CN113311841A - 一种数据中心机房环境监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种数据中心机房环境监控系统，包括M个服务器机柜、N个空调机柜、移动巡检终端以及布置于n个可移动服务器机柜上的n个边缘计算终端，所述M个服务器机柜中的m个服务器机柜可在预定范围内移动并相对于不可移动的机柜间隔布置；所述移动巡检终端沿预设巡检路线在所述数据中心机房环境内移动，获取所述n个边缘计算终端的处理结果更新所述预设巡检路线，并在经过所述更新的预设巡检路线时，调节所述N个空调机柜中的部分空调机柜的工作状态；所述边缘处理终端基于所述组合传感器获取的温度和湿度数据，控制所述n个服务器机柜的至少一个在预定范围内移动。本发明实现了数据中心机房的全范围动态巡检与状态控制。
Description
技术领域
本发明属于数据中心监控技术领域，尤其涉及一种数据中心机房环境监控系统。
背景技术
随着信息化建设的不断深入，大型数据中心(IDC)已经很普遍，中型网络机房、小型无人值守机房的数量就更多了。现代信息化社会高度依赖这些信息设备不问断地稳定运行，如出现设备意外停机现象则影响和损失巨大，因此机房环境动力监控系统、视频监控和门禁系统已经成为保障整个IT系统稳定运营的一种重要管理手段。
在专业机房管理人员缺乏的当今时代，越来越多的数据中心在建设过程中使用了机房环境监控系统，希望通过其弥补机房值班人员专业知识不足的缺陷。而且通过对机房系统设备与环境的监测，可以有效减少值班人员的巡查次数，降低机房维护、管理人员的工作量，提高机房系统的稳定性。
中国发明专利申请CN202011518664.9提出一种基于微服务技术的无人值守机房管理方法、服务器和系统，包括：基于预先存储的任一待监测设备的信息，构建获取设备状态命令消息，其中，所述待监测设备为安装于机房内采集机房环境状态数据的采集设备，所述待监测设备将其采集的环境状态数据上报至其所属监测主机；将所述获取设备状态命令消息发送至所述监测主机；接收所述监测主机返回的状态响应消息，提取所述任一待监测设备的状态数据组成状态数据集合；基于预设规则对所述状态数据集合进行健康度分析并生成健康报告。该发明提供的方法、服务器和系统，实现了提高无人值守机房的管理效率，减少人工巡视的耗时，并且保证故障能被及时发现和处理。
中国发明专利申请CN202011439568.5则提出一种计算机机房环境的监控装置，包括监控装置本体，所述监控装置本体包括温湿度控制机壳体、控制温湿度控制机壳体内的温湿度控制电路板、以及固定在控制温湿度控制机壳体左侧顶部的温湿度传感器，所述温湿度传感器与温湿度控制电路板电性连接，所述温湿度控制机壳体的左侧内壁上开设有出气孔。
然而，发明人发现，现有技术的机房监视系统大多是静态的数据监控，并且只能从局部或者特定目标区域采集信息进行分析和处理，无法实现动态的全局监控；此外，现有技术的机房本身的配置也都是静态的，无法根据实际的环境变化自适应的调整，从而造成了较大的资源浪费，不利于环保以及节能控制。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出一种数据中心机房环境监控系统，包括M个服务器机柜、N个空调机柜、移动巡检终端以及布置于n个可移动服务器机柜上的n个边缘计算终端，所述M个服务器机柜中的m个服务器机柜可在预定范围内移动并相对于不可移动的机柜间隔布置；所述移动巡检终端沿预设巡检路线在所述数据中心机房环境内移动，获取所述n个边缘计算终端的处理结果更新所述预设巡检路线，并在经过所述更新的预设巡检路线时，调节所述N个空调机柜中的部分空调机柜的工作状态；所述边缘处理终端基于所述组合传感器获取的温度和湿度数据，控制所述n个服务器机柜的至少一个在预定范围内移动。
具体而言，本发明的数据中心机房环境监控系统包括：
第一数量的固定服务器机柜，第二数量的可移动服务器机柜以及第三数量的空调机柜。
作为一般性的布置，所述第一数量、第二数量均大于所述第三数量；
其中，所述第二数量的可移动服务器机柜中，部分可移动服务器机柜与第一数量的固定服务器机柜中的部分固定服务器机柜间隔布置；
作为一般性的布置，每两个固定服务器机柜之间布置一个所述可移动服务器机柜；
所述可移动服务器机柜可以在预定的小范围内移动，例如，可在所述两个固定服务器机柜之间的区域沿不同方向小范围移动；
进一步，所述数据中心机房环境监控系统包括还包括移动巡检终端以及布置于所述部分可移动服务器机柜上的多个边缘计算终端；
每个所述边缘计算终端与相邻的不可移动的服务器机柜通信，获取所述相邻的不可移动的服务器机柜的流量输出反馈值；
所述移动巡检终端沿预设巡检路线在所述数据中心机房环境内移动，并获取所述多个边缘计算终端的处理结果；
基于所述处理结果，所述移动巡检终端更新所述预设巡检路线，并在经过所述更新的预设巡检路线时，调节所述第三数量的空调机柜中的部分空调机柜的工作状态；
其中，每个所述边缘处理终端还包括组合传感器，所述组合传感器包括温度传感器和湿度传感器；
所述边缘处理终端基于所述组合传感器获取的温度和湿度数据，控制所述部分可移动服务器机柜中的至少一个在预定范围内移动。
作为优选，所述边缘计算终端按照第一预设周期获取所述相邻的不可移动的服务器机柜的流量输出反馈值；
对所述流量输出反馈值执行数据模式分析和数据趋势分析；
基于所述数据模式分析和数据趋势分析，生成所述处理结果。
所述处理结果包括不同服务器机柜在未来预设时间段内的流量输出反馈值的预测值；
基于所述处理结果，所述移动巡检终端更新所述预设巡检路线，具体包括：
将预测值大于预设值的服务器机柜包括在所述更新后的预设巡检路线的巡检范围内，并且增加巡检权重，所述巡检权重表征所述移动巡检终端巡检所述服务端机柜的频率。
所述移动巡检终端配置局部热点分析与监测系统；
所述局部热点分析与监测系统基于所述处理结果探测出所述数据中心机房环境的局部热点区域。
当所述智能巡检机器人接近所述边缘计算终端时，所述智能巡检机器人获取所述温度和湿度数据；
基于在巡检路线上获得的所有所述温度和湿度数据，所述智能巡检机器人探测出所述数据中心机房环境的局部热点区域。
本发明的技术方案，不仅改变了现有数据中心静态布局的缺陷，使得部分服务器（机柜）本身可在预定范围移动，并且所述移动是基于边缘计算终端实时采集的环境参数自适应调整进行，在局部趋于实现了动态环境调整和监控；同时，通过智能巡检机器人与边缘计算终端交互更新全局巡检路线，使得巡检趋于动态化和重点化，在全局区域也实现了动态环境调整和监控，从而使得数据中心的监控实现了局部和全局的全覆盖。
本发明的进一步优点将结合说明书附图在具体实施例部分进一步详细体现。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一个实施例的一种数据中心机房环境监控系统的区域布局示意图
图2是图1所述系统中移动巡检终端与边缘计算终端的数据交互示意图
图3是基于图2所述数据交互实现所述移动巡检终端的巡检路线更新示意图
图4是图1-图3中使用的边缘计算终端的部分模块结构示意图
图5是图1-图3中使用的移动巡检终端的部门功能模块示意图
图6是边缘计算终端接收固定服务器数据执行数据分析的流程示意图
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对发明做出进一步的描述。
参照图1，是本发明一个实施例的一个实施例的一种数据中心机房环境监控系统的区域布局示意图。
作为一般性的例子，图1可描述为：所述数据中心机房环境包括M个服务器机柜和N个空调机柜、布置于n个服务器机柜上的n个边缘计算终端
所述M个服务器机柜中的m个服务器机柜可在预定范围内移动；
所述m＜M，并且，所述可在预定范围内移动的m个服务器机柜中的n个服务器机柜与不可移动的服务器机柜间隔布置。
为便于描述，在后续的实施例描述中，服务器、服务器机柜或者机柜在不引起上下文冲突的前提下，可表示同一个特征。
仅作为示意性的例子，图1中包含7个服务器机柜和4个空调机柜，7个服务器机柜中，包含4个固定机柜（图1中描述为机柜服务器）和3个可移动机柜（图1中简称为机柜，带有边缘计算终端）。其中，3个可移动机柜在4个固定机柜中间隔布置。
尤其的，每两个固定机柜中间，布置一个所述可移动机柜。
如图中箭头所示，所述可移动机柜可在每两个（相邻）固定机柜中间的区域内，分别上、下、左、右移动。
其中，图1还指出所述系统包括至少一个智能巡检终端和其对应的预设（初始）巡检路线。
图1中，所述移动巡检终端沿预设巡检路线在所述数据中心机房环境内移动，并获取所述n个边缘计算终端的处理结果。
在图1基础上，接下来参见图2。图2是图1所述系统中移动巡检终端与边缘计算终端的数据交互示意图。
其中，每个所述边缘处理终端还包括组合传感器，所述组合传感器包括温度传感器和湿度传感器；
所述边缘处理终端基于所述组合传感器获取的温度和湿度数据，控制所述可移动服务器机柜的至少一个在预定范围内移动。
作为优选，所述移动巡检终端为智能巡检机器人；
所述智能巡检机器人与所述边缘计算终端配置有对应的匹配接近传感器；当所述智能巡检机器人接近所述边缘计算终端时，激活所述匹配接近传感器，所述智能巡检机器人从所述边缘计算终端获取所述处理结果。
这里的匹配接近传感器，意为所述智能巡检机器人配置第一接近传感器，所述边缘计算终端配置第二接近传感器，当所述智能巡检机器人接近所述边缘计算终端至预定范围内时，所述第一接近传感器和所述第二接近传感器处于匹配状态，即激活所述匹配接近传感器，从而产生数据交互。
作为优选，这里的所述接近传感器包括蓝牙接近检测模式和红外接近检测模式；当所述智能巡检机器人和所述边缘计算终端处于相对静止时，启用所述蓝牙接近模式；当所述智能巡检机器人和所述边缘计算终端处于相对运动时，启用所述红外接近模式。
所述边缘计算终端按照第二预设周期获取所述温度和湿度数据；
若所述温度和湿度数据之一满足预设条件，则控制所述n个服务器机柜的至少一个在预定范围内移动。
显然，由于在本发明的场景中，所述智能巡检机器人和所述边缘计算终端各自本身都可以处于运动状态，因此针对性的引入了多模接近模式，提高了数据接近检测和传输的及时性和准确定。
接下来参见图3。图3是基于图2所述数据交互实现所述移动巡检终端的巡检路线更新示意图。
在图3中，每个所述边缘计算终端与相邻的不可移动的服务器机柜通信，获取所述相邻的不可移动的服务器机柜的流量输出反馈值。
对所述流量输出反馈值执行数据模式分析和数据趋势分析；
基于所述数据模式分析和数据趋势分析，生成所述处理结果。
作为示例，所述流量输出反馈值的大小可表征所述不可移动的服务器机柜当前处理的数据量的大小、当前输出的数据量大小、当前负荷大小、当前功耗大小等，本发明对此不作具体限定。
所述数据模式分析和所述数据趋势分析是相对的两个处理方向。
所述移动巡检终端沿预设巡检路线在所述数据中心机房环境内移动，并获取所述n个边缘计算终端的处理结果；
基于所述处理结果，所述移动巡检终端更新所述预设巡检路线，并在经过所述更新的预设巡检路线时，调节所述N个空调机柜中的部分空调机柜的工作状态；
图3所述虚线圆角矩形框显示了预设的初始巡检路线，而所述实线椭圆框显示了更新的巡检路线。
具体的，所述空调机柜的工作状态包括热通道输出功率、冷通道输出功率以及扫风风向。
所述处理结果包括不同服务器机柜在未来预设时间段内的流量输出反馈值的预测值；
基于所述处理结果，所述移动巡检终端更新所述预设巡检路线，具体包括：
将预测值大于预设值的服务器机柜包括在所述更新后的预设巡检路线的巡检范围内，并且增加巡检权重，所述巡检权重表征所述移动巡检终端巡检所述服务端机柜的频率。
在所述预设巡检路线更新的同时，所述边缘计算终端按照第二预设周期获取所述温度和湿度数据；若所述温度和湿度数据之一满足预设条件，则控制所述n个服务器机柜的至少一个在预定范围内移动。
作为优选，所述数据中心机房环境包括冷热通道门；
所述移动巡检终端在经过所述冷热通道门门，关闭所述匹配接近传感器。
图4给出了上述实施例中使用的边缘计算终端的部分模块结构示意图。
边缘计算指的是在网络边缘结点来处理、分析数据，可在靠近物或数据源头的网络边缘侧，融合网络、计算、存储、应用等核心能力的分布式开放平台，因此适合于本发明的场景。其应用程序在边缘侧发起，产生更快的网络服务响应，满足行业在实时业务、应用智能、安全与隐私保护等方面的基本需求。
边缘计算终端是指可在本地完成相应的边缘计算处理的终端设备。
在结构上，参见图4，本实施例使用的边缘计算终端包括接近传感器、流量探测器以及位移控制器。
所述接近传感器可以是前述的匹配接近传感器组合之一，所述流量探测器可以用于探测到所述服务器机柜的所述流量输出反馈值，所述位移控制器用于控制所述可移动服务器机柜的移动方向和移动距离。
图4的模块还包括其他必要组成部分，包括服务器的风机启停控制模块、照明电路控制模块、声光报警器、数字量输入/输出端子、湿度/温度传感器、漏水检测控制器、电量表获取单元、智能空调链路以及UPS电源和I/O模块，其具体功能不再赘述。
图5则给出了图1-图3中使用的移动巡检终端的部门功能模块示意图。
以移动巡检机器人为例，在图5中，所述移动巡检终端配置局部热点分析与监测系统；所述局部热点分析与监测系统基于所述处理结果探测出所述数据中心机房环境的局部热点区域。当所述智能巡检机器人接近所述边缘计算终端时，所述智能巡检机器人获取所述温度和湿度数据；
基于在巡检路线上获得的所有所述温度和湿度数据，所述智能巡检机器人探测出所述数据中心机房环境的局部热点区域。
作为优选，所述局部热点区域对应的服务器机柜的巡检权重将会增大。
当然，如前所述，所述移动巡检终端更新所述预设巡检路线，并在经过所述更新的预设巡检路线时，调节所述N个空调机柜中的部分空调机柜的工作状态。
因此，图5所述模块还包括对应的数据接收、数据发送、巡检路线识别、巡检路线更新、空调状态调节、巡检权重调整等模块；
同时，作为智能巡检机器人的组成部分，图5还是出了人机交互界面、数据交互界面；同时，为了保证巡检安全，所述移动巡检终端配置了网络摄像机、安全定位模块与安全回桩模块。
为了实现与边缘计算终端的数据交互，图5示出了接近传感器，对应于图4，同样的，所述接近传感器可以是前述的匹配接近传感器组合之一。
在此值得指出的是，图4和图5中所述接近传感器包括蓝牙接近检测模式和红外接近检测模式；当所述智能巡检机器人和所述边缘计算终端处于相对静止时，启用所述蓝牙接近模式；当所述智能巡检机器人和所述边缘计算终端处于相对运动时，启用所述红外接近模式。
最后参见图6。如前所述，所述移动巡检终端沿预设巡检路线在所述数据中心机房环境内移动，并获取所述n个边缘计算终端的处理结果；
基于所述处理结果，所述移动巡检终端更新所述预设巡检路线，并在经过所述更新的预设巡检路线时，调节所述N个空调机柜中的部分空调机柜的工作状态。
关于所述处理结果的获取，参见图6，所述边缘计算终端按照第一预设周期获取所述相邻的不可移动的服务器机柜的流量输出反馈值；对所述流量输出反馈值执行数据模式分析和数据趋势分析；基于所述数据模式分析和数据趋势分析，生成所述处理结果。
更具体的，所述数据模式分析是针对已有的数据执行数据产生模式的分析，例如数据产生时间、产生规律、均值分析、偏差分析、最大/最小值分析等；
所述趋势分析则是基于已有的数据执行趋势预测，包括基于时间序列模型，预测数据的未来产生方式，例如未来预设时间段的数据量大小、数据产生时间等。
所述处理结果包括不同服务器机柜在未来预设时间段内的流量输出反馈值的预测值；基于所述处理结果，所述移动巡检终端更新所述预设巡检路线，具体包括：
将预测值大于预设值的服务器机柜包括在所述更新后的预设巡检路线的巡检范围内，并且增加巡检权重，所述巡检权重表征所述移动巡检终端巡检所述服务端机柜的频率。
与此项相对应的，处于局部热点区域的服务器机柜的巡检权重较高。
当然，还可以基于其他参数执行所述局部热点区域识别和探测，具体可参加现有技术：
赖双波. 机房热环境的局部热点分析与监测系统设计[D].安徽工业大学,2014。
总之，本发明的优点至少体现在：
（1）改变了现有数据中心静态布局的缺陷，使得部分服务器（机柜）本身可在预定范围移动；
（2）所述移动是基于边缘计算终端实时采集的环境参数自适应调整进行，在局部趋于实现了动态环境调整和监控；
（3）通过智能巡检机器人与边缘计算终端交互更新全局巡检路线，使得巡检趋于动态化和重点化，在全局区域也实现了动态环境调整和监控，从而使得数据中心的监控实现了局部和全局的全覆盖。
实践证明，采用本发明的技术方案，能够实现数据中心机房的动态全局、全流程监控与局部重点关注区域的合理调整，同时能够自适应的调整空调模块的状态参数，有利于节能和环保；局部重点关注区域的动态调整，也能够避免设备意外停机现象，增强数据中心服务的可靠性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种数据中心机房环境监控系统，所述数据中心机房环境包括M个服务器机柜和N个空调机柜，
其特征在于：
所述M个服务器机柜中的m个服务器机柜可在预定范围内移动；所述m＜M，并且，所述可在预定范围内移动的m个服务器机柜中的n个服务器机柜与不可移动的服务器机柜间隔布置；
所述监控系统还包括移动巡检终端以及布置于所述n个服务器机柜上的n个边缘计算终端；
每个所述边缘计算终端与相邻的不可移动的服务器机柜通信，获取所述相邻的不可移动的服务器机柜的流量输出反馈值；
所述移动巡检终端沿预设巡检路线在所述数据中心机房环境内移动，并获取所述n个边缘计算终端的处理结果；
基于所述处理结果，所述移动巡检终端更新所述预设巡检路线，并在经过所述更新的预设巡检路线时，调节所述N个空调机柜中的部分空调机柜的工作状态；
其中，每个所述边缘处理终端还包括组合传感器，所述组合传感器包括温度传感器和湿度传感器；
所述边缘处理终端基于所述组合传感器获取的温度和湿度数据，控制所述n个服务器机柜的至少一个在预定范围内移动。
2.如权利要求1所述的一种数据中心机房环境监控系统，其特征在于：
所述移动巡检终端为智能巡检机器人；
所述智能巡检机器人与所述边缘计算终端配置有对应的匹配接近传感器；
当所述智能巡检机器人接近所述边缘计算终端时，激活所述匹配接近传感器，所述智能巡检机器人从所述边缘计算终端获取所述处理结果。
3.如权利要求1或2所述的一种数据中心机房环境监控系统，其特征在于：
所述边缘计算终端按照第一预设周期获取所述相邻的不可移动的服务器机柜的流量输出反馈值；
对所述流量输出反馈值执行数据模式分析和数据趋势分析；
基于所述数据模式分析和数据趋势分析，生成所述处理结果。
4.如权利要求1或2所述的一种数据中心机房环境监控系统，其特征在于：
所述相邻的不可移动的服务器机柜通过所述间隔布置的可移动服务器机柜通信，所述通信包括交换自身的流量输出反馈值。
5.如权利要求3所述的一种数据中心机房环境监控系统，其特征在于：
所述边缘计算终端按照第二预设周期获取所述温度和湿度数据；
若所述温度和湿度数据之一满足预设条件，则控制所述n个服务器机柜的至少一个在预定范围内移动。
6.如权利要求1或2所述的一种数据中心机房环境监控系统，其特征在于：
所述空调机柜的工作状态包括热通道输出功率、冷通道输出功率以及扫风风向。
7.如权利要求3所述的一种数据中心机房环境监控系统，其特征在于：
所述处理结果包括不同服务器机柜在未来预设时间段内的流量输出反馈值的预测值；
基于所述处理结果，所述移动巡检终端更新所述预设巡检路线，具体包括：
将预测值大于预设值的服务器机柜包括在所述更新后的预设巡检路线的巡检范围内，并且增加巡检权重，所述巡检权重表征所述移动巡检终端巡检所述服务端机柜的频率。
8.如权利要求2所述的一种数据中心机房环境监控系统，其特征在于：
所述数据中心机房环境包括冷热通道门；
所述移动巡检终端在经过所述冷热通道门门，关闭所述匹配接近传感器。
9.如权利要求1或2或7-8任一项所述的一种数据中心机房环境监控系统，其特征在于：
所述移动巡检终端配置局部热点分析与监测系统；
所述局部热点分析与监测系统基于所述处理结果探测出所述数据中心机房环境的局部热点区域。
10.如权利要求1或5所述的一种数据中心机房环境监控系统，其特征在于：
当所述智能巡检机器人接近所述边缘计算终端时，所述智能巡检机器人获取所述温度和湿度数据；
基于在巡检路线上获得的所有所述温度和湿度数据，所述智能巡检机器人探测出所述数据中心机房环境的局部热点区域。
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