UPS遠程監(jiān)測報警系統(tǒng)的開發(fā)

1、UPS遠程監(jiān)測報警系統(tǒng)的開發(fā)1、Snmp協(xié)議在UPS等設(shè)備上的應(yīng)用原理簡介 SNMP(Single Network Manage ment Protocol網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議是一個基于TCP/IP的Internet標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議。隨著Internet所使用的TCP/IP協(xié)議族成為事實上的網(wǎng)絡(luò)間互連協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，SNMP也成為計算機網(wǎng)絡(luò)管理方面大家實際遵循的標(biāo)準(zhǔn)。目前這種網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議應(yīng)用很廣，幾乎所有的網(wǎng)絡(luò)廠商推出的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)都支持SNMP協(xié)議并開發(fā)了與SNMP有關(guān)的產(chǎn)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(shè)備或一個共享網(wǎng)絡(luò)中的一員，它是網(wǎng)絡(luò)管理員和網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的接口，能將網(wǎng)絡(luò)管理員的命令轉(zhuǎn)換成對遠程網(wǎng)絡(luò)元素的監(jiān)視和控制，同時從網(wǎng)上所有被管實體的MIB (管理信息庫 中提取出信息數(shù)據(jù)。 該所開發(fā)的UPS電源管理軟件以電腦網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)接口的全權(quán)代理（Agent），它平時一直監(jiān)視著UPS的狀態(tài)，如果遠程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理計算有查詢、控制等請求過來時，經(jīng)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(xiàn)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(tǒng)主要組件介紹 本系統(tǒng)主要由UPS、SNMP適配器、路由器、網(wǎng)卡、IBM PC機組成，通過網(wǎng)絡(luò)通訊線聯(lián)接，其物理聯(lián)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(zhì)穩(wěn)定的電源，并有足夠的后備時間在外電中斷時為設(shè)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(nèi)接式SNMP界面卡讓UPS馬上具有上網(wǎng)功能。網(wǎng)絡(luò)管理人員可通過網(wǎng)絡(luò)平臺進行遠端監(jiān)控和管理UPS。 SNMP Adapte

4、r或內(nèi)接式SNMP界面卡會將UPS的訊息轉(zhuǎn)換成SNMP MIB兼容規(guī)格的訊息，通過網(wǎng)絡(luò)(甚至Internet網(wǎng)傳給相關(guān)的網(wǎng)管工作站(NMS。當(dāng)電源發(fā)生不正常狀態(tài)時，網(wǎng)絡(luò)管理員可根據(jù)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(wǎng)絡(luò)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(shù)報警。我們通過開發(fā)集成在SNMP Adapter的協(xié)議可進行界面定制及報警功能的實

5、現(xiàn)。 （3）IBM PC機 IBM PC機作為本系統(tǒng)軟件運行的平臺，配上Windows操作系統(tǒng)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(shè)備。 (5網(wǎng)卡 使用通用PCI網(wǎng)卡即可。為了保證通訊速度，推薦用100M以上的網(wǎng)卡。 3、開發(fā)程序的實現(xiàn) 本系統(tǒng)由VC+與Broland Delphi結(jié)合開發(fā)?？蓱?yīng)用由Windows9X，WindowsXP系統(tǒng)。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(lián)接是否正常 判斷當(dāng)前計算機有沒有連接到網(wǎng)絡(luò)，主要是在物理連網(wǎng)下使用IdIcmpClient組

6、件的ping命令來實現(xiàn)。ping是一個基本的網(wǎng)絡(luò)命令，用來確定網(wǎng)絡(luò)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(yīng)報文并且監(jiān)聽回應(yīng)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(shù)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(yīng)報文，每個報文包含64字節(jié)的數(shù)據(jù)（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(dāng)ping命令返回值小等于0時，我們就判斷網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

7、無法聯(lián)接或無響應(yīng)。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(shù)字表示MIB樹的一層，向下遞推。MIB分兩種，一種是標(biāo)準(zhǔn)MIB，是有國際標(biāo)準(zhǔn)的MIB-1、MIB-2，可查看RFC文檔，另一種是私有MIB，由設(shè)備生產(chǎn)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(shù)據(jù)采集就是我們所需要的UPS的參數(shù)值。 由UPS的MIB庫訪問實現(xiàn)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(xiàn)具體的網(wǎng)絡(luò)管理。對MIB庫變

8、量訪問利用VC+程序是比較容易實現(xiàn)的。 UPS可以通過SNMP 操作直接與管理代理通信，獲得即時的設(shè)備信息，對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行遠程配置管理或者操作；也可以通過對數(shù)據(jù)庫的訪問獲得網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的歷史信息，以決定網(wǎng)絡(luò)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(shè)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(wù)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(yīng)的功能實體通信來執(zhí)行信息處理任務(wù)， 同時向管理站返回響應(yīng)信息。 UPSMIB對象定義格式：ASN.1是一種用于描述結(jié)構(gòu)化客體的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容的語言，基于編碼規(guī)則BER（Bas

9、ic Encoding Rules）是ASN.1標(biāo)準(zhǔn)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(guān)鍵字； DESCRIPTION是對被管對象的功能、特征等進行描述的關(guān)鍵字，（description）是被管對象的文本描述； UNITS是參數(shù)的單位； SYNTAX是被管對象類型的關(guān)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(guān)鍵字，在SNMP 第2版中為MAX-ACCESS 關(guān)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(guān)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(biāo)識符（OID）來唯一的標(biāo)識，這是用定義在ASN.1語法中的樹型結(jié)構(gòu)來組織的可用信息，其中每個可用信息是一個帶標(biāo)號的節(jié)點，每個節(jié)點用數(shù)字和字符兩種方式顯示，其中對象標(biāo)識符OID是由句點隔開的一

11、組整數(shù)，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(zhǔn)確位置。一個帶標(biāo)號節(jié)點可以擁有包含其它帶標(biāo)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(xiàn)應(yīng)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(jié)點。 以上闡述了對MIB的讀取實現(xiàn)，通過VC+

12、計算，首先要寫底層的讀取MIB的類， 服務(wù)器端主要是讀取網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的MIB值，存放在數(shù)據(jù)庫中，或者從數(shù)據(jù)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(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)基模塊具備了發(fā)送網(wǎng)絡(luò)管理查詢請求到遠程設(shè)備的能力，實現(xiàn)了對動態(tài)管理數(shù)據(jù)的收集，只有很好的實現(xiàn)對MIB的存取，網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)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(yīng)用到流量監(jiān)控、性能分析、訪問控制等重要的網(wǎng)絡(luò)管理功能。 （3）利用INDY組件進行數(shù)據(jù)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(xié)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(xié)議的客戶端和服務(wù)器控件。INDY控件集的客戶端和服務(wù)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(jù)這些例子，簡單方便快速的建造各種服務(wù)器程序，例如WEB服務(wù)器、TELNET服務(wù)器、IRC服務(wù)器、TCP、UDP服務(wù)器等，而這些服務(wù)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(wù)器和UDP客戶端寫出各種網(wǎng)絡(luò)通訊應(yīng)用程序。 INDY在Broland軟件公司的已是標(biāo)準(zhǔn)化組件。INDY是完全基于SOCKET阻塞工作模式的開發(fā)庫，現(xiàn)在已經(jīng)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(jīng)把INDY作為標(biāo)準(zhǔn)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(shù)訪問實現(xiàn)，QuickSend命令可通過輸入計算好的oid節(jié)點取得返回參數(shù)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(xiàn)。管理站通過發(fā)送QuickSend報文從擁有SNMP管理代理的網(wǎng)絡(luò)設(shè)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(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫，MIB-I定義了8個管理信息類別，MIB-是在MIB-I基礎(chǔ)上的擴展，增加了SNMP和CMOT兩項。System（關(guān)于實體所在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)）；Interface（用于管理的網(wǎng)絡(luò)接口信息）；AT（地址轉(zhuǎn)換信息）；IP（網(wǎng)絡(luò)協(xié)議）；ICMP（為

16、IP設(shè)備攜帶錯誤和控制的協(xié)議）；TCP（傳輸控制協(xié)議）；UDP（用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議）；EGP（外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議）；CMOT（公共管理信息與服務(wù)協(xié)議）；SNMP（簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)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(shù)

17、據(jù)集合，通過在變量的對象標(biāo)識符末尾附加.0來引用。表格對應(yīng)一組數(shù)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(biāo)識符末尾附加.1.2.3來引用。 訪問流程及原理：首先根據(jù)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(biāo)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(zhuǎn)過來發(fā)送出去。這其中要將請求標(biāo)識符段內(nèi)容及標(biāo)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(yīng)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(yīng)的到來。因為SNMP是工作在UDP之上的，所以在SNMP應(yīng)用實體間通信時，無需先建立連接，這樣雖降低了系統(tǒng)開銷，但UDP傳輸是不可靠的，為此，網(wǎng)絡(luò)管理站采取了相應(yīng)的超時和重發(fā)策略。本系統(tǒng)在發(fā)出請求報文之后，啟動超時計數(shù)器，等待響應(yīng)的到來，并設(shè)置重發(fā)次數(shù)為3。若3次之后仍沒有收到響應(yīng)，則關(guān)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(yīng)，則調(diào)用過程來把響應(yīng)轉(zhuǎn)換成為內(nèi)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(yīng)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(yīng)。若是，就調(diào)用另一個過程，把每段對

19、象標(biāo)識符的ASN.1表示形式轉(zhuǎn)換成自己的內(nèi)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(shù)段，也要進行許多計算，因而，所開發(fā)的系統(tǒng)原碼程序中包含了一個語言較長、結(jié)構(gòu)復(fù)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(shù)值。 （4）利用Acess數(shù)據(jù)庫保存記錄 Access數(shù)據(jù)庫是MS Office 程序的一個主要應(yīng)用程序，由于與Windows同是微軟的產(chǎn)品，所以在Windows XP中可以免安裝數(shù)據(jù)引擎，是個綠色的數(shù)據(jù)庫。目前大多計算機都預(yù)裝了該軟件。本系統(tǒng)把報警開

20、始和結(jié)束時間自動記錄在Access數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)系統(tǒng)檢測到故障信號，計數(shù)器開始計數(shù)，當(dāng)計數(shù)達到設(shè)定值且信號恢復(fù)正常時，系統(tǒng)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(shù)據(jù)庫文件中保存。操作者可以方便打數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，對當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)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(shù) 本系統(tǒng)除了實現(xiàn)UPS參數(shù)界面友好顯示，更主要的想在UPS出現(xiàn)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(guān)故障、報警信息等。 當(dāng)外電停電時，本系統(tǒng)通過采用判別輸入電壓是否低于設(shè)定值作為報警信號。 當(dāng)該站兩路外電切換時，本系統(tǒng)通過采用判別電池是否進行充放電作為報警信號。 當(dāng)UPS電池放電是否過深，本系統(tǒng)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(shù)MciSendString來播放Wav格式