UPS遠程監(jiān)測報警系統的開發(fā)

1、UPS遠程監(jiān)測報警系統的開發(fā)1、Snmp協議在UPS等設備上的應用原理簡介 SNMP(Single Network Manage ment Protocol網絡管理協議是一個基于TCP/IP的Internet標準的網絡管理協議。隨著Internet所使用的TCP/IP協議族成為事實上的網絡間互連協議標準，SNMP也成為計算機網絡管理方面大家實際遵循的標準。目前這種網絡管理協議應用很廣，幾乎所有的網絡廠商推出的網絡管理系統都支持SNMP協議并開發(fā)了與SNMP有關的產品投放市場。 在SNMP管理模型中有三個基本組成部分：管理者（Manager），被管代理（Agent）和管理信息庫（MIB）。管理站

2、一般是一個單機設備或一個共享網絡中的一員，它是網絡管理員和網絡管理系統的接口，能將網絡管理員的命令轉換成對遠程網絡元素的監(jiān)視和控制，同時從網上所有被管實體的MIB (管理信息庫 中提取出信息數據。 該所開發(fā)的UPS電源管理軟件以電腦網絡操作為平臺，能在機房電腦屏幕上對UPS室的UPS進行遠程監(jiān)視。其中SNMP卡是UPS網絡接口的全權代理（Agent），它平時一直監(jiān)視著UPS的狀態(tài)，如果遠程網絡監(jiān)控管理計算有查詢、控制等請求過來時，經由它認證確認后，再解釋傳達給UPS執(zhí)行，而一旦UPS發(fā)生某些故障狀態(tài)時，它會馬上向指定的遠程監(jiān)控計算機發(fā)出報警信息，說明UPS現在發(fā)生了什么故障狀態(tài)，讓值班人員及時

3、了解狀況，進行處理。 2、UPS監(jiān)測系統主要組件介紹 本系統主要由UPS、SNMP適配器、路由器、網卡、IBM PC機組成，通過網絡通訊線聯接，其物理聯接圖如下： （1）60KVA MGEUPS 梅日梅蘭MGEUPS銀河Galaxy系列在該站使用兩年來運行狀態(tài)良好。UPS為后級負載提供優(yōu)質穩(wěn)定的電源，并有足夠的后備時間在外電中斷時為設備運行提供電源保障。是我站電力重要組成部分。 （2）SNMP Adapter （SNMP適配器） UPS附加的外接式SNMP Adapter或內接式SNMP界面卡讓UPS馬上具有上網功能。網絡管理人員可通過網絡平臺進行遠端監(jiān)控和管理UPS。 SNMP Adapte

4、r或內接式SNMP界面卡會將UPS的訊息轉換成SNMP MIB兼容規(guī)格的訊息，通過網絡(甚至Internet網傳給相關的網管工作站(NMS。當電源發(fā)生不正常狀態(tài)時，網絡管理員可根據傳來的信息得知事件發(fā)生，并進行處理。適配器具有HTTP功能，用戶通過普通的瀏覽器(Netscape Browser、Microsoft Internet Explorer即可對Internet上的UPS進行訪問。 廠家提供的SNMP View等界面是為網絡操作平臺專門開發(fā)的電源管理軟件，能在屏幕上遠程監(jiān)視UPS的工作狀態(tài)，但不能進行參數報警。我們通過開發(fā)集成在SNMP Adapter的協議可進行界面定制及報警功能的實

5、現。 （3）IBM PC機 IBM PC機作為本系統軟件運行的平臺，配上Windows操作系統是我們最常用的微機配置。 (4路由器或HUB 路由器或HUB用來連接多個UPS適配器。方便由一臺電腦集中管理多臺設備。 (5網卡 使用通用PCI網卡即可。為了保證通訊速度，推薦用100M以上的網卡。 3、開發(fā)程序的實現 本系統由VC+與Broland Delphi結合開發(fā)?？蓱糜蒞indows9X，WindowsXP系統。其流程圖如下： (1利用IdIcmpClient組件的ping命令來檢測UPS地址通訊聯接是否正常 判斷當前計算機有沒有連接到網絡，主要是在物理連網下使用IdIcmpClient組

6、件的ping命令來實現。ping是一個基本的網絡命令，用來確定網絡上具有某個特定IP地址的主機是否存在以及是否能接收請求。ping命令通過向計算機發(fā)送ICMP回應報文并且監(jiān)聽回應報文的返回，以校驗與遠程計算機或本地計算機的連接。對于每個發(fā)送報文，ping最多等待1秒，并打印發(fā)送和接收。把報文的數量，比較每個接收報文和發(fā)送報文，以校驗其有效性。默認情況下，發(fā)送四個回應報文，每個報文包含64字節(jié)的數據（周期性的大寫字母序列）。我們可以使用Ping實用程序測試計算機名和IP地址。如果能夠成功校驗IP地址卻不能成功校驗計算機名，則說明名稱解析存在問題。當ping命令返回值小等于0時，我們就判斷網絡設備

7、無法聯接或無響應。就等下一個時鐘指命到來時再進行判斷通訊是否正常。 （2）利用vc+計算oid節(jié)點 OID是MIB樹上面的節(jié)點，形如.2.1.每個數字表示MIB樹的一層，向下遞推。MIB分兩種，一種是標準MIB，是有國際標準的MIB-1、MIB-2，可查看RFC文檔，另一種是私有MIB，由設備生產商定。我們利用廠商提供的UPS的RFC文檔，使用vc+計算出oid節(jié)點，然后在oid節(jié)點返回的數據采集就是我們所需要的UPS的參數值。 由UPS的MIB庫訪問實現的研究管理信息庫（MIB）定義了由USP代理者維護的各種變量，它們由管理者來進行存取操作，從而實現具體的網絡管理。對MIB庫變

8、量訪問利用VC+程序是比較容易實現的。 UPS可以通過SNMP 操作直接與管理代理通信，獲得即時的設備信息，對網絡設備進行遠程配置管理或者操作；也可以通過對數據庫的訪問獲得網絡設備的歷史信息，以決定網絡配置變化等操作。SNMP管理代理指的是用于跟蹤監(jiān)測被管理設備狀態(tài)的特殊軟件或硬件，每個代理都擁有自己本地的MIB。實際上，SNMP 的管理任務是移交給管理代理來執(zhí)行的。代理翻譯來自管理站的請求，驗證操作的可執(zhí)行性，通過直接與相應的功能實體通信來執(zhí)行信息處理任務， 同時向管理站返回響應信息。 UPSMIB對象定義格式：ASN.1是一種用于描述結構化客體的結構和內容的語言，基于編碼規(guī)則BER（Bas

9、ic Encoding Rules）是ASN.1標準定義的一種傳送文法。每個MIB變量格式是SMI規(guī)定的，用ASN.1描述如下表： OBJECTNAME是被管對象的名字，ASN.1要求所有對象的名字在MIB中必須是唯一的，JECT-TYPE是每一個節(jié)點對象所必需的關鍵字； DESCRIPTION是對被管對象的功能、特征等進行描述的關鍵字，（description）是被管對象的文本描述； UNITS是參數的單位； SYNTAX是被管對象類型的關鍵字，隨后跟著的是一個類型（syntax）； ACCESS是被管對象的訪問方式關鍵字，在SNMP 第2版中為MAX-ACCESS 關鍵字，（access）

10、是被管對象的訪問方式，可為如下列舉值之一:read-only、read-write、no-accessible，SNMP第2版中又增加了read-create； STATUS是被管對象關鍵字，（status）是被管對象的狀態(tài)，如必備的、可選的或廢棄的； 在:=（Parent）number 中，Parent表示位于MIB樹中的父節(jié)點，number表示是第幾個子節(jié)點。 UPS MIB樹：每個MIB對象都用對象標識符（OID）來唯一的標識，這是用定義在ASN.1語法中的樹型結構來組織的可用信息，其中每個可用信息是一個帶標號的節(jié)點，每個節(jié)點用數字和字符兩種方式顯示，其中對象標識符OID是由句點隔開的一

11、組整數，也就是從根節(jié)點通向它的路徑，它命名節(jié)點并指示它在ASN.1樹中的準確位置。一個帶標號節(jié)點可以擁有包含其它帶標號節(jié)點為它的子樹，如果沒有子樹它就是葉子節(jié)點，它包含一個值并被稱為對象。圖3是帶有ASN.1編號的MIB樹實例：可以看出MIB-的OID是：.2.省略.ernet.mgmt.mib2。在SNMP中，實現應用到的MIB對象都是MIB-的子樹節(jié)點。如UPS電池充放電電流OID為..2.6，其中.2.1為MIB-的OID分支，后面的.是指UPS中的葉子結點。 以上闡述了對MIB的讀取實現，通過VC+

12、計算，首先要寫底層的讀取MIB的類， 服務器端主要是讀取網絡設備的MIB值，存放在數據庫中，或者從數據庫中讀取記錄，并進行分析考慮到命令模塊的可重用性，此方法開發(fā)的網絡管理系統基模塊具備了發(fā)送網絡管理查詢請求到遠程設備的能力，實現了對動態(tài)管理數據的收集，只有很好的實現對MIB的存取，網絡管理系統才能更好的發(fā)揮作用，若對MIB進行深入的分析，可以將其應用到流量監(jiān)控、性能分析、訪問控制等重要的網絡管理功能。 （3）利用INDY組件進行數據采集 INDY的全名是Internet Direct（也叫Winshoes），它是一套開放源代碼的Internet控件集，它支持大部分流行的Internet協議，

13、包括TCP、UDP、DNS、ICMP、FINGER、FTP、GOPHER、HTTP、POP3、SMTP、TELNET、WHOIS等，支持BASE64、MD2、MD4、MD5等編解碼，提供INTERNET流行協議的客戶端和服務器控件。INDY控件集的客戶端和服務器控件都有完整、詳細的源代碼例程和幫助文件，用戶可以根據這些例子，簡單方便快速的建造各種服務器程序，例如WEB服務器、TELNET服務器、IRC服務器、TCP、UDP服務器等，而這些服務器都是支持多線程的。用戶也可以很簡單的編寫出各種客戶端程序，例如EMAIL、FINGER、FTP、PING、TELNET等。有了INDY你可以使用UDP服

14、務器和UDP客戶端寫出各種網絡通訊應用程序。 INDY在Broland軟件公司的已是標準化組件。INDY是完全基于SOCKET阻塞工作模式的開發(fā)庫，現在已經支持BORLAND DELPHI、C+ BUIDER和最新的Kylix（LINUX里的DELPHI）等開發(fā)平臺。目前，INDY的最新正式發(fā)行版本是8.0版，最新BETA版本是8.1版。INDY8.0支持DELPHI 4、DELPHI 5、C+BUIDER 4、C+BUIDER 5、Kylix等版本。Kylix已經把INDY作為標準組件打包到發(fā)行包里了。而且DELPHI 7.0把INDY作為它的INTERNET基本組件，INDY為程序員提供更

15、便捷的開發(fā)組件。 INDY中QuickSend對UPS參數訪問實現，QuickSend命令可通過輸入計算好的oid節(jié)點取得返回參數值。QuickSend由管理站去獲取代理管理信息庫的值，通過發(fā)送消息來實現。管理站通過發(fā)送QuickSend報文從擁有SNMP管理代理的網絡設備中獲取指定對象的信息。 UPS MIB 對象及變量：UPS MIB是一樹形結構的數據庫，MIB-I定義了8個管理信息類別，MIB-是在MIB-I基礎上的擴展，增加了SNMP和CMOT兩項。System（關于實體所在系統的數據）；Interface（用于管理的網絡接口信息）；AT（地址轉換信息）；IP（網絡協議）；ICMP（為

16、IP設備攜帶錯誤和控制的協議）；TCP（傳輸控制協議）；UDP（用戶數據報協議）；EGP（外部網關協議）；CMOT（公共管理信息與服務協議）；SNMP（簡單網絡管理協議）。 MIB庫中每一個變量都符合ASN.1語法規(guī)則，MIB庫中只使用了ASN.1諸多類型中的INTEGER，OCTET STRING，OBJECT IDENTIFIER，NULL作為基本類型，同時定義了IpAddress、Counter、Gauge、TimeTicks、Opaque類型，大體上說，MIB中變量可分為兩大部分，簡單變量（Simple variable）和表格（Table）。簡單變量是常見的整型及字符串，也包括一些數

17、據集合，通過在變量的對象標識符末尾附加.0來引用。表格對應一組數組，可包含變量的多個實例，表格中的每個表項可以用多個字段，這些字段本身可能是簡單變量也可能是表格，表格不能直接進行存取，對于表格變量通過在變量的對象標識符末尾附加.1.2.3來引用。 訪問流程及原理：首先根據自變量接收一個要訪問的被管理對象主機名，并接收要查詢的對象標識符的簡略定義形式。過程首先生成SNMP報文，一旦報文生成，再把報文簡單反轉過來發(fā)送出去。這其中要將請求標識符段內容及標識符長度保存起來，留待以后進行匹配檢查。生成SNMP報文后，建立代理地址，創(chuàng)建套接字連接，以便代理能將響應發(fā)回。然后，啟動警告信號處理器，將SNMP

18、請求報文發(fā)給代理，等待一個響應的到來。因為SNMP是工作在UDP之上的，所以在SNMP應用實體間通信時，無需先建立連接，這樣雖降低了系統開銷，但UDP傳輸是不可靠的，為此，網絡管理站采取了相應的超時和重發(fā)策略。本系統在發(fā)出請求報文之后，啟動超時計數器，等待響應的到來，并設置重發(fā)次數為3。若3次之后仍沒有收到響應，則關閉套接字，并返回一個“接收失敗”錯誤代碼。反之，若確定收到一個響應，則調用過程來把響應轉換成為內部表示形式，即對SNMP報文進行譯碼。再用已保存的Request-id與響應Request-id段進行比較，來驗證這個報文是否是剛才發(fā)出的請求報文的響應。若是，就調用另一個過程，把每段對

19、象標識符的ASN.1表示形式轉換成自己的內部形式，并顯示其值。由于SNMP報文對各個段都使用可變長度編碼，這就使得即便是從SNMP報文中提取簡單整數段，也要進行許多計算，因而，所開發(fā)的系統原碼程序中包含了一個語言較長、結構復雜的特殊句法分析程序，用于提取報文的各個段并進行譯碼，此句法分析軟件必須把一指針移遍報文中所有各段，以找出各段長度并提取其數值。 （4）利用Acess數據庫保存記錄 Access數據庫是MS Office 程序的一個主要應用程序，由于與Windows同是微軟的產品，所以在Windows XP中可以免安裝數據引擎，是個綠色的數據庫。目前大多計算機都預裝了該軟件。本系統把報警開

20、始和結束時間自動記錄在Access數據庫中，當系統檢測到故障信號，計數器開始計數，當計數達到設定值且信號恢復正常時，系統會自動檢測到并觸發(fā)記錄模塊，將信號故障類型、時間和長度記錄到數據庫文件中保存。操作者可以方便打數據庫進行編輯，并可拷貝到Word、Excel中來生成報表。記錄并分析歷史數據，對當地電網情況綜合分析，可打印資料和記錄檔案。 （5）程序計算電池充放電電流、輸入電壓值作為報警參數 本系統除了實現UPS參數界面友好顯示，更主要的想在UPS出現電源事件時進行報警，提醒值班人員注意輸入、輸出電壓、電流和頻率、UPS的電池組充電和放電、UPS輸出功率及有關故障、報警信息等。 當外電停電時，本系統通過采用判別輸入電壓是否低于設定值作為報警信號。 當該站兩路外電切換時，本系統通過采用判別電池是否進行充放電作為報警信號。 當UPS電池放電是否過深，本系統通過采用判別電池帶載時間作為報警信號。 （6）Mci mmsystem庫作語音報警 電腦聲音報警是采用Window API函數MciSendString來播放Wav格式