浅析能耗监测系统在数据中心的科研
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;"><strong style="color: blue;">摘要：</strong>本文<span style="color: black;">按照</span>大型数据中心能耗监测的<span style="color: black;">详细</span>需求，设计了一个大型数据中心能耗监测系统，实现了资产管理、环境监测、设备<span style="color: black;">掌控</span>、能耗分析以及数据统计等功能，<span style="color: black;">能够</span>为节能减排<span style="color: black;">供给</span><span style="color: black;">要紧</span>依据，在大型数据中心能耗管理方面有<span style="color: black;">要紧</span>的现实<span style="color: black;">道理</span>。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;"><strong style="color: blue;"><span style="color: black;">重要</span>词：</strong>数据中心；能耗监测；系统<span style="color: black;">研发</span></p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;"><strong style="color: blue;">0引言</strong></p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">随着信息化和大数据等技术的发展，大型数据中心的应用越来越广泛，但<span style="color: black;">伴同</span>而来的能耗水平<span style="color: black;">亦</span>日益<span style="color: black;">加强</span>，为了实现节能减排，有效利用能源资源，能耗监测系统应运而生，<span style="color: black;">通常</span><span style="color: black;">来讲</span>，大型数据中心的能耗管理<span style="color: black;">包含</span>机房环境监测和能耗设备的监测，<span style="color: black;">经过</span>实时采集<span style="color: black;">把握</span>能耗状态，从而实现能耗管理的优化，本文设计了一个大型数据中心能耗监测系统，<span style="color: black;">能够</span>为<span style="color: black;">关联</span><span style="color: black;">行业</span><span style="color: black;">供给</span>参考。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;"><strong style="color: blue;">1总体设计</strong></p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">大型数据中心能耗监测系统<span style="color: black;">包括</span>硬件和软件两大部分，其硬件<span style="color: black;">构成</span><span style="color: black;">重点</span><span style="color: black;">包含</span>监控服务器、主机设备、网络设备、环境参数传感器、通风模块等，总体采集<span style="color: black;">规律</span>采用三级监控体系。一级为主机设备，<span style="color: black;">做为</span>系统的应用层，为用户<span style="color: black;">供给</span>人机接口；二级是主机状态，负责采集主机性能参数或对主机进行远程<span style="color: black;">掌控</span>；三级是传感器以及能耗<span style="color: black;">安装</span>，<span style="color: black;">按照</span>传输距离的不同，前面两级之间采用TCP传输数据，后两级<span style="color: black;">因为</span>距离较短，采用了串口通信。系统在架构上分为应用层、汇聚层和采集层。采集层的数据上传到网络后进入软件平台进行存储并处理，<span style="color: black;">拥有</span>权限的用户可登录系统平台查看数据中心各设备的运行状态和环境参数。软件平台采用B/S架构设计，兼容所有通用浏览器<span style="color: black;">拜访</span>，<span style="color: black;">没</span>需安装客户端。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;"><strong style="color: blue;">2<span style="color: black;">研发</span><span style="color: black;">工具</span>的<span style="color: black;">选取</span></strong></p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">为了<span style="color: black;">加强</span>软件<span style="color: black;">研发</span>效率，<span style="color: black;">按照</span>系统的功能需求和各类主流<span style="color: black;">研发</span><span style="color: black;">工具</span>的特点，<span style="color: black;">同期</span><span style="color: black;">思虑</span>到大型数据中心有可能存在多种操作系统，本文采用了MyEclipse<span style="color: black;">做为</span>平台的<span style="color: black;">重点</span><span style="color: black;">研发</span><span style="color: black;">工具</span>，所有代码均采用java语言进行编程，J2EE技术架构，充分利用了其简单易用性及跨平台移植特性。数据库是软件平台的核心<span style="color: black;">基本</span>，本文采用开源免费的MySQL数据库，该数据库<span style="color: black;">运用</span>广泛，性能良好，安全<span style="color: black;">靠谱</span>，<span style="color: black;">能够</span><span style="color: black;">经过</span>ADO.ODBC等中间组件实现连接，满足本系统的需求。3软件功能分析</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">大型数据中心能耗监测系统<span style="color: black;">重点</span>针对各类能耗设备的能耗管理问题，<span style="color: black;">经过</span><span style="color: black;">各样</span>传感器对能耗设备的工作状态进行实时监测，从而分析其能耗水平并<span style="color: black;">做为</span>优化的<span style="color: black;">重点</span>依据。硬件传感器采集到原始数据后，其余的<span style="color: black;">重点</span>工作均由软件平台实现。<span style="color: black;">因此呢</span>，软件平台的功能<span style="color: black;">首要</span>要<span style="color: black;">包含</span>对原始<span style="color: black;">测绘</span>数据的转换，<span style="color: black;">经过</span>不同的通信协议与硬件设备<span style="color: black;">创立</span>连接并接收数据，<span style="color: black;">同期</span><span style="color: black;">按照</span>协议格式对现场设备进行远程<span style="color: black;">掌控</span>；其次，软件平台还<span style="color: black;">必须</span>将数据存储至后台数据库中进行暂存或永远存储，<span style="color: black;">同期</span>对数据进行分析，计算出各设备当前的能耗水平以及可优化的空间，将分析结果以可视化的方式<span style="color: black;">表示</span>在软件界面上；<span style="color: black;">针对</span><span style="color: black;">反常</span>的数据，应<span style="color: black;">即时</span><span style="color: black;">表示</span>报警信号，将<span style="color: black;">反常</span>信息<span style="color: black;">经过</span>短信的形式推送给<span style="color: black;">关联</span>的负责人；为后期数据统计分析的方便，软件还<span style="color: black;">必须</span><span style="color: black;">供给</span>数据<span style="color: black;">查找</span>和统计功能，<span style="color: black;">经过</span>时程曲线、柱状图、直方图等形式将分析结果展示出来，<span style="color: black;">做为</span>跟踪预测设备能耗变化趋势的<span style="color: black;">要紧</span>依据。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;"><strong style="color: blue;">4功能模块设计</strong></p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;"><span style="color: black;">按照</span>软件需求分析及功能的分解，大型数据中心能耗监测系统<span style="color: black;">重点</span>设置了五个功能模块，分别为：资产管理、环境监测、设备<span style="color: black;">掌控</span>、能耗分析以及数据统计。为了<span style="color: black;">加强</span>软件平台的可扩展性，系统采用开放性设计和模块化设计思想，各模块之间功能独立，给系统的<span style="color: black;">研发</span>和实现带来了很大的便利。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">4.1资产管理模块</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">资产管理模块用于管理数据中心的所有资产，<span style="color: black;">供给</span>一个简洁美观的操作界面，为用户<span style="color: black;">供给</span>资产项目的添加、修改、<span style="color: black;">查找</span>等功能，还<span style="color: black;">能够</span>对资产进行分组归类，采用专门的数据库表对各设备的连接方式进行记录，<span style="color: black;">保准</span>所有设备均在管理范围内，这<span style="color: black;">亦</span>是软件平台在精细化管理方面的<span style="color: black;">详细</span>应用<span style="color: black;">表现</span>。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">4.2环境监测模块</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">环境对数据中心的设备运行状态有<span style="color: black;">要紧</span>影响，例如良好的通风<span style="color: black;">前提</span><span style="color: black;">能够</span>使设备工作在较佳状态，减少能耗。环境监测模块<span style="color: black;">重点</span>负责对数据中心机房和机柜中的<span style="color: black;">要紧</span>位置的温度、湿度进行监测，以及对<span style="color: black;">要紧</span>能耗设备的功率和温度进行实时<span style="color: black;">测绘</span>，这些数据上传至软件平台后<span style="color: black;">经过</span>多层次的画面进行展示，<span style="color: black;">经过</span>曲线、标记、颜色、文字等元素的综合应用，将能耗数据动态<span style="color: black;">表示</span>出来。该模块只能查看数据，<span style="color: black;">不可</span>修改参数。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">4.3设备<span style="color: black;">掌控</span>模块</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">数据中心<span style="color: black;">包括</span><span style="color: black;">海量</span>能耗设备，这些设备经过<span style="color: black;">长时间</span>运行可能会偏离运行状态。本模块<span style="color: black;">能够</span><span style="color: black;">按照</span>监控数据对各类能耗设备进行远程<span style="color: black;">掌控</span>，修改其参数使其工作状态得到优化。其中空调是数据中心<span style="color: black;">重点</span>的能耗设备，对<span style="color: black;">全部</span>机房的能耗水平有<span style="color: black;">要紧</span>的影响，本系统<span style="color: black;">能够</span>完成对空调设备的远程<span style="color: black;">掌控</span>，<span style="color: black;">包含</span>修改其回风温湿度、工作电流、温度设定、<span style="color: black;">按时</span>开关机等参数。<span style="color: black;">另一</span>，还<span style="color: black;">能够</span>实时远程<span style="color: black;">掌控</span>进风气流分配模块和排风迁移模块等散热设备，<span style="color: black;">保准</span>其始终运行在较好的状态。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">4.4能耗分析模块</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">软件平台<span style="color: black;">经过</span>通信协议接收到的是原始监测参数，<span style="color: black;">必须</span>进行特定的算法分析<span style="color: black;">才可</span>得到各设备的能耗<span style="color: black;">状况</span>。能耗分析模块<span style="color: black;">能够</span>在不同的层次上对数据中心的能耗水平进行分析，<span style="color: black;">按照</span>能耗水平的变化采取相应的<span style="color: black;">办法</span>进行能耗管理。结合设备<span style="color: black;">自己</span>的能耗水平以及数据中心的环境参数，对设备运行参数进行优化<span style="color: black;">调节</span>，保持整体较好能耗，实现节能减排。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;"><strong style="color: blue;">5安科瑞能耗统计分析（能源管理）<span style="color: black;">处理</span><span style="color: black;">方法</span></strong></p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">5.1概述</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;"><span style="color: black;">创立</span><span style="color: black;">有效</span>的能耗监测管理系统，对建筑各类耗能设备能耗数据进行实时<span style="color: black;">测绘</span>，对采集数据进行统计和分析。能够<span style="color: black;">恰当</span>的确定各区域建筑能耗经济指标及绩效考核指标，<span style="color: black;">发掘</span>能源<span style="color: black;">运用</span>规律和能源浪费<span style="color: black;">状况</span>，<span style="color: black;">加强</span>人员主动节能的<span style="color: black;">认识</span>。安科瑞厂家联系人陈芳芳136*119655*14</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">① 搭建数据中心智慧能源管理系统的基本框架，对各个用能环节进行实时监测；</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">② 排碳数据化：<span style="color: black;">经过</span>系统可实现建筑单位内人均能耗分析（<span style="color: black;">包含</span>水、电、能量），实现低碳办公数据化；</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">③ 区域能效比：实现建筑单位内区域能耗对比，方便能耗考核；</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">④ 同期能效比：实现同年、同期、同一区域能耗对比，方便节能数据分析；</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">⑤ 能耗<span style="color: black;">评定</span>管理：<span style="color: black;">根据</span>能源消耗定额标准约束值、标准值、引导值进行分析单位面积能耗和人均能耗指标；</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">⑥ 能耗竞争排名：各个功能区能耗对比，实现能耗排名，<span style="color: black;">加强</span>工作人员的节能<span style="color: black;">认识</span>；</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">⑦ 对能耗的<span style="color: black;">运用</span>数据进行综合的分析、统计、打印和<span style="color: black;">查找</span>等功能，并<span style="color: black;">按照</span>能耗监测管理系统的<span style="color: black;">必须</span>可<span style="color: black;">选取</span>不<span style="color: black;">一样</span>式报表的打印。为能耗运营管理<span style="color: black;">分部</span><span style="color: black;">供给</span><span style="color: black;">靠谱</span>的依据；</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">⑧ 能耗数据采集，随时<span style="color: black;">查找</span>，并<span style="color: black;">按照</span>采集数据进行统计分析，监测<span style="color: black;">反常</span>能源用量，对能源智能仪表故障进行报警，<span style="color: black;">加强</span>系统信息化、自动化水平。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">5.2平台<span style="color: black;">安排</span>硬件选型</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;"><img src="//q7.itc.cn/images01/20240422/636d7aa09a244eeb830d36bbed8fb7ae.png" style="width: 50%; margin-bottom: 20px;"></p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;"><img src="//q4.itc.cn/images01/20240422/047465801fe74f049441ed3d1fa18a67.png" style="width: 50%; margin-bottom: 20px;"></p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;"><img src="//q6.itc.cn/images01/20240422/372592ba49fd4d18b3564ac1712aff26.png" style="width: 50%; margin-bottom: 20px;"></p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;"><strong style="color: blue;">6结语</strong></p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">随着各类信息系统的广泛应用，<span style="color: black;">没</span>论是大型<span style="color: black;">公司</span>还是政府机关，都不可避免地建设大型数据中心，各类设备的<span style="color: black;">海量</span>应用，使机房能耗管理受到<span style="color: black;">更加多</span>的<span style="color: black;">注意</span>。软件技术的成熟为大型数据中心的能耗管理<span style="color: black;">供给</span>了良好的管理<span style="color: black;">基本</span>，大型数据中心能耗监测系统的应用<span style="color: black;">亦</span>将更加广泛。<span style="color: black;">因此呢</span>，本文的<span style="color: black;">科研</span><span style="color: black;">拥有</span><span style="color: black;">要紧</span>的现实<span style="color: black;">道理</span>。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;"><strong style="color: blue;">【参考文献】</strong></p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">［1］吴祥林，陈晓，周家坤，李新.数据中心机房环境在线动态<span style="color: black;">没</span>线监测<span style="color: black;">科研</span>.中国标准化，2019(02):187-188.</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">［2］王坚.大型数据中心能耗监测系统应用<span style="color: black;">科研</span>.科技风2022（02）.</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">［3］安科瑞<span style="color: black;">公司</span>微电网设计与应用手册2022.5版.</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;"><strong style="color: blue;">作者简介：</strong></p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">陈芳芳，女，现任职于安科瑞电气股份有限<span style="color: black;">机构</span>，<span style="color: black;">重点</span>从事数据中心的设计与应用。<a style="color: black;"><span style="color: black;">返回<span style="color: black;">外链论坛：http://www.fok120.com/</span>，查看<span style="color: black;">更加多</span></span></a></p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;"><span style="color: black;">责任编辑：网友投稿</span></p>
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