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机房监控技术设计方案

一、系统概述

二、建设目标

三、需求分析

四、系统设计

(一)设计原则

(二)设计依据

(三)系统结构

WEB浏览终端

(四)系统性能

1. 可靠性

2. 稳定性

3. 实时性

4. 安全性

5. 维护性

6. 扩充性

(五)监控子系统的实现

5.1      动力监控

5.1.1    UPS监测系统

5.1.2   蓄电池监测系统

5.1.3   配电/配电柜监测

5.1.4   市电通断监测

5.1.5   PDU监测系统

5.1.6   耗管理系统

5.2      境监控

5.2.1   温湿度监控系统

5.2.2   精密空/新风机监控系统

5.2.3   普通空调监控系统

5.2.4   漏水监控系统

5.3      安保监控

5.3.1   消防监测系统

5.3.2   红外防盗监控系统

5.3.3   门磁监测系统

5.3.4   网络门禁监控系统

5.3.5   频监控系统

5.4   IT基础运管理系统

5.4.1 服务器/交换机/路由器监控系统

5.5   SE软件平台特色功能

5.5.1   设备/页面/策略组态功能

1、系统管理功能

2、报警管理功能

3、配置功能管理

4、看门狗功能

5、安全管理功能

6、报表管理功能

7、智能联动功能

8、云监控功能


一、系统概述

机房监控管理平台是随信息化建设应运而生的,它是机房环境监控管理服务与计算机网络技术、多媒体信息技术、自动化技术结合的完美体现。在进行系统建设时,我们采用系统工程的观点对机房的环境结构、服务需求、设备内容和管理模式四个基本要素以及它们的内在联系进行优化组合,从而提供一个稳定可靠、投资合理、高效方便、舒适安全的机房环境监控系统。


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二、建设目标

为机房建立包括机房动力、环境及安防的监控系统,主要监控对象包括:精密空调、UPS、电量检测、配电开关监测、温湿度监测、漏水检测、门禁、闭路监控、消防监测等,实现7×24的全面集中监控和管理,保障机房环境及设备安全高效运行,以实现最高的机房可用率,并不断提高运营管理水平。

机房监控管理平台要能实现四个目标:

1、为机房内各系统及设备运行提供高度稳定可靠的监控信息资源;

2、节省机房运行管理费用,达到短期投资长期受益的目的;

3、确保提高机房管理工作效率并提供安全舒适的工作环境;

4、系统软/硬件均采用模块化结构设计,适应发展需要,做到具有可扩展性、可变性,适应环境的变化和工作性质的多样化。


三、需求分析

动监控部分

市电输入1路,监测市电通断情况.。

UPS电源:2台,监测UPS电源的运行参数及状态。

UPS蓄电池:192节,监测电池单体电压、内阻,监测电池组的总电压、总电流及表面湿温度。

配电柜:11个,监测每个配电柜的电参数及工作状态。

PDU:20条,监测每条PDU的电压、电流、温度等实时工作状态.

能耗管理:20个点,实现对机房重点能耗的分析管理。

环境监控部分

精密/新风机:精密空调4台、新风机3台,监测精密空调/新风机的运行参数及状态,并可实现远程开关机启停控制和参数设置。

普通空调:2台,监测普通空调的运行状态,并可实现远程开关机启停控制。

温湿度:15个点,监测机房内重要区域的温度、湿度数值及变化情况。

漏水:6套区域式漏水,每套7.5米漏水感应绳,监测机房重点位置有无漏水发生。

安保监控部分

视频图像:29路,监视机房重点区域的实时图像,并进行视频录像。

消防:20个点,监测机房内的消防烟雾火灾情况。

红外双鉴:4对,实时监测机房重点位置的非法入侵情况.

网络门禁: 4道门,采用进门刷卡+出门按按钮的验证方式,实现对人员出入情况的管理。

门磁监测:10个机柜门,实时监测机柜门的开关状态.

IT基础运维部分

IT基础运维管理:20个点, 监控服务器的CPU、硬盘、内存等使用情况及交换机和路由器的IP地址通断情况、丢包率等工作状态。

平台告警方式:实现短信报警、语音报警等报警方式。


四、系统设计

(一)设计原则

系统设计高起点

●技术先进性:嵌入式分布式结构,系统没有单点故障

系统高可靠性:系统的硬件和软件均采用技术成熟的产品

系统运行管理方便:软件系统中文化,操作方便

技术支持能力强:承建单位技术实力强,服务完善

系统兼容性强:一体化解决方案,无需第三方软件,可兼容不同类型的设备

系统可扩展性能强:模块化结构有利于扩容与扩展

手段简洁:前端信息采集、系统连接、操作管理简单。

设备标准化:各类信息端口和系统模块接口标准化、模块化、便于将来系统扩展。

技术成熟:所建系统设备、软件均为成熟产品的技术。

投资少:系统选型具有高性能价格比。

建设时间短:在较短的时间内完成系统的安装调试。

维护方便:模块化结构,并具备专家自诊断功能。


(二)设计依据

《计算机场地安全要求(GB9361-200X)》

《电子信息系统机房设计规范(GB50174-2008)》

《电子信息系统机房施工及验收规范(GB50462-2008)》

《安全防范系统验收规则(GA308-2001)》


(三)系统结构


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如上监控系统结构图所示,整个系统主要由以下三部分组成:现场设备采集层、嵌入式监控管理主机、WEB浏览终端。各部分的主要作用如下:

现场设备采集层:由数据采集主机、传感器组成,直接连接各种被监控设备,采集如UPS、空调、温湿度、漏水等的现场信号,将采集的现场信号通过TCP/IP方式上传到嵌入式监控管理主机。

监控采集主机:可脱网工作并具有独立数据处理及数据存储能力,用于将现场设备采集层传输来的的各种信息进行存储、实时处理、分析和输出,处理所有的报警信息,记录报警事件,并负责将控制命令发往前端设备,实现对现场设备的远程控制。

WEB浏览终端:嵌入式监控采集主机内置Web Server功能, 用于进行远程的WEB浏览(不需安装任何客户端),便于管理人员随时随地了解机房的工作状况,可直接观看到与监控中心一致的监控画面,在具有相应权限下还可对设备实现远程控制,如空调的开关机等。


(四)系统性能

1.可靠性

系统符合电磁兼容性和电气隔离性能设计要求,不会影响被监控设备的正常工作。

系统具有自诊断功能,对软硬件故障能够自动重启恢复。

监控设备具有良好的接地,抗干扰能力强。

设备选用高可靠的工业级设备,保障系统7×24小时不间断运行。

系统成熟稳定,支持3000种主流厂家设备的接口通讯协议。

2.稳定性

系统采用嵌入式及多总线方式,,没有单点故障,某一子系统的故障不影响其它子系统的正常运行。

3.实时性

使用同类设备单总线采集方式,保证监控数据的实时性。

前端设备数据采控时间<2S;

远程监控数据刷新时间<4S;

短信、电话报警发出响应时间<30S

4.安全性

系统具有多级权限管理。

系统无人操作一定时间后可自动注销、锁定。

5.维护性

系统支持在线修改,在不停止监控系统的情况下对监控设备进行参数等的修改。

系统设计采用模块化结构,系统软件采用组态工具实现方便的系统组建、维护、扩充,无需编程。

6.扩充性

系统支持RS232/485/422、TCP/IP、SNMP、OPC、DDE、MODBUS等各种标准化协议和接口,可快速方便的将各种监控对象集成到系统中。


(五)监控子系统的实现

5.1 动力监控

5.1.1   UPS监测系统

通过UPS的智能接口,监控系统可以实时地监视UPS整流器、逆变器、电池(电池健康检测,含电压电流等数值)、旁路、负载等各部分的运行状态与参数。系统可全面诊断UPS运行状况,实时监视UPS的各种参数。一旦UPS报警,将自动切换到相应UPS监控子系统的运行画面。越限参数变色显示报警,并伴随有报警多媒体语音,系统进行报警记录的同时有相应的处理提示。用户还可根据需要对重要的报警事件设置电话语音拨号的报警功能。对于重要的参数,可作曲线记录,系统可查询一年内相应参数的运行曲线,并可显示查询选定具体时间相应时间的参数值,当天(以天为单位)该参数的最大值,最小值,方便管理员全面了解UPS的运行状况,及时地发现并解决UPS运行中出现的各种问题。


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注:为保证UPS的正常运行,避免出现误操作,特别申明机房监控系统将不对UPS进行控制操作。

5.1.2 蓄电池监测系统

通过安装蓄电池在线监测系统,对机房内UPS蓄电池进行在线实时监测,监控电池单体电压、内阻,监测电池组的总电压、总电流和表面温度,估算电池组容量等参数。

监控系统提供串口、网口等多种通用接口可供连接。并采用开放式的MODBUS工业标准接口协议,可轻松集成到动环监控系统中。

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5.1.3 配电/配电柜监测

通过安装智能电量仪和采集配电柜内自带的智能电量表,通过智能接口对机房配电/配电柜的三相主电流等电参数进行在线监测;通过监视各市电/配电柜进线三相电源的相电压、线电压、电流、频率、功率因数、有功功率、无功功率等参数。系统可对监测到的各项参数设定越限阀值(包括上下限、恢复上下限),一旦市电发生越限报警,系统将自动切换到相应的监控界面,且发生报警的该项状态或参数会变红色并闪烁显示,同时产生报警事件进行记录存储并有相应的处理提示,并第一时间发出对外报警。

对于重要的参数,可作曲线记录,系统管理员和操作员可以通过历史曲线图查看每天的电压、频率、有功、无功的最大值、最小值、当前值及电压、电流峰值。通过分析有关参数的历史曲线,管理员能清楚地知道供电电源的质量是否可靠完好,为合理地管理机房电源提供科学的依据。


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5.1.4 市电通断监测

通过安装工业级继电器,与采集主机的开关量接口连接,数据采集处后通过网络传输到监控中心平台,实现对基站市电通断状态的实时监测.有异常情况发出告警。


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5.1.5   PDU监测系统

通过协议转换模块与PDU智能通讯接口对接,经网络接入系统,实时采集PDU状态数据; PDU监测系统主要监测PDU的电压、电流、温度等数据(具体监测数据以PDU厂家协议内容为准)。

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5.1.6 能耗管理系统

在机房重点位置安装智能测量表,通过485智能接口与监控系统对接,进得数据采集/分析/处理, 采用远程传输等手段及时采集能耗数据,实现机房能耗的在线监测、数据处理及数据远程传输和动态分析;

全面监视每个环节的能源消耗,重点监视精密空调用电和用气量,根据能耗数据统计、记录、分析和管理,评估各区域能耗水平和趋势预测;

利用已有的设备管理系统或电力管理系统的已有数据,进行数据按能耗类型进行拆分或汇总。全面分析能耗数据发现节能空间,并通过各种管理手段或节能改造的方式帮助实现持续节能;

可根据客户需要配套机房能耗监测室,除了满足基本的能耗数据上传服务外,还可为用户提供个性化报表与分析服务。


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5.2 环境监控

5.2.1 温湿度监控系统

在机房内安装带液晶显示的温湿度传感器对环境温湿度实现监测,既可在温湿度传感器表面实时看到当前的温度和湿度数值,亦可通过温湿度一体化传感器将把检测到的温湿度值实时传送到监控主机中,并在监控界面上以图形形式直观地表现出来。一但温、湿度值越限,系统将自动弹出报警框并触发语音报警,提示管理员通过调节空调温、湿度值给机房设备提供最佳运行环境。并且还可以将一段时间内机房里的温湿度值通过历史曲线直观地表现出来,以方便管理人员进行查看。对于机房内使用非精密空调时特别重要,可让管理员及时地了解机房内实际的温湿度运行情况。


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温湿度传感器可与空调系统实现联动,当机房的温度越限时,系统可联动设定空调温度及启动空调进行工作等联动动作。


5.2.2 精密空调/新风机监控系统

通过精密空调/新风机的智能接口,连接到监控系统,系统可实时、全面诊断空调/新风机运行状况,监控空调/新风机各部件(如压缩机、风机、补给水、水泵、加热器、加湿器、去湿器、滤网等) 的运行状态与参数(监测内容由厂家的协议决定,不同品牌、型号的空调可能所监控到的内容不同),并可通过软件在系统上或通过网络远程修改空调设置参数(温度、湿度等),实现空调的远程开关机。系统一旦监测到有报警或参数越限,将自动切换到相关的运行画面。越限参数将变色,并伴随有报警声音,及相关处理提示。对重要参数,可作曲线记录,用户可通过曲线记录直观地看到空调机组的运行品质。空调机组即使有微小的故障,也可以通过系统检测出来,及时采取步骤防止空调机组进一步损坏。


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5.2.3 普通空调监控系统

由于普通空调不具有智能接口,给每台普通空调加装1个学习型遥控器,通过学习型遥控器自带的RS485智能接口采用总线的方式将信号接入监控服务器的串口;由监控平台软件进行普通空调开关机控制和运行状态的实时监测。

实时监测普通空调的开关机运行状态,并可通过监控平台软件实现远程的开关机控制及对制冷温度数值的调节,同时支持与其它子系统的联动控制,如当温度过高时自动启动空调进行制冷。


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5.2.4 漏水监控系统

鉴于机房中心设备的重要性,机房又需做到无人值守,而且地板下强电、弱电、地线、电缆纵横交错,如空调或外墙不慎发生漏水而不能及时发现并处理,后果将不堪设想。

通过在机房安装漏水检测系统,用来监测机房的精密空调下方及周边有无漏水事件发生,确保设备不受水浸的危害。系统本身包括:漏水控制器和漏水检测的其他辅助设备,在有可能漏水的空调水源周围,空调使用漏水感应绳进行围闭,当检测到有漏水情况发生时,系统在第一时间报警,监控界面自动切换到漏水监测画面上,发出声光、电话或短信报警,及时通知有关人员排除漏水故障。

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5.3 安保监控

5.3.1 消防监测系统

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通过在机房内安装专业级烟雾传感器,与监控系统连接,对机房内的烟雾火灾情况进行实时监测,而达到监控整体机房的消防状态,当发生火险时, 监控系统界面报警,然后通过短信、语音、声光通知机房维护人员;同时支持与其它子系统的联动控制,如发生火险时自动联动门禁系统启开所有门。


5.3.2 红外防盗监控系统

通过在机房内安装红外双鉴探测器,对基站的大门进行红外入侵防盗,可设置布防时间;同时具有工作人员现场刷卡撤防及按钮布防功能,在布防时间内,如有人非法入侵时,系统界面声光提示告警信息,并且通过短信、语音、声光等方式将告警信息通知机房维护人员。

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5.3.3 门磁监测系统

通过在机房入口处防盗门(防火门,机柜门)上安装门磁探测器,门磁探测器的报警干结点输出到信息采集模块上的数字量输入接口,经网络接入系统, 现实时对机房(防火门,机柜门)的开关状态的监测.,。当有人打开门,门磁探测器自动感应,监控界面切换到门磁监测画面上,发出声光、电话或短信报警,及时通知有关人员查看机房状态,确保无人为非法入侵。

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5.3.4 网络门禁监控系统

     使用网络门禁控制器,通过网络门禁控制器设备提供的智能接口及通讯协议,采用互联网传输的方式将门禁信号接入监控主机系统,由监控平台软件进行门禁的实时监测管理。

实现以上功能:

◆实时监控各道门人员进出的情况,并进行记录。

可对人员的进出区域、有效日期、进出时段等进行授权,并可对人员进行权限组划分。

可对门控器进行远程设置操作。

支持集中发卡功能。

支持与其它子系统的联动功能,如:发生火警时联动门禁控制器自动打开各道门的电锁以便逃生等。

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5.3.5 视频监控系统

通过在机房内安装高清晰彩色半形摄像机,对重要通道进行全天候视频监控;视频信号通过网线直接传输到机房的监控服务器,由监控服务器统一录像和管理,可在监控系统里面直接对视频系统进行管理。同时系统支持WEB浏览,可在网络连通的其它地点直接通过IE浏览器对现场的视频图像进行监看。

录像及回放

     录像模式:手动录像、定时录像、移动检测录像、报警录像,支持录像内容的分类检索,每路视音频录像参数均可单独设置。支持通道名叠加,支持通道录像日期、时间叠加,支持图标叠加和局部马赛克遮盖。管理主机可通过网络实时记录压缩码流。

      支持管理主机回放或通过网络实时记录压缩码流。支持管理主机视频输出直接输出视频在电视墙上显示。支持多个级别的快放、多个级别慢放、多个级别倒放、暂停、单帧回放模式;按时间回放定位准确。


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5.4   IT基础运管理系统

5.4.1 服务器/交换机/路由器监控系统

通过服务器/交换机/路由器自带SNMP端口实时采集数据,实现在线对:服务器的CPU、内存、硬盘、主板硬件情况监测; 交换机所接IP地址通断情况、丢包率等,对机房内网络设备的网络通断情况实时监控; 路由器的工作状态进行实时监控;当产生异常时,第一时间通过界面、短信、语音等方式通知管理者。

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5.5   SE软件平台特色功能

5.5.1 设备/页面/策略组态功能

SE监控软件系统平台的最大特色功能就是工程组态功能,该功能可以使我们的软件灵活配置在各种应用场景下,具有丰富的定制化配置功能。工程组态功能主要体现在设备组态、策略组态和页面组态,通过三者配合,可以实现定制化功能。同时内嵌入WEB功能,不需安装客户端,随时随地远程浏览管理。

▶设备组态

监控平台存储有监控过的各类设备的模板信息,可直接组态到监控系统中,不需要重复开发。对于没有监控过的设备,可以通过厂家提供的接口协议,开发相应的动态库,即可集成到监控系统中。

页面组态

页面组态是根据用户需求,使用各种页面图元关联设备测点,通过定制的图形化界面提供与用户交互的监控信息。

通过页面不仅能看到设备运行的状态,如果设备协议支持远程控制,还可通过图形化界面直接控制设备。

策略组态

策略组态利用系统提供的各种策略工具,通过简单的脚本语言的编写,来实现对各数据间相关性的定制。策略是对采集数据的二次加工,用户可根据自身的个性化需要自由编写策略,完成各种复杂逻辑运算和智能联动控制,如某种条件触发设备(子系统)之间的联动、测点采集数据比较等。

1、系统管理功能

    系统设置各级控制操作权限。如果需要并得到相应授权,系统管理人员可以对系统监控对象、人员权限等进行配置;系统值班操作人员可以对有关设备进行遥控或遥调,以便处理相关事件或调整设备工作状态,确保机房设备等在最佳状态下运行。

系统具有轮班管理系统,针对机房维护人员设置时段管理、交接班管理、查询轮班日志、值班人员电话管理等,为机房管理者提供更合理更直观的人员管理系统。

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(轮班管理界面图)

系统具备自动管理(联动)功能,对温湿度和空调、消防和门禁、红外和门禁等进行联动处理,实现智能化无人值守管理。

系统具备远程IE监控管理,在TCP/IP网络段内,任意一台联网的监控平台均可对监控设备进行远程查看、管理。

系统软件界面直观,层级分明,操作便捷。监控管理软件可以自主修改软件皮肤和背景图片并可以支持FLASH、客户端要求有树形和图像导航面板切换、3D界面。

2、报警管理功能

a)无论监控系统控制台处于任何界面,均应及时自动提示告警,显示并打印告警信息。所有告警一律采用可视、可闻声光告警信号。


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(系统告警界面图)

b) 不同等级的告警信号应采用不同的显示颜色和告警声响。紧急告警标识为红色标识闪烁,重要告警为粉红色标识闪烁,一般告警为黄色标识闪烁。图片24.png

c) 发生告警时,应由维护人员进行告警确认。如果在规定时间内(根据通信线路情况确定)未确认,可根据设定条件自动通过电话或手机等通知相关人员。告警在确认后,声光告警应停止,在发生新告警时,应能再次触发声光告警功能。

d) 具有多地点、多事件的并发告警功能,无丢失告警信息,告警准确率为100%。

e) 系统能对不需要做出反应的告警进行屏蔽、过滤。

f) 系统能根据需要对各种历史告警的信息进行查询、统计和打印。各种告警信息不能在任何地方进行更改。

g) 系统除对被监控对象具有告警功能外,还能进行自诊断(例如,系统掉电、通讯线路中断等),能直观地显示故障内容,从而系统稳定具有稳定自保护能力。

h) 系统具有根据用户的要求,能方便快捷的进行告警查询和处理功能。

i) 系统告警可以根据不同的需求进行配置,如,告警级别、告警屏蔽、告警门限值等。

j) 具有短信、电话、声光、邮件报警功能。通过短信编辑简单命令也可控制系统的简单操作。

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3、配置功能管理

a) 系统提供多级口令和多级授权,以保证系统的安全性;系统对所有的操作进行记录,以备查询;系统对值班人员的交接班进行管理;

b) 监控系统有设备操作记录,设备操作记录包括操作人员工号、被操作设备名称、操作内容、操作时间等。

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(操作日志查询)

c) 监控系统有操作人员登录及退出时间记录。

d) 监控系统有容错能力,不能因为用户误操作等原因使系统出错,退出或死机。

e) 监控系统具有对本身硬件故障、各监控级间的通信故障、软件运行故障自诊断功能,并给出告警提示。

f) 系统具有来电自启动功能。

g) 系统具有系统数据备份和恢复功能。

4、看门狗功能

监控系统具有看门狗功能,自动巡检系统运行情况,自我诊断和系统恢复。软件通过获取计算机的硬件配置信息,然后据此生成机器码和注册码,防止系统克隆被盗,造成数据损失。

针对操作系统:当监控操作系统出现故障无响应时,看门狗将重启操作系统。

针对监控软件:当监控软件出现异常关闭时,看门狗立即启动监控软件,保证监控业务正常;当监控软件无响应时,看门狗强制重启监控软件,使监控业务恢复正常。

5、安全管理功能

a) 系统提供多级口令和多级授权,以保证系统的安全性;系统对所有的操作进行记录,以备查询;系统对值班人员的交接班进行管理;

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(分组权限管理)

b) 监控系统有设备操作记录,设备操作记录包括操作人员工号、被操作设备名称、操作内容、操作时间等。

c) 监控系统有操作人员登录及退出时间记录。

d) 监控系统有容错能力,不能因为用户误操作等原因使系统出错,退出或死机。

e) 监控系统具有对本身硬件故障、各监控级间的通信故障、软件运行故障自诊断功能,并给出告警提示。

f) 系统具有来电自启动功能。

g) 系统具有系统数据备份和恢复功能。

6、报表管理功能

a)系统具有自动报表功能,提供前一天所有设备的运行记录,方便维护人员了解机房的运行情况。

b) 系统能提供所有设备运行历史数据、统计资料、交接班日志、派修工单及曲线图的查询、报表、统计、分类、打印等功能,供运行维护人员分析研究之用。

   

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(数据查询)       

c) 系统还具备用户自定义报表功能。

d) 本系统可对被监控设备相关的信息进行管理。包括设备的各种技术指标、价格、出厂日期、运行情况、维护维修情况、设备的安装接线图表等。可以收集、显示并记录管辖区内各机房监视点的状态及运作数据资料为管理人员提供全方位的信息查询服务。

7、智能联动功能

通过设定联动逻辑(设定一些事件触发条件),当满足这些条件时,系统会自动执行某个动作,方便实现不同子系统的联动。如:当火警发生时,监控系统自动联动空调进行远程停机,同时联动门禁系统开启所有门。


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8、云监控功能

支持3级联管,分级管理可更好区分管理的职责。采用最底层数据采集、分析、存储,通过TCP/IP网络上传至监控中心,实现统一监控管理。


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