机房温度监控实现方法及其装置

摘要

本发明公开了一种机房温度监控实现方法及其装置。所述方法包括：获取在待监控机房中被预先部署的温度传感器采集的温度信息；依据温度传感器的部署位置信息、采集的相应温度信息以及至少一温度场图绘制策略得到该待监控机房的温度场图并保存；将所述温度场图绘制在被预先得到的待监控机房布局示意图上并显示。本发明通过温度场图进行机房温度的显示，从而机房维护人员可以更加精准地看到异常温度区域所覆盖的机柜，进而可以确定哪些机柜需要进行设备调整或者在哪些区域需要调整空调的制冷量；除此之外，机房维护人员还能通过本发明提供的机房温度监控实现方法观察温度场图的变化，分析异常温度区域的影响范围是否扩大，从而提早预警。

说明书

技术领域

本发明涉及机房监控技术领域，具体而言，涉及一种机房温度监控实现方法及其装置。

背景技术

机房指的是电信、网通、移动、双线、电力、政府或者企业等用来存放服务器等设备的以便为用户及其员工提供信息服务的地方，现有的机房根据其规模大小放置数量不等的机柜，其对温度、湿度以及防静电措施都有严格的要求。

机房监控，主要是针对机房内所有的设备及环境进行集中监控和管理。在针对机房的动力及环境监控中，对温度的监控尤其重要。例如机房中的基本发热源为托管的服务器，其分布式地被部署在处于机房各个位置的机柜之中。当某机柜放置的服务器过多、或相应服务器长期繁忙工作导致发热量过大时，则与该机柜或服务器临近的区域的温度会较其他区域偏高。温度过高时会导致设备的元器件以及集成电路产生的热量散发不出去，从而加快半导体材料的老化，导致设备故障率大幅提升。

目前，现有的机房温度监控方法是在机房中布置多个温度传感器，通过温度信息采集单元把温度数据传送到上层系统，最后呈现各点的当前温度值。然而，这种方法具有以下缺点：

第一、目前机房的温度监控方法中采取每隔一定距离布置一个温度传感器，例如对于面积为400平米的机房布置16个传感器。如果要精确监控每个机柜的温度，从而准确地对温度异常的机柜进行设备调整，则需要在每个机柜的相应位置都布置温度传感器。例如目前标准机柜的宽为0.6米，深为1米，机柜前后与墙面或其他设施之间的距离一般不小于1米，可算得单个机柜占地面为约为1.2平米。因此按照该方法则需要在规模较大的机房中安装数量众多的温度传感器，例如需要在上述400平米的机房里安装大概300个温度传感器，显然其成本非常高，并且安装布线十分复杂；

第二、由于其展示的是一些离散的温度数据，机房维护人员很难直观地通过这些数据来判断机房的哪个区域的温度出现异常，以及该异常的影响范围有多大，因此无法对机房中的空调的制冷量进行精确控制；

第三、在机房中安装温度传感器时，由于受空间位置、设备摆放、施工难易的影响，最终形成的传感器阵列为不规则的图形，从而导致很难通过相邻的温度值来分析区域温度。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明实施例的目的在于提供一种基于温度场图的机房温度监控实现方法及其装置。

为了达到本发明实施例的目的，本发明实施例采用以下技术方案实现：

一种机房温度监控实现方法，包括：

获取在待监控机房中被预先部署的温度传感器采集的温度信息；

依据温度传感器的部署位置信息、采集的相应温度信息以及至少一温度场图绘制策略得到该待监控机房的温度场图并保存；

将所述温度场图绘制在被预先得到的待监控机房布局示意图上并显示。

优选地，采取如下温度场图绘制策略得到温度场图：

依据所有温度传感器采集的温度信息以及其相应的部署位置信息计算得到待监控机房布局示意图上所有像素的温度-坐标数组；

依据至少一转换策略将所述温度-坐标数组转换为对应的等温色-坐标数组；

依据所述等温色-坐标数组以及至少一等温线寻找策略获得等温线；

依据所述等温线绘制温度场图。

优选地，依据所有温度传感器采集的温度信息以及其相应的部署位置信息计算得到待监控机房布局示意图上所有像素的温度-坐标数组的步骤包括：

依据所有温度传感器的部署位置信息获得其相应的坐标数组，并在待监控机房布局示意图的二维平面上依据这些坐标数组进行三角剖分；

对每个三角形，依据其3个顶点的坐标信息和温度信息，推算出各个三角形内所有像素的温度值；

将所有三角形内所有像素的温度值合并，得到待监控机房布局示意图上所有像素的温度-坐标数组。

优选地，依据至少一转换策略将所述温度-坐标数组转换为对应的等温色-坐标数组的步骤包括：

配置温度值与相应颜色值的映射关系；

依据所述温度-坐标数组中的温度值以及所述映射关系获得相应的颜色值，并据此获得颜色值-坐标数组；

将所述颜色值-坐标数组进行等温效果处理，得到等温色-坐标数组。

优选地，依据所述等温色-坐标数组以及至少一等温线寻找策略获得等温线的步骤包括：

根据至少一边界跟踪算法，去掉非边界点；

对处于边界的点，以等温色分组；

对同等温色的点，分离成一条或多条等温线；

对等温线标值获得等温线。

一种机房温度监控实现装置，包括：

采集单元，用于获取在待监控机房中被预先部署的温度传感器采集的温度信息；

处理单元，用于依据温度传感器的部署位置信息、采集的相应温度信息以及至少一温度场图绘制策略得到该待监控机房的温度场图并保存；以及进一步用于将所述温度场图绘制在被预先得到的待监控机房布局示意图上；

显示单元，用于显示绘制了温度场图的待监控机房布局示意图。

优选地，所述处理单元采取如下温度场图绘制策略得到温度场图：

依据所有温度传感器采集的温度信息以及其相应的部署位置信息计算得到待监控机房布局示意图上所有像素的温度-坐标数组；

依据至少一转换策略将所述温度-坐标数组转换为对应的等温色-坐标数组；

依据所述等温色-坐标数组以及至少一等温线寻找策略获得等温线；

依据所述等温线绘制温度场图。

优选地，所述处理单元依据所有温度传感器采集的温度信息以及其相应的部署位置信息计算得到待监控机房布局示意图上所有像素的温度-坐标数组的方法为：

依据所有温度传感器的部署位置信息获得其相应的坐标数组，并在待监控机房布局示意图的二维平面上依据这些坐标数组进行三角剖分；

对每个三角形，依据其3个顶点的坐标信息和温度信息，推算出各个三角形内所有像素的温度值；

将所有三角形内所有像素的温度值合并，得到待监控机房布局示意图上所有像素的温度-坐标数组。

优选地，所述处理单元依据至少一转换策略将所述温度-坐标数组转换为对应的等温色-坐标数组的方法为：

配置温度值与相应颜色值的映射关系；

依据所述温度-坐标数组中的温度值以及所述映射关系获得相应的颜色值，并据此获得颜色值-坐标数组；

将所述颜色值-坐标数组进行等温效果处理，得到等温色-坐标数组。

优选地，所述处理单元依据所述等温色-坐标数组以及至少一等温线寻找策略获得等温线的方法为：

根据至少一边界跟踪算法，去掉非边界点；

对处于边界的点，以等温色分组；

对同等温色的点，分离成一条或多条等温线；

对等温线标值获得等温线。

通过上述本发明的技术方案可以看出，本发明提供的机房温度监控实现方法通过温度场图进行机房温度的显示，从而机房维护人员可以更加精准地看到异常温度区域所覆盖的机柜，进而可以确定哪些机柜需要进行设备调整或者在哪些区域需要调整空调的制冷量；除此之外，机房维护人员还能通过本发明提供的机房温度监控实现方法观察温度场图的变化，分析异常温度区域的影响范围是否扩大，从而提早预警。

附图说明

图1是本发明实施例提供的机房温度监控实现方法流程示意图；

图2是本发明实施例中基于Delaunay三角剖分得到的三角形集合图；

图3是本发明实施例中基于逐步扩散算法求取三角形内部所有的点的流程图；

图4是本发明实施例中求三角形内一点的温度值的坐标示意图；

图5是本发明实施例中温度场的等温线示意图；

图6是本发明实施例提供的机房温度监控实现装置结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优异效果，下面将结合具体实施例以及附图做进一步的说明。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明所述技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

本发明的基本思想是：通过改进硬件和上层网管软件，最终呈现机房平面或立体视图的温度场图，用户可以在温度场图中看到机房中所有机柜当前所处位置的推算温度，帮助用户决策如何进行设备调整和空调控制。

具体地，如图1所示，本发明实施例提供的一种机房温度监控实现方法，包括如下主要步骤：

S10、获取在待监控机房中被预先部署的温度传感器采集的温度信息；

S20、依据温度传感器的部署位置信息、采集的相应温度信息以及至少一温度场图绘制策略得到该待监控机房的温度场图并保存；

S30、将所述温度场图绘制在被预先得到的待监控机房布局示意图上并显示。

在所述步骤S10中，在待监控机房中相应位置被预先布置了至少一个温度传感器，并在待监控机房布局示意图的二维平面上具有各自相应的唯一部署位置信息，所述部署位置信息对应了唯一的坐标位置，用来采集各自管辖区域的温度值。其中，所述待监控机房布局示意图被预先设置，例如在某些实施方式中可以采取现场勘测的方式得到，在该待监控机房布局示意图中可以将实际环境中的重要设备（例如机柜、空调）所在的位置对应地绘制在所述待监控机房布局示意图中。

在所述步骤S20中，采取如下温度场图绘制策略得到温度场图：

S201、依据所有温度传感器采集的温度信息以及其相应的部署位置信息计算得到待监控机房布局示意图上所有像素的温度-坐标数组；

S202、依据至少一转换策略将所述温度-坐标数组转换为对应的等温色-坐标数组；

S203、依据所述等温色-坐标数组以及至少一等温线寻找策略获得等温线；

S204、依据所述等温线绘制温度场图。

具体地，本实施例中，依据所有温度传感器采集的温度信息以及其相应的部署位置信息计算得到待监控机房布局示意图上所有像素的温度-坐标数组的步骤包括：

S2011、依据所有温度传感器的部署位置信息获得其相应的坐标数组，并在待监控机房布局示意图的二维平面上依据这些坐标数组进行三角剖分；

S2012、对每个三角形，依据其3个顶点的坐标信息和温度信息，推算出各个三角形内所有像素的温度值；

S2013、将所有三角形内所有像素的温度值合并，得到待监控机房布局示意图上所有像素的温度-坐标数组。

具体地，本实施例中，依据至少一转换策略将所述温度-坐标数组转换为对应的等温色-坐标数组的步骤包括：

S2021、配置温度值与相应颜色值的映射关系；

例如，配置机房的温度范围，如0℃-40℃，以及配置最低温度到最高温度的颜色变化范围，如青色代表低温度，红色代表高温度；

S2022、依据所述温度-坐标数组中的温度值以及所述映射关系获得相应的颜色值，并据此获得颜色值-坐标数组；

S2023、将所述颜色值-坐标数组进行等温效果处理，得到等温色-坐标数组。

具体地，本实施例中，依据所述等温色-坐标数组以及至少一等温线寻找策略获得等温线的步骤包括：

S2031、根据至少一边界跟踪算法，去掉非边界点；

S2032、对处于边界的点，以等温色分组；

S2033、对同等温色的点，分离成一条或多条等温线；

S2034、对等温线标值获得等温线。

如以下示出了本发明提供的机房温度监控实现方法的一具体实施例，通过该实施例可以更加清楚的理解本发明。

首先设定本方法需要的参数：

1、对于待监控机房布局示意图（在本实施例中，所述示意图为二维平面图），设该示意图的宽度为W，高度为H，单位为像素。

2、对于部署于该待监控机房中的N个温度传感器，其坐标数组(在本实施例中，所述N个温度传感器所在的坐标不全共线)为：

Z_N={(X₁,Y₁),(X₂,Y₂),(X₃,Y₃)…(X_N,Y_N)|N>3}。

3、定义所述N个温度传感器实时采集到的温度数组T_N（单位：℃），其中T_X对应的坐标为Z_X：

T_N={T₁,T₂,T₃…T_N}。

4、设定机房最低温度下限为T_L，对应的颜色值为HL；最高温度上限为T_U，对应的颜色值为H_U，其中：

T_L<T_U；

H_U=0（例如为红色）；

H_L=280（例如为紫色）。

以下示出本发明实施例提供的机房温度监控实现方法中获得机房温度场图的详细步骤：

步骤1：将Z_N坐标数组覆盖的平面进行三角剖分。

例如，本实施例中采用Delaunay三角剖分。Delaunay三角网是最接近于规则化的三角网，有利于得到后续整个平面的颜色合并的较高融合度。具体采用逐点插入算法，即把未处理过的数据点逐一插入到一个已存在的Delaunay三角网内，然后再优化、完善这个三角网。

具体地，所述逐点插入算法基本步骤为：

1、定义一个包含所有的点的三角形，把它作为初始Delaunay三角；

2、将点集合内一个未处理点P插入已有的Delaunay三角网内；

3、在三角网中找出包含P的三角形，把P与这个三角形的三个顶点相连，生成三个新的三角形；

4、进行局部优化，向外更新该步骤之前生成的所有三角形；

5、重复第2-4步,直到所有的点都被插入；

6、最后删除包含三角顶点的所有三角形；

7、最后得到如图2所示的三角形集合，设为：

U={D₁,D₂,D₃…D_K|K>1}；

D={D_V,D_S,D_P}；

其中，D_S为三角形边的点集合；D_P为三角形内的点集合，D_V为三角形顶点集合，D_V={V_A,V_B,V_C},V=(X,Y)。

步骤2：对每个D_V，通过3个顶点的坐标，求出3条边上的所有坐标，以及三角形内的所有坐标。具体步骤为：

1、找出D_S的3条边包含的所有坐标：

设D_S的一边为S_VAB={V_A,V_B}，其中V_A=(X_A,Y_A)，V_B=(X_B,Y_B)，X_A<X_B；

设S_AB内的一点为V=(X,Y)，X_A<X<X_B；

得：

Y=[((X-X_B)/(X_A-X_B))×(Y_A-Y_B)]+Y_B；

S_AB={(X,Y)|X_A<X<X_B}；

D_S={S_AB,S_AC,S_BC}。

2、找出D内部（不含边）的所有坐标。

先求出D的内心坐标，然后通过逐步扩散算法，求出所有坐标：

A）设DL的内心为P=(X,Y)；

设D_V={V_A,V_B,V_C},V=(X,Y)；

设3边长为L_AB,L_AC,L_BC；

得：

$>L_{\mathrm{AB}}=\sqrt{{(X_A-X_B)}^2+{(Y_A-Y_B)}^2};$>

$>L_{\mathrm{BC}}=\sqrt{{(X_C-X_B)}^2+{(Y_C-Y_B)}^2};$>

$>L_{\mathrm{AC}}=\sqrt{{(X_A-X_C)}^2+{(Y_A-Y_C)}^2};$>

设L=L_AB+L_BC+L_AC；

X=L_ABX_A/L+L_BCX_B/L+L_ACX_C/L；

Y=L_ABY_A/L+L_BCY_B/L+L_ACY_C/L。

B）先将内心P加到集合，然后从P开始递归，每个点从4个方向扫描4个点P₁-P₄，当P_X未在集合内，以及未达到边界，则纳入集合，然后递归到该点。从而逐步扩散的整个三角形内部，由此得到D_P，具体地，参考图3所示，其包括如下具体步骤：

a）内心P加入集合U，传入递归，其中，所述集合U为已加入的点集合；

b）进行递归，其中，参数P(X,Y)，获取P1=(X,Y+1)；

c）判断P1属于集合U还是集合L，其中，集合L为三角形所有边的点集合，若是，则转步骤b），否则进行下一步；

d）将P1加入集合U，获取P2=(X+1,Y)；

e）判断P2属于集合U还是集合L，若是，则转步骤b），否则进行下一步；

f）将P2加入集合U，获取P3=(X-1,Y)；

g）判断P3属于集合U还是集合L，若是，则转步骤b），否则进行下一步；

h）将P3加入集合U，获取P4=(X,Y-1)；

i）判断P4属于集合U还是集合L，若是，则转步骤b），否则结束。

步骤3：求出三角形上所有坐标对应的温度值：

1、求出D_S的所有坐标对应的温度值：

设D_S的一边为S_AB={V_A,V_B}，集合温度数组T，得：

V_A=｛X_A,Y_A,T_A}；

V_B=｛X_B,Y_B,T_B}；

设S_AB内的一点为V=(X,Y,T)，T为未知,得：

$>T=\frac{\sqrt{{(X-X_B)}^2+{(Y-Y_B)}^2}}{\sqrt{{(X_A-X_B)}^2+{(Y_A-Y_B)}^2}}\times (T_A-T_B).$>

2、求出D_p的所有坐标对应的温度值。

如图4所示，设D_p内的一点为：

P=(X,Y,T)；

通过该点作X轴的垂线，必相交与三角形的两条边，交点分别为：

P₁={X,Y_A}；

P₂={X,Y_B}；

从D_S中可以得到P₁,P₂对应的温度值，即：

P1={X,Y_A,T_A}；

P2={X,Y_B,T_B}；

求得T为：

T=((Y-Y_B)/(Y_A-Y_B))×(T_A-T_B)。

步骤4：求出三角形上所有坐标温度值对应的RGB颜色值。

1、由于红色颜色值为0，一般表示高温，当温度下降时，颜色值逐渐增大，一直到最低温度时，可以用紫色来表示，颜色值为280。

2、遍历三角形上所有坐标（包括边，顶点），求出对应的颜色值。

设P={X,Y,T,H}，H为未知颜色值，求得：

H=[(1-((T-T_L)/(T_U-T_L)))×(H_L-H_U)]。

3、由于经过计算得出的颜色值H过于离散，渐变效果会导致用户难以区分温度异常区域的具体界限，因此需要做等温处理。

设等温范围为T摄氏度，求得：

K=(H_L-H_U)/((T_U-T_L)/T)；

H=([H/K])×K；

4、最后将所有三角形的等温色集合在一起，形成整个平面的等温色数组。

步骤5：寻找等温线：

1、去除非边界点。边界点即该点的等温值大于上下左右4点的等温值。设有等温值数组，P为其中一点。P[X,Y]为等温值，则若：

(P[X+1,Y]!=NULL&&P[X+1,Y]<P[X,Y])||

(P[X,Y+1]!=NULL&&P[X,Y+1]<P[X,Y])||

(P[X-1,Y]!=NULL&&P[X-1,Y]<P[X,Y])||

(P[X,Y-1]!=NULL&&P[X,Y-1]<P[X,Y])

则P为边界点。

2、对剩余的边界点，以等温色分组；

3、对同等温色的点，通过追踪算法，分离成一条或多条等温线。设等温色为H的点集合为M{P1,P2…PN}具体算法如下：

a、创建一个新集合L；

b、取集合中一点P1，

c、将P1加入L，在M中移除P1；

d、在M中寻找P1的上方的点P2，如果找到，则对其进行步骤c的处理；

e、对P1的四周剩余7个点同样进行步骤d的处理；

f、直到M中再没有符合d、e步骤的点，这时L为同一等温线的点集合；

g、如果M中还有点，重复进行步骤a的处理，直到M为空。

h、最后得到1条或多条等温线的集合。

i、由于等温区可能有多个，导致同温的等温线也会有多条，因此分离不同的等温线，是为了不缺失、不重复地绘制等温值，例如，如图5所示，其示出了最终绘制的等温线。

步骤6：将等温色数组绘制在机房平面图上：

a、将平面图加载至内存中为Bitmap；

b、创建Bitmap的绘画对象Graphics；

c、遍历等温色数组，按一定透明度（例如75%）描绘至Bitmap中。由于HSB颜色无法直接使用，需要转换为RGB。设定亮度S为1，饱和度B为1。通过以下公式转换：

$>\mathrm{hi}=\left[\frac{h}{60}\right]\mathrm{mod}\mathrm{><mn>6</mn><mo>;</mo>}$>

$>f=\frac{h}{60}-h_i;$>

p=b×(1-s)；

q=b×(1-(1-f)×s)；

t=b×(1-(1-f)×s)；

$>(r,g,b)=\left(\begin{array}{c}(v,t,p),\mathrm{if}{h}_i=0\\ (q,b,p),\mathrm{if}{h}_i=1\\ (p,b,t),\mathrm{if}{h}_i=2\\ (p,q,b),\mathrm{if}{h}_i=3\\ (t,p,b),\mathrm{if}{h}_i=4\\ (b,p,q),\mathrm{if}{h}_i=5\end{array}\right).$>

d、取需要标值的等温线上的一点为坐标，绘制等温值。

e、输出最后的机房的温度场图。

相应地，本发明实施例还提供了一种机房温度监控实现装置，参考图6所示，其包括：

采集单元10，用于获取在待监控机房中被预先部署的温度传感器采集的温度信息；

处理单元20，用于依据温度传感器的部署位置信息、采集的相应温度信息以及至少一温度场图绘制策略得到该待监控机房的温度场图并保存，例如保存在数据库（图中未示出）中；以及进一步用于将所述温度场图绘制在被预先得到的待监控机房布局示意图上；

显示单元30，用于显示绘制了温度场图的待监控机房布局示意图。

在其他实施例中，机房维护人员同样可以从以往的数据库中调取历史的温度场图数据进行相应的处理。

本实施例中，所述处理单元20采取如下温度场图绘制策略得到温度场图：

1）依据所有温度传感器采集的温度信息以及其相应的部署位置信息计算得到待监控机房布局示意图上所有像素的温度-坐标数组；

2）依据至少一转换策略将所述温度-坐标数组转换为对应的等温色-坐标数组；

3）依据所述等温色-坐标数组以及至少一等温线寻找策略获得等温线；

4）依据所述等温线绘制温度场图。

本实施例中，所述处理单元20依据所有温度传感器采集的温度信息以及其相应的部署位置信息计算得到待监控机房布局示意图上所有像素的温度-坐标数组的方法为：

1）依据所有温度传感器的部署位置信息获得其相应的坐标数组，并在待监控机房布局示意图的二维平面上依据这些坐标数组进行三角剖分；

2）对每个三角形，依据其3个顶点的坐标信息和温度信息，推算出各个三角形内所有像素的温度值；

3）将所有三角形内所有像素的温度值合并，得到待监控机房布局示意图上所有像素的温度-坐标数组。

本实施例中，所述处理单元20依据至少一转换策略将所述温度-坐标数组转换为对应的等温色-坐标数组的方法为：

1）配置温度值与相应颜色值的映射关系；

2）依据所述温度-坐标数组中的温度值以及所述映射关系获得相应的颜色值，并据此获得颜色值-坐标数组；

3）将所述颜色值-坐标数组进行等温效果处理，得到等温色-坐标数组。

本实施例中，所述处理单元20依据所述等温色-坐标数组以及至少一等温线寻找策略获得等温线的方法为：

1）根据至少一边界跟踪算法，去掉非边界点；

2）对处于边界的点，以等温色分组；

3）对同等温色的点，分离成一条或多条等温线；

4）对等温线标值获得等温线。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。