基于SNMP的多普勒天氣雷達UPS監(jiān)視系統(tǒng)

范大偉，曹敦波

(民航新疆空管局氣象中心，新疆 烏魯木齊 830016)

基于SNMP的多普勒天氣雷達UPS監(jiān)視系統(tǒng)

范大偉，曹敦波

(民航新疆空管局氣象中心，新疆 烏魯木齊 830016)

針對原有多普勒天氣雷達UPS監(jiān)視系統(tǒng)存在的一些問題，重新設(shè)計一個基于簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（SNMP）的UPS遠程監(jiān)視系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實時地顯示UPS的重要數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息，在發(fā)現(xiàn)UPS故障時可以在第一時間產(chǎn)生告警信息，而故障數(shù)據(jù)庫的建立便于工作人員對故障進行查詢。

UPS；SNMP；監(jiān)視系統(tǒng)；多普勒天氣雷達

0 引言

烏魯木齊地窩堡國際機場現(xiàn)有一部機場多普勒天氣雷達（ADWR），該雷達為無人值守雷達。ADWR是由安徽四創(chuàng)電子公司設(shè)計、開發(fā)研究的新一代大型C波段全相參脈沖多普勒天氣雷達。它是警戒強對流天氣，分析中小尺度天氣系統(tǒng)，制作短時天氣預(yù)報的強有力工具[1]。該雷達配有一部施耐德生產(chǎn)的SMART系列UPS,可以保證在市電中斷后為雷達提供短暫的供電，這樣就可以避免雷達由于突然掉電而受到損壞。但在實際的使用過程中卻存在著工作人員不能及時發(fā)現(xiàn)市電中斷的時間，這樣可能會導(dǎo)致雷達在高壓運行中突然掉電而損壞發(fā)射機相關(guān)部件，同時還存在著UPS電池電量會被放光，這樣也就減少了電池的使用壽命，增加運行成本；除了市電中斷外UPS本身故障，如電池損壞或者是逆變器故障等都會使在市電中斷后，UPS無法給雷達供電,針對以上的情況對UPS進行實時監(jiān)視很有必要。SMART系列UPS本身有一套基于網(wǎng)頁的監(jiān)視系統(tǒng)，通過在瀏覽器輸入相應(yīng)的網(wǎng)址，然后輸入用戶名和密碼即可獲取UPS的相應(yīng)信息，但是在使用過程中發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)存在著以下三個問題：

⑴ 系統(tǒng)需要手動去刷新才能獲取最新的數(shù)據(jù)，這樣將會導(dǎo)致工作人員無法實時關(guān)注到UPS重要參數(shù)信息，同時這種情況也將會導(dǎo)致在市電中斷時或者UPS本身出現(xiàn)故障時，工作人員無法在第一時間發(fā)現(xiàn)；

⑵ 歷史故障信息查詢不方便；

⑶ 告警信息比較單一且不明顯。這三個問題已經(jīng)嚴重影響了設(shè)備運行安全，針對這種情況本文設(shè)計開發(fā)了一套UPS遠程監(jiān)視系統(tǒng)，可以實時地監(jiān)視UPS運行狀態(tài)，設(shè)備出現(xiàn)問題會產(chǎn)生相應(yīng)的告警信息提示工作人員，同時增加了設(shè)備故障數(shù)據(jù)庫可以供工作人員進行故障查詢。

1 方案的制定

本系統(tǒng)的主要工作是獲取UPS中的參數(shù)信息，為了獲取UPS中的數(shù)據(jù)，本系統(tǒng)前后設(shè)計了三種方案來實現(xiàn)對UPS中參數(shù)的獲取。

1.1 網(wǎng)頁獲取參數(shù)信息

本文在引言中已經(jīng)提到該UPS有自己的監(jiān)視系統(tǒng)，并通過網(wǎng)頁的形式來顯示具體的參數(shù)信息。第一種方案就是通過獲取該網(wǎng)頁源碼，然后在源碼中提取所需要的數(shù)據(jù)，最后將結(jié)果進行重新顯示。網(wǎng)頁源碼的獲取在C#中可以利用HttpWebRequest()函數(shù)，但是在實際測試中發(fā)現(xiàn)，始終無法獲取到網(wǎng)頁源碼，已與廠家聯(lián)系但是問題還是沒有解決。這時就考慮了第二種方案，通過UPS上的串口來獲取數(shù)據(jù)。

1.2 串口獲取參數(shù)信息

UPS上都會有一個串口，這個串口主要作用是為了對UPS進行配置。根據(jù)技術(shù)文檔可知，當(dāng)通過計算機向串口發(fā)送特定的命令時，可以獲取UPS中特定的參數(shù)信息，當(dāng)然也包括本文所需要的UPS輸出電壓、輸出電壓、狀態(tài)信息等。但是，這種方案也存在著一些問題。第一，由于要實現(xiàn)遠程監(jiān)視，雷達站與航管樓之間的數(shù)據(jù)通信是通過網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)的，所以要通過串口來實現(xiàn)與UPS的通信，這就需要串口服務(wù)器（實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信號與串口信號之間的轉(zhuǎn)換），這就需要增加設(shè)備；第二，UPS的串口相當(dāng)于UPS的超級用戶，而且該型號的UPS的命令都是單個的大寫字母，當(dāng)向UPS發(fā)送命令式，就可能存在由于誤碼而導(dǎo)致UPS產(chǎn)生錯誤的響應(yīng)，這就存在一定的安全隱患，所以這個方案也不可取。

1.3 SNMP獲取參數(shù)信息

第三個方案是通過SNMP協(xié)議來實現(xiàn)對UPS數(shù)據(jù)的提取，優(yōu)點在于采用該方案不需要增加新的設(shè)備，同時該方案不會對UPS的正常運行產(chǎn)生影響。

2 SNMP協(xié)議

簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（SNMP）作為一種成熟的、被廣大廠商認可的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，是當(dāng)今最為流行網(wǎng)絡(luò)管理手段[2]；它是基于TCP/IP的應(yīng)用層管理協(xié)議，它使用UDP作為傳輸層協(xié)議，能管理支持代理進程的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備[3]；它是一種無連接協(xié)議（通過使用請求報文和返回響應(yīng)的方式在管理代理和管理員之間傳遞信息）[4]。利用SNMP，通過訪問MIB中對應(yīng)“節(jié)點”的OID就可以遠程管理支持這種協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、獲取設(shè)備運行參數(shù)、獲取設(shè)備運行故障等[5]。

3 UPS管理信息庫（MIB）

互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組（IETF）規(guī)定的管理信息庫MIB中定義了可訪問的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及其屬性，由對象標(biāo)示符（OID）惟一指定。MIB是一個樹形結(jié)構(gòu)，有一個組織體系和公共結(jié)構(gòu)，其中包含分屬不同組的許多個數(shù)據(jù)對象，SNMP協(xié)議通過遍歷MIB樹形目錄中的節(jié)點來訪問網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備。MIB樹上的結(jié)對應(yīng)于一個SNMP對象，其標(biāo)識號由根的號碼加上途徑的結(jié)的號碼組成，號碼之間由‘.’隔開[5]。例如SNMP對象"apc"具有如下的描述：“.iso.org.dod.internet.private.enterprises.apc”，其OID為：“1.3.6.1.4.1.318”。

4 遠程監(jiān)視系統(tǒng)的實現(xiàn)

UPS遠程監(jiān)視系統(tǒng)的核心就是獲取UPS的相關(guān)參數(shù)信息和狀態(tài)信息，這涉及了兩個方面，一個是UPS相關(guān)參數(shù)OID值的獲取，這些數(shù)值的獲取可以通過MIB瀏覽器來實現(xiàn)，或者直接通過設(shè)備廠家來獲??；第二個是如何實現(xiàn)對UPS中MIB的節(jié)點的訪問，本系統(tǒng)采用了第三方庫SnmpSharpNet，通過這個庫只需要進行簡單的編程就可以實現(xiàn)對相應(yīng)節(jié)點的訪問，獲取對應(yīng)的參數(shù)信息，可以有效的縮短開發(fā)周期。UPS主要參數(shù)和工作狀態(tài)獲取的關(guān)鍵代碼如下：

5 監(jiān)視系統(tǒng)組成

監(jiān)視系統(tǒng)主界面如圖1所示。該系統(tǒng)主要由三個部分組成。

第一部分主要是UPS主要參數(shù)信息（輸入電壓、輸出電壓、輸入頻率、輸出頻率、電池電量、負載、電池溫度、持續(xù)時間）、工作狀態(tài)和狀態(tài)解釋信息的顯示，所有參數(shù)信息和工作狀態(tài)都是1分鐘更新一次。

圖1 監(jiān)視系統(tǒng)主界面

第二部分是故障報警，根據(jù)UPS的工作狀態(tài)，該系統(tǒng)可以監(jiān)視35種故障信息，當(dāng)出現(xiàn)故障時，產(chǎn)生故障報警信息。故障報警信息主要有兩種：顏色告警和語音告警。顏色告警分為以下三種：白色代表過期數(shù)據(jù)；黃色代表數(shù)據(jù)超過門限；紅色代表設(shè)備出現(xiàn)故障。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)顏色告警時，系統(tǒng)同時會通過中文語音來提示該告警信息。

第三部分是故障配置，該部分所實現(xiàn)的功能是決定哪些告警信息進行語音報警，這一部分也是很有必要的，比如當(dāng)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障時，可能短時間無法修復(fù)，這樣系統(tǒng)會每分鐘進行一次語音報警，過于頻繁的語音報警不可取，這時就可以通過故障配置來取消掉對應(yīng)故障的語音告警，但是顏色告警信息依然存在，具體故障配置如圖2所示。

第四部分是故障查詢，為了便于日后故障統(tǒng)計和故障時間點查詢，在該系統(tǒng)中增加了SQL Server數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫支持基于時間和基于故障名的查詢，如圖3所示。

圖2 故障配置

圖3 故障查詢

6 結(jié)束語

本系統(tǒng)利用SNMP協(xié)議實現(xiàn)了對雷達UPS實時監(jiān)視，并在發(fā)現(xiàn)故障信息時以顏色和語音報警的方式提醒工作人員，工作人員也可以利用該系統(tǒng)進行故障查詢和時間定位。本系統(tǒng)已成功用于民航新疆空管局氣象中心多普勒天氣雷達UPS的實時監(jiān)視，使用效果良好。結(jié)合前期的使用情況，下一步準(zhǔn)備在本系統(tǒng)中增加短信告警以豐富告警方式，同時優(yōu)化監(jiān)視界面，使界面更加美觀。

[1]胡忠文.ADWR雷達速調(diào)管故障分析處理[J].氣象水文海洋儀器,2012.1:87-91

[2]佘健,竇麗華,陳杰.基于SNMP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)主機綜合監(jiān)控方法研究[J].北京理工大學(xué)學(xué)報,2002.22(3):368-372

[3]蔡麗,張大方,謝高崗等.基于SNMP網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].計算機應(yīng)用,2003.23(3):55-57

[4]羅云波.SNMP在高速公路UPS設(shè)備管理中的應(yīng)用[J].公路交通技術(shù),2008.6:138-141

[5]何來坤.基于校內(nèi)網(wǎng)SNMP的UPS遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].杭州師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2009.1:62-65

UPS monitoring system based on SNMP

Fan Dawei,Cao Dunbo
（Xinjiang Air Traffic Administration,Urumqi,Xinjiang 830016,China）

Aiming at the problems of the original UPS monitoring system for Doppler weather radar,a new UPS remote monitoring system based on simple network management protocol(SNMP)is designed,the system can display the important data and status information of UPS in real-time,the alarm information can be generated as soon as UPS fault is detected,and the establishment of fault database facilitates the trouble querying for the staff.

UPS；SNMP；monitoring system；Doppler weather radar

TP311.1

A

1006-8228(2017)10-44-03

2017-07-24

范大偉（1984-），男，內(nèi)蒙古寧城人，碩士研究生，工程師，主要研究方向：氣象設(shè)備維護維修。

10.16644/j.cnki.cn33-1094/tp.2017.10.013