機房、基站、辦公大樓、倉庫等場所環境監測解決方案
作者：北京長英科技 盧廣合 發表日期：2008.11.13
摘要：利用以太網總線技術實現機房/倉庫等場所的全數字化溫濕度監測。介紹了系統產生的背景，系統的工作原理，系統的功能特點，系統的組成，以太網接口的溫濕度一體化傳感器LTM8950的特點、三種應用模式，最后給出了系統成功應用實例。
關鍵詞：機房/基站/辦公大樓/倉庫；以太網總線；溫濕度；短信報警
系統背景:
因為互聯網的高速發展，我們的社會從日常生活到社會各領域都處在不斷地變革中，網絡為各種信息的整合提供了強有力的手段，通過網絡，人們不僅可以足不出戶的查閱到許多有用的歷史資料，而且可以了解到人們所關注的許多實時信息，如股票，票務等。
互聯網已經成為當前社會人們處理各項事務最重要的工具之一，我們也越來越習慣并依賴它。
目前，隨著人類社會的不斷發展，一些特定場所如機房、倉庫對環境提出了越來越高的要求，溫度、濕度以及空氣污染指數（API）等越來越受到人們的普遍關注。另外，各種物品存放的安全性以及一些工業現場對所處空間的環境指標也有很高的要求，濕度過高會發生霉變，過低會產生靜電，容易發生自燃或爆炸，溫度過高過低都會使某些物品損壞，于是如何對溫濕度環境指標進行更加高效便捷的監測，日益成為時代的迫切需要。
針對這一要求，鑒于互聯網在信息處理方面的強大功能，北京長英數碼科技繼1-WIRE BUS溫度傳感器和ITU BUS溫濕度一體化傳感器這兩種總線協議的傳感器之后，借助于目前十分成熟的互聯網技術，又研制了一款全新的基于以太網總線技術的溫濕度一體化傳感器LTM8950。
以太網模式的溫濕度一體化監測系統采用以太網接口的溫濕度一體化傳感器LTM8950作為前端數據采集單元，借助最新的以太網接入技術，使人們能夠通過互聯網絡來隨時隨地及時了解溫度、濕度等環境指標。另外，系統還對現場溫濕度的高低超限采取了很好的報警機制及無線信息查詢功能（需配短信模塊），使相關人員對異常狀況及時做出處理。為機房、基站、辦公大樓、倉庫等場所溫度、濕度等環境指標實時信息的采集、傳輸、發布及超限預警提供了經濟高效，功能完備的解決方案。
系統概述:
以太網模式的溫濕度一體化監測系統是采用以太網接口的溫濕度一體化傳感器LTM8950作為前端數據采集單元，借助以太網傳輸技術與服務器及短信模塊構成的。
系統對每個測量點的溫度、濕度進行監測并現場顯示（LTM8950D帶LCD顯示功能）。
在服務端/客戶端（即C/S）模式下，所有測量點的LTM8950組建局域網由一臺管理計算機作為服務器進行監測數據的集中管理，然后可以在互聯網上的任何一臺計算機（局域網內或INTERNET遠程）都可以通過專用的客戶端軟件隨時查看監測到的溫濕度信息，即各溫濕度傳感器的溫濕度實時值、及各個傳感器的工位號；所有傳感器溫濕度的高低超限實時報警還可通過短信模塊發送短信實現無線報警；進行歷史數據存儲及查詢、打印。
另外，在沒有網絡或計算機的情況下，還可以通過手機發送指令到短信模塊，短信模塊接收到指令向服務器發出請求，服務器按指令內容將所需的數據再通過短信模塊轉發回手機，實現無線查詢功能。
在單機版模式下，同C/S模式不同的是，數據存放與管理，溫濕度數據時時監測，短信功能等都在同一臺計算機上進行工作。
系統功能特點:
□ 溫濕度測量：對每個測量點的溫度、濕度進行監測并現場顯示（LTM8950D帶LCD顯示功能）
□ 無線報警：可通過短信模塊以短信的形式將報警信息發送到指定手機上
□ 無線查詢：手機以短信的形式將查詢命令發送到短信模塊上，短信模塊再以短信的形式將查詢結果反饋到該手機
□ 數字化：本方案為全數字化方案，由每個溫濕度傳感器輸出的直接為可聯網數字信號。
□ 故障率低：基于成熟的互聯網技術開發而成，現場運行具備高速度、高可靠性和高安全性，運行維護幾乎不需要
□ 施工簡單容易：在網絡設施便利的現場，借助于互聯網絡的布線資源，組網迅速，結構簡單，施工方便，成本低，功能強
□ 操作簡單：系統設計人性化強，軟件開發人機界面友好，使用不需要多少技術難度
□ 擴展方便：上位機軟件自動識別傳感器的類型、數量和配置，用戶可以根據現場安裝條件，任意增減傳感器的數量，而不需要對原有系統做任何其它方面的改動
□ 網絡覆蓋范圍廣：沖破了時間和空間的限制，在互聯網上的任何一臺計算機（局域網內或INTERNET遠程）都可以通過專用的客戶端軟件隨時查看監測到的LTM8950的溫濕度值
□ 支持ARP、UDP、TCP、Telnet、ICMP、SNMP、DHCP等網絡協議
□ 用戶可自行設計個性化軟件：本公司有一套成熟的軟件，如客戶想自己開發個性化的軟件界面及功能，可提供成熟的通訊協議
系統配置:
1．上位機：
1．上位機：
a) 功能：數據處理及用戶界面
b) 硬件要求：奔騰133/32M DRAM /4.3G以上，帶RJ45網絡接口的計算機。
c) 軟件：可選用標準軟件或定制程序
2．現場數據采集單元LTM-8950
a) 功能：實現聯網通訊的聯絡，對上位機以太網，LTM-8950模塊作為前端溫濕度數據采集單元
b) 硬件要求：LTM-8950模塊
b) 硬件要求：奔騰133/32M DRAM /4.3G以上，帶RJ45網絡接口的計算機。
c) 軟件：可選用標準軟件或定制程序
2．現場數據采集單元LTM-8950
a) 功能：實現聯網通訊的聯絡，對上位機以太網，LTM-8950模塊作為前端溫濕度數據采集單元
b) 硬件要求：LTM-8950模塊
3．短信模塊（可選，用于短信報警和短信查詢，與Enview_SMS短信報警軟件配合使用）：
a) 功能：配合短信報警和短信查詢時必備
b) 硬件要求：GSM模塊（已裝有效SIM卡）
現場數據采集單元－以太網接口的溫濕度一體化傳感器LTM8950:
LTM8950作為前端溫濕度數據采集單元，是以太網模式溫濕度一體化監測系統的重要組成單元。
借助以太網傳輸技術，LTM8950將其測量點的溫濕度信息傳到網絡上，無論在局域網內還是互聯網上的任何一臺計算機（INTERNET遠程）都可以通過專用的客戶端軟件隨時查看監測到的LTM8950的溫濕度值。
通過專用客戶端軟件來管理各LTM8950，實現測量點的高低超限實時報警，還可通過短信模塊發送短信到手機上實現無線預警功能。
利用手機發送指令到短信模塊可以將測量點的信息反饋到手機上，實現無線查詢功能。
另外，提供可直接在現場顯示溫濕度的LTM8950D（帶有LCD顯示）。
LTM8950 LTM8950D
功能特點：
□ 低成本、快速組網：每個LTM8950模塊自帶以太網通訊輸出，供電后直接接入以太網即可使用。
□ 維護率低：LTM8950備有硬件看門狗，能確保長期穩定運行。
□ 維護率低：LTM8950備有硬件看門狗，能確保長期穩定運行。
□ 結構精巧：高度集成的，緊湊的電子電路設計
□ 用戶可自行設計個性化軟件：本公司有一套成熟的軟件，如客戶想自己開發個性化的軟件界面及功能，可提供成熟的通訊協議
技術指標：
□ 溫度測量范圍：-25℃～+60℃
（LTM8950D：-10℃～+60℃)
□ 溫度測量精度：±0.5℃
□ 濕度測量范圍：5%～95%RH
□ 濕度測量精度：±3%RH
□ 網絡接口：RJ45，10/100M自動識別
□ TCP端口：10050（缺省）
□ 供電電源：+12VDC，80mA
產品應用：
① 直聯模式 ② 單機模式 ③ 局域網模式 ④ 廣域網模式
【應用舉例一】
直聯模式：將LTM8950直接接在計算機上，計算機只能訪問一個LTM8950，在PC上直接顯示溫濕度數據，并進行數據處理
● 優點：使用直聯網線，無需任何采集器
● 應用：最簡單的單點溫濕度測量，也可用來做8950的調試
【應用舉例二】
單機模式：通過網絡交換設備，計算機同時訪問多個LTM8950，在該計算機上直接顯示溫濕度數據，所有溫濕度數據的存儲、管理都在本機進行
【應用舉例三】
局域網模式：在局域網中使用，網絡設備共享溫濕度數據
● 優點：
①所有網絡設備都有可能共享溫濕度數據 ②可充分利用現有的局域網布線資源，減少布線成本
③成熟豐富的網絡協議資源，減少應用軟件開發調試時間。 ④系統擴展方便、靈活。
● 應用：機房、基站、辦公大樓、倉庫等原有布線資源的，或適合網絡但不適合其他布線方式的場所
【應用舉例四】
廣域網模式：在廣域網（internet）中使用，網絡設備遠程監測溫濕度數據。
軟件系統－Enview監測軟件:
1．概述
1．概述
Enview軟件是一款基于長英科技各種環境監測傳感器及設備的數據采集/監測報警軟件。它支持長英科技絕大多數溫濕度傳感器及其它功能產品的數據采集；通過模擬量轉換模塊或者開關量轉換模塊可以外接其它的外部設備，如：聲光報警器、電話撥號器等。
2．功能特點：
Ø 支持多達上百個傳感器設備的數據采集監測工作，并能夠提供短信報警、中文語音報警、蜂鳴器報警、聲音文件報警等多種形式的數據超限和通訊異常的報警提示服務。
Ø 引入設備分組概念：設備配置
Ø 高了現場通訊抗干擾能力及可靠性：嚴格按通訊協議進行數據處理
Ø 功能齊備的數據操作分析能力：查詢分析，對歷史數據、報警信息進行查詢，并將數據以數據列表及曲線的方式導入到Excel電子表格中
Ø 權限分明的用戶操作機制：用戶管理
Ø 友好實用的操作界面：實時監測與圖形監測
可根據客戶系統要求，定制SCADA-Enview 長英通用監測軟件
Ø 監測界面按需訂制(提供全面OEM服務)
Ø 強大的通訊處理能力：支持ASCII、Modbus、Modbus TCP及各種自定義協議
Ø 圖形，曲線，記錄，報表、分析等多種功能組合
Ø 網絡客戶端監測功能輕松擴展
Ø 秉承長英“即買即用”風格, 無需二次開發
3．運行環境
Ø 系統：WINXP或WIN2000系統，安裝office辦公軟件
Ø 顯示器分辨率：1024*768 ；DPI：設置為正常尺寸（96 DPI）
Ø 任務欄屬性：自動隱藏任務欄
4．軟件主界面介紹（以Enview 1.4監測軟件為例，截圖僅做參考，具體以實際應用為準）
A.用戶管理
本軟件采用三級用戶權限管理：
管理員：該權限用戶只有一個為最高權限，可進行軟件的所有操作。該權限賬戶，不能添加和刪除。
操作員：該權限用戶權限低于管理員，不能操作用戶帳戶添加/刪除功能及設備配置功能，只可對報警狀況做確認、查看歷史數據、歷史曲線，報警記錄等等。
瀏覽員：該權限用戶為最低級用戶，該用戶只能查看實時數據及報警信息。其他操作功能不被允許（例如：查看歷史數據、起動/停止采集等）。
當系統內傳感器設備發生報警時，報警信息列表就會顯示當前報警的詳細信息，同時數據顯示區的數據列表中發生報警的傳感器設備數據記錄行自動變成紅色；實時曲線自動顯示報警傳感器設備的運行曲線并配以蜂鳴器聲響、中文語音、報警聲音文件及短信發送等手段以提示用戶及操作人員并供其分析處理。
以太網系列設備配置（使用LTM8950系列以太網溫濕度傳感器進行環境監測）
使用此功能進行以太網系列溫濕度傳感器的添加、刪除及參數修改操作，同時設置溫度、濕度超限報警時的上下限值。
8950地址設置：從局域網內讀取LTM8950的數據  |
8950地址設置：通過Internet遠程讀取某局域網內的LTM8950數據(需事先將需要遠程訪問的LTM8950映射到internet上，使其擁有Internet IP地址，具體操作方法見之后的「附：IP映射」
使用該功能主要是對報警信息及歷史數據的查詢分析。
⑴ 報警查詢
① 根據查詢條件，時間段查詢報警信息，軟件將查詢所選設備或全部設備的報警信息。
② 可將報警信息表中的數據導出到Excel電子表格中。
⑵ 歷史數據查詢
① 軟件將查詢到的數據以數據列表和曲線的方式顯示給操作用戶，同時計算出平均值、最小值及最大值。繪制歷史數據曲線時，加入了上下限值線，這樣操作用戶就能夠很直觀看到數據的運行走勢。
② 將數據列表中的數據及曲線導出到Excel電子表格中。
⑶ 對比分析（此功能僅適用于溫濕度數據）
① 系統分析后，以溫度對比曲線圖、濕度對比曲線圖、溫度最大值/最小值/平均值對比柱狀圖、濕度最大值/最小值/平均值對比柱狀圖及數據對比列表顯示給操作用戶，供用戶分析。
② 將數據對比表中的數據導出到Excel電子表格中。
軟件系統－Enview_ESMS 短信報警軟件:
可選，短信報警及短信數據查詢功能時用，獨立安裝，與長英的Enview監測軟件配合使用
可選，短信報警及短信數據查詢功能時用，獨立安裝，與長英的Enview監測軟件配合使用
① 短信報警（可指定號碼，發送報警次數）
可以配置接收短信報警的手機號碼（支持多個手機號碼），當發生報警后，自動發送報警短信。
② 每日例行運行狀況定時發送
可在數據庫中設置每日例行運行狀況通知，每次固定時間將指定傳感器的數據信息發到指定手機號碼。
③ 短信查詢數據
可在數據庫中設置允許查詢運行狀態的手機號碼，被允許的手機通過發送特定格式的短信到系統中，可返回其所查詢的傳感器數據
④ 余額查詢
自動計算SIM余額，當余額低于設定最低余額后，自動發出余額不足報警。
⑤ 通訊中斷告警
當程序死機后，監控程序可以自動重新啟動，并同時發出報警短信提示計算機曾經死機。
附：IP映射－路由器方式（以下以TP-LINK TL-WR641G/642G為例）：
打開路由器管理界面（一般為http://192.168.1.1/）,登陸后進入以下畫面
在轉發規則里的虛擬服務器點擊添加新條目，在出現的設置攔里如下圖填寫8950的服務端口號、內網IP
設置完成后，就添加好了能從互聯網就可訪問處于局域網內的該IP地址的8950，如其他的8950也需從外網訪問，按以上方法同理操作，只需記著每個8950IP地址不同即可
結論:
采用以太網總線技術的機房溫濕度監測系統可提高系統穩定性、降低系統成本。其二以太網總線技術確保系統布線簡單，系統故障率極低。環境溫濕度一體傳感器也已完全網絡數字化，可在局域網內多點聯網。因以太網模式溫濕度一體化監測系統的獨特性決定了在網絡布線資源已具備的場所（機房、基站、辦公大樓、倉庫等），代替模擬或數字方式將是必然趨勢。
成功案例
— 廣電總局計算機房以太網溫濕度監測方案
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