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（论文）

温度监控机房报警

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指导教师

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二级学院

年 月

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目 录

引 言 ·································· 3

1. 机房温度监控概况 ···························· 3

1.1 背景介绍 ······························· 3

1.2 机房温度监控现存问题 ························· 3

1.3 研究意义和目的 ···························· 4

2. 温度监控机房报警系统设计 ························ 4

2.1 需求分析 ······························· 4

2.2 温度监控机房报警系统设计 ······················· 5

3. 硬件实现 ································ 5

3.1 硬件总体框架 ····························· 5

3.2 主处理器模块 ····························· 6

3.3 温度采集模块 ····························· 6

3.4 温度监控模块 ····························· 7

3.5 人机界面模块 ····························· 8

3.6 扬声器报警模块 ···························· 8

4. 软件实现 ································ 9

4.1 系统软件结构 ····························· 9

4.2 软件主要功能介绍 ··························· 10

5. 总结·································· 12

参考文献 ································· 13

3 温度监控机房报警

引言 本文针对现状提供了一种高精度、高可靠性、高性价比、高智能化、操作维护方便的基于单片机的元件设计与制作出温度报警器。此报警器系统包括主控制模块、温度测量模块、温度设置模块、显示模块以及电源模块。主控制器模块的核心元件选用单片机；温度测量模块的核心元件选用数字温度传感器；温度设计模块采用键盘输入，键盘则是可以使用3个按键，一个设计键、一个加键、一个减键；显示模块采用数码管，电源模块采用干电池为系统供电。单片机的最小系统主要由电复位、振荡电路组成，在外围电路中加入了12M的晶振、复位电路和电源；复位电路由两部分组成。

1.机房温度监控概况

1.1 背景介绍

21世纪是高新科技发展的一个鼎盛时代，微电子工程、信息工程、生物工程、材料工程以及纳米技术都有一个大的飞跃，由于高新科技的成果在各行各业中得到广泛应用，推动了各行各业的技术、产品的发展，各方面智能化越来越明显。在这些技术的发展过程中计算机网络也随着需求高度普及各行各业，而计算机机房成了数据处理的枢纽。不管是党政机关的网上办公系统，还是银行、证券的数据交易都离不开计算机，涉及到大型数据管理，建立计算机机房就十分必要。然而机房里面的设备一般都比较昂贵、甚至比较娇气，计算机机房的元器件会因为温度过高或者湿度过高等原因而加速老化，尤其是服务器的硬盘、主板、电源以及UPS里的蓄电池等重要部件。因此对计算机机房系统进行监控显得很有必要。计算机机房由于大量数据要处理计算机几乎处于持续工作状态而导致机房整体温度很容易升高，所以对机房的温度检测是最重要的监测量，目前大部分机房采用的都是直接使用空调进行温度调节，有很多情况下，机房是让空调一直工作保证温度不会出现过高情况，这在一定程度上构成了能源的浪费，因为在机房温度不高时机房空调不需要处于工作状况。

最初温度监控系统一般有三种形式分别为磐石温度表、毛细管式温控器和热敏电阻温控装置。随着温度监控系统技术的提高和微机技术的发展，智能型温度监控系统也发展起来，一般具有智能的温度检测并通过微处理器数据处理决定风机的启停和温度过高报警灯操作，对温度的监控也提高了抗干扰性。在节能的大前提下对机房设计制作能够智能判断温度进行风机的启停和关断和报警，从而达到智能和节能。

1.2 机房温度监控现存问题

随着信息技术的普及和通信网规模的不断加大，为了确保通信网络的安全，计算机机房设备越来越多，在电能成本上占有很大的比重，因此对计算机机房的节能有一定的要求。而计算机机房空调为了保证计算机机房温度处于适合的工作温度一直处于持续工作的状态，因此这给电能造成了很大的浪费，也带来了巨大的成本。

此外计算机机房空调相对于普通空调来说有着比较苛刻的要求，需要每天持续工作，切大部分是在无人看管的情况下运行，这要求计算机空调的运行具有很好的稳定性。如果空调在无人看管情况下发生了故障而无法工作，则计算机机房温度将会很快升高，如果没有温度过高报警提示，就可能给机房带来损坏。所以现在机房温度监控需要智能化，在根据温度调整空调启停和温度过高报警提示。

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1.3 研究以及和目的

机房由于计算机总是保持持续工作状态，温度上升很快，为保证计算机不会因为温度过高通常让机房空调处于持续工作的状态，在无人看管的时候都处于工作状态。这往往带来一个问题，就是当空调出现故障而无法工作时，由于无人监控导致机房温度很快上升，如果没有对温度的监控，即使是机房的温度上升很高都唔措施，过高温度可能导致计算机工作不正常甚至发生火灾等问题。针对该问题本文研究设计一种温度监控报警器：

（1） 它是一个单片机系统，对他的的设计和制作可以灵活运用在单片机课程中学的知识，并使其得到巩固和提高。单片机在西安市生活中应用非常普遍，掌握着方面的知识对今后从事此类工作的学生来说是一项不可或缺的技能。

（2） 他的测温部分采用了Dallas半导体公司的DS18B20，一线式数字式温度传感器，DS18B20是新一代的测温器件，具有很多优点。它在逐步取代传统的热敏电阻等测温元件。其优点主要体现在温度转换、A/D转换和数据的串行通讯集成为一体，体积小。

（3） 对该温度报警系统设置阈值，在高于阈值温度是则通过单片机处理发出报警信号。在一定阈值内智能调节机房空调的启停。

本文对机房温度控制系统的硬件设计、软件设计进行了详细的介绍。

2.温度监控机房报警系统设计

2.1 需求分析

计算机的普及导致现在机房很普遍，不同的机房对监控和管理有着不同的需求：

（1） UPS机房监控需求：对于UPS机房的温度、湿度和电压电流等参数进行全面监控，温度或者湿度等任何参数高于阈值要能够有主动报警机制来提醒机房网管及时处理。

（2） 交换机机房监控需求：对交换机机房的温度、湿度、电压电流等参数进行全面监控，温度或者湿度等任何参数高于阈值时要能够主动报警的机制来提醒机房网管及时处理。

（3） 服务器机房监控需求：对于服务器机房的温度、湿度、电压、电流等参数进行全面监控，温度或者湿度等任何参数高于阈值能够主动报警的机制来提醒机房网管及时处理。

（4） 其他监控需求：对于上述核心机房的漏水做到实时监控，一旦有漏水情况要马上报警通知机房管理员第一时间解决故障。对机房空调运行情况要做到事实监控和检测，一旦有空调关机，要马上报警通知机房和网络管理员排查空调故障或者采取其他降温措施。对配电柜运行情况要做到实时监控和检测，一旦用电异常，要马上报警通知机房管理员，保护服务器正常运行。

此外，对于本系统的自身要求需要满足如下几点：

（1） 可靠性：该温度监控系统应该具有良好的电磁兼容性、电气隔离性、抗干扰能力强，外接条件的变化不会干扰温度检测系统的正常工作，具有自我诊断能力，对存储故障能够及时报警。

（2） 稳定性：系统硬件软件采用模块化设计，各个模块独立又构成整体，某一个模块的功能损坏不会影响到另外一个模块的正常运行。

5 （3） 准确性和精度指标：要求报警准确率100%，对温度的采集和监控准确率100%，因此对温度采集的精度要求也会提高。温度监控范围波动控制在2度。

（4） 可维护性：系统采用模块化的设计因此，可维护要求得到满足。对应模块功能的损坏可以针对模块维护而不影响其他模块。

2.2 温度监控机房报警系统设计

根据设计要求系统设计了如图1所示的整体结构，该温度监控报警系统微处理器采用AT89S52芯片，微处理器是整个温度报警系统的核心，各个模块功能的实现都通过微处理器的控制。微处理器的外围设备包括上位机监控、温度采集模块、按键设置温度阈值、LCD显示界面显示目前的监控情况、报警系统、风机启停的控制。其中微处理器AT89S52是一种高性能的CMOS8位处理器，具有8K系统可编程Flash存储器，满足设计的要求。温度采集模块采用DS18B20数字温度传感器，其具有线路简单体积小的特点。按键设置主要设置设置键和温度设置的加减键，通过按键来设定适当的温度阈值。LCD显示只要将采集的温度数据显示在界面上，方便人员进行查看。而报警系统主要由扬声器构成，温度超过阈值则通过微处理器设置报警信号，通过扬声器告示温度超标。风机启停控制是在温度低于最低阈值时控制风机的启动和开启，从而达到节能的目的，减少不必要的能源浪费，风机在温度较低时可以不启动风机工作。

微处理器AT89S52温度采集电路DS18B20LCD显示扬声器报警按键设置温度阈值上位机监控风机启停控制

图1 温度监控报警系统整体结构

3.硬件实现

3.1 硬件整体框架

根据以上的的设计，在硬件上主要是微处理器、温度采集电路、LCD显示电路、扬声器报警电路几部分构成，如图2所示。

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图2 主要硬件设计

3.2 主处理器模块

主处理器模块采用8位处理器AT89S52，是一种低功耗高性能的微控制器，在总舵嵌入式系统中得到应用。其具有32个可编程I/O口，三个16位定时器/计数器，八个中断源和全双工UART串行通道，看门狗定时器等功能。其主要的管脚如图3所示。其中温度采集使用P1.2管脚、扬声器控制使用P1.3、风机启停使用P1.4管脚，按键的三个设置使用P2.0/P2.1/P2.2三个管脚，LCD显示传输主要使用P0口。

图3 主处理器引脚图

3.3 温度采集模块

温度采集模块使用DS18B20数字温度传感器，其管脚图如图4所示。其测温度原理如图5所示。图中低温度系数晶振的震荡频率受温度系数影响很小，用于产生固定平率的脉冲