Актуальність теми. На сьогоднішній день, переважна більшість компаній використовує високотехнологічне інформаційне обладнання для забезпечення своєї діяльності. Для надійного функціонування та безперебійної роботи таких інформаційних систем необхідно використовувати спеціальне серверне приміщення в якому розташовують телекомунікаційне обладнання.
Надійність та ефективність роботи цих серверних кімнат напряму пов'язана з умовами їх експлуатації, зокрема з мікрокліматом. У цьому контексті стає важливим розглядати інтегровані системи контролю мікроклімату, які забезпечують оптимальні умови для надійності та ефективності використання обладнання.
Розвиток інформаційних технологій та застосування IoT технологій дає можливість для модифікації та удосконалення систем контролю параметрів мікроклімату у напрямку зменшення їх собівартості, розширення функціональних можливостей, підвищення точності та швидкодії.
В даній магістерській дисертації розроблено автоматизовану систему на основі платформи Arduino UNO та датчика DHT21 для постійного відстеження та передачі даних щодо зміни кліматичних умов всередині серверної кімнати. Дана система дозволяє використовувати і інші види датчиків (датчики диму, пилу, полум’я та інше), що суттєво розширює її функціональні можливості. Система передбачає реєстрацію параметрів, які підлягають обов’язковому контролю та послідуючу їх обробку і передачу на сервер для подальшого зберігання. Для вирішення поставленої задачі було розроблено сайт автоматизованої системи, на якому можливо в реальному часі відстежувати зміни, які відбуваються в мікрокліматі серверної кімнати.
Спроектована система моніторингу параметрів мікроклімату визначає рівень вологість та температуру повітря в серверній кімнаті, та порівнює їх з оптимальними значеннями при необхідності, в автоматичному режимі здійснюються заходи для повернення контрольованих параметрів в межі норми. Система здатна попереджувати власників при настанні надзвичайних ситуацій в контрольованому приміщенні та спроектована для цілодобової безперервної роботи.
Мета і задачі дослідження
Мета дослідження – автоматизація дистанційного контролю параметрів мікроклімату серверного приміщення, шляхом проведення моніторингу в реальному часі, з метою забезпечення їх оптимальних значень.
Для досягнення поставлених цілей були вирішені наступні задачі:
1) розглянуті вимоги до значень параметрів мікроклімату серверної кімнати;
2) огляд існуючих аналогів;
3) розроблення структурної схеми системи;
4) розробка прототипу автоматизованої системи;
5) розробка та оптимізація алгоритмів обробки та передачі інформаційних даних;
6) розробка сайту автоматизованої системи;
7) розрахунок економічної складової.
Об’єкт дослідження – процес контролю параметрів мікроклімату серверної кімнати.
Предмет дослідження – автоматизована система контролю параметрів мікроклімату серверної кімнати.
Методи дослідження. Для вирішення поставлених задач використовувались методи моделювання та програмування; положення теорії автоматичного керування; методи створення автоматизованих вимірювальних мікропроцесорних систем; методи математичної статистики та обробки експериментальних результатів.
Наукова новизна одержаних результатів
1) Удосконалення системи контролю параметрів мікроклімату серверної кімнати за рахунок використання системних рішень для моніторингу, збереження, аналізу та обробки зібраних даних.
Практичне значення результатів дисертації
1) Реалізовано автоматизовану систему для моніторингу параметрів повітря серверної кімнати
Керівник: доц., к.т.н. Богдан Г.А.
Повний текст дисертації (.pdf)
Повний перелік магістерських дисертацій
Перелік літературних посилань
1. Падій М.О. Автоматизована система контролю мікроклімату серверної кімнати / М.О. Падій, Г.А. Богдан // ХIХ Науково-практична конференція студентів, аспірантів та молодих вчених «Ефективність та автоматизація інженерних рішень у приладобудуванні», 20-21 грудня 2023 р., м. Київ, Україна : збірник праць конференції. – Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023. – С. 362-365.
2. ВИМОГИ до інженерної інфраструктури технологічних приміщень (серверних) для розміщення серверного та телекомунікаційного обладнання ВЦТМ: наказ Державної служби України з надзвичайних ситуацій № 608 від 23.10.2019. [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://dsns.gov.ua/nakazi-z-osnovnoyi-diyalnosti/100411
3. PRTG: Моніторинг серверної кімнати [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://idealsoft.com.ua/vendory/paessler/paessler-kachestvo-uslug-oborudovanie/monitoring-serverroom/
4. Cabling Standard - ANSI-TIA-EIA 569 A - Commercial Building Standard For Telecom Pathway & Spaces (FULL VERSION) [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://docs.google.com/file/d/0B2csuEySejpTb1JDMHZEZG5RZ0E/view?resourcekey=0-OQ-lM76f0s6FyNXcyd6RDQ
5. Hwaiyu, G. Data Center Handbook: Plan, Design, Build, and Operations of a Smart Data Center [Text] : Monograph / G. Hwaiyu [et al.]. ‒ 2nd edition. ‒ Wiley, 2021. ‒ 755 p.
6. ANSI/TIA-942-2005 Telecommunications Infrastructure Standard for Data Centers [Web resource] : Standard /ANSI (American National Standards Institute) / TIA (Telecommunications Industry Association), 2005. ‒ Access mode [site] : ansi.org, 2022.
7. Dutt, D. G. EVPN in the Data Center [Text] : Monograph / D. G. Dutt. ‒ O'Reilly Media, 2018. ‒ 106 p.
8. Brochard, L. Energy-Efficient Computing And Data Centers [Text] : Monograph / L. Brochard [et al.]. ‒ New York: ISTE/Wiley, 2019. ‒ 227 p.
9. Ahmadi, A. CCNP Data Center Application Centric Infrastructure 300-620 DCACI Official Cert Guide [Text] : Monograph / A. Ahmadi. ‒ Cisco Press, 2021. ‒ 730 p.
10. КОМП'ЮТЕРНА СИСТЕМА КОНТРОЛЮ І КЕРУВАННЯ МІКРОКЛІМАТОМ РОБОЧОГО МІСЦЯ : пат. 23908 Україна : МПК (2006) F24F 11/00. №u200701205 ; заявл. 05.02.2007 ; опубл. 11.06.2007, Бюл. № 8. 3 с. URL: https://base.uipv.org/searchINV/search.php?action=viewdetails&IdClaim=106749&chapter=biblio.
11. ПРИСТРІЙ ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ ПОКАЗНИКІВ МІКРОКЛІМАТУ ТА ВМІСТУ ШКІДЛИВИХ РЕЧОВИН В АТМОСФЕРНОМУ ПОВІТРІ : пат. 108466 Україна : МПК G01N 27/416 (2006.01). №u201505980 ; заявл. 17.06.2015; опубл. 25.07.2016, Бюл.№ 14. URL: https://base.uipv.org/searchINV/search.php?action=viewdetails&IdClaim=225473&chapter=description
12. ПРИСТРІЙ ДЛЯ ВИМІРЮВАННЯ ПАРАМЕТРІВ МІКРОКЛІМАТУ ПРИМІЩЕНЬ: пат. 99874 Україна : МПК (2015.01) G01K 7/00. №u201500541; заявл. 25.06.2015; опубл. 25.06.2015, Бюл.№ 12. URL: https://base.uipv.org/searchINV/search.php?action=viewdetails&IdClaim=213682&chapter=description
13. СПОСІБ АВТОМАТИЧНОГО УПРАВЛІННЯ МІКРОКЛІМАТОМ В ПРИМІЩЕННІ: пат. 72565 Україна : МПК (2012.01) F24F 5/00 G05D 27/00. №u201200469; заявл. 16.01.2012; опубл. 27.08.2012, Бюл.№ 16. URL: https://base.uipv.org/searchINV/search.php?action=viewdetails&IdClaim=176991&chapter=description
14. ЕЛЕКТРОННИЙ АНАЛІЗАТОР ПАРАМЕТРІВ МІКРОКЛІМАТУ ПРИМІЩЕННЯ ДЛЯ СИСТЕМИ "РОЗУМНИЙ ДІМ": пат. 146633 Україна : МПК (2021.01) G01N 27/00 G01K 7/00 F24F 11/64 (2018.01) F24F 11/65 (2018.01). №u201904450; заявл. 24.04.2019; опубл. 10.03.2021, Бюл.№ 10. URL: https://base.uipv.org/searchINV/search.php?action=viewdetails&IdClaim=274793&chapter=description
15. СПОСІБ МОДЕЛЮВАННЯ ТА ОПТИМІЗАЦІЇ РЕЖИМІВ МОНІТОРИНГУ МІКРОКЛІМАТУ, ЗОКРЕМА, В ПРИМІЩЕННЯХ МУЗЕЇВ АБО ХУДОЖНІХ ГАЛЕРЕЙ: пат. 97047 Україна : МПК (2011.01) F24F 11/00 F24D 10/00 G05B 21/00. №a201012886; заявл. 29.10.2010; опубл. 26.12.2011, Бюл.№ 24, 2011 р. URL: https://base.uipv.org/searchINV/search.php?action=viewdetails&IdClaim=167781&chapter=description
16. Я.Б. Заєць, Б.М. Злотенко, Енергоефективна система керування мікрокліматом у приміщенні. Технології та дизайн. Мехатронні системи та комп’ютерні технології, №1 (22), 2017, с. 1-6
17. Șuvar, Marius-Cornel & Munteanu, Laurentiu & Cioară, Cristian. (2022). Optimal Monitoring of Server Rooms with Home Assistant Platform. MATEC Web of Conferences. 373. 00044. 10.1051/matecconf/202237300044.
18. Моніторинг серверної кімнати [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://klaster.ua/ua/reshenija/dispetcherizacija/byudzhetnyy-variant/monitoring-servernoy-komnaty/
19. СИСТЕМА SNMP МОНИТОРИНГА СЕРВЕРНОЙ КОМНАТЫ [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://kmm.md/ro/content/%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B0-snmp-%D0%BC%D0%BE%D0%BD%D0%B8%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%B8%D0%BD%D0%B3%D0%B0-%D1%81%D0%B5%D1%80%D0%B2%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B9-%D0%BA%D0%BE%D0%BC%D0%BD%D0%B0%D1%82%D1%8B
20. The Best Server Room Environmental Monitoring Systems & Tools for 2023 [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://www.comparitech.com/net-admin/server-room-environmental-monitoring-systems/
21. Innovators in Network Monitoring [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://netmon.com/
22. tempCube [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://tempcube.io/
23. monnit [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://www.monnit.com/applications/data-center-server-room-monitoring/
24. Vertiv Geist™ Екологічний моніторинг [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://www.vertiv.com/en-us/products/brands/geist/vertiv-geist-environmental-monitoring/
25. Standard 90.1-2022—Energy Standard for Sites and Buildings Except Low-Rise Residential Buildings [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://www.ashrae.org/technical-resources/bookstore/standard-90-1
26. Моніторинг серверної кімнати і ЦОД. Рекомендовані стандарти та найкращі практики [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://netping.com.ua/monitoring_servernoi_kimnaty_i_cod.html
27. Chen D., Cho K., Han S., Jin Z., Shin K. Invisible Sensing of Vehicle Steering with Smartphones / D. Chen, K. Cho, S. Han, Z. Jin, K. Shin // Department of Electrical Engineering and Computer Science University of Michigan, U.S.A, 2015 — Р. 13 .
28. Schwartz, M. (2016). Internet of Things with ESP8266. Packt Publishing Ltd. ISBN 1786466678, 9781786466679.
29. Brown, Ethan. "Web Development with Node and Express: Leveraging the JavaScript Stack." O'Reilly Media, Inc., 2014. ISBN 1491902302, 9781491902301
30. Chodorow, Kristina. "MongoDB: The Definitive Guide" (2nd ed.). O'Reilly, 2013. ISBN 1449344682, 9781449344689.
31. Теоретичні основи ультразвукового неруйнівного контролю [Електронний ресурс]: підручник для здобувачів ступеня бакалавра за освітньою програмою «Комп’ютерноінтегровані технології та системи неруйнівного контролю і діагностики» спеціальності «Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології» / Р. М. Галаган; КПІ ім. Ігоря Сікорського. – Електронні текстові данні (1 файл: 5,12 Мбайт). – Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2019. – 263 с. Гриф надано Вченою радою КПІ ім. Ігоря Сікорського (протокол № 3 від 11.03.2019 р.)
32. Цапенко В.К. Основи ультразвукового неруйнівного контролю / В.К. Цапенко, Ю.В. Куц. – Київ: НТУУ «КПІ», 2009. – 431 с.
33. Богдан Г.А., Глущенко М.О. Загальні тенденції побудови автоматизованих систем моніторингу якості повітря на промислових підприємствах Вчені записки ТНУ імені В.І. Вернадського. Серія: Технічні науки. – 2023. – Том. 34 (73), №4. – С. 12-17. DOI https://doi.org/10.32782/2663-5941/2023.4/03
34. Богдан Г.А., Глущенко М.О. Оптичний датчик чадного газу. Х Міжнародна науково-технічна конференція «ДАТЧИКИ, ПРИЛАДИ ТА СИСТЕМИ – 2023», присвячена пам‘яті професора Шарапова В.М., 12 - 14 вересня 2023 року, м. Черкаси, Україна : збірник праць. – Черкаси, 2023. – С. 52–53
35. Богдан Г.А., Глущенко М.О. Система попередження пожеж. XXIІ Міжнародна науково-технічна конференція "Приладобудування: стан і перспективи", 16-17 травня 2023р., м. Київ, Україна : збірник тез доповідей. – Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023. – С. 234–236.
36. Антонюк В.С. Методологія наукових досліджень: [Текст] : навч. посіб./ В.С. Антонюк, Л.Г. Полонський, В.І. Аверченков, Ю.А. Малахов. – К.: НТУУ «КПІ», 2015. – 276 с.
37. Комп’ютерне моделювання процесів та систем. Чисельні методи [Електронний ресурс] : підручник для здобувачів ступеня бакалавра за спеціальністю «Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології» / С. П. Вислоух, О. В. Волошко, Г. С. Тимчик, М. В. Філіппова ; КПІ ім. Ігоря Сікорського. – Електронні текстові дані (1 файл 37,37 МБайт). – Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021. – 228 с. – Назва з екрана.
38. Петрик, В.Ф. Використання серійних мобільних пристроїв при проектуванні портативних дефектоскопів / Петрик В.Ф., Протасов А.Г., Серый К.Н., Повшенко А.А. // Вчені записки ТНУ імені В.І. Вернадського. Серія: технічні науки. – 2019. - Том 30 (69), Ч. 2, № 6. - C.12-16. DOI https://doi.org/10.32838/2663-5941/2019.6-2/03
