隨著現(xiàn)代科技及工業(yè)的發(fā)展，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是地域分散化、數(shù)據(jù)海量化、采集環(huán)境復雜化，并且由于網(wǎng)絡技術的迅速發(fā)展，僅在本地采集處理數(shù)據(jù)已經不能滿足現(xiàn)實應用的需要，因此我們可以把計算機技術、傳感器技術、網(wǎng)絡技術、數(shù)據(jù)庫技術等有機結合起來，組成網(wǎng)絡化、分布式的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

分布式采集系統(tǒng)包含兩個層次的含義：一是分布式的數(shù)據(jù)采集設備，即智能數(shù)據(jù)采集設備，也就是通常所說的下位機；另一個是數(shù)據(jù)處理和顯示系統(tǒng)，即上位機HMI（Human Machine Interface）系統(tǒng)。下位機一般意義上通常指硬件層上的，即各種數(shù)據(jù)采集設備，如各種開關量/模擬量采集模塊及各種智能控制設備等等。這些智能采集設備與生產過程和事務管理的設備或儀表相結合，實時感知設備各種參數(shù)的狀態(tài)，并將這些狀態(tài)信號轉換成數(shù)字信號，并通過特定數(shù)字通信網(wǎng)絡傳遞到HMI系統(tǒng)中。必要的時候，這些智能系統(tǒng)也可以向設備發(fā)送控制信號。上位機HMI系統(tǒng)在接受這些信息后，以適當?shù)男问饺缏曇?、圖形、圖象等方式顯示給用戶，以達到監(jiān)視的目的，同時數(shù)據(jù)經過處理后，告知用戶設備各種參數(shù)的狀態(tài)（報警、正?；驁缶謴停?，這些處理后的數(shù)據(jù)可能會保存到數(shù)據(jù)庫中，也可能通過網(wǎng)絡系統(tǒng)傳輸?shù)讲煌谋O(jiān)控平臺上，還可能與別的系統(tǒng)結合形成功能更加強大的系統(tǒng)；HMI還可以接受操作人員的指示，將控制信號發(fā)送到下位機中，以達到控制的目的。

 

    隨著信息技術的發(fā)展和普及，各學校機房計算機數(shù)量與日俱增，其配套的環(huán)境設備也日益增多，機房的安全越來越受到重視。一旦機房設備出現(xiàn)故障，就會影響計算機系統(tǒng)運行，嚴重事故時甚至會危及學生的人身安全。因此，為了保證機房系統(tǒng)設備安全可靠的工作，對各學校機房里環(huán)境信息及設備信號進行自動監(jiān)視和有機管理是極其必要的。

 

    機房監(jiān)控系統(tǒng)主要檢測機房中的溫度、濕度、電壓、電流，系統(tǒng)由遠端檢測單元和*計算機監(jiān)控中心組成。遠端檢測傳輸單元安裝在機房內，與相關機房設備相連，對機房的溫度、濕度、電壓、電流狀態(tài)進行檢測；在網(wǎng)絡中心安裝*計算機監(jiān)控中心，用于監(jiān)視249個節(jié)點上的溫度、濕度、電壓、電流狀態(tài)。當遠端檢測單元發(fā)現(xiàn)有異常情況時，在IP網(wǎng)中通過傳輸單元傳輸?shù)?計算機監(jiān)控中心，監(jiān)控中心進行聲音告警，并實時顯示機房中的溫度、濕度、電壓、電流狀態(tài)。

設計要求滿足：輸入電壓220V～380V，輸入電流<40A，溫度、濕度測量誤差在2‰之內，有報警情況發(fā)生時系統(tǒng)能實時報警。

 

    采用分布式采集系統(tǒng)對各信號進行采集、處理、傳輸、監(jiān)視。

 

    下位機選用可測單相電流、電壓的真有效值以及環(huán)境的溫度與濕度的DAM-3500模塊。其輸入為工頻電壓（0～400V），電流（0～40A），采用隔離技術，輸出RS-232數(shù)字信號，傳與上位機。

模塊結構圖如圖1所示。

 

 

    其中溫度、濕度檢測部分采用瑞士*的SHT系列數(shù)字式傳感器，測量范圍廣，精度高，能測量－40℃～＋120℃之內的溫度而誤差僅為±1℃，濕度測量的誤差也僅為±4.5％；AD部分采用專業(yè)的電量測量芯片，確保數(shù)據(jù)的準確可靠；電壓、電流檢測部分采用了互感器隔離技術，將大的電壓電流信號轉換成小電壓信號輸入到AD芯片，在保證高精度采集的同時，大大增強了安全系數(shù)。

 

    在下位機采集到溫度、濕度、電壓、電流信號后，這些信號通過RS-232被傳入到本地上位機（各學校機房）進行數(shù)據(jù)處理和顯示，然后各個節(jié)點的上位機再把數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡傳輸給*監(jiān)控中心接收存儲方便專門人員查詢和監(jiān)控。

圖示如下：

 

圖2

    在各學校機房應用的軟件（客戶端管理軟件）為用VC軟件開發(fā)的能與底層數(shù)據(jù)采集模塊通訊的應用軟件，可實現(xiàn)本地采集點的信息管理、數(shù)據(jù)遠傳功能。它具有良好的人機界面，具體分為：

◆      實時監(jiān)視界面—此界面用于實時監(jiān)控并發(fā)送保存數(shù)據(jù)，顯示有實時數(shù)據(jù)、學校信息、歷史數(shù)據(jù)列表和錯誤信息列表。如圖3所示。一旦有監(jiān)測數(shù)據(jù)超出設定的安全值，顯示實時數(shù)據(jù)的柱狀圖就會顯示為紅色，并發(fā)出報警信號。

 

◆      歷史數(shù)據(jù)界面—此界面可根據(jù)用戶設置的時間范圍內對一個或多個傳感器在是否有報警條件的情況下進行歷史數(shù)據(jù)的查詢，但為了防止數(shù)據(jù)過多，程序反應變慢，每次查詢只顯示前200條記錄。如圖4所示。

 

◆      程序設置頁面—有網(wǎng)絡設置區(qū)、串口設定區(qū)、學校信息區(qū)和報警值設定區(qū)，可以對各項信息進行修改。如圖5所示。

 

    各個學校機房的數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡中通過UDP協(xié)議傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，監(jiān)控中心通過安裝的服務器服務程序接收數(shù)據(jù)并寫入數(shù)據(jù)庫，再由客戶端監(jiān)測服務器程序列表顯示各個學校的詳細信息、實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)。監(jiān)測界面如圖6所示。

 

    監(jiān)測人員可根據(jù)需要在學校信息顯示欄中選擇顯示全部學校、在線學校、不在線學校，也可在學校歷史數(shù)據(jù)欄中選擇全部數(shù)據(jù)、報警數(shù)據(jù)、不報警數(shù)據(jù)，很方便的對數(shù)據(jù)進行監(jiān)視和查詢。而在實時監(jiān)測過程中只要有一個傳感器報警，監(jiān)測界面就把報警的學校圖標顯示為紅色，并進行聲音告警，確保監(jiān)測人員及時掌握報警信息以利于盡快排除險情。

 

    系統(tǒng)硬件設備均選用工業(yè)級產品，可靠性高。

    傳感器數(shù)據(jù)采集準確。

    友好的人機界面：令操作人員一目了然。數(shù)據(jù)實時動態(tài)顯示，操作簡單。

    系統(tǒng)基于UDP通訊方式，*實現(xiàn)多個機房、地方場地的集中或分散監(jiān)控。

    使用本系統(tǒng)軟件和修改監(jiān)控系統(tǒng)無需專業(yè)軟件知識，用戶可因機房變動自己修改監(jiān)控系統(tǒng)參數(shù)。

    具有多點同時報警處理功能，提供報警信息的顯示。

    提供基于實時數(shù)據(jù)庫的監(jiān)控點數(shù)據(jù)的記錄、查詢。

 

    該系統(tǒng)能快速、準確的完成數(shù)據(jù)采集和轉發(fā)，使專門人員可以實時看到本機房的運行狀況，也可將各機房狀況集中顯示，由有關*檢查、監(jiān)視；提供美觀友好的監(jiān)控畫面，發(fā)現(xiàn)異常即自動報警，確保系統(tǒng)的運行；提高了機房管理的安全性能和可靠程度，實現(xiàn)了機房的科學管理，目前已正式投入使用。