基于ZigBee的機房環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)

摘 要： 采用無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、嵌入式技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、數(shù)據(jù)采集及現(xiàn)場監(jiān)控技術(shù),以ARM9嵌入式計算機為核心單元，以WinCE實時多任務(wù)操作系統(tǒng)作為管理平臺，通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)采集及傳送終端數(shù)據(jù)，應(yīng)用PHPRPC協(xié)議進行軟件間通信、數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)了基于Web遠(yuǎn)程監(jiān)控。使機房監(jiān)控達(dá)到更高的實時性、安全性和穩(wěn)定性。
關(guān)鍵詞： ZigBee； ARM9； PHPRPC； Web

隨著無線傳感網(wǎng)絡(luò)、信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)的迅速普及和嵌入式系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)滲透到了各行各業(yè)。整個社會對計算機信息系統(tǒng)的依賴在不斷地加深，信息傳輸更多采用網(wǎng)絡(luò)化與智能化。因而對于機房信息的實時性、安全性、穩(wěn)定性和維護管理方面提出更高的要求。
ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在很多方面得到了廣泛的應(yīng)用，并且可達(dá)到運行可靠穩(wěn)定。有些機房當(dāng)中存在布線困難、擴展性和移植性差等問題。面對現(xiàn)有機房監(jiān)控系統(tǒng)的弊端和局限性，為了保證機房的安全運行，減輕機房維護人員負(fù)擔(dān)，降低系統(tǒng)成本，希望能有一套基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，安裝方便、運行穩(wěn)定可靠、維護簡單、移植性好、可遠(yuǎn)距離監(jiān)控，同時具有經(jīng)濟性的數(shù)據(jù)實時采集的機房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。實現(xiàn)機房設(shè)備集中監(jiān)控，監(jiān)視各種設(shè)備的狀態(tài)及參數(shù)，可診斷設(shè)備部件運行情況，在發(fā)生異常狀況或故障時發(fā)出警報，并支持通過瀏覽器遠(yuǎn)程監(jiān)視設(shè)備運行的情況[1，2]。
1 系統(tǒng)構(gòu)架
整個系統(tǒng)分布部署拓?fù)鋱D如圖1所示，大致可以劃分為五部分：ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)采集終端IDU(Integrated Data Unit)、嵌入式服務(wù)器端、報警端、監(jiān)控中心與遠(yuǎn)程瀏覽站。

ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)主要負(fù)責(zé)對環(huán)境設(shè)備(如空調(diào)、漏水、溫濕度、UPS、電量儀等)數(shù)據(jù)參數(shù)進行采集，以無線的方式進行數(shù)據(jù)傳輸，通過ZigBee協(xié)調(diào)處理器節(jié)點把采集到的數(shù)據(jù)上傳到IDU。IDU主要負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)進行整合，上報到嵌入式服務(wù)器，同時， IDU也可以直接通過RS232/RS485等有線的方式接入環(huán)境設(shè)備采集數(shù)據(jù)。嵌入式服務(wù)器負(fù)責(zé)對采集到的數(shù)據(jù)進行處理、存儲、分析和執(zhí)行報警動作。報警設(shè)備主要有短信報警、電話報警、聲光報警和郵件報警。監(jiān)控中心與遠(yuǎn)程瀏覽站負(fù)責(zé)對機房的集中管理，采集機房傳來的實時信息，并以表格和狀態(tài)圖的方式顯示在監(jiān)控中心計算機屏幕上。管理員可以通過遠(yuǎn)程瀏覽站以WEB形式監(jiān)控設(shè)備中的狀態(tài)數(shù)據(jù)，也可以通過遠(yuǎn)程發(fā)命令來操縱監(jiān)控設(shè)備實施開關(guān)等動作。
2 硬件設(shè)計
硬件部分是本監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分之一，其指標(biāo)參數(shù)及可靠性決定了整個系統(tǒng)的性能。為了監(jiān)控系統(tǒng)的需要，硬件要做到體積小、價格低、監(jiān)控參數(shù)精度高、可靠性高、功耗低等[2]。
2.1 ZigBee無線傳感器
　ZigBee模塊核心選擇CC2430芯片，它是由Chipcon公司推出的實現(xiàn)嵌入式ZigBee應(yīng)用的片上系統(tǒng)，是一顆真正的系統(tǒng)芯片(SoC)CMOS解決方案。這種解決方案能夠提高性能并滿足以ZigBee為基礎(chǔ)的2.4 GHz ISM波段應(yīng)用，并能滿足系統(tǒng)低成本、低功耗的要求。它結(jié)合一個高性能2.4 GHz DSSS(直接序列擴頻)射頻收發(fā)器核心和一顆工業(yè)級小巧高效的8051控制器。CC2430芯片需要很少的外圍部件配合就能實現(xiàn)信號的收發(fā)功能，且外設(shè)資源豐富。各個ZigBee終端節(jié)點主要是通過RS232/RS485與各設(shè)備（空調(diào)、UPS等）進行通信，采集各設(shè)備傳感器數(shù)據(jù)。
2.2 ARM9嵌入式系統(tǒng)