CN105892349A - 一种基于物联网的数据中心智能监控*** - Google Patents

一种基于物联网的数据中心智能监控*** Download PDF

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CN105892349A CN201610066017.6A CN201610066017A CN105892349A CN 105892349 A CN105892349 A CN 105892349A CN 201610066017 A CN201610066017 A CN 201610066017A CN 105892349 A CN105892349 A CN 105892349A
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吴翠云
许文俊
刘汉峰
周晋德
赵�权
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Abstract

本发明公开一种基于物联网的数据中心智能监控***，包括：主控单元、采集单元以及协议转换单元；所述主控单元通过CAN总线分别连接所述采集单元以及所述协议转换单元；所述主控单元通过CAN总线获取所述采集单元采集的数据中心DC的环境参数值；所述主控单元通过所述协议转换单元连接采用不同协议接口的外设；所述主控单元，用于判断所述DC的环境参数值是否超出预设正常参数值范围，并在判定超出预设正常参数值范围后，生成第一DC异常信息。目前现有的DC监控***都是工控机形式的，本发明基于物联网分级架构，可解决现有DC监控难以进行级联和扩展，硬件的重复利用率低，容易造成不必要的浪费的问题。

Description

一种基于物联网的数据中心智能监控***
技术领域
本发明涉及互联网安全技术领域，具体涉及一种基于物联网的数据中心智能监控***。
背景技术
数据中心(Data Center，DC)集合了大量的服务器，计算机等设备，典型的数据中心为互联网数据中心(Internet Data Center，IDC)，IDC为互联网内容提供商(Internet Content Provider，ICP)、企业、媒体和各类网站提供大规模、高质量、安全可靠的专业化服务器托管、空间租用、网络批发带宽等业务。IDC提供给用户综合全面的解决方案，为政府上网、企业上网、企业IT管理提供专业服务，使得企业和个人能够迅速借助网络开展业务，把精力集中在其核心业务策划和网站建设上，而减少IT方面的后顾之忧，因此，IDC的安全性必须得到保障。
DC集合了大量的服务器，计算机等设备，而且在连续不断的运作中，产生大量的热量，如果不及时散热，会存在很大的安全隐患，造成大量的经济损失。DC的安全与其他很多因素存在联系，比如湿度，温度，UPS等等，所以对这些数据的监控，与DC的安全有重要关系。
现有的大多数的DC监控***都是工控机形式的，级联和扩展起来多比较麻烦，而且硬件能够重复利用的概率很低，造成不必要的浪费。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明提供一种基于物联网的数据中心智能监控***，以解决现有的DC监控***都是工控机形式的，难以进行级联和扩展，硬件的重复利用率低，容易造成不必要的浪费的问题。
为此目的，本发明提出一种基于物联网的数据中心智能监控***，包括：
主控单元、采集单元以及协议转换单元；
所述主控单元通过CAN总线分别连接所述采集单元以及所述协议转换单元；
所述主控单元通过CAN总线获取所述采集单元采集的DC的环境参数值；
所述主控单元通过所述协议转换单元连接采用不同协议接口的外设；
所述主控单元，用于判断所述DC的环境参数值是否超出预设正常参数值范围，并在判定超出预设正常参数值范围后，生成第一DC异常信息。
可选的，所述采集单元，还用于采集DC中各机柜的温度；
所述主控单元通过CAN总线获取所述采集单元采集的DC中各机柜的温度；
所述主控单元，还用于判断所述各机柜的温度是否超出机柜预设正常温度范围，并在判定超出机柜预设正常温度范围后，生成第二DC异常信息，所述第二DC异常信息包括机柜温度异常以及异常机柜的识别码。
可选的，所述采集单元实时采集或以预设时间间隔采集数据。
可选的，还包括：电控锁单元；
所述主控单元通过CAN总线连接所述电控锁单元；
所述主控单元，还用于在生成第二DC异常信息后，通过所述电控锁单元打开或关闭所述异常机柜的柜门。
可选的，所述主控单元，还用于根据当前获取的DC的环境参数值、历史存储的DC的环境参数值，预测DC的环境参数值的变化。
可选的，还包括：
I/O单元；
所述主控单元通过CAN总线连接所述I/O单元。
可选的，还包括：
供电单元，用于为所述基于物联网的数据中心智能监控***包括的各单元供电。
可选的，所述***包括多个所述采集单元以及多个所述协议转换单元；
所述主控单元通过CAN总线分别连接各所述采集单元以及各所述协议转换单元。
可选的，所述***包括多个所述电控锁单元；
所述主控单元通过CAN总线分别连接各所述电控锁单元。
相比于现有技术，本发明的基于物联网的数据中心智能监控***基于物联网分级架构，可解决现有的DC监控***都是工控机形式的，难以进行级联和扩展，硬件的重复利用率低，容易造成不必要的浪费的问题。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种基于物联网的数据中心智能监控***结构图；
图2为本发明实施例提供的另一种基于物联网的数据中心智能监控***结构图；
图3为本发明实施例提供的另一种基于物联网的数据中心智能监控***结构图；
图4为本发明实施例提供的另一种基于物联网的数据中心智能监控***结构图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1所示，本实施例公开一种基于物联网的数据中心智能监控***，可包括主控单元11、采集单元12以及协议转换单元13。
所述主控单元11通过CAN总线分别连接所述采集单元12以及所述协议转换单元13。
所述主控单元11通过CAN总线获取所述采集单元12采集的DC的环境参数值。
本实施例中，DC的环境参数中包括但不限于DC的环境温度以及DC的环境湿度。
所述主控单元11通过所述协议转换单元13连接采用不同协议接口的外设。
本实施例中，采用主控单元11与协议转换单元13的两级结构设计，容易实现模块拼接及灵活部署，协议转换单元13方便支持多种厂家、不同接口的设备、监控传感器等，提升用户关于设备、监控传感器的可选择空间。
本实施例中，主控单元11与协议转换单元13之间采用CAN总线结构，挂接的节点数目较传统方式大幅增加。针对机房的不同规模，能够显著减少控制单元的套数，降低用户监控***的购置成本。
本实施例中，采用主控单元11与协议转换单元13的两级结构设计，方便故障排查定位，并减小主控单元11的更换概率，降低用户对于监控***的维护成本。
所述主控单元11，用于判断所述DC的环境参数值是否超出预设正常参数值范围，并在判定超出预设正常参数值范围后，生成第一DC异常信息。
本实施例中，所述主控单元11，用于判断所述DC的环境温度以及所述DC的环境湿度是否超出预设正常温湿度范围，并在判定超出预设正常温湿度范围后，生成第一DC异常信息，所述第一DC异常信息包括DC的环境湿度异常和/或DC的环境湿度异常。
相比于现有技术，本实施例的基于物联网的数据中心智能监控***基于物联网分级架构，可解决现有的DC监控***都是工控机形式的，难以进行级联和扩展，硬件的重复利用率低，容易造成不必要的浪费的问题。
在一个具体的例子中，所述采集单元12，还用于采集DC中各机柜的温度。
所述主控单元11通过CAN总线获取所述采集单元12采集的DC中各机柜的温度。
所述主控单元11，还用于判断所述各机柜的温度是否超出机柜预设正常温度范围，并在判定超出机柜预设正常温度范围后，生成第二DC异常信息，所述第二DC异常信息包括机柜温度异常以及异常机柜的识别码。
在一个具体的例子中，所述采集单元12实时采集或以预设时间间隔采集数据。
在一个具体的例子中，如图2所述，基于物联网的数据中心智能监控***还包括：电控锁单元14。
所述主控单元11通过CAN总线连接所述电控锁单元14。
所述主控单元11，还用于在生成第二DC异常信息后，通过所述电控锁单元14打开或关闭所述异常机柜的柜门。
在一个具体的例子中，所述主控单元11，还用于根据当前获取的DC的环境温度、当前获取的DC的环境湿度、历史存储的DC的环境温度以及历史存储的DC的环境湿度，预测DC的环境温度的变化以及DC的环境湿度的变化。
在一个具体的例子中，如图3所述，基于物联网的数据中心智能监控***还包括：I/O单元15。所述主控单元11通过CAN总线连接所述I/O单元15。
在一个具体的例子中，如图4所述，基于物联网的数据中心智能监控***还包括：供电单元16，用于为所述互联网数据中心DC监控***包括的各单元供电。
在一个具体的例子中，DC监控***包括多个所述采集单元12以及多个所述协议转换单元13。
所述主控单元11通过CAN总线分别连接各所述采集单元12以及各所述协议转换单元13。
在一个具体的例子中，DC监控***包括多个所述电控锁单元14。所述主控单元通过CAN总线分别连接各所述电控锁单元。
在一个具体的例子中，所述采集单元12，包括：电源接口POWER、晶体振荡器OSC、单片机MCU、异步接收/发送装置UART、6BitAddress、CAN总线接口、多个温度传感器和多个湿度传感器。
其中，多个温度传感器和多个湿度传感器同时还具有数据自动存储、数据统计等功能；UART可将需要传输的并行数据转化为串行数据进行输出，双向通信，可以实现全双工的传输和接收；CAN总线接口主要功能是实现与其他CAN接口或者数字信号控制器进行通信；OSC同外部石英晶体或谐振器相连，为MCU产生一个参考时钟；MCU可采用ARM CortexTM-M3 MCU硬件，实现采集单元12的计算处理功能；6Bit Address用来标识不同的采集单元12，与电控锁单元12上的CAN总线接口ID对应。
在一个具体的例子中，比如某个机柜的温度过高，主控单元11通过电控锁单元14将该机柜的门打开来促进散热；该机柜温度低于机柜预设温度范围的最小值时，主控单元11会通过电控锁单元14将该机柜的门闭合。
本实施例中，电控锁单元14，包括：电源接口POWER、晶体振荡器OSC、单片机MCU、异步接收/发送装置UART、6Bit Address、CAN总线接口、继电器Relay。
其中，UART可将需要传输的并行数据转化为串行数据进行输出，双向通信，可以实现全双工的传输和接收；CAN总线接口主要功能是实现与其他CAN接口或者数字信号控制器进行通信；OSC同外部石英晶体或谐振器相连，为MCU产生一个参考时钟；MCU可采用ARMCortexTM-M3 MCU硬件；6Bit Address用来标识不同的电控锁单元14，与电控锁单元14上的CAN总线接口ID对应；Relay为具有隔离功能的自动开关元件，主要用来实现判断和自动开关功能。
在一个具体的例子中，协议转换单元13，包括：电源接口POWER、晶体振荡器OSC、单片机MCU、异步接收/发送装置UART、6BitAddress、CAN总线接口、多个RS-485通信接口。
其中，UART可将需要传输的并行数据转化为串行数据进行输出，双向通信，可以实现全双工的传输和接收；CAN总线接口主要功能是实现与其他CAN接口或者数字信号控制器进行通信；OSC同外部石英晶体或谐振器相连，为MCU产生一个参考时钟；MCU可采用ARMCortexTM-M3 MCU硬件；6Bit Address用来标识不同的协议转换单元13，与协议转换单元13上的CAN总线接口ID对应；RS-485为一个通信接口，实现收发功能。
实施例中的基于物联网的数据中心智能监控***具有如下有益效果：
1.实施例中的基于物联网的数据中心智能监控***采用分布式处理，相对于现在的集中式处理方案，具有：
1.1高精确性与灵活性
采用模块化的方案，可以根据客户当前的需求进行精确、灵活的量身定制。
1.2高扩展性
如果客户的要求提高，所采用模块化的方案能够得到快速、方便的扩展。
1.3高可用性
完全模块化的方案应用，平均修复时间被大大缩短了，使用传统方案的数据中心需要10个小时甚至更多时间来修复故障，而模块化的方案只需更换模块即可。
2：***采用CAN总线代替现在普遍的RS485总线：
2.1在低速情况下传输距离可达10KM，在长距离传输上拥有绝对优势。
2.2 CAN－bus是多主从结构，每个节点都有CAN控制器，多个节点发送时，以发送的ID号自动进行仲裁，这样就可以实现总线数据不错乱，而且一个节点发完，另一个节点可以探测到总线空闲，而马上发送，这样省去了主机的询问，提高了总线利用率，增强了快速性。
2.3 CAN总线有CAN控制器，可以对总线任何错误进行检测，如果自身错误超过128个，就自动闭锁。保护总线。如果检测到其他节点错误或者自身错误，都会向总线发送错误帧，来提示其他节点，这个数据是错误的。这样CAN总线一旦有一个节点CPU程序跑飞了，它的控制器自动闭锁。保护总线。所以在安全性要求高的网路，CAN具有很强的优势。
2.4 CAN总线通过CAN控制器接口芯片的两个输出端CANH和CANL与物理总线相连，而CANH端的状态只能是高电平或悬浮状态，CANL端只能是低电平或悬浮状态。这就保证不会出现象在RS-485网络中，当***有错误，出现多节点同时向总线发送数据时，导致总线呈现短路，从而损坏某些节点的现象。而且CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能，以使总线上其他节点的操作不受影响，从而保证不会出现在网络中，因个别节点出现问题，使得总线处于“死锁”状态。
2.5 CAN具有完善的通信协议，可由CAN控制器芯片及其接口芯片来实现，从而大大降低了***的开发难度，缩短了开发周期，这些是只仅仅有电气协议的RS-485所无法比拟的。
3：***采用模块化、可扩展的设计方式，并且根据客户当前的需求进行精确的量身定制。如果客户的要求提高，所采用的技术也能够得到快速、方便的扩展，具有较强的灵活性。
硬件的优点：主控单元11可采用MCU(微控制单元)，例如ARM926EJ-STM CPU。
MCU(微控制单元)+接口转换器两级结构设计，容易实现模块拼接及灵活部署，接口转换器方便支持多种厂家、不同接口的设备、监控传感器等，提升用户关于设备、监控传感器的可选择空间。
MCU与接口转换器之间采用CAN总线结构，挂接的节点数目较传统方式大幅增加。针对机房的不同规模，能够显著减少控制单元的套数，降低用户监控***的购置成本。
MCU(微控制单元)+接口转换器两级结构设计，方便故障排查定位，并减小MCU的更换概率，降低用户对于监控***的维护成本。
放弃传统的后面走线，采用面板走线，机柜无需打开，方便检查安装。
需要说明的是，在本文中，“第一”和“第二”仅仅用来将相同名称区分开来，而不是暗示这些名称之间的关系或者顺序。
本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。
本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的一些或者全部部件的一些或者全部功能。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (9)

1.一种基于物联网的数据中心智能监控***，其特征在于，包括：
主控单元、采集单元以及协议转换单元；
所述主控单元通过CAN总线分别连接所述采集单元以及所述协议转换单元；
所述主控单元通过CAN总线获取所述采集单元采集的DC的环境参数值；
所述主控单元通过所述协议转换单元连接采用不同协议接口的外设；
所述主控单元，用于判断所述DC的环境参数值是否超出预设正常参数值范围，并在判定超出预设正常参数值范围后，生成第一DC异常信息。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述采集单元，还用于采集DC中各机柜的温度；
所述主控单元通过CAN总线获取所述采集单元采集的DC中各机柜的温度；
所述主控单元，还用于判断所述各机柜的温度是否超出机柜预设正常温度范围，并在判定超出机柜预设正常温度范围后，生成第二DC异常信息，所述第二DC异常信息包括机柜温度异常以及异常机柜的识别码。
3.根据权利要求1或2所述的***，其特征在于，所述采集单元实时采集或以预设时间间隔采集数据。
4.根据权利要求2所述的***，其特征在于，还包括：电控锁单 元；
所述主控单元通过CAN总线连接所述电控锁单元；
所述主控单元，还用于在生成第二DC异常信息后，通过所述电控锁单元打开或关闭所述异常机柜的柜门。
5.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述主控单元，还用于根据当前获取的DC的环境参数值、历史存储的DC的环境参数值，预测DC的环境参数值的变化。
6.根据权利要求1所述的***，其特征在于，还包括：
I/O单元；
所述主控单元通过CAN总线连接所述I/O单元。
7.根据权利要求1、4或6所述的***，其特征在于，还包括：
供电单元，用于为所述基于物联网的数据中心智能监控***包括的各单元供电。
8.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***包括多个所述采集单元以及多个所述协议转换单元；
所述主控单元通过CAN总线分别连接各所述采集单元以及各所述协议转换单元。
9.根据权利要求4所述的***，其特征在于，所述***包括多个所述电控锁单元；
所述主控单元通过CAN总线分别连接各所述电控锁单元。
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