龍睿

【摘要】 針對目前大量機房運行過程中存在的問題，文章分析了物聯(lián)網(wǎng)節(jié)能型機房環(huán)境控制系統(tǒng)的模型以及設(shè)計方法，其目的是為相關(guān)建設(shè)者提供一些理論依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 節(jié)能型機房環(huán)境控制

一、基于物聯(lián)網(wǎng)的機房環(huán)境控制系統(tǒng)模型

1.1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是將計算機技術(shù)、電子技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、信息技術(shù)相結(jié)合起來的綜合系統(tǒng)，利用無線傳感器、射頻識別、各類掃描識別器、位置定位芯片、溫度、速度、方向等感知設(shè)備采集各類信息，并按約定的協(xié)議格式將信息通過網(wǎng)絡(luò)傳遞到后臺應(yīng)用系統(tǒng)進行處理，進行龐大數(shù)據(jù)信息的通訊和交換，把物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實現(xiàn)了對原有工作模式的信息化和智能化升級。

1.2基于物聯(lián)網(wǎng)的機房系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)機房環(huán)境控制系統(tǒng)可按功能性劃分為三部分：主控節(jié)點、測控節(jié)點及遠端測控中心。其中主控節(jié)點與測控節(jié)點的運行位置處在通信機房內(nèi)，主要負責(zé)室內(nèi)外溫度變化信息的采集、濕度信息的采集、風(fēng)速風(fēng)向的采集、空調(diào)運行以及風(fēng)機聯(lián)動控制等。而遠端檢測中心屬于應(yīng)用層，接收保存和分析處理機房環(huán)境數(shù)據(jù)，并為系統(tǒng)用戶提供的人機交互界面，這是實現(xiàn)對物聯(lián)網(wǎng)機房環(huán)境進行遠程控制的關(guān)鍵。如圖1所示，為機房節(jié)能測控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

1.3環(huán)境控制系統(tǒng)節(jié)點及其功能

測控節(jié)點是構(gòu)成基于物聯(lián)網(wǎng)的節(jié)能型機房的系統(tǒng)感知層，其主要功能為感知和采集機房室內(nèi)外溫濕度和風(fēng)速等信息，并在本地儀器顯示屏展示實時溫度參數(shù)。系統(tǒng)中主控節(jié)點是一塊增強型的51內(nèi)核單片機，其能夠作為機房環(huán)境控制系統(tǒng)節(jié)點的控制核心，除了要搜集和傳輸測控節(jié)點的溫度、濕度、風(fēng)速等感知數(shù)據(jù)外，還要具備接受指令并聯(lián)動控制機房風(fēng)機和空調(diào)系統(tǒng)的功能，這樣，環(huán)境控制系統(tǒng)就能利用通信網(wǎng)絡(luò)將室內(nèi)溫濕度值、設(shè)備運行狀態(tài)等信息通過主控節(jié)點后，再中轉(zhuǎn)傳輸至遠端測控中心，遠端測控中心接收并記錄和處理主控節(jié)點上報的信息，實現(xiàn)對機房運行狀態(tài)的不間斷監(jiān)控，分析制定并優(yōu)化系統(tǒng)運行策略并下發(fā)聯(lián)動控制指令。

二、實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)節(jié)能型機房環(huán)境控制系統(tǒng)的設(shè)計

2.1系統(tǒng)運行設(shè)計

當(dāng)空調(diào)運行降低室內(nèi)溫度到適宜的區(qū)間范圍時，智能控制系統(tǒng)可以準確地停止空調(diào)運行，或者改變空調(diào)運行參數(shù)，減少電能消耗；而當(dāng)室內(nèi)溫度緩慢上升至臨界溫度時，測控節(jié)點能及時感知溫度變化并傳遞到監(jiān)控中心，監(jiān)控中心自動下發(fā)指令重啟空調(diào)運行或加大空調(diào)運行力度，直至溫度降到適宜范圍，如此循環(huán)。采用物聯(lián)網(wǎng)控制的機房不但能節(jié)省機房環(huán)境管理人力，還能更精確地控制機房環(huán)境溫度，并節(jié)省電能消耗。在某些場景下，可以啟用省電模式使物聯(lián)網(wǎng)機房聯(lián)動控制風(fēng)機代替空調(diào)運行并取得良好效果。當(dāng)基于物聯(lián)網(wǎng)節(jié)能型機房的室內(nèi)外環(huán)境溫差達到一定值時，可采用進風(fēng)機和出風(fēng)機來把室外的低溫空氣導(dǎo)入室內(nèi)，從而完成與熱空氣的交換，由于風(fēng)機作業(yè)的功耗要遠小于空調(diào)設(shè)備，從而達到節(jié)能型機房環(huán)境控制系統(tǒng)設(shè)計的目標。如表1所示，為系統(tǒng)采用風(fēng)機與空調(diào)設(shè)備邏輯對比。

2.2系統(tǒng)節(jié)能效果設(shè)計

散熱性是基于物聯(lián)網(wǎng)機房環(huán)境控制系統(tǒng)節(jié)能效果的重要體現(xiàn)，相關(guān)設(shè)計人員可根據(jù)熱量計算公式來進行實際運行效果的估算。這里指的的熱量計算公式為：Q = Cp·ρ·V·ΔT，其中Cp為定壓的比熱容；ρ為機房所在的空氣密度；V為空氣體積；ΔT為機房設(shè)備運行所導(dǎo)致的溫度變化。在溫度以及氣溫相同的條件下，計算風(fēng)機和空調(diào)設(shè)備運行所表現(xiàn)出的散熱效果。結(jié)果表明，基于物聯(lián)網(wǎng)的節(jié)能型機房環(huán)境系統(tǒng)控制設(shè)計，在特定室內(nèi)外溫度值及其溫差條件下，采用風(fēng)機作為通風(fēng)降溫設(shè)備比空調(diào)具有更良好的效果。

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)控制的信息機房可以根據(jù)實驗數(shù)據(jù)設(shè)定空調(diào)或通風(fēng)的聯(lián)動策略，并可以實時監(jiān)控其運行效果，然后進一步修正調(diào)整空調(diào)或風(fēng)機的運行參數(shù)。

結(jié)束語：綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為當(dāng)前科學(xué)技術(shù)水平進步下的產(chǎn)物，其能夠?qū)崿F(xiàn)機房環(huán)境智能控制，達到機房整體的節(jié)能性。這一目標的實現(xiàn)，需要相關(guān)建設(shè)人員建立基于物聯(lián)網(wǎng)的機房環(huán)境控制系統(tǒng)模型以及分析控制系統(tǒng)的設(shè)計方法。事實證明，使用智能節(jié)能型機房環(huán)境控制系統(tǒng)能減少空調(diào)的使用時間，延長空調(diào)的使用壽命，還能更精確地控制機房環(huán)境參數(shù)保障系統(tǒng)設(shè)備穩(wěn)定運行。

參 考 文 獻

[1]謝偉，楊斌.基于物聯(lián)網(wǎng)的機房節(jié)能測控系統(tǒng)設(shè)計[J].技術(shù)與市場，2011，07：30-32.

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[3]陳鵬，袁慧.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能機房設(shè)計[J].科協(xié)論壇（下半月），2012，10：71-72.