系统中看到机房环境的实时变化，管理员在远程端也可对机房环境有更好的了解，当机房环境出现故障导致参数超过阈值时，系统可通过手机短信方式自动的通知联系人，并尽快得到解决。

 

附图说明

图1是本发明系统的结构示意图。

图2是基于C/S模式的监控管理流程图。

图3是基于C/S模式的监控管理软件的运行界面。

图4是在C/S模式的监控管理软件运行界面上进行报警手机号码配置。

图5是基于B/S模式的监控管理流程图。

图6是网络终端所显示的监控管理系统登录页面。

图7是机房环境监测基于B/S模式的管理系统功能结构图。

图8是主校区网络计算机机房的管理功能结构图。

图9是主校区网络计算机机房温、湿度动态实时曲线。

图10是主校区网络计算机机房温度历史曲线.

图11是类别功能结构图。

图12是后台管理主界面。

图13是联系人查看界面。

图14是添加联系人界面。

图15是机房查看界面。

图16是添加机房界面。

图17是校区查看界面。

图18是添加校区界面。

图19是用户查看界面。

图20是添加用户界面。

图21是数据库容量查看界面。

图22是数据库容量管理界面。

图23是系统通过Excel导出错误数据界面。

具体实施方式

对照图1，本发明系统包括传感器模块、本地监控计算机、总线控制单元、网络服务器、机房管理人员手机、网络终端、主控制器和被监控设备的驱动模块。该系统按照物联网的网络层次模型划分为三部分：监控节点、主控节点和远端监控终端。监控节点作为物联网的感知层，主控节点作为物联网的网络层，监控终端作为物联网的应用层。

监控节点的传感器模块设置在各机房内，各机房根据需要设置对应的传感器模块，比如温度传感器模块、湿度传感器模块、烟雾传感器模块、电流传感器模块、电压传感器模块和断电传感器模块，用以采集对应的参数，以对机房内的环境及电源状况进行监控。

机房内对应的各传感器模块通过总线控制单元与该机房中的本地监控计算机连接，本地监控计算机操作系统内安装有基于C#.NET的集成了各传感器数据采集、报警阈值设定、数据本地或远端存储、管理人员手机号设置等功能的软件控制平台，该软件平台是基于C/S模式的远程监控管理系统，便于机房管理者通过监控计算机进行相关管理操作，监控计算机操作系统内还安装了由运营商提供的SMS短信发送平台。

总线控制单元与该机房中的本地监控计算机连接构成了主控节点。本实施例的总线控制单元包括RS485总线控制器和RS232/485转换器，RS485总线控制器的输入端连接对应的传感模块，输出端连接所述RS232/485转换器的输入端，RS232/485转换器的输出端连接所述本地监控计算机。各传感器模块采集的信号首先经RS-485总线控制器转换为RS-485电平，再通过RS-232/RS-485转换器与本地监控计算连接。本地监控计算机连接在网络上，实时采集机房内的环境监控参数，并实时地向网络服务器传输监控参数，同时存储和处理该监控参数，环境监控参数包括温度、湿度、烟雾度、电流和电压等。本地监控计算机根据设定的监控参数阈值，判断机房内的环境状态，当监控参数超过阈值，通过SMS短信报警平台根据预先设定的机房管理人员手机号向网络发出向报警信号，将相关数据立即发送到管理人员手机上，管理人员手机通过手机发送控制指令对相关传感器模块进行操作，例如打开空调机，或关掉电源，或对电源的电流电压进行调节。

网络服务器内安装有SQL数据库管理软件和基于C#.NET的Web网络服务器的远程监控软件系统，该系统是B/S模式（Browser/Server，即浏览器/服务器，用户工作界面是通过IE浏览器来实现的）。网络服务器用于将从各本地监控计算机接收到的监控参数输入到数据库，并给网络终端提供浏览和操作界面。在日常维护中，管理人员可以通过任何可接入互联网的终端或个人手机，通过网络随时查看机房各环境参数。

每一机房内设置有主控制器，该主控制器为嵌入Web网络服务器的远程监控管理系统的单片机，所述远程监控管理系统通过移植开源uIP嵌入式TCP/IP协议栈，使机房管理人员能够利用网页浏览器登录嵌入式Web服务器，实现对网络设备的控制。单片机通过RJ45接口与互联网连接，以接收网络（如手机）或人工输入（如从监控计算机上输入）的控制指令。该单片机通过数据线与该机房内的被监控设备的驱动模块连接，以传输网络或人工发出控制指令，并将该指令发送给对应被监控设备的驱动模块，形成机房设备控制通道，通过该通道，控制指令控制驱动模块进行相关的操作。控制指令有开关信号，控制驱动模块进行相关的开关操作，例如对电源开关的操作；有非开关信号，例如关闭电源前使对应存储器对当前参数的写入操作。

本发明系统中的本地监控计算机操作系统安装了基于C/S模式（Client/Server，即客户机/服务器，一些功能放在前端机（即客户机）上执行，另一些功能放在后端机（即服务器）上执行）的监控管理软件，以通过本地监控计算机对系统进行监控管理，其流程图如图5所示。机房管理人员通过本地监控计算机进入远程监控管理系统，进行下述的管理流程：

S10.管理人员打开采集监控参数的串口；

S11.本地监控计算机判断所述串口是否打开； 

S12-1.如未打开，系统提示：调试串口，机房管理人员对串口进行调试，系统进入再次判断串口是否打开的S11步骤；

S12-2.如打开，系统根据该本地监控计算机所在机房的传感器模块的设置，通过网络服务器进行对应的数据库配置与连接，并根据传感器模块类型设定对应的阈值，将采集监控参数传送至网络服务器；

S13.系统提示选择手动采集或自动采集。手动采集模式主要能够使用户对于单个传感器的返回数据进行采集和相应处理，验证传感器功能；

S14.系统将采集的参数与设定的阈值比较；

S14-1.如在设定阈值范围内，将该采集的参数写入数据库；

S14-2.如不在设定阈值范围内，通过网络启动本地监控计算机的SMS短信报警平台，SMS短信报警平台向机房管理人员手机发送报警信号，并将该采集的参数写入数据库。

C/S模式的监控管理软件运行界面如图3所示。软件界面主要包括相关监控参数采集按键（例如“温度检测”按键）及采集参数的配置下拉框（例如 “报警阈值”配置下拉框），数据库服务器的配置（数据库服务器设置与网络计算机中），报警手机号码（即机房管理者手机）的配置，数据的实时显示和各校区的机房系统安装信息。用户通过点击“报警手机号码配置”框里的“SetNum”按钮进入报警手机号码配置窗口。通过点击该窗口中的“查看/读取”按钮用来查看和配置当前的报警手机号码，如图4所示。报警手机号码的格式为：姓名+手机号码+报警类型（1/0）+信息录入时间。报警类型为1或0，当类型为1的时候系统软件才将该号码配置为报警手机号码。“添加”按钮用来将报警手机号码等信息存入数据库服务器。手机号码“删除”按钮用来使用户删除相应的手机号码信息，删除时只需输入相应的姓名即可。配置完该部分的信息后，点击“退出”按钮返回系统软件主界面。

 本发明系统中的网络服务器操作系统安装了基于B/S模式监控管理软件，以通过网络终端对系统进行监控管理，其流程图如图5所示。机房管理人员通过网络终端，例如手机或网络进入该监控管理系统（其系统登录页面如图6），浏览本发明系统运行状况和进行相应的后台管理，系统的主要监控管理流程如下：

S20.登录者身份验证，例如用户名、管理者角色所对应的登录密码，不符合登录身份者系统显示“错误”的提示，符合者进入包括按机房查看、按类别查看和进入后台管理的主界面的远程监控管理系统，请参见图7；

S21-1.进入按机房查看，查看各机房内的传感器的监控参数，例如南通大学主校区服务器机房及主校区、启秀校区、钟秀校区、启东校区网络计算机机房内的各传感器的监控参数状态，例如图8所示的主校区网络机房内各传感器模块的监控参数状态，每一传感器模块用对应监控参数与时间形成的实时曲线和历史曲线来表达，例如图9所示的实时温度、湿度参数曲线和图10所示的历史温度参数曲线。

S21-2.进入按类别查看，每个类别按实时曲线和历史曲线来表达，如图11所示的温度曲线类别。

S21-3.进入后台管理，后台管理内容包括：查看和调整管理数据及查看和调整数据库数据两类，B/S模式监控管理软件的后台管理主界面如图12，后台管理主界面上的联系人管理菜单、机房管理菜单、校区管理菜单、角色管理菜单属于查看和调整管理数据类。而数据库容量管理菜单属于调整数据库数据类；每一菜单的内容具体如下：

（1）联系人管理菜单，点击联系人管理下的“查看”，可以得出联系人的信息，联系人是由管理员添加的（可以在基于C/S模式的系统端添加，也可以在B/S端添加），用于当机房环境参数不在阈值范围内后，系统自动向这些联系人发送短信，通知他们进行相应的处理。如图13所示，也可在上面进行修改和删除；点击添加，可以添加新的联系人，如图14所示。

（2）机房管理菜单，点击机房管理下的“查看”，可以得出机房的信息，作为一个机房环境监测系统，机房的管理是必要的，一个学校的机房是可变的（如：机房名称、添加机房和删除机房等），查看机房如图15所示，也可在上面进行修改和删除；点击添加，可以选择相应的校区添加新的机房，如图16所示。

（3）校区管理菜单，点击查看，可以得出校区的信息，学校是一个大的群体，可能会分有多个校区，当校区合并或者是增加校区时需要对校区进行维护，如图17所示。也可在上面进行修改和删除；点击添加，可以选择相应的校区添加新的校区，如图18所示。

 （4）角色管理菜单，点击查看，可以得出用户信息，由于本系统登录时需要输入用户名，密码和身份选择，所有必须要对其进行相应的维护，如图19所示。也可在上面进行修改和删除；点击添加，可以选择相应的角色添加新的用户，如图20所示。

（5）数据库容量管理菜单：点击“查看表容量”，可以得出数据库中各个表的相应属性，由于基于C/S模式的系统中数据采集是通过自动的方式，所以采集到的值会在短时间内可能达到很大，所以可以查看表容量，从而进行相关操作，如图20所示。点击“相关操作”，则会出现表[measurements]的相关操作，如图21所示。点击相关操作得到表[measurements]中的数据时间范围，选择需要删除的时间段和表中错误数据的统计。选择需要删除的时间段后，点击“确认删除”，则删除成功，如果输入的时间有误，则出现相应的提示。点击“导出Excel”，则系统自动的通过Office excel的方式导出错误的数据，如图22所示。点击确认删除，则删除这些有误的数据。