才茂通信UPS電源智能遠程監(jiān)測管理應用方案

▋概述

UPS（Uninterruptible Power System ），即不間斷電源，是一種含有儲能裝置，以逆變器為主要組成部分的恒壓恒頻的不間斷電源。主要用于給單臺計算機、計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)或其它電力電子設備提供不間斷的電力供應。當市電輸入正常時，UPS 將市電穩(wěn)壓后供應給負載使用，此時的UPS就是一臺交流市電穩(wěn)壓器，同時它還向機內(nèi)電池充電；當市電中斷（事故停電）時， UPS 立即將機內(nèi)電池的電能，通過逆變轉(zhuǎn)換的方法向負載繼續(xù)供應220V交流電，使負載維持正常工作并保護負載軟、硬件不受損壞。UPS 設備通常對電壓過大和電壓太低都提供保護。

▋UPS現(xiàn)狀

UPS是針對中國電網(wǎng)環(huán)境和網(wǎng)絡監(jiān)控和網(wǎng)絡系統(tǒng)、醫(yī)療系統(tǒng)等對電源的可靠性要求，克服中、大型計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)集中供電所造成的供電電網(wǎng)環(huán)境日益惡劣的問題。UPS和直流電源是企業(yè)重要的供電保障設備，傳統(tǒng)的維護管理包括：

（1）日常巡檢外觀，定期更換電池、濾波電容、風機等易損件，大修時做電池活化等;

（2）改造或采用換代設備，使用高級工具測試電池性能。這種管理方式企業(yè)投入成本高，維護人員工作量大，不易實時掌握設備運行狀態(tài)和關鍵數(shù)據(jù)，設備事故預防能力低。實施在線維護管理可避免傳統(tǒng)方式的不足之處，獲得良好效益。

UPS 在各個領域應用十分廣泛,通信機房中安裝 UPS 供電系統(tǒng)越來越普遍。UPS 的使用環(huán)境決定了對 UPS 監(jiān)控的重要性，僅依靠運行維護值班人員每日幾次或?qū)I(yè)技術人員每周幾次現(xiàn)場巡視、巡檢無法滿足要求,如果出現(xiàn)故障將無法及時發(fā)現(xiàn)并對設備進行應急處理,將造成重大損失。而采用遠程監(jiān)控方案，可方便對分布的 UPS 進行集群化管理，提前預警等。

▋系統(tǒng)應用
UPS監(jiān)控是對機房不間斷電源的數(shù)據(jù)進行采集，通過遠程傳輸?shù)姆绞?，在中心機房 PC 機上進行統(tǒng)一監(jiān)控、管理，方便機房負責人進行有效的管理，大大節(jié)約了各方面的成本，同時可以實現(xiàn) 24 小時無人職守。
 
3.1 拓撲結構圖

此系統(tǒng)利用公用蜂窩網(wǎng)絡，實現(xiàn)服務器對 UPS 電源相關參數(shù)的遠程采集。才茂 4G DTU 與服務器建立 TCP/UDP 通信連接后，就可以進行數(shù)據(jù)雙向透明傳輸,其效果等同于監(jiān)控軟件進行本地采集，實時查看、監(jiān)控 UPS 的運行情況，定期進行維護檢查。
3.2 系統(tǒng)組成 
整個UPS電源遠程監(jiān)控系統(tǒng)是由三個部分組成：前端 UPS、無線傳輸設備4G DTU、遠程監(jiān)控中心。
（1）前端 UPS
UPS 已經(jīng)成為了機房中必不可少的重要設備，但作為保障計算機系統(tǒng)供電的最后保障， UPS 工作的有效性和可靠性，正成為信息安全的一個新的隱患，故需對機房內(nèi)各 UPS 進行實時監(jiān)測，UPS 監(jiān)控內(nèi)容包括：UPS 輸入電壓、電流、頻率，輸出電壓、電流、負載，電池電壓以及 UPS 的狀態(tài)、UPS 報警狀態(tài)等。UPS 狀態(tài)包括正常工作、旁路工作、電池供電等。UPS報警包括 UPS 出現(xiàn)的故障：整流故障、逆變故障、電池故障等各種故障。主要是根據(jù) UPS 協(xié)議提供的內(nèi)容進行監(jiān)控。
 

（2）傳輸設備DTU
 傳輸設備是才茂?4G DTU，主要利用運營商網(wǎng)絡實現(xiàn)前端設備與遠程監(jiān)控中心的通信。4G DTU 上電后，首先讀取內(nèi)部 FLASH 中保存的工作參數(shù)，根據(jù)參數(shù)進行 PPP 撥號。撥號成功后， 4G DTU 將獲得一個由運營商隨機分配的內(nèi)部 IP 地址 ( 一般是10.X.X.X)，這個地址通常是不固定的。然后 4G DTU 主動發(fā)起與數(shù)據(jù)中心的通信連接，并保持通信連接一直存在，如果通信連接中斷 4G DTU 將立即重新與中心握手。由于是 4G DTU 主動連接數(shù)據(jù)中心，這就要求數(shù)據(jù)中心具備固定的公網(wǎng) IP 地址或固定的域名。TCP/UDP 通信連接建立后，就可以進行串口端、網(wǎng)絡端數(shù)據(jù)雙向通信了。

（3）遠程監(jiān)控中心

遠程監(jiān)控中心方便管理員地進行 UPS 實時狀態(tài)查詢、基本信息管理、遠程操作控制、各項參數(shù)設置、用戶管理等監(jiān)控管理功能。監(jiān)控軟件可以以圖形或數(shù)字方式顯示 UPS 輸入、輸出電壓，負載情況，電池容量，機內(nèi)溫度，市電頻率，以及 UPS 的基本信息和工作狀態(tài)。在 UPS 非正常狀態(tài)時（如市電停電或 UPS 故障等）可發(fā)出報警提醒值班員注意。對于重要的 UPS 運行參數(shù)，系統(tǒng)可進行曲線記錄，曲線的存儲時間可超過 1 年。曲線中提供了方便的定位查詢線，可以顯示具體參數(shù)值和最大值、最小值、平均值等，方便管理員全面了解 UPS 的運行狀況，及時地發(fā)現(xiàn)、預防或解決 UPS 運行中出現(xiàn)的各種問題。監(jiān)控軟件也可以可以預先設定各個用戶的權限，限制只有擁有特定地址和密碼的網(wǎng)管人員才能操作。

3.3 系統(tǒng)功能

· 支持 UPS 全天候?qū)崟r監(jiān)控管理； 

· 實現(xiàn) UPS 電源遠程操控和維護。降低UPS 管理難度，提升工作效率；

· 支持多中心、多地點實時監(jiān)控；

· 組網(wǎng)簡單，無需現(xiàn)場布線，利用現(xiàn)有蜂窩網(wǎng)絡實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠程傳輸；

· 強大的數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能，方便管理員及時發(fā)現(xiàn)、預防或解決 UPS 運行中出現(xiàn)的各種問題；

· 系統(tǒng)擴展性強，允許后續(xù)設備直接加入，無需改變現(xiàn)有網(wǎng)絡架構。

▋系統(tǒng)總結

基于蜂窩網(wǎng)絡的 UPS 遠程監(jiān)測系統(tǒng)，充分利用了無線網(wǎng)絡的覆蓋廣、高帶寬、可移動性等特點。該系統(tǒng)能幫助運維人員實時掌握 UPS 運行狀態(tài)及健康狀況，及時發(fā)現(xiàn)問題故障和潛在隱患，以便提早運維和排除故障，保障 UPS 系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。傳統(tǒng)的 UPS 監(jiān)測系統(tǒng)網(wǎng)絡結構復雜、布線麻煩、成本高，也不便于管理。而此遠程監(jiān)控實現(xiàn)簡單，廈門才茂 4G DTU 扮演了十分重要的角色，只需在現(xiàn)場安裝才茂 4G DTU 接入 UPS 并進行簡要配置，即可為系統(tǒng)提供無線遠距離數(shù)據(jù)雙向傳輸功能，其工作穩(wěn)定可靠、功耗低、簡單實用。采用無線遠程監(jiān)控方案，可方便對分布的 UPS 進行集群化管理，提前預警的效果。