CN103048965B - 一种动态机房承载视频的可视化集中监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动态机房承载视频的可视化集中监控系统，所述系统包括一个客户端和位于不同地点的多个自动化机房，其中，在每个所述机房中均设置采集服务器和摄像头。本发明通过自动化机房的集中动态建模配置，使自动化机房能够被集中管理，同时将各设备采集、告警信息绑定到模型元件，利用Unity3D技术和FELX技术直观的展示出自动化机房的运行状态及告警情况，对自动化机房实现统一配置、统一监控。同时为了弥补动态机房依然是仿真的缺陷，利用视频监控技术可以远程监控自动化机房中任意位置的真实机房运行情况，避免了值班员需要到每个机房进行不定时巡检，真正实现了值班员对自动化机房集中管理和监控。

Description

一种动态机房承载视频的可视化集中监控系统

技术领域

本发明涉及自动化机房监控技术领域，特别涉及一种动态机房承载视频的可视化集中监控系统。

背景技术

计算机机房是为用于电子信息处理、存储、交换完成信息处理过程的各类电子信息设备提供运行环境的场所。一旦机房环境的辅助设备出现故障，将会使电力、温湿度、新风等参数偏离正常值，直接影响计算机系统的正常运行，对数据传输、存储的可靠性构成威胁。如事故严重又不能及时处理，就可能损坏硬件设备，造成严重后果。

如今的电力信息化企业的发展飞速，大力开展“大运行”体系建设，逐步推进“省地县”一体化，实现对地县公司的计算机机房的集中管理。由于省地县调度自动化专业人员数量配置差距较大，建立自动化系统集中监控平台，可减少系统建设投资及运维成本，提升运行的工作绩效和硬件资源集约化水平，克服省地县自动化专业运行值班人员配置困难。

现有技术中对计算机机房的监控存在以下问题：

1、目前在自动化机房监控领域中，现有的自动化监控系统种类繁多，各自动化设备和业务系统的运行情况都分布在不同的系统中，没有形成一个统一管理配置。

2、现有的自动化机房监控系统缺乏跨系统下的信息共享，对各机房环境设备和业务系统的告警缺乏全面的分析处理，无法分析出真正的故障源。

3、现有的自动化机房监控系统只关注告警信息的接入，缺乏对告警信息的过滤、智能关联分析，不利于维护人员对故障点进行查找。

4、现有的自动化机房监控系统，只是对于机房建模采用静态的模型渲染，当真实的环境发生改变后无法与之对应。

5、现有的自动化机房监控系统，不管是二维还是三维的监视，依然摆脱不了模拟仿真的束缚，与真实环境隔了一道屏障。

因此，迫切需要有一种新型的自动化机房监控，来解决上述问题。

发明内容

为此，本发明提出一种动态机房承载视频的可视化集中监控系统，可充分地消除由于现有技术的限制和缺陷导致的一个或多个问题。

本发明另外的优点、目的和特性，一部分将在下面的说明书中得到阐明，而另一部分对于本领域的普通技术人员通过对下面的说明的考察将是明显的或从本发明的实施中学到。通过在文字的说明书和权利要求书及附图中特别地指出的结构可实现和获得本发明目的和优点。

本发明提供了一种动态机房承载视频的可视化集中监控系统，其特征在于，所述系统包括一个客户端和位于不同地点的多个自动化机房，其中，在每个所述机房中均设置采集服务器和摄像头，所述采集服务器包括多个传感器，所述多个传感器用于对机房的环境设备和各个业务系统的参数进行采集，所述摄像头用于对机房进行实时地视频拍摄；

所述客户端包括：

数据采集与处理单元，用于采集并处理各个采集服务器发送的参数数据，并将处理后的参数数据发送给数据中心服务器，当数据采集与处理单元判断出机房中的环境设备或者业务系统发生故障时，向告警单元发送告警数据，同时将所述告警数据发送到所述数据中心服务器进行保存；

数据中心服务器，用于保存所述参数数据和告警数据；

告警单元，用于在接收到所述告警数据后，进行告警；

建模单元，用于构建机房的二维模型和三维模型；

视频处理单元，用于对从摄像头接收到的视频数据进行处理；

切换单元，与所述告警单元、建模单元和视频处理单元连接，以切换上述三个单元到显示单元的输出；

显示单元，用于根据所述切换单元的切换来显示监控信息，所述监控信息为告警信息、机房的二维模型、三维模型或者机房的实时监控视频；

其中，所述客户端采用富客户端应用技术，在显示单元上通过视图的方式显示所述监控信息。

优选的，所述采集与处理单元判断采集的参数是否超过设定的门限值，如果超过门限值，则向所述告警单元发送告警数据。

优选的，所述建模单元采用FLEX技术构建所述自动化机房的二维模型，采用Unity3D技术构建所述自动化机房的三维模型。

优选的，所述建模单元将从所述数据中心服务器接收到的参数数据和告警数据，在机房的二维模型和三维模型的对应设备上进行标识。

优选的，所述传感器包括温湿度传感器、火灾探测器、红外探测器和浸水传感器。

优选的，采用LTM9950D作为温湿度传感器，所述浸水传感器包括两根浸水感应线、0.1uF的电容和监控器，所述0.1uF的电容设置在所述两根水浸感应线之间，所述两根浸水感应线与所述监控器连接。

优选的，当有告警信息产生时，启动设置在机房中的摄像头抓拍图片，并将采集到的图片以短信的形式发送到机房管理者的手机上。

优选的，所述数据采集与处理单元还包括用于过滤掉重复的告警信号的告警过滤模块。

优选的，所述数据采集与处理单元还包括统计模块，所述统计模块用于对接收到的自动化机房的参数数据进行统计分析，并通过曲线的方式在显示单元上显示，以示出预定时间段内统计的各种参数数据的变化情况。

本发明通过自动化机房的集中动态建模配置，使自动化机房能够被集中管理，同时将各设备采集、告警信息绑定到模型元件，利用Unity3D技术和FELX技术直观的展示出自动化机房的运行状态及告警情况，对自动化机房实现统一配置、统一监控。同时为了弥补动态机房依然是仿真的缺陷，利用视频监控技术可以远程监控自动化机房中任意位置的真实机房运行情况，避免了值班员需要到每个机房进行不定时巡检，真正实现了值班员对自动化机房集中管理和监控。

附图说明

图1为根据本发明实施例的、动态机房承载视频的可视化集中监控系统的结构示意图。

图2为根据本发明实施例的、通过FLEX技术建立的二维平面机房的模型图。

图3为根据本发明实施例的、通过Unity3D技术建立的三维平面机房的模型图。

图4为根据本发明实施例的、集中动态机房中的视频监控示意图。

图5为根据本发明实施例的、浸水传感器的电路结构示意图。

图6为数据采集与处理模块对通过串口接收到的数据进行处理的处理流程图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行更全面的描述，其中说明本发明的示例性实施例。

如图1所示，本发明所提供的动态机房承载视频的可视化集中监控系统主要包括位于不同地点的多个自动化机房1－N和一个客户端2。

在每个所述机房中均设置采集服务器和摄像头，如图1所示，在自动化机房1中设有采集服务器10和摄像头11，在自动化机房N中设有采集服务器N0和摄像头N1。所述采集服务器包括多个传感器，所述多个传感器用于对机房的环境设备（如空调等）和各个业务系统（如OPEN300系统、电能量系统和OMS系统等）的参数进行采集。所述摄像头用于对机房进行实时地视频拍摄。

所述客户端2包括：

数据采集与处理单元21，用于采集并处理各个采集服务器发送的参数数据，并将处理后的参数数据发送给数据中心服务器22，当数据采集与处理单元21判断出机房中的环境设备或者业务系统发生故障时，向告警单元23发送告警数据，同时将所述告警数据发送到所述数据中心服务器22进行保存；

数据中心服务器22，用于保存所述实时的参数数据和告警数据；

告警单元23，用于在接收到所述告警数据后，进行告警；

建模单元24，用于构建机房的二维模型和三维模型；

视频处理单元25，用于对从摄像头接收到的视频数据进行处理；

切换单元26，与所述告警单元23、建模单元24和视频处理单元25连接，以切换上述三个单元到显示单元27的输出；

显示单元27，用于根据所述切换单元26的切换来显示监控信息，所述监控信息为告警信息、机房的二维模型、三维模型或者机房的实时监控视频；

其中，所述客户端采用富客户端应用技术，在显示单元上通过视图的方式显示所述监控信息。

下面简要介绍本发明所采用的富客户端应用技术。

富客户端应用(RIA，RichInterfaceApplications)，又称富因特网应用，是下一代的将桌面应用程序的交互的用户体验与传统的Web应用的部署灵活性和成本分析结合起来的网络应用程序。该应用程序从网络下载到本机，可以在浏览器中运行，也可以脱离浏览器直接在操作系统下运行。相对于传统的Web应用，富客户端应用主要特点是丰富的界面效果。富客户端应用提供可承载已编译客户端应用程序的运行环境，使用异步客户/服务器架构连接现有的后端应用服务器，是一种安全、可升级、具有良好适应性的新的面向服务模型。结合了声音、视频和实时对话的综合通信技术使富客户端应用具有前所未有的网上用户体验。

RIA相对于传统的HTML页面的优点是程序运行于客户端并且程序更多地是和用户进行交互同时更少地和服务器进行交互。平衡客户端和服务器端的复杂的数据模型可以有更大的空间去创建更高效和更具有交互性的网络应用程序。同时，减少频繁的服务器请求和页面刷新，可以有效地提高网络带宽和服务器的响应速度。

为了能够让自动化机房中的设备和业务系统进行统一的管理配置，本发明采用富客户端的EXT技术对机房内环境设备和业务系统、视频信息进行统一配置，其中二维机房的建模采用FLEX技术、三维机房的建模采用Unity3D技术，完成动态机房模型的搭建并与机房内的环境设备映射。

本发明的建模单元24将从数据中心服务器22接收到的参数数据和告警数据，在机房的二维模型和三维模型的对应设备上进行标识。

图2示出了通过FLEX技术建立的二维平面机房的模型图。由图2可以看出，在机房中的每个设备旁标注了该设备的温度、湿度和水浸状态，并且标注了整个机房的温度和湿度以及上述参数数据的采集时间。应当指出的是，上述仅列出了温度、湿度和水浸状态三个参数，但是本发明并不限于此，本领域技术人员可以根据实际需要改变或者增加其他参数。

图3示出了通过Unity3D技术建立的三维平面机房的模型图。由图3可以看出，本发明对机房中的设备进行了立体的模拟显示，并且还标注了整个机房的温度和湿度以及上述参数数据的采集时间。应当指出的是，上述仅列出了温度、湿度和水浸状态三个参数，但是本发明并不限于此，本领域技术人员可以根据实际需要改变或者增加其他参数。

本发明提供的动态机房承载视频的可视化集中监控系统包括位于不同地点的多个自动化机房，每个自动化机房中的采集服务器根据客户端的控制命令，实现了各地市的分布采集，以江苏省为例，可通过十三个地市的采集服务器对自动化机房设备和业务系统进行变频采集，采集数据经过数据采集与处理单元的分析处理后传输到数据中心，同时当发现存在故障时，传输给告警单元进行告警。

本发明除了通过传感器来监控机房中的设备和环境条件外，同时也设计了通过web网页直接实时对机房进行视频监控的功能，该功能通过设置在机房中的摄像头来采集机房的影像来实现。所采集到的数据经过客户端中的视频处理单元进行处理后，可以在显示单元上进行显示。图4即展示了全省集中动态机房中的视频监控，其支持视频的放大、缩小、拍照和录像等控制。

由于通过摄像头采集的视频数据比较大，所以本发明利用ARM处理器将采集到的实时图像经过ARM内的流媒体软件处理后，传送到显示单元进行显示。此外，ARM处理器还可将处理后的视频数据打包为IP数据，通过ARM处理器内置的以太网络接口由IP网络直接传送到WEB服务器，完成视频图像的存储，这样，机房管理人员就可以在任何地方，任何时间方便地通过网页直接实现对机房进行实时监控。

本发明的监控系统可以实现对自动化机房中的各业务系统及机房环境的监控，具体来说，可对配电系统、UPS、发电机、蓄电池组、开关电源、空调、消防、安保、温湿度以及浸水等做统一的集中监控。传感器10-1N用于将采集点的设备运行状态和环境信息转换为电信号，并将所述电信号传送给数据采集与处理单元21。此外，传感器10-1N接收来自数据采集与处理单元21的控制，根据控制信息进行相关的采集数据的操作。当网络中没有数据需要传递时，传感器进入休眠模式，从而达到节能的目的。

本发明所采用的传感器包括温湿度传感器、火灾探测器、红外探测器和浸水传感器等。

对配电系统、UPS、发电机、蓄电池组、开关电源、空调、消防和安保的监控均可采用本领域常用的手段来实现，在此不再赘述。下面着重对温湿度和浸水的监控作详细的说明。

目前，机架化UPS系统已经越来越多，这样虽然节省了空间，但是功率密度越来越高，机房整体温度和机柜温度都迅速升高，机架内部环境威胁着IT系统的整体可用性。众所周知，系统的稳定性除了电力因素外，最大的相关因素就是环境温度因素。据统计，在基准温度情况下，温度每升高10度，计算机的可靠性就下降25%，机房过热情况如果不能及时处理，将会可能造成机器损坏，数据丢失，甚至引起电源短路、火灾等事故。另外，现代化的机房面积都比较大，由于气流及设备分布的影响，温湿度值会有较大的区别。基于此，本发明根据机房的实际面积，按照平均分布的原则设置温湿度传感器，并通过RS485总线实时地将温湿度传感器采集到的所在位置的温湿度传到客户端，当所测量的温湿度超过预设的阈值时，则进行报警。

根据本发明的一个优选实施例，采用LTM9950D作为温湿度传感器，通过LTM9950D采集到的温湿度既可以传送到客户端，也可以传送到网络上，这样无论是局域网内还是互联网上的任何一台计算机都可以通过终端随时查看LTM9950D监测到的温湿度值。

由于机房空调、上下水管等设备泄漏的情况时有发生，这样的情况对设备的正常运转是相当不利的，通过加装水浸检测传感器可对机房浸水情况进行实时的监测和报警。本发明利用水浸感应线实现浸水检测报警。如图5所示，本发明的浸水传感器包括两根浸水感应线、0.1uF的电容和监控器，所述0.1uF的电容设置在所述两根水浸感应线之间，所述两根浸水感应线与所述监控器连接。普通情况下，监控器检测端始终处于高电平，一旦感应线浸入水中，则由于水是一种导体，电阻大约为150k，可以把其当作一个下拉电阻，这时检测端的电压就会变为低电平，监控器就知道有浸水的情况发生。

对于温湿度信息的采集，本发明采用可直接读取的传感器模块，可以直接与数据采集与处理单元21相连，利用数据采集与处理单元21供电；所述数据采集与处理单元21具有：

输入接口（开关/模拟端口），主要连接具有开关/模拟量输出的传感器；

电源输出端口（DC5V），主要为传感器供电；

继电器输出端口（常开、常闭节点），主要为受控设备提供回路控制。

由于机房的设备多为RS485接口，所以本发明以RS485接口为模板设计通用的协议格式。

本发明采用的发送的采集数据的通信格式如表1所示，从低位到高位传送，包含一个起始位，8位数据位，一个校验位，一个停止位，共11位。

表1通信字节格式

其中：

D0为告警量标识位，若有告警变化且未上报时置1,若有告警数据且已上报则置0，在“获取告警量数据”的响应信息中，此位无效。

D1-D3为告警量数据，具体标识不同的告警信息。

D4为开关量标志位，若有开关量变化且未上报时置1,若有开关量变化且未上报时置1,若有开关量数据且已上报则置0,在“获取告警量数据”的响应信息中，此位无效。

D5-D7为开关量数据，具体标识不同的开关量信息。

此处的开关量即指本发明的传感器所采集的机房设备与环境的参数，具体可包括：温湿度、红外、烟感、浸水、门禁、开关状态指示等。

表2示出了本发明所采用的通信帧格式：

表2通信帧格式

说明：

帧类型（C）

00：公用帧

01：机房设备帧

02：锁帧

fc：跟踪帧

fd：编程帧

03-FA：备用

上述校验码采用循环校验码，公式为X16+X12+X5+1。

在发送数据时，首先通过控制命令将串口置于发送状态，在延时一个随机或者固定时间后，先进行初始化校验，然后发送前导字节唤醒接收方，在接收方应答后，依次发送起始位信息、地址域信息、读取命令码、数据长度信息、数据域，最后将校验码信息发送到接收方。在每次的信息发送时进行CRC校验，在发送完毕后将串口置于接收状态。

在接收数据时，首先通过控制命令将串口置于接收状态，在接收对方的信息后，首先判断接收信息是否是前导信息，如果前导信息符合要求，则开始接收数据，于发送方对应依次接收起始位信息、地址域信息、读取命令码、数据长度信息、数据域、最后接收校验码信息。在每次的信息接受时进行CRC校验，如果校验失败则返回0，校验成功则返回1。

数据采集与处理模块对通过串口接收到的数据进行处理。如图6所示的处理流程图所示，当接收到串口发送的数据信息时，首先判断信息标识是否正确，如果标识正确，则判断此数据长度是否有效，是否为错误数据。在对正确的信息数据解析后，判断采集上来的数据值是否超过设定的门限值，如果超过门限值，则设置发送报警信息。

根据本发明的一个优选实施例，当有告警信息产生时，告警单元可以生成告警提示信息，在显示单元上显示。根据本发明的另外一个优选实施例，当有告警信息产生时，可启动设置在机房中的摄像头抓拍图片，并将采集到的图片以短信的形式发送到机房管理者的手机上，以便机房管理者能够及时了解机房的事故现场的实时状况，从而实现了监控场景的实时再现。

根据本发明的一个优选实施例，数据采集与处理单元21还包括告警过滤模块，其用于过滤掉重复的告警信号，以便于机房管理人员对故障点的查找。

根据本发明的一个优选实施例，数据采集与处理单元21还包括统计模块，其用于对接收到的机房的参数数据进行统计分析，并通过曲线的方式在显示单元上显示，以示出预定时间段内统计的各种参数数据的变化情况。

本发明采用富客户端的FLEX技术、三维机房的Unit3D技术、视频通信技术三者相互结合，将自动化机房监控直观的呈现在用户面前，用户在机房监控可以查看到具体的设备位置和实时运行情况，整个机房的告警信息，并且通过视频远程控制真实机房的运行情况，支持预置位查看，可以保存拍照，保存录像。其特点在于直观的展现机房内的运行情况，同时对于不同角度机房的模拟查看和真实远程监控相结合。采用本发明所描述的上述技术手段使省地县调度自动化专业人员数量配置差距较大、值班配置困难问题得到有效的解决，将各系统统一集中管理监控，通过自动化机房不同角度的展现方式、告警的准确定位，视频的远程控制，减轻了值班员的工作压力，不用去机房巡检便可知机房的运行情况。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.一种动态机房承载视频的可视化集中监控系统，其特征在于，所述系统包括一个客户端和位于不同地点的多个自动化机房，其中，在每个所述机房中均设有采集服务器和摄像头，所述采集服务器包括多个传感器，所述多个传感器用于对机房的环境设备和各个业务系统的参数进行采集，所述摄像头用于对机房进行实时的视频拍摄；所述传感器包括温湿度传感器、火灾探测器、红外探测器和浸水传感器，采用LTM9950D作为温湿度传感器，所述浸水传感器包括两根浸水感应线、0.1uF的电容和监控器，所述0.1uF的电容设置在所述两根水浸感应线之间，所述两根浸水感应线与所述监控器连接；

所述客户端包括：

数据采集与处理单元，用于采集并处理各个采集服务器发送的参数数据，并将处理后的参数数据发送给数据中心服务器，当数据采集与处理单元判断出机房中的环境设备或者业务系统发生故障时，向告警单元发送告警数据，同时将所述告警数据发送到所述数据中心服务器进行保存；

所述数据采集与处理单元包括：输入接口，连接具有开关/模拟量输出的传感器；电源输出端口，为传感器供电；继电器输出端口，为受控设备提供回路控制；

所述数据采集与处理单元发送的采集数据的通信格式从低位到高位传送，包含一个起始位、8位数据位、一个校验位和一个停止位，共11位；

所述8位数据位分别为：

D0为告警量标识位，若有告警变化且未上报时置1,若有告警数据且已上报则置0，在“获取告警量数据”的响应信息中，此位无效；

D1-D3为告警量数据，具体标识不同的告警信息；

D4为开关量标志位，若有开关量变化且未上报时置1,若有开关量数据且已上报则置0,在“获取告警量数据”的响应信息中，此位无效；

D5-D7为开关量数据，具体标识不同的开关量信息；

所述数据采集与处理单元向数据中心服务器发送数据时，首先通过控制命令将串口置于发送状态，在延时一个随机或者固定时间后，先进行初始化校验，然后发送前导字节唤醒接收方，在接收方应答后，依次发送起始位信息、地址域信息、读取命令码、数据长度信息、数据域，最后将校验码信息发送到接收方，在每次的信息发送时进行CRC校验，在发送完毕后将串口置于接收状态；

所述数据采集与处理单元在接收数据时，首先通过控制命令将串口置于接收状态，在接收对方的信息后，首先判断接收信息是否是前导信息，如果前导信息符合要求，则开始接收数据，与发送方对应依次接收起始位信息、地址域信息、读取命令码、数据长度信息、数据域、最后接收校验码信息，在每次的信息接收时进行CRC校验，如果校验失败则返回0，校验成功则返回1；

数据中心服务器，用于保存所述参数数据和告警数据；

告警单元，用于在接收到所述告警数据后，进行告警；

建模单元，用于构建机房的二维模型和三维模型；所述建模单元采用FLEX技术构建所述自动化机房的二维模型，采用Unity3D技术构建所述自动化机房的三维模型；所述建模单元将从所述数据中心服务器接收到的参数数据和告警数据，在机房的二维模型和三维模型的对应设备上进行标识；

视频处理单元，用于对从摄像头接收到的视频数据进行处理；

切换单元，与所述告警单元、建模单元和视频处理单元连接，以切换上述三个单元到显示单元的输出；

显示单元，用于根据所述切换单元的切换来显示监控信息，所述监控信息为告警信息、机房的二维模型、三维模型或者机房的实时监控视频；

其中，所述客户端采用富客户端应用技术，在显示单元上通过视图的方式显示所述监控信息。

2.根据权利要求1所述的动态机房承载视频的可视化集中监控系统，其特征在于，当有告警信息产生时，启动设置在机房中的摄像头抓拍图片，并将采集到的图片以短信的形式发送到机房管理者的手机上。

3.根据权利要求1所述的动态机房承载视频的可视化集中监控系统，其特征在于，所述数据采集与处理单元还包括用于过滤掉重复的告警信号的告警过滤模块。

4.根据权利要求1所述的动态机房承载视频的可视化集中监控系统，其特征在于，所述数据采集与处理单元还包括统计模块，所述统计模块用于对接收到的自动化机房的参数数据进行统计分析，并通过曲线的方式在显示单元上显示，以示出预定时间段内统计的各种参数数据的变化情况。