才茂通信UPS电源智能远程监测管理应用方案

▋概述

UPS（Uninterruptible Power System ），即不间断电源，是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备提供不间断的电力供应。当市电输入正常时，UPS 将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流市电稳压器，同时它还向机内电池充电；当市电中断（事故停电）时， UPS 立即将机内电池的电能，通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。UPS 设备通常对电压过大和电压太低都提供保护。

▋UPS现状

UPS是针对中国电网环境和网络监控和网络系统、医疗系统等对电源的可靠性要求，克服中、大型计算机网络系统集中供电所造成的供电电网环境日益恶劣的问题。UPS和直流电源是企业重要的供电保障设备，传统的维护管理包括：

（1）日常巡检外观，定期更换电池、滤波电容、风机等易损件，大修时做电池活化等;

（2）改造或采用换代设备，使用高级工具测试电池性能。这种管理方式企业投入成本高，维护人员工作量大，不易实时掌握设备运行状态和关键数据，设备事故预防能力低。实施在线维护管理可避免传统方式的不足之处，获得良好效益。

UPS 在各个领域应用十分广泛,通信机房中安装 UPS 供电系统越来越普遍。UPS 的使用环境决定了对 UPS 监控的重要性，仅依靠运行维护值班人员每日几次或专业技术人员每周几次现场巡视、巡检无法满足要求,如果出现故障将无法及时发现并对设备进行应急处理,将造成重大损失。而采用远程监控方案，可方便对分布的 UPS 进行集群化管理，提前预警等。

▋系统应用
UPS监控是对机房不间断电源的数据进行采集，通过远程传输的方式，在中心机房 PC 机上进行统一监控、管理，方便机房负责人进行有效的管理，大大节约了各方面的成本，同时可以实现 24 小时无人职守。
 
3.1 拓扑结构图

此系统利用公用蜂窝网络，实现服务器对 UPS 电源相关参数的远程采集。才茂 4G DTU 与服务器建立 TCP/UDP 通信连接后，就可以进行数据双向透明传输,其效果等同于监控软件进行本地采集，实时查看、监控 UPS 的运行情况，定期进行维护检查。
3.2 系统组成 
整个UPS电源远程监控系统是由三个部分组成：前端 UPS、无线传输设备4G DTU、远程监控中心。
（1）前端 UPS
UPS 已经成为了机房中必不可少的重要设备，但作为保障计算机系统供电的最后保障， UPS 工作的有效性和可靠性，正成为信息安全的一个新的隐患，故需对机房内各 UPS 进行实时监测，UPS 监控内容包括：UPS 输入电压、电流、频率，输出电压、电流、负载，电池电压以及 UPS 的状态、UPS 报警状态等。UPS 状态包括正常工作、旁路工作、电池供电等。UPS报警包括 UPS 出现的故障：整流故障、逆变故障、电池故障等各种故障。主要是根据 UPS 协议提供的内容进行监控。
 

（2）传输设备DTU
 传输设备是才茂 4G DTU，主要利用运营商网络实现前端设备与远程监控中心的通信。4G DTU 上电后，首先读取内部 FLASH 中保存的工作参数，根据参数进行 PPP 拨号。拨号成功后， 4G DTU 将获得一个由运营商随机分配的内部 IP 地址 ( 一般是10.X.X.X)，这个地址通常是不固定的。然后 4G DTU 主动发起与数据中心的通信连接，并保持通信连接一直存在，如果通信连接中断 4G DTU 将立即重新与中心握手。由于是 4G DTU 主动连接数据中心，这就要求数据中心具备固定的公网 IP 地址或固定的域名。TCP/UDP 通信连接建立后，就可以进行串口端、网络端数据双向通信了。

（3）远程监控中心

远程监控中心方便管理员地进行 UPS 实时状态查询、基本信息管理、远程操作控制、各项参数设置、用户管理等监控管理功能。监控软件可以以图形或数字方式显示 UPS 输入、输出电压，负载情况，电池容量，机内温度，市电频率，以及 UPS 的基本信息和工作状态。在 UPS 非正常状态时（如市电停电或 UPS 故障等）可发出报警提醒值班员注意。对于重要的 UPS 运行参数，系统可进行曲线记录，曲线的存储时间可超过 1 年。曲线中提供了方便的定位查询线，可以显示具体参数值和最大值、最小值、平均值等，方便管理员全面了解 UPS 的运行状况，及时地发现、预防或解决 UPS 运行中出现的各种问题。监控软件也可以可以预先设定各个用户的权限，限制只有拥有特定地址和密码的网管人员才能操作。

3.3 系统功能

· 支持 UPS 全天候实时监控管理； 

· 实现 UPS 电源远程操控和维护。降低UPS 管理难度，提升工作效率；

· 支持多中心、多地点实时监控；

· 组网简单，无需现场布线，利用现有蜂窝网络实现数据远程传输；

· 强大的数据统计功能，方便管理员及时发现、预防或解决 UPS 运行中出现的各种问题；

· 系统扩展性强，允许后续设备直接加入，无需改变现有网络架构。

▋系统总结

基于蜂窝网络的 UPS 远程监测系统，充分利用了无线网络的覆盖广、高带宽、可移动性等特点。该系统能帮助运维人员实时掌握 UPS 运行状态及健康状况，及时发现问题故障和潜在隐患，以便提早运维和排除故障，保障 UPS 系统安全稳定运行。传统的 UPS 监测系统网络结构复杂、布线麻烦、成本高，也不便于管理。而此远程监控实现简单，厦门才茂 4G DTU 扮演了十分重要的角色，只需在现场安装才茂 4G DTU 接入 UPS 并进行简要配置，即可为系统提供无线远距离数据双向传输功能，其工作稳定可靠、功耗低、简单实用。采用无线远程监控方案，可方便对分布的 UPS 进行集群化管理，提前预警的效果。