基于嵌入式Web服务器的机房监控系统的设计
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摘要
随着我国信息产业的发展与普及,越来越多的科研机构、学校、企业都设有计算机机房进行科学计算和数字化管理。传统的人力资源机房管理模式,不仅给人力、财力带来很大的浪费,而且还不能准确高效的监控机房环境,因而研制一套可靠性高的机房监控系统就显得十分重要。
本文根据国内机房监控系统的发展现状,针对夸克与轻子物理教育部重点实验室的大型网格计算平台机房的具体应用,设计了一款机房监控系统。该系统能实时监测机房内的各项环境参数,在出现异常状况后通过各种方式报警并进行应急处理,起到及时保护室内设备的作用。通过对应用要求和现有的技术的分析,提出了采用TCP/IP技术和嵌入式Web技术的系统设计方案。
文章介绍了监控系统的硬件设计方案,该设计采用模块化的设计方法,实现了包括：以MC9S12NE64单片机为核心的控制模块、温湿度测量模块、电力监测模块,以及基于MC35的GPRS短信报警模块。论文重点介绍了在OpenTCP协议栈基础上各功能的实现,包括：嵌入式系统的网络连接、嵌入式Web服务器、人机交互功能、服务器网络参数配置、网络报警等功能。此外还介绍了基于Windows和Linux操作系统的守护软件的设计。
最后对系统各功能模块进行了测试,测试结果表明各模块的设计达到了预期的要求。
With the development and popularization of the national information industry, more and more scientific research institutions, schools, enterprises have computer rooms for scientific computing and digital management. If the computer room is managed by traditional hunman resource management model, it will not only waste human resources, but also can not control environment and equipment accurately and efficiently. So development of a high reliability monitoring and controlling system is very important.
Based on the study of the national monitoring system and developing trends, for grid computing platform of Education Key Laboratory, a monitoring system was designed. This system can monitor real-time various environmental parameters of computer room, and can alarm by various means in the event of unusual circumstances and can mangage the emergence itself. It can protect instruments and equipments of the computer room in time. By analyzing the application requirements and the existing technologies, TCP/IP technology and Embedded Web technology are used in the system.
This article describes the various hardware modules of the system, including control module which has MC9S12NE64 as a core, temperature measurement module based on digital temperature sensor chip, humidity measurement module based on digital humidity sensor chip, power monitoring module based on opticalcoupler, GPRS SMS alarm module based on MC35. Paper focuses on the various functions of the system based on OpenTCP. including network connectivity of embedded system, implementation of the embedded Web server, implementation of the system interactivity, Server gains network parameter function, network alarm function. In addition, the design of guardian software based on Windows and Linux operating systems are introduced.
Finally, the functional modules of the system are tested, from the results, we know that the design of each module achieve the desired requirement.
本文根据国内机房监控系统的发展现状,针对夸克与轻子物理教育部重点实验室的大型网格计算平台机房的具体应用,设计了一款机房监控系统。该系统能实时监测机房内的各项环境参数,在出现异常状况后通过各种方式报警并进行应急处理,起到及时保护室内设备的作用。通过对应用要求和现有的技术的分析,提出了采用TCP/IP技术和嵌入式Web技术的系统设计方案。
文章介绍了监控系统的硬件设计方案,该设计采用模块化的设计方法,实现了包括：以MC9S12NE64单片机为核心的控制模块、温湿度测量模块、电力监测模块,以及基于MC35的GPRS短信报警模块。论文重点介绍了在OpenTCP协议栈基础上各功能的实现,包括：嵌入式系统的网络连接、嵌入式Web服务器、人机交互功能、服务器网络参数配置、网络报警等功能。此外还介绍了基于Windows和Linux操作系统的守护软件的设计。
最后对系统各功能模块进行了测试,测试结果表明各模块的设计达到了预期的要求。
With the development and popularization of the national information industry, more and more scientific research institutions, schools, enterprises have computer rooms for scientific computing and digital management. If the computer room is managed by traditional hunman resource management model, it will not only waste human resources, but also can not control environment and equipment accurately and efficiently. So development of a high reliability monitoring and controlling system is very important.
Based on the study of the national monitoring system and developing trends, for grid computing platform of Education Key Laboratory, a monitoring system was designed. This system can monitor real-time various environmental parameters of computer room, and can alarm by various means in the event of unusual circumstances and can mangage the emergence itself. It can protect instruments and equipments of the computer room in time. By analyzing the application requirements and the existing technologies, TCP/IP technology and Embedded Web technology are used in the system.
This article describes the various hardware modules of the system, including control module which has MC9S12NE64 as a core, temperature measurement module based on digital temperature sensor chip, humidity measurement module based on digital humidity sensor chip, power monitoring module based on opticalcoupler, GPRS SMS alarm module based on MC35. Paper focuses on the various functions of the system based on OpenTCP. including network connectivity of embedded system, implementation of the embedded Web server, implementation of the system interactivity, Server gains network parameter function, network alarm function. In addition, the design of guardian software based on Windows and Linux operating systems are introduced.
Finally, the functional modules of the system are tested, from the results, we know that the design of each module achieve the desired requirement.
引文
[1]浦云明等.基于DAM采集机的机房环境监控Web服务设计[J].计算机技术与发展,2009,19(9)：195-199.
[2]马玉涛.基于Intranet的远程机房监控系统的设计与实现[D].中国海洋大学,2009.
[3]苏会卫等.建立简单高效的校园网络监控管理系统[J].大众科技,2009,(12)：13-14.
[4]http://bbs.jifang360.com/viewthread.php?tid=582
[5]张思玉.漂移室模型实验平台的构建及时间测量模块的设计[D].华中师范大学,2010.
[6]刘立群.网格计算与网络体系结构综述[J].农业网络信息,2011(2)：52-55.
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[9]江哲夫.三相UPS的通信监控设计研究[D].华中科技大学,2008.
[10]胡荣强.基于MC9S12NE64型单片机的嵌入式以太网连接[J].国外电子元器件,2006,(1)：44-46.
[11]Freescale semiconductor.MC9S12NE64 Data Sheet V1.0[P].2004-9.
[12]陈刚.]6位单片机MC9S12NE64的应用与参考设计[J].世界电子元器件,2005,(6)：98-101.
[13]郭宝清.建议船用航行数据记录系统的研制[D].华中师范大学,2007.
[14]周岳斌.基于FPGA的数字温度传感器接口设计[J].现代电子技术,2007,(12)：51-53.
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[19]程永辉.无线传感器的研究与实现[D].武汉理工大学,2010.
[20]倪天龙.单总线传感器DHT11在温湿度测控中的应用[J].单片机与嵌入式系统应用,2010,(6)：78-79.
[21]徐慧平.基于SNMP的嵌入式UPS监控系统的设计[D].华中师范大学,2009.
[22]李云龙等.基于GSM网络的环境综合监控系统开发[J].计算机与数字工程,2009,37(7)：74-76.
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[26]Siemens MC35I Hardware Interface Description Vision 04.00[P].2003.5.
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[31]张齐等.轻量级协议栈LWIP的分析与改进[J].计算机工程与设计,2010,31(10)：2169-2171.
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[33]Freescale Application Note 2692.MC9S12NE64 Integrated Ethernet Controller[P].2004,9.
[34]Freescale Application Note 2759. Implementing an Ethernet Interface with the MC9S12NE64[P].2004,9.
[35]Freescale Application Note 2836. Web Server Development with MC9S12NE64 and OpenTCP[P].2004,9.
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