大型服務器遠程溫度監控系統設計

摘要 介紹了某大型服務器溫度遠程監控系統的設計過程。在現場環境使用單片機系統采集溫度數據，利用RS485總線實現遠程通信，在監控終端使用PC機完成溫度的監測與控制，并完成了相應軟件的設計。該系統在測試中滿足大型服務器溫度的監控要求，在實際應用中運行穩定可靠，表明系統的設計具有良好的應用價值。
關鍵詞 服務器；溫度；監控；單片機；PC機

服務器是計算機網絡中為計算機用戶提供文件傳輸、電子郵件、數據和應用程序等各種服務的高性能計算機。計算機網絡需要服務器能夠長期可靠地運行，而大型服務器運行過程中，會產生很大熱量，導致服務器溫度升高，影響服務器的穩定工作，可能導致網絡故障，甚至造成服務器的損壞。因此，大型服務器機房需要溫度調節設備，使機房溫度維持在一定范圍內。同時，還需要對其溫度進行遠程監控，必要時進行人工干預，保證服務器的可靠運行。
文中進行了某大型服務器機房溫度遠程監控系統的設計。提出應用利用單片機系統和PC機相結合的方式，完成了服務器遠程溫度監控系統設計。單片機系統進行溫度數據采集和現場設備控制，監控人員通過PC機能直觀地了解機房內溫度變化情況，并利用RS485總線進行單片機和PC機之間的遠程通信，可在較遠距離監控服務器機房的溫度。

1 溫度遠程監控系統總體情況
該溫度遠程監控系統由單片機系統電路、RS485總線和PC機和相應軟件構成。
單片機系統主要由傳感器DS18820和單片機STC89C52RC組成。DS18B20是一種采用單總線的數字溫度傳感器，可編為9～12位的A／D轉換精度，編程為12位時，4位表示溫度數據的小數部分，7位表示溫度數據的整數部分，被測溫度用符號擴展的16位數字方式串行輸出。其溫度測量范圍為-55～125℃，精度為0．5 ℃，使用DS18B20作為溫度傳感器，可滿足機房溫度的測量要求的同時，電路設計和編程工作也相應簡化。STC89C52RC是51系列單片機的一種，是一款性價比較高的單片機，它具有一個全雙工的串行接口，能夠實現和PC機之間的異步通信。
PC機通常由一個RS232接口來進行串口通信，由于RS232總線電平與RS485總線電平不一致，可以使用RS232／RS485轉換卡完成電平轉換RS232接口的最大傳輸距離約為30 m，RS485總線的傳輸距離可達1 200 m，信號最高速率為100 kbit·s-1。由于服務器機房與監控中心的距離一般在1 000 m以內，采用RS485總線可滿足通信要求。

2 溫度遠程監控系統設計
2．1 系統工作原理
系統工作原理可用圖1進行說明。單片機每隔一定時間，通過單總線向溫度傳感器讀取溫度值。同時，單片機經RS485總線向PC機傳輸溫度數據，并接收PC機發送的溫度控制指令，直接指揮溫度調節設備進行工作。溫度調節設備上有數字旋轉編碼開關，數字編碼開關既是溫度調節設備的開關，又可旋轉來調整調節設備的工作。繼電器通過控制電磁閥驅動數字編碼開關，使得溫度調節設備運行或停止；用聯軸器將步進電機輸出軸與數字編碼開關軸相連，這樣步進電機就能夠通過旋轉來控制溫度調節設備。

PC機收到數據后，存貯該時刻的溫度值，并顯示在顯示器上；以時間軸為橫軸，以溫度值為縱軸，這樣坐標軸上的點就可以用來描述該溫度的發生時刻和大小，由于相鄰兩點之間在時間軸上相差很小，很多點出現在屏幕上，就成了一條連續的曲線，這樣溫度變化情況就被溫度曲線形象地展示出來，同時，當曲線到達顯示器邊緣時，曲線將沿橫軸正向移動，溫度變化情況就被動態表示出來了，如圖2所示。