随着UPS技术的发展,UPS不仅需要具备很高的可用性,还需要具有在无人值守的情况下自动处理各种电源问题的能力,最大限度地保护用户应用及数据的安全,最大限度地减小电源问题给用户带来的不良影响。通过局域网或设备提供WWW服务,可以在Internet上实现对远程UPS设备进行实时监控。
　　
　　1 智能网络UPS系统的含义
　　
　　智能网络UPS系统强调的是以整个网络为保护对象,它是从网络操作系统的UPS管理功能、UPS监控软件、UPS备份技术、UPS供电方案及UPS系统集成等多方面考虑的系统工程。设计一个真正的智能网络UPS系统,首先应充分考虑网络操作系统本身的UPS管理功能。智能UPS就是具有监控管理功能的UPS,它与普通UPS的主要区别在于:智能UPS的输出端增设了DB9、RS232、R485、AS/400通信接口或SNMP(简单网络管理协议)卡,这些接口通过电缆或调制解调器同服务器、路由器或网关相连,能完成一定的监控管理功能;另外,还必须配备专门的UPS监控软件。监控软件除了提供自动关机等基本功能外,还具有很多高级管理功能,如:放电自动保护、远程关闭UPS、跟踪电池储能情况、自动寻呼管理员(BP功能)、给有关人员发送Email等;最后,还要考虑UPS备份冗余技术。
　　
　　2 UPS电源系统的集成方案
　　
　　现在的系统集成主要体现在网络设备的集成,UPS电源系统的集成,则几乎无人提及。笔者认为,现在应该是考虑UPS与应用环境集成的时候了。因为,采用最新技术的UPS不仅仅是一台电源保护设备,更是一个智能的电源管理系统,它同传统意义上的UPS有着本质区别。无论是UPS硬件接口,还是UPS监控管理软件,都具备了集成的条件。只有实现UPS与应用环境的无缝连接,才可以把UPS的潜能发挥到极限;设备管理者也能更方便快捷地检测、控制、管理UPS的使用状况,并根据应用的不同需要,提供从RS232接口、SNMP接口到Modem的连接等多种管理方案。图1为一幢智能大厦的UPS系统的集成方案。图中,UPS可以提供各种信号接口。在机房、智能大厦等自动化程度较高的电源系统中,火灾报警信号、温度检测信号、保安系统等都能与UPS触点信号连接。问题发生时,报警信号启动,并紧急关掉UPS。监控室电脑安装的UPS监控软件不仅可检测本大楼的UPS网络,而且能检测远程UPS的状况,以监控整个电源系统的安全。
　　
　　3 嵌入式Web服务器的UPS远程管理系统的设计
　　
　　(1)UPS远程管理系统的组成(如图2所示)
　　
　　UPS远程管理系统主要由嵌入式Web服务器、设备管理器、设备管理信息库、UPS控制接口、UPS共同组成。嵌入式Web服务器主要负责HTTP服务请求;设备管理器主要负责UPS状态的读取、设备参数的设置,即对设备进行操作;管理信息库主要记录UPS设备的状态信息;UPS就是所要管理的设备。
　　
　　(2)UPS监控系统的通信过程
　　
　　①浏览器端与嵌入式Web服务器端的通信过程
　　
　　首先,由Internet或者LAN客户端浏览器的URL请求传送到本地局域网,直接到达嵌入式Web服务器的以太网接口;其次,嵌入式Web服务器响应这一URL请求,经过安全认证后调出用户页面并返回请求页面;最后,浏览器在得到响应后可以发出调用对UPS进行监控的请求,设备服务器响应并解释这个请求,向设备发出此请求设定的动作控制命令及其相关辅助命令,如图1所示。
　　
　　②嵌入式Web服务器端与设备服务器端的通信过程
　　
　　设备服务器通过Megatec协议定期读取UPS的状态信息,对管理信息库进行更新,Web服务器响应客户端请求的状态下,对管理信息库中的数据读取或者通过设备管理器对设备状态进行设置,设备服务器定期读取UPS的状态对管理信息库进行更新,使UPS的状态与管理信息库中的数据保持一致,从而达到管理UPS目的。
　　
　　4 UPS监控软件的设计
　　
　　在嵌入式WEB服务器上,编程实现TCP协议的一个难点在于建立连接和终止连接的具体过程。TCP协议是一个面向连接的协议,连接的双方无论是哪一方向另一方发送数据,都必须先通过“三次握手”,在双方之间建立一条连接,完成数据传输之后再通过“四次握手”终止连接。连接建立后,TCP就可以发送数据块,称为数据段。当TCP发出一个段后,等待目的端确认收到这个报文段;如果不能及时收到一个确认,将重发这个报文段。另外,TCP还将对数据进行校验和检查。当UPS出现故障或事故时,由设备服务器首先发起发送报警,这时浏览器端是由专门的事件处理接收程序专门负责处理的,这个过程是由设备端发起的,其他的监视和控制请求都是由管理人员由管理站发起(如图3所示)
　　
　　①当管理人员通过Web或专有管理站来进行管理时,由管理站端发起,建立连接交互通信,以网页的形式返回到客户端,实现监视和控制的目标;
　　
　　②由EID/WED Processor发起事故或事件通知,这是由设备服务器发起的,
　　
　　直接发送给SNMPTrap Receiver来接收处理,SNMPTrap Receiver与SNMP Manager是独立的,SNMP Trap Receiver直接监听设备服务器端发来的事件消息,并对其进行相应的处理,最终也可以通过Web页的形式显示。Embedded SNMP Agent负责收集UPS的状态信息,并通过MIB Updater定期或者应管理者要求对MIB库进行更新,保证WebServer可以查找到相应的设备状态,及时的返回给Web浏览器。HTML Storage是保存管理者与UPS进行交互的页面文件的,这些是在UPS初始管理通过专门的客户端直接下载到Dataflash中的,以后可以通过更新程序对此部分文件进行更新。
　　
　　客户端浏览器首先与嵌入式Web服务器建立HTTP连接,Web服务器读取指定的文件和管理信息,返回相应的HTML文件,通过嵌入式Web服务器下载到客户端的相应Java Applets等程序文件在浏览器的Java虚拟机上运行,客户程序再建立和设备服务器的网络连接(通过UDP数据报),通过网络连接客户端可以向Web服务器发送设备监视和控制命令,设备服务器解释这些命令,设备服务器再通过Megatec协议与UPS交互,完成对UPS的监控。设备服务器完成将网络传来的用户指令转换成UPS能够识别的指令并传送到UPS执行,同时设备服务器还将UPS的状态转换为客户端能识别的格式,通过UDP数据报返回客户端,完成客户端对UPS的远程的监控、诊断和管理的功能。
　　
　　5 结束语
　　
　　UPS系统与网络系统的结合日益紧密,并已成为网络中不可分割的一部分,UPS系统的管理也已与其它网络设备的管理融为一体。今后,智能网络UPS系统必将在保证网络系统工作稳定可靠及信息处理技术的安全领域发挥更重要的作用。
　　
　　作者简介
　　
　　李伟奇,硕天电源(深圳)有限公司,高级工程师,产品课长,多年从事UPS产品技术研究。
　　
　　编辑：Harris