淺談在機房監(jiān)控中嵌入式系統(tǒng)的運用論文
在計算機和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應用下，嵌入式系統(tǒng)扮演著重要角色.基于STM32嵌入式系統(tǒng)就是將實時操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡技術(shù)有機結(jié)合，使其具有高性能的網(wǎng)絡化、智能化的技術(shù)特點，這樣的嵌入式系統(tǒng)在機房遠程監(jiān)控系統(tǒng)中的應用，將大大提升其技術(shù)性和可靠性，進一步推動了遠程監(jiān)控系統(tǒng)在安全監(jiān)控、生產(chǎn)過程監(jiān)控等領域的應用及發(fā)展，提高了其社會效益和經(jīng)濟效益.
1嵌入式系統(tǒng)的組成及特點
嵌入式系統(tǒng)是用來控制、監(jiān)視或者輔助操作機器和設備的裝置入式系統(tǒng)，是以應用為中心、以計算機技術(shù)為基礎、軟硬件可裁剪，適用于應用系統(tǒng)，對系統(tǒng)功能、可靠性、成本、體積和功耗等方面實行嚴格要求的專用計算機系統(tǒng).嵌入式系統(tǒng)是一種專用的計算機系統(tǒng)，作為裝置或設備的一部分，主要包括硬件層、中間層、系統(tǒng)軟件和應用軟件層.
通常意義上，我們所說的嵌入式系統(tǒng)是一個控制程序存儲在ROM中的嵌入式處理器控制板.嵌入式系統(tǒng)技術(shù)特點主要表現(xiàn)在:系統(tǒng)內(nèi)核小(比如ARM系統(tǒng)的STM32分布式系統(tǒng)，內(nèi)核只有15 K，幾乎不占內(nèi)存，所以設計中經(jīng)常應用此特點進行較復雜的功能控制)、專用性強、系統(tǒng)精簡、高效實用性軟件輔助、嵌入式軟件要滿足互換性要求、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)需要開發(fā)工具和環(huán)境、使用壽命長、體積小不占用空間等.有了這些技術(shù)優(yōu)點，使得嵌入式系統(tǒng)設計更加開放，更利于維護管理和更廣地擴展性能.
2基于STM32嵌入式系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢
2.1正確的專業(yè)技術(shù)定位
嵌入式系統(tǒng)是多種技術(shù)的融合，它將先進的計算機技術(shù)、半導體技術(shù)、電子技術(shù)和各個行業(yè)的具體應用相結(jié)合，基于這一點決定了它必然具有技術(shù)與資金密集、產(chǎn)品與技術(shù)高度分散、創(chuàng)新余地很大的特點.因此，引入嵌入式系統(tǒng)，必須給該系統(tǒng)一個正確的專業(yè)技術(shù)定位.Palm公司生產(chǎn)的具有Palm OS操作系統(tǒng)的產(chǎn)品之所以在PDA領域一度占據(jù)高達90%的份額，就是由于其立足于個人電子消費品，著重發(fā)展圖形界面和多任務管理的原因.由于風河的Vxworks具有其良好的可靠性和實時性，所以被廣泛地應用在通信、軍事、航空、航天等高精尖技術(shù)領域中.
2.2利于開發(fā)成本低
嵌入式系統(tǒng)必須根據(jù)用戶對嵌入式產(chǎn)品的應用需求對軟硬件進行相對的裁剪，使產(chǎn)品的功能、成本、可靠性達到用戶的要求.因此，在能建立相對通用的軟硬件基礎上開發(fā)出適應各種用戶需要的系統(tǒng)，是一種新的發(fā)展模式.STM32具有高性能、低成本、低功耗特性，片上資源豐富，處理能力強大.目前嵌入式系統(tǒng)的核心往往是一個只有幾字節(jié)到幾十字節(jié)(K)微內(nèi)核，需要根據(jù)實際的使用要求對功能擴展或者裁減.由于微內(nèi)核能夠提供任務、線程、交互進行通信以及內(nèi)存管理等服務，使得這種擴展或者裁減能夠非常順利地進行.
3基于STM32嵌入式系統(tǒng)在機房監(jiān)控中的系統(tǒng)構(gòu)架
3.1機房監(jiān)控系統(tǒng)總體構(gòu)架
一般而言，嵌入式系統(tǒng)的構(gòu)架可以分成4個部分:處理器、存儲器、輸入輸出(I/O)和軟件.根據(jù)機房結(jié)構(gòu)的具體應用和其特殊作用性，將嵌入式設備應用軟件和操作系統(tǒng)設計為緊密結(jié)合機構(gòu)，這也是嵌入式系統(tǒng)不同于一般PC操作系統(tǒng)的不同之處.基于 STM32嵌入式系統(tǒng)在機房監(jiān)控中的系統(tǒng)構(gòu)架如圖1所示，機房整個監(jiān)控系統(tǒng)包括配電系統(tǒng)、空調(diào)、消防等設備子系統(tǒng)、嵌入式設備、網(wǎng)絡設備和各站點監(jiān)控中心等.
3.2各組成設備的特點及相關技術(shù)應用
如圖1所示，消防系統(tǒng)、空調(diào)指示器、漏水檢測等設備子系統(tǒng)都經(jīng)過專門規(guī)劃設置，在建筑承建期間被安裝在機房內(nèi)部的，它們之間通過數(shù)據(jù)傳感器或通信訊號建立聯(lián)系，并通過嵌入式設備端口及時上傳或反映實時數(shù)據(jù)，其中這些信息主要包括設置功能報警、實施檢測等功能.而嵌入式系統(tǒng)核心組件——嵌入式設備，不但要完成子系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)分析工作，還要將整理、處理后的信息存入數(shù)據(jù)庫，并根據(jù)實際需要反饋給相關子系統(tǒng)，它的設置一般通過常用TCP/IP協(xié)議即可隨時訪問，工作人員不僅可通過LAN調(diào)用程序，而且還可通過WAN實施機房的遠程監(jiān)控功能.
4分析具體功能模塊技術(shù)應用
基于STM32嵌入式系統(tǒng)在機房監(jiān)控中的應用，主要實現(xiàn):日常管理監(jiān)控、系統(tǒng)管理檢測、系統(tǒng)運行安全及門禁管理四大功能模塊.這四種功能模塊互相協(xié)調(diào)配合，共同對系統(tǒng)進行遠程監(jiān)控和實時保護，然而又各具權(quán)限，使四種功能獨立運行，即使一種出現(xiàn)問題，不至于影響其他模塊功能.
4.1日常工作的管理監(jiān)控功能
首先工作人員根據(jù)權(quán)限可直接調(diào)用系統(tǒng)程序，包括監(jiān)控界面、日期時間畫面、有效界面的快進和后退，特殊界面的放大和縮小等，正因為有了這些簡單的操控功能，使得我們可以及時查看設備運行、員工工作情況等.其次可對遠程界面進行設置，如特殊性事件，日期標注等形成重要記錄界面存儲于文件夾中，高效的實現(xiàn)各個界面切換，完成各個時間段不同工作狀態(tài)的監(jiān)測.再次，嵌入式系統(tǒng)還可對以往的界面進行選擇性保留，刪除無用界面等操作，有效減少了設備運行負擔.這些功能的應用大大節(jié)約了人員配備問題，實現(xiàn)了無人看守實時監(jiān)測并記錄的工作方式，提高了工作效率.
4.2系統(tǒng)管理檢測功能
系統(tǒng)管理檢測功能是建立在有效設備、系統(tǒng)運行基礎之上.首先，系統(tǒng)可根據(jù)運行需要，選擇性啟用設備，降低設備無功功率的運轉(zhuǎn)情況，也可通過添加、刪除設備功能，實現(xiàn)有目的的設備調(diào)度，緩解一機多用的不安全因素.其次，系統(tǒng)內(nèi)部自動記錄程序狀態(tài)，它可根據(jù)設備運行情況隨時記錄，做到時間間隔均勻、事件記錄完整、報表詳細等，提供準確信息供管理層參考和評價.再次，可根據(jù)需要，設置頻率自定功能，有效地監(jiān)督設備及系統(tǒng)運行，遇到不正常情況，及時啟動報警系統(tǒng)，并記錄非正常狀態(tài)，較少設備故障，提高系統(tǒng)安全系數(shù).
4.3系統(tǒng)運行安全功能
嵌入式系統(tǒng)運行安全一方面指系統(tǒng)設置層面，另一方面指的是用戶授權(quán)權(quán)限.系統(tǒng)設置層面，指的是各級監(jiān)控中心，只能對本監(jiān)控點的計算機進行密碼設置和修改，而基于機房的整體嵌入式設備則無權(quán)限訪問和修改.用戶授權(quán)權(quán)限是指嵌入式設備總管理員，根據(jù)工作需要授權(quán)相關責任人，負責一些系統(tǒng)監(jiān)控、計算機調(diào)度等方面的工作，系統(tǒng)會將臨時責任人使用流程保存紀錄，并有效傳送到數(shù)據(jù)庫，完成執(zhí)行操作等.系統(tǒng)運行安全功能實現(xiàn)了一臺小小嵌入式計算機系統(tǒng)服務整個區(qū)域的管理操作成為可能，并提高了系統(tǒng)安全要求.
4.4門禁管理功能
門禁管理功能是嵌入式系統(tǒng)在機房監(jiān)控中的重要應用，它的系統(tǒng)和嵌入式設備有大量的信息傳遞和數(shù)據(jù)交換，將其設計成單獨模塊，也是基于此功能，可以更方便管理人員進行操控.一方面可根據(jù)管理員信息，例如指紋、面部特征、語言、姓名等進行詳細確認，并經(jīng)系統(tǒng)分析計入數(shù)據(jù)庫，有效地管理人員流動和建立考勤系統(tǒng).另一方面，門禁管理也可通過不同時間段，進入被監(jiān)控機房的記錄進行查詢，及時了解員工工作信息，進一步提高了系統(tǒng)適應性和安全生產(chǎn)的要求.
5結(jié)束語
研究嵌入式系統(tǒng)在機房監(jiān)控中的技術(shù)意義重大，它可實現(xiàn)日常管理監(jiān)控、系統(tǒng)管理檢測、系統(tǒng)運行安全及門禁管理四大功能，而且它的構(gòu)建結(jié)構(gòu)簡單，開發(fā)利用成本低，符合我們未來電子技術(shù)的發(fā)展方向，也是組成計算機應用的重要部分.隨著軟硬件技術(shù)的飛速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)會被應用于更多領域，實現(xiàn)完善的遠程監(jiān)控和信息安全功能.
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