基于嵌入式Linux的機房遠程監測系統研究

摘要：為滿(mǎn)足機房實(shí)時(shí)監測環(huán)境參數和視頻信息的需要，本文綜合運用嵌入式技術(shù)、WEB 技術(shù)和信息檢測技術(shù)，研究并設計一種基于B/S 架構的嵌入式機房遠程監測系統。通過(guò)傳感器采集并遠程傳輸機房溫度和圖像數據，在遠程瀏覽器端動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)顯示，為及時(shí)掌握機房環(huán)境數據，實(shí)現機房科學(xué)管理提供良好的平臺。

1 引言

信息化高度發(fā)展的今天，機房作為數據傳輸中心、處理中心和數據交換中心，在整個(gè)信息網(wǎng)絡(luò )工程中占據著(zhù)重要的位置，對機房環(huán)境以及視頻信息的監測具有重要意義。

經(jīng)過(guò)調查分析，機房環(huán)境遠程監測系統的主要應用需求包括： ①溫度是機房環(huán)境中最重要的參數，合理的溫度保證了機房設備的正常運行； ②數據傳輸質(zhì)量高、實(shí)時(shí)性好，以保證對機房環(huán)境的實(shí)時(shí)和有效監測；③支持遠程訪(fǎng)問(wèn)，便于對多個(gè)機房環(huán)境的集中監測。針對上述需求，設計了一種基于B /S 架構的遠程監測系統，以滿(mǎn)足遠程訪(fǎng)問(wèn)、低成本、實(shí)時(shí)性好的機房環(huán)境遠程監測需求。

2 總體方案設計

2. 1 系統方案及總體結構

根據系統應用需求，設計的機房遠程監測系統總體結構如圖1 所示。系統由溫度和圖像傳感器、嵌入式服務(wù)器和遠程計算機構成。其中，溫度和圖像傳感器負責采集現場(chǎng)的溫度和圖像數據，基于ARM 處理器的嵌入式服務(wù)器是整個(gè)系統的控制中心，它控制、調度各系統資源，通過(guò)有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )將所獲取數據傳輸至遠程監控端瀏覽器動(dòng)態(tài)顯示。遠程監控在實(shí)現方式上采用“B /S”模式，在客戶(hù)端的瀏覽器上輸入存儲嵌入式服務(wù)器的網(wǎng)頁(yè)地址即可對機房環(huán)境狀況進(jìn)行監控。

圖1 遠程監測系統總體結構圖

2. 2 系統硬件平臺

系統的硬件平臺選擇主要考慮低功耗、處理能力強、擴展性好、穩定性高和兼容性好等因素。嵌入式硬件平臺的配置從根本上決定了整個(gè)系統運行性能的好壞。整個(gè)機房遠程監測系統由下位機嵌入式服務(wù)器和上位機遠程瀏覽器組成。其中下位機嵌入式服務(wù)器平臺包括眾多硬件模塊： 嵌入式微處理器S3C2440、存儲器、電源和時(shí)鐘模塊、外圍電路及接口、3. 5 寸液晶顯示屏、ZC0301 攝像頭和DS18B20 溫度傳感器等。下面將對各個(gè)硬件設備和模塊做具體闡述。

2. 2. 1 中心處理器

S3C2440 處理器是韓國電子公司三星推出的一款基于A(yíng)RM920T 內核的16 / 32 位RISC 嵌入式處理器，ARM920T 核由ARM9TDM1、存儲管理單元（ MMU） 和高速緩存三部分組成，主頻可達533MHz。本系統采用S3C2440 為核心，外圍硬件資源包括64M SDRAM， 256M NAND FLASH，2 M NOR FLASH。

2. 2. 2 攝像頭

攝像頭采用基于301PLUS 快速高性能圖像壓縮主控芯片的中芯微ZC0301 攝像頭。其能夠輸出高清晰MJPEG 視頻流數據，具有圖像信號處理（ ISP） 、圖像數據壓縮及數據傳輸等功能，可達到6: 1 的壓縮率，同時(shí)支持同步和異步數據傳輸，兼容性好。其工作電壓為3. 3V，工作電流僅為200mA，耗電量小。

2. 2. 3 溫度傳感器

溫度傳感器采用美國Dallas 公司生產(chǎn)的單總線(xiàn)數字式溫度傳感器－ DS18B20，它結構簡(jiǎn)單，不需要外接電路，可用一根I /O 數據線(xiàn)既供電又傳輸數數據，將溫度信號直接轉換為數字信號送給微處理器，電路簡(jiǎn)單，成本低，操作方便。DS18B20 與ARM 處理器接口電路如圖2 所示。

圖2 DS18B20 與ARM 處理器接口電路