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服务器机房中的环境监控（Bolid + Zabbix）

对于IT专业人员来说，解决服务器机房中环境监控问题的最简单方法可能是使用具有SNMP输出的专用控制器（例如，NetBotz或NetPing）。 但是对于那些不惧怕困难并希望获得工业级廉价解决方案（通过批量生产设备）的人来说，Modbus协议有一个有趣的选择。



下面，我将描述基于俄罗斯制造的组件-NVP Bolid的监视系统，我们将“合并” Zabbix 4.0中的数据。 NVP“ Bolid”在消防自动化设备领域广为人知，经过考虑的解决方案将带有这种“烙印”。 坦率地说，他们的装置在外壳的设计和周到性上没有什么不同，但是……价格足以弥补所有这些缺点。 值得注意的是非常好的文档以及或多或少的常规免费技术支持。

协议和接口


在继续使用硬件之前，我们将简要介绍所使用的协议和接口：

Modbus ：一种基于“主站”-“从站”原理的工业协议。 Modbus网络上只能有一个主站，它轮询从站并“告诉”该做什么。 作为传输介质，它可以使用RS-485（Modbus RTU）或以太网（Modbus TCP）接口。 理论上，最大设备数为247。

Orion ：NVP“ Bolid”公司的专有协议，建立在“ Master”（主）-“ Slave”（从）的原则上。 显然，修改后的RS-485接口用作数据传输介质，因此最大线路长度可以达到3 km（！）。 设备的最大数量为127。

DLS （两线通信线）：NVP“ Bolid”公司的专有协议，建立在“主”-“从”（主）的原则上。 它使用铜对电缆作为数据传输介质（建议使用双绞电缆）。 设备的最大数量为127 + 1。 拓扑-带有分支的总线（或环形），最大线路长度可以达到1.5 km（取决于电缆的类型，电缆导体的横截面和所连接设备的数量）。

RS-485 ：物理层接口，使用“双绞线”（一对“ 2线”或两对“ 4线”对进行数据传输，第二个不常见）。 声明的最大线长为1.2公里。 拓扑是公共汽车。

如您所见，使用了相当“远程”的通信线路。 在所有协议中，设备寻址都由“句柄”（预配置）设置。

感测器


该系统涉及连接“专用”（专有）地址传感器（更严格地说是“检测器”，即具有内置传感器的设备），但是您也可以使用地址扩展器（1至8个输入）连接“普通”非地址。 可寻址检测器的使用具有两个优点：几乎所有可寻址设备都通过信号线接收电源（即，不必提供单独的12V电源线），也不需要将地址扩展器放在任何地方。 传感器连接到DPS 。
“终端”设备的范围非常广泛，但是我将给出解决我们的问题时可能需要的设备：

  • S2000-VT-室内温度和湿度组合传感器（IP41）。 拥有测量仪器证书，误差仅为0.5°C，建议零售价仅为1200卢布！
  • S2000-SM​​K（及其变型）-“开门”传感器（电磁接触检测器，簧片开关）。 建议零售价-300卢布。
  • S2000-DZ-点淹没传感器（与Realty一起完成，因此是“未格式化”）。 建议零售价-800卢布。
  • 2000-1，2000-2，2000-8-用于1、2和8连接的地址扩展器，可用作其他设备（例如，灭火设备）“干触点”类型信号（开/关）的“接收器”或空调泵）；
  • S2000-SP2-继电器块（用于2个输出），可用于控制设备（例如，警报灯-指示灯）。 建议零售价-1200卢布。

传感器外观



有关设备的完整列表，请参见制造商的官方网站 。

控制者


我可以这么说，控制器的“线”由三个模型组成：

  • S2000-KDL-基本模型（名称代表“ System 2000-两线通信线的控制器”）；
  • S2000-KDL-2I-为RS-485和DPS增加了电流隔离；
  • S2000-KDL-Modbus-S2000-KDL-2I设计中已添加Modbus S2000-PP协议转换器。

控制器的外观


最好使用S2000-KDL-Modbus，但也可以将S2000-KDL / C2000-KDL-2I与附近安装了S2000-PP协议转换器并采用面板安装式外壳的设计一起使用。

控制器在DLS线路中扮演“领导者”的角色（只能将一条DPS线路连接到一个控制器），在RS-485 Orion线路上，它已经充当“从属”，并且将无法“直接”从其收集数据。 为了在RS-485 Orion线路中收集数据，使用了所谓的2000或2000-控制台（包括内置版本），这些控制台已经标准化了数据传输接口。

以下控制器还可以区分以下特征：

  • 指的是可配置的类型，而不是可编程的类型（即，您只需要配置参数，而无需开发程序）；
  • 在DPS中最多支持127个可寻址设备（S2000-VT有两个地址），许多专员不建议使用100-110以上的设备；
  • 电源DC 12-24V的双输入;
  • 不太方便的外壳设计（所有连接的导线都不能隐藏在设备外壳中，您必须将它们从设备背面卸下）。

对于系统容错，您可以使用以下措施（可选）：

  • 环形环路-一处出现环路中断不会影响可寻址传感器发出的信号；
  • 使用分支隔离块（BRIZ）-允许您进行径向分支，并隔离其中存在短路“ DPS +”和“ DPS-”的环路段。

重要信息：控制器不断推出新的固件，以消除错误并增加功能，并且C2000-KDL和C2000-KDL-2I固件不兼容。

Modbus连接


如前所述，可以使用C2000-Modbus控制器或C2000-PP转换器。 两种方案均使用Modbus RTU 2线协议（使用RS-485作为从设备）来发出信号（我们的主机是Zabbix或某些SCADA系统）。 可以使用两种方法连接到服务器：

  • 首选-Modbus RTU / Modbus TCP转换器，可连接到我们装有软件的服务器所在的本地网络；
  • 便宜-带直接连接到服务器的RS-485 / USB转换器。 我注意到有很多关于这些USB记忆棒可靠性的抱怨（您几乎可以接受，我从中国订购了100卢布，使用了一堆RS-232 / RS-485转换器和一个USB / RS-232适配器，并且一切继续进行！）

可以使用两种方案将事件传输到Modbus协议：

  • 当这些设备在“ Orion-Master”模式（由板上的跳线选择）下运行并充当“ Orion”系统的询问器时，直接从2000-/C2000--Modbus获得。
  • 使用“ S2000M”遥控器时，它会从控制器收集信息，然后才通过C2000-/C2000--Modbus（“猎户模式”从属模式）将其发送到Modbus。 该方案的优点在于，可以将远程终端用作“本地终端”（请参阅​​内置LCD屏幕上的事件），并且在服务器发生故障时，可以使用监视软件继续记录事件。 缺点：设置稍微复杂一点，并且遥控器具有非常特定的外观。

系统电路示例






电源和安装


对于电源，需要12V直流电源，最好稳定并安装在DIN导轨上。 可以从1个控制器-500 mA的计算中大致选择其功率（通常以mA或A表示）。 我建议仅在使用S2000M遥控器时才使用冗余电源（带内置电池，RIP）。 并确保将电源连接到与监视系统服务器相同的不间断电源（UPS）。

当然，您可以将所有这些安装在墙上，但留给火警和安全警报安装人员使用，我们将使用3U DIN导轨将其安装在19英寸的机壳中（例如，PSM-3U或Cabeus CMO与同一物品一起使用，您必须扔掉前面板）。在使用S2000-M遥控器的情况下，可以使用19英寸4U插头（最好是带孔的），该插头将用作安装面板，并且端子和控制器的DIN导轨已经固定在该插头上。 减去决定-设备代表安装19英寸飞机。

组装和安装组件系统不会引起任何问题，但我提请注意以下几点：

  • 大多数传感器都有一小段突出的电缆。 要增加电缆的长度，可以使用具有热收缩作用的焊料，也可以使用两对摆动盒KS-2（紧凑型，但是做工是“ lam缝”），或者使用RJ11（RJ45）连接；
  • 在安装传感器之前，必须先注册它们的地址（如下所述）并标记；
  • 连接传感器时，必须注意“ DLS +”和“ DLS-”的极性（请参阅文档-DLS +具有什么颜色，通常是彩色的）-如果将其混合，则系统中将不会检测到传感器。

对于那些不想焊接但想要挤压“芯片”的人，可以使用下面描述的选项（可能比RJ11更好-以便不将DPS线路意外地连接到服务器）。

要求：

  • 双绞线2对，无屏蔽；
  • RJ11连接器（6P4C或6P6C）的“袋”；
  • 带插座型输入的RJ11分配器（价格合理的多种选择）。

在一对上，我们启动DPS，在另一对上，例如12V DC。 通过分离器连接传感器。

解释图片


组装架


在“实用”部分，组装了一个支架，其中包括：

  • NVP Bolid制造的协议转换器C2000-PP；
  • NVP“ Bolid”生产的控制器S2000-KDL；
  • NVP Bolid制造的温湿度计（组合式温湿度传感器）C2000-VT；
  • NVP“ Bolid”制造的磁接触检测器S2000-SM​​K；
  • Rielta制造的点泄漏传感器S2000-DZ；
  • 地址扩展器S2000-AP1 isp。 02生产NVP“ Bolid”；
  • “ Rielta”制造的体积检测器Photon-10M（如“堆”）；
  • AccordTec生产的12V-AT / 12 / 1.5 DIN电源单元;
  • 在速卖通上购买的RS-485 / USB适配器（在常见的CH340G芯片上，Linux将其定义为“ QinHeng Electronics HL-340 USB串行适配器”）。 该系统如何以最便宜的配置工作变得很有趣。
  • 来自TONK集团公司的TONK 1811瘦客户机（在avito上以500卢布的价格购买）在具有集成GMA950图形的Intel Atom N270处理器上。



完善瘦客户机和支架的外观
瘦客户机有点“完成”：

  • 安装了Windows XP嵌入式系统的2GB DOM模块已由旧笔记本电脑中的2.5个ATA 60GB HDD取代（我不得不购买电缆，由于某些原因SATA-HDD无法启动-它在BIOS中包括了SATA端口）；
  • DDR2 SO-DIMM RAM从1GB增加到2GB；
  • 安装了Linux Mint 19.1“ Tessa” Xfce Edition，并使用TightVNC配置了远程桌面；
  • 冷却系统经过“精制”-减少了散热片，因此HDD几乎可以与外壳“齐平”，卸下顶盖，并在顶部“增加”一些通过电阻连接的120毫米风扇。 立刻所有的“刹车”消失了，工作变得非常合理。




配置Bolid设备


所有设置都在Windows环境中进行；因此，在开始工作之前，您需要在RS-485 / USB适配器上安装驱动程序，以及NVP Bolid上的两个“超级”程序，这些程序是免费提供的： Orion-prog和Uprog 。 此外，设备分别通过RS-485 / USB适配器连接到Orion AB的RS-485端口（使用直接布局，与COM端口不同）。

重要说明：在S2000-PP上执行所有后续步骤后，必须卸下板上的XP1跳线。

步骤1.将RS-485 / USB适配器插入USB接口，然后在设备管理器中查看为适配器分配了COM端口号的设备。 适配器的驱动程序必须在“设备管理器”中安装，而不带有感叹号。

步骤2.代表管理员，运行Orion-prog，选择所需的COM端口并执行搜索，以查看设备的固件版本。 请访问制造商的官方网站，并检查是否有更新的固件，并在必要时（很可能是必需的）进行更新（在撰写本文时：S2000-PP为1.32，S2000-KDL为2.22）。

图片中的仪器固件


*实际上是固件1.32，我是“弯曲地”安装的-在Uprog中，未从设备读取配置。 因此，它“回滚”到1.31。

步骤3.设置设备的地址（首先使用S2000-PP，例如2，然后使用S2000-KDL-3）。 为此，请运行Uprog-所有设备的默认地址均为127，因此您需要一次在起始设备上进行配置。 有关制造商的详细视频，请访问YouTube 。

步骤4.在S2000-KDL上设置地址后，有必要在两线通信线（DLS）中设置传感器的地址。 它们还具有默认地址127（并且Uprog中带有传感器的圆圈未突出显示）。 我们读取设备的配置（Ctrl + F3），然后将传感器顺序连接到DLS的输出，设置地址。 在上下文菜单“请求AU类型”中指向传感器时，可以指定传感器的类型或“对ADC AU的请求”-查找传感器是否正常工作（例如，对于ADC的磁接触检测器，关闭时：100，打开时：50）。 实际上，我具有以下地址配置：1-C2000-SM​​K簧片开关，2-C2000-VT温度，3-C2000-VT湿度，4-C2000-DZ泄漏，5-C2000-AP1地址扩展器isp。 02（已连接Photon-10M体积检测器）。

寻址图片中的传感器


接下来，转到“输入”选项卡并执行以下操作：

  • 指示传感器的类型：温度-10，湿度测量-15，所有其他传感器-6（技术）；
  • 对于技术输入，我们设置“恢复时间s”-这是环路在收到“违规”状态后将返回“正常”状态的时间。 必须指出至少Zabbix的轮询间隔数（我花了10秒）；
  • 为了简化设置，请关闭“ AU指示的控制”（0），“监视开路和短路”和“监视备用电池的状态”。

在图片中配置到S2000-KDL的输入


用C2000-KDL完成所有“操作”后，我们执行“仪器中的配置记录”。

步骤5.配置S2000-PP。
在“设备”选项卡上，设置显示在图片中（这些是“运行”次数最多的设置，大多数设备默认使用这些设置）。 RS-485 / USB适配器的COM端口以及连接到Modbus网络的任何其他设备应具有相似的设置。 我为Modbus网络上的S2000-PP设备选择了地址11（Orion系统中的地址为2！）。



然后，我们转到“设备”选项卡并开始填写“区域表”：

  • 我在第一列表示“ 3”-这是Orion系统中S2000-KDL设备的地址；
  • 警报回路号（“警报回路”）-这些是传感器的地址（实际上是警报回路=地址，如果我们不想从中获取信息，可以跳过几个地址）；
  • Modbus部件号-您可以将我们的传感器分组。 为了简化-我没有这样做，而是将其归于每个人1部分；
  • 区域类型是一个非常重要的参数。 我们根据传感器的类型选择它。



设置完S2000-PP之后，我们执行“仪器中的配置记录”。

步骤6.通过RS-485 Orion将C2000-PP和C2000-KDL组合成网络，将传感器连接到C2000-KDL（可以使用两个端子），然后将RS-485 / USB适配器连接到Modbus C2000-PP输出。 我们将XP1跳线设置为关闭位置（重要：安装跳线后，必须通过重置电源电压来重启设备）。 一切-系统已准备就绪。

我们在免费控制台程序Modpoll Modbus Master Simulator （以下称为“ Modpoll”）中检查“可操作性”，例如，在固件地址“ S2000-PP”或通过从S2000-KDL向“ 40000”发送信息-这是第一个传感器：



可以在此处下载“熟悉”固件。

Zabbix设定


警告：像Linux Mint一样，首次配置了Zabbix（因为Windows上没有Zabbix）：）

安装Zabbix之后，您需要安装软件包autoconf ， automake ， libtool ， pkg-config ，然后安装扩展模块-libzbxmodbus 。 在Habré上有另一篇关于他的文章（我会不断提及），并且最近已更新，仅用于Zabbix 4.0。 本文还提供了有关Modbus协议的更多详细信息。该模块本身以及或多或少的详细说明在GitHub上。

与GitHub上指定的安装方式之间的微小差异：

... ./configure --prefix=/etc/zabbix --enable-zabbix-3.2 ... sudo make install

在研究libzbxmodbus模块的操作时， 很明显不可能将方案与S2000M遥控器一起使用，因为在这种情况下，来自温湿度计的数据如下所示：在寄存器46179中写入所需区域的编号，然后从寄存器46328中收集数据-即 非常平凡的（例如，在“大型” SCADA系统中，可以在MasterSCADA中实现）。

在配置文件etc / zabbix / zabbix_server.conf中，我们编写了扩展链接，并使用Zabbix将硬件连接到服务器。 我不必安装用于RS-485 / USB适配器的驱动程序，但我仍然不明白如何确定要使用哪个USB编号，可以很好地连接到/ dev / ttyUSB0 （您可以使用lsusb命令在系统中找到该设备）。

与Windows一样，我们使用Modpoll实用程序（我运行linux i386）检查是否已连接硬件，并且可以从中获取信息：



由于本文使用Zabbix 2.2示例描述了配置过程-界面略有不同，因此我将提供设置的说明和图片。

步骤1.我们创建一个网络节点和一个将要包含我们的节点的组（例如，一个节点-“环境监控”和一个组-“工程基础架构”）：
设置>主机>创建主机>输入我们的名称>添加



步骤2.创建数据元素。 本文建议创建模板，但是由于我们的系统不包含重复的元素，因此我将跳过此步骤。 例如，如果我们有几台通过Modbus连接的空调，那么我们可以使用系统功能。

设置>网络节点>在包含我们节点“环境监控”名称的行中，单击“数据元素”>，在出现的窗口中，单击“创建数据元素”。

我们开始“锤击”我们的传感器：



细微差别：

  • 本文使用了“ modbus_read_registers”函数的语法，并且根据GitHub的描述“ modbus_read” -第二个选项更短且有效；
  • 您可以用/ dev / ttyUSB0和“ 11 ”形式指定端口，而不是宏{$ MODBUS_PORT}和{$ MODBUS_SLAVE}，但是如果以后需要更改S2000-PP的USB端口或地址，将会很不方便；
  • 该文档指出，要请求S2000-PP上的区域状态（列“ Modbus区域号”），您必须联系：“注册地址40000 + M，其中M =（区域号–1）” –这是进度：“区域号。 负 1“
  • 不要进行非常频繁的时间调查：S2000-PP开始返回“异常错误15”错误-设备没有时间准备数据（这通过设备上的指示器持续发光表示）；
  • 通过寄存器3000 -...获取温度和湿度数据
  • 在“数据元素”窗口中，还有所需的“预处理”选项卡。 您可以在此处编辑“最后”显示的内容。 根据读数值获得温度和湿度，该值必须除以256：“用户系数”-0.0039（即1/256）；
  • 用于离散簧片开关，泄漏传感器等 您还需要使用“值显示”，这是由于提供信息的方式所致。

在图片中设置数据转换




有关轮询区域时如何提供数据的一些知识。
假设您收到的响应为十进制格式9148（D）。 我们将其转换为十六进制格式（HEX）：得到23BC-根据S2000-PP设备的说明，这是两个事件，代码分别为23（HEX）/ 35（D）和BC（HEX）/ 188（D）。 接下来，请参阅表5。“ Orion系统的事件列表（AL状态）”。 在其中找到35个“恢复技术输入”和188个“恢复与输入的通信”。 无需转换D-HEX-D，第一个事件是接收值除以256的整数部分，其余是第二个事件（ 9148 = 35 * 256 + 188 ）。 在采访技术投入时，我们只会选择第一个事件（优先级），“应该”采用状态35和36（“恢复技术投入”和“违反技术投入”）。 我们将使用数据元素设置“信息类型：数字（正整数）”丢弃小数部分（第二个事件）。

步骤3.填写端口宏和设备号：
设置>网络节点>“环境监控”>选择“宏”



步骤4.在控制面板上显示读数：
开始屏幕>所有面板，在出现的窗口中选择“创建面板”>，设置“面板名称”和该面板可用的用户>单击“创建新的小部件”>键入“数据概述”，更新间隔“ 10秒”，组工程基础结构网络的节点>添加>调整面板大小，然后单击“保存更改”：



结论


通过使用“远程”协议，所得的系统可以成为监视服务器和一对交叉办公区域（就监视温度和湿度条件而言）甚至小型数据中心的绝佳解决方案。 有人可能会说“ fu fu fu，汽车仍然令人作呕，您需要使用XXX（代替工业自动化中的某些东西）”也是一种选择，但我认为这将是非常多余的，而且也更昂贵。 还有一点细微差别：如您所见，Bolid上的系统非常简单（尽管逻辑有些奇怪），但是“完成”了舞会上的决定。 控制器-有时他仍然是个“黑子”。

PS：本文是对我博客上的两篇文章的改编：
对服务器机房的廉价监控（第1部分-入门）
对服务器机房进行廉价监控（第2部分-实用）

UPD 工作3天后，RS485-USB适配器脱落。 它被认为是不稳定的，但适合调试。 它被MOXA生产的单端口转换器MGate MB3170取代（取自现有产品），一切都变得稳定。
您需要了解，本文只是如何与Zabbix和Bolid“交朋友”的示例。 对于实际的实现，您可以添加更多受监视的DPS状态，例如负温度（它们的处理方式有所不同）。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN438788/

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