基于物联网技术的数据中心动力环境监测系统及方法

基于物联网技术的数据中心动力环境监测系统及方法专利01专利背景附图说明发明内容技术领域目录03020405权利要求荣誉表彰实施方式目录0706基本信息《基于物联网技术的数据中心动力环境监测系统及方法》是山东省计算中心于2012年9月10日申请的专利，该专利的申请号为59，公布号为CNA，授权公布日为2012年12月19日，发明人是吴晓明、刘祥志、李刚、汪付强、刘宏、张建强、梁峰、梁艳、周鸣乐、孟祥艳、胡一帆、李敏。《基于物联网技术的数据中心动力环境监测系统及方法》所述系统包含若干个采集对象、无线传感器、无线基站、有线数据采集对象、有线通讯网络和后台；后台通过三维虚拟现实技术，以三维的效果实现数据中心的资产管理、监控管理、连接管理、规划管理、参观与巡检管理，实现数据中心基础设施管理的可见、直观和易用，同时处理采集到的数据中心动力环境相关数据，实现管理信息和报警信息的集中化展现，实现报警联动，提高信息查询、处理和交互的及时性和有效性，提高数据中心运维效率，最终实现数据中心的宏观尽在掌握，微观精确定位的运维目标。2016年12月7日，《基于物联网技术的数据中心动力环境监测系统及方法》获得第十八届中国专利优秀奖。（概述图为《基于物联网技术的数据中心动力环境监测系统及方法》摘要附图）专利背景专利背景数据中心动力环境监测的主要对象有机房环境、机柜微环境、供配电系统（含UPS）、精密空调、服务器、路由器、交换机、存储设备等，广义的监测对象还包括视频监控、门禁系统、消防系统、综合布线系统等。传统的数据中心动力环境监测技术，偏重于采用有线的方式实现数据的采集，如对动力环境中温湿度数据的采集，一般采用的温湿度传感器都是有线的，采集到的数据需要通过数据线传输给后台，而且传感器的供电也需要外接电源线，在机柜内部部署这些传感器，有造成局部热点的隐患，影响上架IT设备的运行；对供配电系统（含UPS）、精密空调、路由器、交换机、存储设备等设备运行数据的采集，传统的方法是采用厂家各自的通讯协议，以串口线或总线的方式通过厂家各自的通讯协议获取设备的运行信息；对服务器的运行情况，一般在服务器运行的操作系统上安装应用程序，通过网络进行获取，但服务器如果出现宕机，服务器的实时运行信息随之丢失。随着世界范围内的数据中心规模的持续扩大，数据中心应用技术的发展，特别是以虚拟运算和云计算为核心概念的应用技术的发展，数据中心的现代运营理念是追求高效能和IT设备的高使用率，达到宏观尽在掌握，微观精确定位的程度，这首先依赖于对设备运行参数的在线监测和实时信息的掌控，对数据中心动力环境进行精细化监测显得尤为必要，特别是对IT设备运行微环境的监测（比如机柜内部温湿度、服务器的运行信息等），现在物联网技术的发展为数据中心精细化监测提供了可能。发明内容专利目的有益效果技术方案发明内容专利目的《基于物联网技术的数据中心动力环境监测系统及方法》的目的就是为了解决上述问题，提出一种基于物联网技术的数据中心动力环境监测系统及方法，其中物联网作为数据中心的“智能信息感知末梢”进行数据采集和传输，再在后台通过三维虚拟现实技术进行三维建模和数据的展示，最终实现数据中心的宏观尽在掌握，微观精确定位的运维目标。

技术方案一种基于物联网技术的数据中心动力环境监测系统，包含后台、无线网络数据采集模块、有线网络数据采集模块、数据中心涉及动力环境的相关设备；所述后台是一台或若干台主机或利用云计算平台进行数据处理的运算设备，所述主机是C/S或B/S架构的；所述数据中心涉及动力环境的相关设备包括机柜微环境、机房环境、含UPS的供配电系统、精密空调、服务器、路由器、交换机、存储设备；所述无线网络数据采集模块包括若干无线传感器、若干无线基站；所述若干无线传感器包括无线温湿度传感器、无线门开关传感器、无线水浸传感器、无线气体传感器；所述无线传感器部署于采集对象上，所述无线传感器的采集对象包括机柜内部、柜门、精密空调放置处、数据中心空气环境；所述采集机柜内部温湿度数据的无线温湿度传感器粘贴于机柜内壁；所述测量柜门开合状态的无线门开关传感器部署于柜门的开合处；所述测量漏水情况的无线水浸传感器部署于可能产生积水的精密空调位置；所述测量硫化物气体浓度的无线气体传感器部署于数据中心中的空气流通处；所述无线传感器与无线基站之间通过射频以自定义通讯协议的方式进行通信，所述自定义的通讯协议是指不采用常见的WiFi、ZigBee、3G等无线通信技术，而是采用2.4吉赫通讯频率，满足无线传感器低功耗要求（无线传感器内部电池支持工作5年以上，最长达10年以上）的无线通讯协议。有益效果1）实现无线采集的无线传感器是低功耗、不需要外接电源。2012年9月前其他物联网技术实现监测的专利，其采集与控制模块（类似于传感器的装置）虽然无线，但一般指数据传输为无线技术，电源供给还是要电源线的，这对于在数据中心设备密集的部分（如机柜）施工麻烦，而且因为在机柜内部增加额外布线带来诸如局部热点出现的安全隐患，严重的话可能导致服务器宕机。2）数据中心后台采用三维虚拟技术进行三维建模和报警联动。所谓报警联动就是三维模型能够随报警信息进行不同的反应并定位到具体的报警设备。《基于物联网技术的数据中心动力环境监测系统及方法》在后台采用三维虚拟现实技术，对数据中心相关的基础设施进行建模和实时数据的展示，更好实现数据中心动力环境的监测管理。通过三维建模，系统以三维的效果逼真地实现数据中心的资产管理、监控管理、连接管理、规划管理、参观与巡检管理，为数据中心各个管理系统的数据展现和信息互动提供更友好和高效的用户界面，实现数据中心管理信息和报警的集中化展现，提高信息查询、处理和交互的及时性和有效性，可以快速对设备进行查找定位，在有报警事项产生时，可以对产生报警事项的设备在三维界面中快速定位，便于故障的排除，提高数据中心运维效率，最终实现宏观尽在掌握，微观精确定位的运维目标。附图说明附图说明图1是《基于物联网技术的数据中心动力环境监测系统及方法》实例的框架图。图中：1.无线传感器，2.无线基站，3.以太网或总线，4.后台，5.有线通讯网络，6.有线数据采集对象。

图1技术领域技术领域《基于物联网技术的数据中心动力环境监测系统及方法》属于数据中心动力环境监测技术，具体涉及一种基于物联网技术的数据中心动力环境监测系统及方法。

权利要求权利要求1.一种基于物联网技术的数据中心动力环境监测系统所采用的工作方法，所述系统包含后台、无线网络数据采集模块、有线网络数据采集模块、采用三维虚拟技术进行三维建模和报警联动的数据中心涉及动力环境的相关设备；所述后台是一台或若干台主机或利用云计算平台进行数据处理的运算设备，所述主机是客户机/服务器架构或浏览器/服务器架构的；所述数据中心涉及动力环境的相关设备包括机房、机柜、含不间断电源UPS的供配电系统、精密空调、服务器、路由器、交换机或存储设备；所述无线网络数据采集模块包括若干无线传感器和若干无线基站；所述若干无线传感器包括无线温湿度传感器、无线门开关传感器、无线水浸传感器或无线气体传感器，所述无线传感器不需要外接电源；所述有线网络数据采集模块的采集对象包括含不间断电源UPS的供配电系统、精密空调、服务器、路由器、交换机或存储设备；所述有线数据采集模块中有线数据采集对象和后台之间通过通讯网络连接；所述无线传感器部署于采集对象上，所述无线传感器的采集对象包括机柜内部、柜门、精密空调放置处或数据中心空气环境；所述采集机柜内部温湿度数据的无线温湿度传感器粘贴于机柜内壁；所述测量柜门开合状态的无线实施方式实施方式图1中无线传感器1部署在各采集对象上，比如无线水浸传感器部署在空调处，一台空调部署一个传感器，一旦空调发生漏水，无线水浸传感器将会把漏水信息传给无线基站2；将无线温湿度传感器沿机柜内壁在进风口和出风口垂直方向等距各部署四个，可以实时地把机柜内部的温湿度数据传给无线基站2；将无线门开关传感器部署于机柜柜门开合处，柜门的开合情况将实时传给无线基站2；将无线硫化物气体传感器部署于数据中心空气流通处，整个数据中心的硫化物气体浓度值可以实时传给无线基站2。无线传感器1采集到的各采集对象的数据，经过无线基站2经以太网或总线3传给后台4。

图1中一端连接支持IPMI、SNMP的有线通讯网络5的网线的另一端连接到有线数据采集对象6上，后台4发出的获取信息指令，经由有线通讯网络5到达有线数据采集对象6，有线数据采集对象6根据指令的不同上送回答信息给后台4。比如获取监测设备——服务器的健康运行信息（比如CPU温度、电压、电扇工作状态、电源供应以及机箱入侵等信息），后台4可以发送支持IPMI的查询报文，经过有线通讯网络5到达服务器，服务器作为有线数据采集对象6，对此报文进行回答，回答报文经由有线通讯网络5上传到后台4；供配电系统（含UPS）、精密空调、路由器、交换器、存储设备等的信息通过SNMP进行交互，报文传送流程和IPMI报