数据中心智能传感网络开放体系白皮书

1 数据中心智能传感网络开放体系白皮书 ODCC-2023-06001 [编号ODCC-2023-06001] 数据中心智能传感网络开放体系 白皮书 开放数据中心委员会 2023-09 发布 I 数据中心智能传感网络开放体系白皮书 ODCC-2023-06001 版权声明 ODCC（开放数据中心委员会）发布的各项成果，受《著作权法》保护，编制单位共同享有著作权。 转载、摘编或利用其它方式使用ODCC成果中的文字或者观点的，应注明来源：“开放数据中心委员会 ODCC”。 对于未经著作权人书面同意而实施的剽窃、复制、修改、销售、改编、汇编和翻译出版等侵权行为，ODCC及有关单位将追究其法律责任，感谢各单位的配合与支持。 II 数据中心智能传感网络开放体系白皮书 ODCC-2023-06001 编写组 项目经理： 杨朴 腾讯科技（深圳）有限公司 工作组长： 岳上 腾讯科技（深圳）有限公司 贡献专家： 颜小云 腾讯科技(深圳)有限公司 张术 腾讯科技(深圳)有限公司 周瑞旭 腾讯科技(深圳)有限公司 林锐锋 腾讯科技(深圳)有限公司 樊驿隆 腾讯科技(深圳)有限公司 李小明 腾讯科技(深圳)有限公司 庞孟羽 腾讯科技(深圳)有限公司 龙永明 腾讯科技(深圳)有限公司 赵连启 腾讯科技(深圳)有限公司 李祖喜 腾讯科技(深圳)有限公司 刘大闯 深圳市中电电力技术股份有限公司 许可欣 中国信息通信研究院 III 数据中心智能传感网络开放体系白皮书 ODCC-2023-06001 前 言 大型数据中心单模组超过十万个测点，在运营期间对这些数据的治理维护费用已经超过采购建设成本。例如最常见的直流霍尔传感和温湿度传感器存在随着使用周期采集精度非线性漂移的问题，电池监控仪的内阻检测由于接触原因导致采集异常等，不准确的数据可能导致PUE统计失真、热点告警阈值裕量过大和设备健康度突变等。传统弱电集成主要关注传感器设计精度和采购成本，但是忽略了数据中心超过10年运营周期，传感器并不能保持一致的数据质量，为此加大了人工巡检和数据治理的工作量。 可信数据是数据中心自动化运营和智能化运营的基础数字底座，面对中大型数据中心或大规模数据中心集群的海量数据治理挑战，只有建立完整数据标准体系，并从数据采集、传输、存储到消费的全数据链路实现数据质量保证和控制，特别需要从数据源头即智能传感器开始设计才是根本解决之道。智能传感网络开放体系推动开放协议和标准连接实现即插即用，并内置自校准算法实现免维护，通过自诊断算法主动上报故障告警实现主动运维，最终实现可信数据分级定义，确保在设计、安装、运营和维保全周期保持一致的数据质量，为数据中心告警、变更、巡检和维保自动化、成本分析和AI调优等服务提供可信数据基础能力。 本白皮书定义智能传感网络开放体系，包括五个核心模块，分别阐述开放通信协议、自动校准算法、标准连接定义、主动运维体系和可信数据分级。 IV 数据中心智能传感网络开放体系白皮书 ODCC-2023-06001 本白皮书可作为数据中心运营经理、弱电工程师、设备厂商、开发人员、高校研究和相关数据中心从业者的技术参考。 由于时间仓促，水平所限，错误和不足之处在所难免，欢迎各位读者批评指正。如有意见或建议请联系编写组。 V 数据中心智能传感网络开放体系白皮书 ODCC-2023-06001 目 录 版权声明............................................................ I 编写组............................................................. II 前 言............................................................ III 一、 术语定义..................................................... 1 二、 项目背景..................................................... 2 三、 智能传感体系................................................. 4 四、 开放通信协议................................................. 6 (一) 设备标识 ................................................. 7 (二) 数据质量 ................................................. 7 (三) 交互协议 ................................................ 11 (四) 总线协议 ................................................ 19 五、 自动校准算法................................................ 21 (一) 多数据源 ................................................ 21 (二) 开放算法原理 ............................................ 23 (三) 自诊断和自校准算法 ...................................... 26 六、 标准连接定义................................................ 29 (一) 串口连接 ................................................ 29 (二) 自动定位 ................................................ 30 (三) IP连接.................................................. 31 (四) 无线接入 ................................................ 32 (五) 统一布线 ................................................ 32 (六) 防呆设计 ................................................ 33 VI 数据中心智能传感网络开放体系白皮书 ODCC-2023-06001 (七) 统一编号 ................................................ 33 (八) 线缆接口 ................................................ 34 七、 主动运维体系................................................ 35 (一) 诊断告警 ................................................ 37 (二) 自动派单 ................................................ 37 (三) 备品备件 ................................................ 37 (四) 硬件更换 ................................................ 38 (五) 数据恢复 ................................................ 38 (六) 数据治理 ................................................ 38 八、 可信数据分级................................................ 40 (一) 数据质量 ................................................ 40 (二) 数据存储 ................................................ 41 (三) 数据安全 ................................................ 42 (四) 数据审计 ................................................ 42 (五) 数据等级 ................................................ 43 1 数据中心智能传感网络开放体系白皮书 ODCC-2023-06001 数据中心智能传感网络开放体系白皮书 一、 术语定义 表1 术语 定义 数据中心 Data Center，特指集中承载企业IT信息服务或云计算的物理空间，通常由房间、楼宇和园区组成，通过机架安置服务器、网络和存储等IT设备，并提供必要的电力、制冷、动环、能源、安防和消防子系统支撑。 ODCC 开放数据中心委员会（Open Data Center Committee） 智能传感 指支持即插即用、自诊断、自校准、标准连接、主动运维和数据分级的智能传感器，确保数据中心全生命周期都保持一致数据质量。智能传感指包括：综保装置、智能电量仪、温控仪、UPS/HVDC、电池检测仪、精密空调、温湿度传感器、漏水探测器、烟感、ATS、AHU、列头柜等具备标准接口和标准数据上传功能的智能终端设备。 可信数据 特指具备语义描述和质量定义的监控数据和运营数据，从采集、传输、存储、显示和访问的全过程都确保准确性、全面性、及时性、一致性和安全性。 数据治理 通过数据规则、算法分析或人工巡查，对数据从采集、传输、存储和访问全流程加质量校验，并对发现问题进行基于处理规则或状态预估进行清洗、标记或补偿，使得数据质量恢复或者标识状态。 自诊断 通过传感器硬件和软件设计，可自动判断传感器件或通信模块是否正常工作，并通过协议主动上报诊断状态 自校准 通过多探头设计或关联测点的算法设计，当发现采集数据有明显偏离，自动进行数据补偿，让采集数据精度总保持在最大误差允许范围内 主动运维 指智能传感自诊断故障后，自动上报故障码至运维中心，并触发派单，运维人员接单后通过智能储物柜获取备品备件，在承诺SLA时间内完成硬件更换，并恢复数据质量的过程 2 数据中心智能传感网络开放体系白皮书 ODCC-2023-06001 二、 项目背景 目前数据中心部署海量传感器采集温度、湿度、电压、电流、气压等环境和设备状态，在设计阶段存在异构制式安装和调测复杂，在运营阶段存在精度漂移和采集异常无法及时发现，最终导致数据全生命周期成本较高且质量不统一。 图1 数据中心传感器存在问题 可信数据是数据中心自动化和智能化运营的基础，要求准确的配置和符合质量定义的数据，其中数据质量包括数据精度、传输时延、采集稳定性、测点完整性、异常描述和预估补偿等方面。然而要实现完全的可信数据，目前主要在运营过程中进行针对性数据治理，但面对海量数据，治理占用大量资源、发现问题慢、治理效率低和效果巩固差。特别是面对直流霍尔或温湿度这样大量使用的传感器但是存在随时间发生的非线性精度漂移，依赖定期巡检或人工校准的方法覆盖率、准确率和及时性都面临挑战，错误的电流和温 3 数据中心智能传感网络开放体系白皮书 ODCC-2023-06001 湿度数据，将直接导致错误的PUE计算和热点告警，进一步影响成本分析、AI节能和机房升温等PUE综合优化措施的推广。