軟件系統結構

軟件系統采用分布式計算機控制系統的結構，以多級監控自下而上逐級匯接而成，每個級別的監控連接成一對多的監控系統網絡。根據網絡結構，以及用戶的實際情況和具體要求，可以為兩級或三級組網結構或多級組網結構。

機房集中監控開發平臺為機房管理提供一套完整的解決方案，此系統通過計算機網絡實現對機房的集中分布監控，計算機網絡通訊協議采用TCP/IP，并且利用硬件采集網絡也可實現多級集中監控。機房動力環境監控采用RS485總線結構，系統通過分布在監控環境中的各種傳感器搜集數據，或由智能設備直接提供給計算機，再由計算機對搜集到的信息進行記錄和處理并提供報警、分析、調整，并將信息發送到網上，供各級用戶選用。管理者根據這些監測到的信息資料,采取相應的控制措施，或由電腦自動進行控制，使監控環境各設備安全可靠運行。

整個系統結構都為模塊化，組建十分靈活，擴展十分方便。使用可實現機房設備運行管理的無人值守，極大的提高了資源利用率和設備運行管理水平。

軟件構成

軟件系統由綜合業務臺，數據庫服務臺，項目開發配置臺；

監控中心所有的業務臺軟件模塊都是全中文的操作及顯示界面（類似于WINXP界面）；其中：

1、綜合業務臺：包含報警監控軟件模塊、報表軟件模塊、收發臺軟件模塊。

1）收發模塊：是監控中心與所有機房通信的樞紐，所有數據（上報的信息及下行的控制命令）均通過收發臺轉發。

2）報表模塊：主要是提供完整的、友好的系統信息查詢與顯示界面、豐富的查詢、統計功能；通過操作報表臺，可查詢、打印告警以及操作維護記錄；生成、打印各種報表，生成各種統計曲線、直方圖、餅圖；查詢、檢索錄像帶資料等。用戶可自由設計報表內容及格式，并可定時批量打印報表。同時提供月分析表，對各端局每月設備運行情況自動進行分析（如：設備負荷率、停電時間、時長等）。

生成的報表包括：

日、月告警記錄報表；

月、年告警統計報表；

日（月）監測數據統計報表（電力設備）；

日（月）監測數據統計報表（空調設備）；

日（月）監測數據統計報表（機房環境）；

直流設備負載/交流總用電量日報表；

直流設備負載/交流總用電量月報表；

直流設備負載/交流總用電量年報表；

蓄電池組監測日記錄表；

柴油發電機組開機運行記錄表；

電力設備運行交接班記錄表；

設備財產統計報表；

設備維護記錄表；

日、月操作記錄表；

操作人員登錄記錄表；

信息打印功能包括：

a)出現告警立即打印；

b)根據管理需要定時打印；

c)屏幕拷貝打印；

d)打印信息在顯示屏幕上有提示；

3）報警監控模塊：完成所有控制功能、所有的配置、告警等功能。在正常情況下，以圖形或樹型管理方式顯示監控范圍內的全部被監控對象工作狀態、運行參數的畫面。實時監視各個通信局站動力設備及環境的工作狀態及運行參數，接收告警信息。根據需要，定時或實時查詢各個遠端被控局采集的監測數據（全部監測數據或指定數據），并可顯示實時動態參數曲線和打印輸出。

設置功能：可設置、修改業務臺口令以及調整系統的有關參數。可設定各個監測量告警門限值；如電壓、電流、溫濕度等的門限植。

告警過濾功能：即某一告警事件引起一連串的相關告警時，僅提示該事件的告警，對其它的相關告警則將其過濾掉。對告警的過濾，局方可在報警監控臺上通過菜單的選擇進行設置。對哪些被過濾掉的告警信息，將其送到監控中心并寫庫，但在報警監控臺上不作任何的提示。

告警聯動功能：具有彩色圖形顯示方式：以圖形顯示的方式（地圖）監視各局當前告警情況并統計當前所發生的重要告警；當某局有告警發生時，可在指定的現場運行流圖上通過層層擴展，最后將告警定位在某一個設備上（如整流器等）；畫面中的故障設備以有別于正常時的顏色表示，在故障排除后恢復正常顏色。當告警發生時，將給出可視可聞的聲光告警提示，提醒值班人員有告警發生；值班人員可在任何畫面按下確認鍵盤，關閉可聞告警聲響；故障排除后，自動解除聲光告警，并可通過Modem自動尋呼值班人員的手機，發出告警解除信息。

兩種運行維護模式：可進行自動、手動記錄監視數據，自動、手動打印功能。在自動工作模式下(值班人員如突遇急事需暫時離開監控中心時可設置為自動模式)，可通過Modem自動尋呼值班人員的手機或撥通預設的告警電話，通知有告警發生。具有故障告警的派單閉環管理。

三級權限：可增減、修改操作人員的口令、權限。操作人員需登錄工號，權限（級別）及密碼后才能進入控制界面；并對所有的操作均進行記錄并入庫保存。三級權限為系統管理員，中心值班人員，分控臺操作人員。系統管理員具有最高級別，可以進行一些重要的系統配置工作；如設定中心值班人員、分控臺操作人員的觀看時間段、操作人員密碼、操作級別等；分控臺操作人員能夠進行相同的操作，但其操作優先級比中心值班人員低；

三級告警等級：一般告警，表示系統中發生了不影響設備及通信安全但應注意的事件；主要告警，可能影響設備安全、需要安排時間處理的告警；緊急告警，已經或即將影響設備安全，必須立即處理的告警。設備運行正常時顏色為綠色，一般告警設備顏色為黃色，報警監控臺發出一聲叫聲，告警燈不亮；主要告警、緊急告警設備顏色為紅色，報警監控臺發出連續叫聲，告警燈亮（紅色）。

專家分析系統：對一些主要設備（如：電源）進行專業行分析，提供對電池的性能做預測性的分析。

2、數據庫服務臺：存放系統所有的數據(包括：配置信息、告警閥值設置信息、安全及操作員權限信息、操作維護記錄、告警記錄等)，它只是被動地響應來自其他業務臺的請求(查詢、讀、寫等操作)，并將結果返回給請求者；其他業務臺以客戶的方式對數據庫服務器的數據進行訪問；這種C/S方式極大地提高了數據處理的效率，同時允許多個客戶同時訪問數據庫服務器，實現了數據的實時性處理。

3、項目開發配置臺：項目結構設計，界面配置，可在線或離線工作。

a) 系統采用組態機制，可以以文字、顏色、圖形、動畫、聲音等各種效果反映監控系統的當前狀態以及被監控的參數。

b) 組態界面不是固定死的界面，可以根據運維的需要由超級用戶進行修改和自行設計，用戶可以在不退出業務臺的情況下全屏幕在線編輯組態，可以將元件的各種屬性（如文本內容、背景顏色、前景顏色、圖像、動畫效果等）與監控量的值和其他信息（如狀態顏色、狀態描述等）綁定起來，從而得到豐富的效果。可以制作出各種監控界面，如全網和局站的電子地圖、組網結構圖、綜合管理界面、各類設備的群組界面、局站的電力流圖、設備的組態界面、電源的均流圖等，使得界面的形式靈活多變，充分滿足監控的要求。

c) 系統組態功能提供多種控件，支持線、矩形、標簽、輸入框、按鈕、圖片框、動畫框、開關、儀表、旋鈕、計數器、計量儀器、進度條等數十種組態控件，模擬設備數據顯示形態，界面直觀、美觀。

d) 系統提供了組態界面的模板功能，可以將當前的組態界面保存成模板，并對當前界面應用模板，從而簡化了界面的配置。在系統中，將提供系統拓撲結構、設備群組、局站流圖、局站分布圖等滿足運維需要的組態界面，從而減省用戶的工作量。

軟件特點

1、遙信、遙測、遙控、遙調和遙視功能

監控中心在正常情況下應能正確顯示其監控范圍內的全部被監控對象的工作狀態、運行參數，并進行相應的操作。

對于具備智能化接口的被監控設備，應采用這些設備所提供的接口，并實現其軟件提供的功能。

系統對被監控設備應具有時序邏輯控制功能：對于某些被監控設備可以根據參數按時序發出一系列的控制命令。

2、告警管理功能

告警等級

A.嚴重告警：已經或即將危及設備及通信安全，必須立即處理的告警。

B.主要告警：可能影響設備及通信安全，需要安排時間處理的告警。

C.一般告警：表示系統中發生了不影響設備及通信安全但應注意的事件。

告警功能要求

A.無論監控系統控制臺處于任何界面，均應及時自動提示告警，顯示并打印告警信息。所有告警一律采用可視、可聞聲光告警信號。 B.不同等級的告警信號應采用不同的顯示顏色和告警聲響：嚴重告警標識為紅色標識閃爍，主要告警為橙色標識閃爍，一般告警為藍色標識閃爍。

C.發生告警時，應由維護人員進行告警確認。如果在規定時間內（根據通信線路情況確定）未確認，可根據設定條件自動通過短消息、電話或尋呼機等通知相關維護人員。

D.具有多地點、多事件的并發告警功能，不應丟失告警信息，告警準確率為100%。

E.系統應能對不需要做出反應的告警進行屏蔽、過濾。

F.系統應能根據需要對各種歷史告警的信息進行查詢、統計和打印。各種告警信息不能在任何地方進行更改。

G.系統本身的故障應能自診斷并發出告警，能直觀地顯示故障內容。

H.系統具有根據用戶的要求，能方便快捷的進行告警查詢和處理功能。

I.告警設定告警條件、告警等級及告警門限值可根據現場情況由系統管理員設置和修改。

3、配置管理功能

（1）配置管理功能用于監控對象、監控系統自身的增加、修改和刪除的管理。配置管理要求操作簡單、方便、擴容性好，可進行在線配置，不中斷系統正常運行。

（2）監控系統應具有遠程監控管理功能，可在中心或遠程進行現場參數的配置及修改。

（3）配置信息呈現是從全網的角度反應整個網絡的拓撲結構，為用戶進行日常的操作維護（如告警監視）提供基礎。配置信息采用圖形和文本相結合的手段。拓撲視圖允許用戶根據管理的需要靈活的定義和修改，其定義和修改要有嚴格的安全控制機制。

4、安全管理功能

（1）監控系統應具有系統操作權限的劃分和配置功能。當操作人員取得相應權限時，可進行相應操作。

（2）監控系統應有設備操作記錄，設備操作記錄包括操作人員工號、被操作設備名稱、操作內容、操作時間等。

（3）監控系統應有操作人員登錄及退出時間記錄。

（4）監控系統應據有容錯能力，不因用戶誤操作等原因使系統出錯、退出或死機。

（5）監控系統應具有對本身硬件故障、各監控級間的通信故障、軟件運行故障自診斷功能，并給出告警提示。

（6）系統應具有來電自啟動功能。

（7）系統應具有系統數據備份和恢復功能。

5、報表管理功能

用戶利用監控系統提供的工具軟件，生成并打印出各種統計資料、交接班日志、派修工單、機歷卡及曲線圖等。

6、通信管理功能

（1）監控系統能直觀地顯示各級之間的通信狀態，能記錄各點發生的通信故障。

（2）監控系統能自動記錄通信線路的啟動、停止和切換時間。

7、圖像基本功能

（1）系統可同時觀察多幅彩色圖像并進行切換。

（2）可對遠端機房/的云臺和鏡頭進行控制和調整。

（3）具備告警圖像聯動功能，當某些告警信號產生時，能自動進行視頻切換，供監視或存儲。

（4）可對圖像信息進行單路或多路的存儲及回放。

8、顯示功能

（1）采用圖形交互方式進行顯示

（2）采用簡體中文界面

（3）年份采用四位數字表示。

（4）可在指定的現場運行流程圖上通過逐層擴展，最后將故障定位在監控對象上。

9、打印功能

出現告警立即打印。

根據管理需要定時打印。

打印信息在顯示屏幕上應有所提示。

屏幕拷貝打印。

10、數據存貯功能

（1）前端數據處理模塊自主完成監控任務，記錄告警數據、歷史數據，并進行數據統計分析。數據存貯單元中保存，使得數據處理模塊不但能夠分擔整個系統的數據采集工作，還能夠脫離上層監控網絡獨立運行。

（2）當上層監控網絡發生故障時，前端數據處理模塊忠實完成自己的任務，并存貯數據。一旦上層監控網絡故障恢復，前端數據處理模塊會主動將故障期間保留的各種數據與上層監控網絡同步，使監控系統的故障恢復作到一個完全的恢復。

系統特點

1嵌入式設計

在國內動力環境監控系統發展的初期，大多數監控系統供應商提供的產品，都采用“通用工控機＋A/D數據采集卡＋傳感器”模式，以工業控制計算機為核心，構建前端數據采集系統。由于工控機、A/D數據采集卡的通用性，使得數據采集系統構建起來相對容易，通過編制工控機上的數據采集軟件，即可以實現數據的采集。但也是由于這些通用性，使得這樣的系統具有明顯的缺陷：

1)工控機作為通用的計算機產品，設計的功能齊全、完善，而作為監控數據采集這項特定的處理任務，工控機的許多功能利用不上。由于工控機作為前端系統的核心，其一項投入無法依據監控規模的大小靈活配置，會出現投入和產出不匹配的現象。

2)工控機具有硬盤、鍵盤、顯示器、數據采集插板等外部設備，還需要安裝操作系統軟件，使數據采集軟件在操作系統上運行，這就為系統可靠運行帶來了更多的故障點：外部設備的穩定、操作系統的穩定，數據采集軟件的穩定，等等，也為監控系統自身的維護帶來了更大難度。

3)工控機作為通用產品，并不考慮動力環境監控系統的特點，因此無論在設備供電、產品應用，還是施工維護等方面，都會帶來諸多不便。

我們在充分考慮了監控用戶的需求，引進國外的先進設計思想，最早在國內推出了嵌入式產品，前端數據采集設備為動力環境監控系統的需要量身定制，充分考慮監控系統的特點，在供電、應用環境、施工維護等方面，都為工程實施和維護人員考慮周到。同時，由于采用固化軟件、專用程序，從一開始就采用專業化的結構設計，摒棄計算機+采集卡+編碼卡的傳統模式，使系統具有極高的可靠性，減少外部因素造成系統運行的不穩定，極大地提高了系統的可靠性。

2航空黑匣子功能

采用的前端數據處理模塊，如機房無憂8080、SDU等，不但具有自己的CPU，還有自己的數據存貯單元。每一個模塊在實施監控任務時，其系統運行參數、監控點配置參數、系統運行歷史數據、監控點的統計數據等，都可以在數據存貯單元中保存，使得數據處理模塊不但能夠分擔整個系統的數據采集工作，還能夠脫離上層監控網絡獨立運行。

當上層監控網絡發生故障時，前端數據處理模塊忠實完成自己的任務，并存貯數據。一旦上層監控網絡故障恢復，前端數據處理模塊會主動將故障期間保留的各種數據與上層監控網絡同步，使監控系統的故障恢復作到一個完全的恢復。

同時，由于前端數據處理模塊所存貯的配置數據，與上層網絡的配置數據互為備份，一旦某一層結構中的數據丟失，即可從另一層結構中提取備份數據。

3良好的可維護性

任何一個產品，任何一個系統都存在著維護問題，包括：系統內部軟件的生級換代、系統設備（通信線路）故障時的故障定位等。

系統是一個具有星型網絡結構的網絡系統，具有被監控點分散且與中心距離較遠的特點，為使系統的維護工作能夠最大程度的便利，我們在監控中心提供了軟件下載功能；獨具特色的軟件遠程在線下載（download）和升級功能，遠端的采集模塊內置Flashmemory，內置的單板程序可以通過download技術遠程升級。即當被控機房的軟件需要升級時，只需在任何能上互聯網的地方通過遠程下載更新程序，利用此功能，維護人員不需一一到每一個機房。

4高度的可靠性設計

集中監控系統是一個對安全性要求很高的系統，各種告警信息和數據必須萬無一失地實時地向監控中心上報。系統對系統安全穩定性進行了較周密的考慮，主要表現在：

1、系統中用到的設備、器件、裝置均選用國外著名廠家產品，盡量從廠家直接進貨；并對所有硬件設備進行了一整套完善的測試

2、告警信息實時傳遞，做到可視可聞，保證了用戶設備故障和告警及時發現并排除。

3、自動檢測系統中的重要設備（如傳輸設備）并能對出現的故障進行偵測定位

5功能強大的信息數據查詢及統計功能

此系統提供了功能強大的各種統計分析表、性能參數曲線、直方圖、餅圖和信息查詢手段，用戶可根據其特殊的需要、按照其定義的查詢索引查詢、打印、生成各類報表，且根據用戶需要可對生成的報表定制以使報表能夠更突出重點或合乎用戶喜好（如缺省狀態下報表格式比較齊全，包括所有字段；但用戶可選擇其中幾個字段生成一張定制的報表）；另外，為方便用戶管理，還提供了信息比較功能，如同類設備（包括不同端局之間）在相同條件下就某一特征參數的比較（告警次數、電流值、電壓值、溫濕度、頻率等）；對于故障發生頻次高的設備將其列入重點監視對象以重點檢測并提出設備更換建議。

6良好的可擴展性

系統的可擴展性體現在以下幾方面：

（1）某一機房內檢測點數目擴容：

一體化嵌入式管理單元不但具有自己的CPU，還有自己的數據存貯單元。所以可以獨立工作，也可以迅速與中心組網；實現更復雜的功能。

（2）增加監控中心客戶端：

系統的監控中心可帶多個客戶端，通過操作分控臺也可以選擇觀看任一端局畫面。客戶端的功能有限，除了對本機登錄口令設置及進行一般的操作控制（如對各個遠端局攝像機進行控制）外，一般不具備其他功能；

開發客戶端的目的是為了滿足有關領導、有關部門（如保衛部門）進行一般性的視察工作又不擔負維護工作的需要。系統的監空中心可添加任意數量的客戶端，為系統結構及系統穩定性考慮，建議客戶端數目不大于100個。

7良好的兼容性

系統由于在開發時嚴格遵守郵電部`《通信局（站）電源系統總體技術要求（暫行規定）》（XT005-95）、《通信電源和空調集中監控系統技術要求（暫行規定）》（YDN023-1996）、《通信電源、機房空調集中監控管理系統暫行規定》（電網綜472號文）以及《通信電源計算機集中監控系統通信協議》等文件，只對需要擴充的部分進行了適當的擴充，因此具有良好的兼容性：其他廠家的相同類型的系統只要符合《通信電源計算機集中監控系統通信協議》，不用修改任何軟件即可納入pManager。

8系統設備的安全設計

產品安全性設計符合“GB4943-1995信息技術設備（包括電氣事務設備）的安全”及IEC相關規范的要求。

1)系統各產品按Ⅰ類防電擊設備設計，除采用基本絕緣措施外，還設計有保護地與機房。建筑物配線中的保護接地導體相連。

2)系統各產品電源部分設計有熔斷裝置，保證模塊工作時不會因短路或故障大電流引發電擊、能量和溫度危險。

3)采集模塊采用-48V直流電源或220V供電，工作電流很小。電氣接口除DO繼電器輸出有可能外接220V，AC外，其它均為SELV電路（根據電路原理和布局可以保證模塊任何兩個相鄰元件間的電位差不會超過60V，DC，即便是基本絕緣失效的情況下）。DO繼電器觸點線路與保護地（機殼）及其它線路之間爬電距離或電氣間隙均大于3mm。

4)DCB．OSD等模塊采用220V交流電源供電，工作電流很小。在其電源部分選用安全認證的變壓器和AC-DC變換器，電纜走線和PCB布線保證一次電源線與二次電源線和保護地之間爬電距離或電氣間隙均大于3mm，并對其進行了1500V的絕緣耐壓試驗驗證。

5)各外購件如PC、電量變送器、攝像頭、監視器等選用經過安全性認證的產品；

6)各模塊、機柜、操作臺結構設計考慮了機械安全，并進行了振動、沖擊、傾斜等試驗，保證產品在各種復雜情況甚至意外情形下結構的穩定及安全。

7)產品所用的涉及安規的元器件如電容、變壓器、容斷器、開關、插座、濾波器．線纜等均通過嚴格認證，設計時采用了元器件降額設計，在正常工作和故障條件下，元器件所能達到的最高溫度有限很難以引燃PCB板和線纜，而且產品采用金屬外殼也符合防火防護外殼功能。

8)所有產品均進行了熱設計，保證機器工作溫升不超過15℃升，并且在出廠前均通過不低于45℃。24小時的加電高溫老化試驗，保證現場產品在極端溫度條件下不發生元器件損壞、燒毀等故障。

9)根據產品的設計原理和工作性質，本產品不存在足以引發人體傷害和環境危害的輻射危險和化學危險。

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