CN100472467C - 一种监测计算机电源风扇状态的装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种监测计算机电源风扇状态的装置和方法，其装置包括连接到计算机电源出风口上的速度传感器(1)，A/D转换器(2)，位于计算机主板上的接收信号端口(3)和监测控制模块(4)；监测控制模块(4)，用于从接收信号端口(3)读取风扇转速信号，根据转速信号判断风扇是否正常工作，并根据判断结果控制计算机系统采取保护措施。本发明还提供一种监测计算机电源风扇状态的方法。其能够实时判断风扇运转或者异常停转，有效降低计算机系统的风险。

Description

一种监测计算机电源风扇状态的装置和方法

技术领域

本发明涉及计算机领域，特别是涉及一种监测计算机电源风扇状态的装置和方法。

背景技术

在现代计算机系统中，系统电源(Power Supply)提供计算机系统必须的电源电压。计算机系统的稳定和电源的稳定运行息息相关。

作为一个直接将交流电转换成直流电的电器设备，电源内部存在着较大的热效能，因此，电源本身的散热要求也非常的高。电源散热直接通过电源风扇来完成，电源风扇主要满足电源散热需求，同时还提供了系统散热需求(如：显卡散热)。所以，从某种程度上来说，系统电源风扇的运转是否正常，将直接影响到计算机系统运行的稳定性。如果电源风扇发生故障，停止转动，电源和系统内部部件温度不断升高，结果将会非常危险，严重的会影响到计算机系统运行的安全性，甚至发生火灾。因此，准确地获取电源风扇状况，针对所出现的情况，及时处理，可以很好得规避以上的风险。

目前，现有的系统电源风扇转速控制使用电源自带的温控传感器自动控制风扇转速，系统电源自身组成了相对独立的控制系统，并不向PC系统汇报电源风扇的运转状态信息，由于这些传统技术实现方式的限制，无形中给电源和系统之间的信息交流造成了隔断，因此当出现非正常状态时，PC系统也不能有效地应对该状态。

电源风扇的运转状态无法反馈到计算机系统中，系统层面无法判断电源风扇的运转状态，针对这个问题，有些部件厂商使用一种特殊的电源设计，将原有的电源引脚增加定义，根据电源风扇输出信号作为判断引脚，监控风扇运行状态。

中国专利申请CN200420072667.4公开了一种计算机电源温控装置，包括：电源风扇；温度感应电路，用于测试电源环境温度，输出表示电源环境温度大小的电源温度信号；CPU负载信号，用于表示CPU是否满载运行；控制电路，其输入端接入CPU负载信号和电源温度信号，而输出端输出控制信号控制电源风扇转速，且在CPU满载运行时，控制电源风扇以最高转速转动；而CPU正常运行时，按照电源温度信号控制电源风扇转速。该计算机电源温控装置在CPU满载运行时，电源风扇就以其最高转速转动以提前散热，避免散热滞后。

但是，这种方法的不足是显而易见的，主要是：1、缺少对电源风扇状态的有效监控；2、当电源部件作为非标准部件时，部件成本增加，物料管理复杂，不利于大规模生产导入。其不能够很好的满足计算机系统安全、稳定的运行需求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷而提供一种监测电源风扇状态的装置和方法，其能够实时判断风扇运转或者异常停转，有效降低计算机系统的风险。

为实现本发明目的而提供的一种监测计算机电源风扇状态的装置，包括：连接到计算机电源出风口上的速度传感器；与速度传感器(1)相连接的A/D转换器；位于计算机主板上的接收信号端口，其接收A/D转换器(2)传输来的数字信号；和监测控制模块；

监测控制模块，用于从接收信号端口读取风扇转速信号，根据转速信号判断风扇是否正常工作，并根据判断结果控制计算机系统采取保护措施。

本发明还提供一种监测计算机电源风扇状态的方法，包括下列步骤：

步骤A)计算机系统启动，在自检过程中，BIOS初始化接收信号端口，计算机系统给速度传感器和A/D转换器上电；

步骤B)速度传感器监测计算机电源风扇的转速状态，输出模拟电信号给A/D转换器，A/D转换器将模拟电信号转换为数字信号，A/D转换器将数字信号传输给接收信号端口；

步骤C)监测控制模块从接收信号端口COM2查询判断计算机电源风扇的运行状态，并根据判断结果控制计算机系统采取保护措施。

所述步骤B)中，所述度传感器(1)监测计算机电源风扇的转速状态，输出模拟电信号给A/D转换器(2)，A/D转换器(2)将模拟电信号转换为数字信号可以包括：

当计算机电源风扇运转正常，速度传感器(1)输出高电平模拟电信号，表示电源风扇运转正常的有效信号，A/D转换器(2)将所述高电平模拟信号转换为数字信号“1”；

当计算机电源风扇运转不正常，速度传感器(1)输出低电平模拟电信号，表示电源风扇运转不正常的失效信号，A/D转换器(2)将所述低电平模拟电信号转换为数字信号“0”。

所述步骤C)可以包括下列步骤：

步骤C1)在计算机上电启动过程中，监测控制模块通过BIOS直接查询接收信号端口，判断计算机电源风扇的运行状态，并根据判断结果控制计算机系统采取保护措施；

步骤C2)系统正常启动运行后，监测控制模块自动运行并驻留在内存中，查询接收信号端口，判断计算机电源风扇的运行状态，并根据判断结果控制计算机系统采取保护措施。

所述步骤C1)可以具体包括：

在计算机系统启动运行过程中，监测控制模块通过BIOS定时查询接收信号端口的数字信号，判断计算机电源风扇的运行状态：

当查询到的数字信号为“1”时，计算机电源风扇运转正常，计算机系统按正常的过程启动操作系统；

当查询到的数字信号为“0”时，表示计算机电源风扇运转不正常，电源风扇没有正常工作，则监测控制模块(4)报警并提示用户采取保护措施。

其中，当查询到的数字信号为“0”时，还可以包括下列步骤：

监测控制模块等待一段预设时间，如果用户在这段预设时间内没有备份数据并关机，则强制关机。

所述步骤C2)可以具体包括：

在计算机系统正常启动运行后，监测控制模块(4)通过BIOS定时查询接收信号端口(3)的数字信号，判断计算机电源风扇的运行状态：

当查询到的数字信号为“1”时，计算机电源风扇运转正常，系统正常运行；

当查询到的数字信号为“0”时，计算机电源风扇运转不正常，监测控制模块(4)报警并提示用户采取保护措施。

其中，当查询到的数字信号为“0”时，还可以包括下列步骤：

监测控制模块等待一段预设时间，如果用户在这段预设时间内没有备份数据并关机，则强制关机。

所述接收信号端口为异步串行通讯端口COM2。

本发明的有益效果是：本发明的监测电源风扇状态的装置和方法，其具有很强的针对性和可操作性，其针对电源风扇状态的检测，并无需在主板上增加任何线路，可操作性强；实现方式更加简便灵活，其直接通过软件对采集信息进行有效处理；装置简单，装配简便易行；能够很好的兼容现有部件，实用性高，其无需对现有的计算机结构做任何调整，有效地提高了部件的标准化，使该装置更易于在实际中得到应用。

附图说明

图1为本发明电源风扇状态监测装置示意图；

图2为本发明电源风扇状态监测流程图；

图3为图1中电源风扇状态判断过程流程图。

具体实施方式

下面结合附图1～3进一步详细描述本发明的监测计算机电源风扇状态的装置和方法。

本发明在现有的计算机系统中增加一个转速监测装置，监测电源风扇运行状态，并实时反馈到计算机系统，计算机系统以此为依据采取后续的保护措施。

如图1所示，本发明的监测计算机电源风扇状态的装置包括连接到计算机电源出风口上的速度传感器1，A/D转换器2，位于计算机主板上的接收信号端口3，以及监测控制模块4。

速度传感器1，用于侦测计算机在运行过程中，电源风扇是否转动为计算机系统散热，并将侦测结果的模拟信号传输给A/D转换器2。

较佳地，该速度传感器1安装在计算机机箱的电源风扇出风口上，在风力最大的位置，一般地，位于整个出风口离中心位置正上方2/3处。当然，也可以位于其它的位置，只要其能够很好地侦测到计算机电源风扇的转速。

该速度传感器1可以是现有的ZSL04型磁电式转速传感器(兰华传感器厂，西安)，其测量范围为：0～10000r.p.m，工作温度：-60～+80℃，能够很好的满足计算机系统电源风扇转速监测。

A/D转换器2，用于接收速度传感器1传输来的模拟信号，并将模拟信号转换为数字信号，并传输给接收信号端口3。

接收信号端口3，用于接收A/D转换器2传输来的数字信号，并在监测控制模块4请求时，将数字信号传输给监测控制模块4处理。

较佳地，接收信号端口3是计算机主板接口，如COM2端口，当在监测控制模块4请求时，将数字信号传输给监测控制模块4处理。

监测控制模块4，用于从接收信号端口3读取风扇转速信号，根据转速信号判断风扇是否正常工作，并根据判断结果控制计算机系统采取保护措施。

本发明实施例通过通用的速度传感器1侦测计算机电源电源运转状态的转速速度物理量，输出模拟电信号，并将其传输给A/D转换器2，A/D转换器2接收到模拟信号后转换为数字信号，输入到COM2端口；监测控制模块4通过监测COM2端口的数字信号电平，判断系统电源风扇的运转状态，即计算机电源是否正常转动工作，并根据判断结果控制计算机系统采取保护措施，即报警提示用户，由用户采取措施保护计算机系统，如果用户在设定的时间内没有采取保护计算机系统的措施，则强制关机。

较佳地，速度传感器1侦测计算机电源运转状态的转速速度物理量，当计算机电源风扇运转正常，如按设定的速度转动时，输出高电平模拟电信号，表示电源风扇运转正常的有效信号；当计算机电源风扇运转不正常，如电源风扇没有转动(停转)时，输出低电平模拟电信号，表示电源风扇运转不正常的失效信号，此时，电源风扇没有正常工作，因此没有有效地散热，影响计算机的性能，计算机存在潜在危险，系统应当采取必要的保护措施。

一般地，本发明实施例中的速度传感器1和A/D转换器2，以及A/D转换器2和主板接收信号端口COM2之间，通过公知的电子线路连接在一起而传输信号。

下面结合上述装置进一步详细说明本发明实施例的监测计算机电源风扇状态的方法。

如图2、3所示，包括下列步骤：

A)计算机系统启动，在自检过程中，BIOS初始化接收信号端口COM2，计算机系统给速度传感器1和A/D转换器2上电。

用户给计算机系统上电，启动计算机系统时，按进行自检的过程中，BIOS初始化内部存储器(内存)和各个外部设备，以及端口，本实施例中，BIOS初始化一个端口为接收信号端口3，如COM2。同时，计算机系统的主板通过计算机电源给速度传感器1和A/D转换器2上电。

B)速度传感器1监测计算机电源风扇的转速状态，输出模拟电信号给A/D转换器2，A/D转换器2将模拟电信号转换为数字信号，A/D转换器2将数字信号传输给接收信号端口COM2。

当计算机系统给速度传感器1和A/D转换器2上电后，速度传感器1侦测计算机电源运转状态的转速速度物理量，当计算机电源风扇运转正常，如按设定的速度转动时，输出高电平模拟电信号，表示电源风扇运转正常的有效信号；当计算机电源风扇运转不正常，如电源风扇没有转动(停转)时，输出低电平模拟电信号，表示电源风扇运转不正常的失效信号，此时，电源风扇没有正常工作，因此没有有效地散热，影响计算机的性能，计算机存在潜在危险，计算机系统应当采取必要的保护措施。

输出的模拟电信号传输出A/D转换器2，A/D转换器2将模拟电信号转换为数字信号，当计算机电源风扇运转正常，输出高电平模拟电信号时，A/D转换器2将高电平模拟信号转换为数字信号“1”；当计算机电源风扇运转不正常，输出低电平模拟电信号时，A/D转换器2将模拟电信号转换为数字信号“0”。

A/D转换器2将数字信号传输给接收信号端口COM2。

C)监测控制模块4从接收信号端口COM2查询判断计算机电源风扇的运行状态，并根据判断结果控制计算机系统采取保护措施。

如图3所示，监测控制模块4监测电源风扇状态的运行状态，包括BIOS阶段和计算机正常运行阶段。

C1)在计算机上电启动过程中，监测控制模块4通过BIOS直接查询接收信号端口COM2，判断计算机电源风扇的运行状态，并根据判断结果控制计算机系统采取保护措施。

在计算机上电启动过程中，当BIOS初始化接收信号异步串行通讯端口COM2完成后，监测控制模块4通过BIOS直接查询异步串行通讯端口COM2，从端口读取数字信号。

监测控制模块4利用查询到的数字信号判断计算机电源风扇的运行状况。

C11)当查询到的数字信号为“1”时，表示计算机电源风扇运转正常，如按计算机正常设定的速度运行转动，则计算机系统按正常的过程启动操作系统(OS)；

C12)当查询到的数字信号为“0”时，表示计算机电源风扇运转不正常，如电源风扇没有转动(停转)，电源风扇没有正常工作，则监测控制模块4报警并提示用户采取保护措施。

计算机电源风扇运转不正常，没有有效地散热，影响计算机的性能，计算机存在潜在危险，因此，计算机系统应当采取必要的保护措施，监测控制模块4通过BIOS调用例程使计算机的喇叭报警。

监测控制模块4可以设定等待一段时间，如果用户在这段时间内没有备份数据并关机，则强制关机。

较佳地，监测控制模块4等待的时间为120秒，有利于用户有充裕的时间进行数据备份，正常关机。

C13)在计算机系统启动运行过程中，监测控制模块4通过BIOS定时查询异步串行通讯端口COM2的数字信号，判断计算机电源风扇的运行状态，并根据判断结果控制计算机系统采取保护措施。

较佳地，监测控制模块4通过BIOS定时查询异步串行通讯端口COM2的时间为5秒，这样，既不会影响计算机的正常运行速度，又可以实时监控计算电源风扇的运转情况。

C2)系统正常启动运行后，监测控制模块4自动运行并驻留在内存中，查询异步串行通讯端口COM2，判断计算机电源风扇的运行状态，并根据判断结果控制计算机系统采取保护措施。

当系统正常启动运行后，在操作系统启动过程中，可以通过批处理程序，如AUTOEXEC.BAT，运行监测控制模块4，并将监测控制模块4驻留在操作系统内存中。

监测控制模块4直接访问异步串行通讯端口COM2，查询速度传感器1经过A/D转换器2传输到端口COM2的数字信号，获取COM2的数字信号信息。

监测控制模块4利用查询到的数字信号判断计算机电源风扇的运行状况。

C21)当查询到的数字信号为“1”时，表示计算机电源风扇运转正常，如按计算机正常设定的速度运行转动，则不作任何动作，系统正常运行；

C22)当查询到的数字信号为“0”时，表示计算机电源风扇运转不正常，如电源风扇没有转动(停转)，电源风扇没有正常工作，则监测控制模块4报警并提示用户采取保护措施。

计算机电源风扇运转不正常，没有有效地散热，影响计算机的性能，计算机存在潜在危险，因此，计算机系统应当采取必要的保护措施，监测控制模块4通过BIOS调用例程使计算机的喇叭报警。

监测控制模块4等待一段时间，如果用户在这段时间内没有备份数据并关机，则强制关机。

同步骤C12)所述，较佳地，监测控制模块4等待的时间为120秒。

C33)在计算机系统启动运行过程中，监测控制模块4通过BIOS定时查询异步串行通讯端口COM2的数字信号，判断计算机电源风扇的运行状态，并根据判断结果控制计算机系统采取保护措施。

较佳地，监测控制模块4通过BIOS定时查询异步串行通讯端口COM2的时间为60秒，这样，既不会影响计算机的正常运行速度，又可以实时监控计算电源风扇的运转情况。

本发明通过速度传感器1，将其直接挂接到系统电源风扇出风口，实时监控风扇运转状态，一旦发现风扇运转停止，实时通知计算机系统，并采取必要保护措施。

相对于现有的系统检测技术和电源风扇检测方法，本发明有多方面的优势：

1、本发明功能针对性和可操作性强

现有成熟的系统检测技术，如通过hardware monitor IC来实现的系统检测，主要针对的是CPU温度、CPU风扇转速、系统风扇转速检测，尚无对电源风扇状态的检测，即将电源风扇的转动情况被排除在系统温控之外；而某些部件厂商修改电源引脚定义的方法，虽然打通了电源风扇和系统级温控的隔离带，但是却需要电源风扇和主板配合，由于新增这个功能的要求还要做电路上的修改，实际操作性不强。

2、实现方式更加灵活。

本发明通过监测计算机电源风扇的装置和方法，直接检测电源风扇转速，并将电源风扇运行状态信息传递到主板端口，完成电源风扇状态的数据采集和监测，计算机系统部分无需增加任何其他元件，而直接通过监测控制模块从端口采集数字信号并对采集信息进行有效处理，实现方法简便灵活。

3、装置简单，装配简便易行。

本发明的一端是速度传感器，一端透过一个A/D转换器可直接连接到主板上任何一个接收数字信号的端口(如：COM2)，装置简单。使用时，将速度传感器端直接挂接到系统电源外侧，另一端连接主板端口实时监控风扇运转状态。

4、良好兼容现有的计算机系统，实用性高。

本发明的监控装置和方法，不需要更改现有的计算机系统，包括电源风扇部分和主板部分，而能在所有现有的计算机系统中直接使用。使计算机(PC)产品在加强对电源风扇监控的同时，又无需作任何额外的调整，有效地提高了部件的标准化，使该功能易于在计算机(PC)实际产品中使用。

本实施例是使本领域普通技术人员理解本发明，而对本发明所进行的详细描述，但可以想到，在不脱离本发明的权利要求所涵盖的范围内还可以做出其它的变化和修改，这些变化和修改均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种监测计算机电源风扇状态的装置，包括：

连接到计算机电源出风口上的速度传感器(1)；

与速度传感器(1)相连接的A/D转换器(2)；

位于计算机主板上的接收信号端口(3)，其接收A/D转换器(2)传输来的数字信号；其特征在于，还包括设置在计算机系统中的监测控制模块(4)；

监测控制模块(4)，用于从接收信号端口(3)读取风扇转速信号，根据转速信号判断风扇是否正常工作，并根据判断结果控制计算机系统采取保护措施。

2.根据权利要求1所述的监测计算机电源风扇状态的装置，其特征在于，所述接收信号端口(3)为异步串行通讯端口COM2。

3.一种监测计算机电源风扇状态的方法，其特征在于，包括下列步骤：

步骤A)计算机系统启动，在自检过程中，BIOS初始化接收信号端口(3)，计算机系统给速度传感器(1)和A/D转换器(2)上电；

步骤B)速度传感器(1)监测计算机电源风扇的转速状态，输出模拟电信号给A/D转换器(2)，A/D转换器(2)将模拟电信号转换为数字信号，A/D转换器(2)将数字信号传输给接收信号端口(3)；

步骤C)设置在所述计算机系统中的监测控制模块(4)从接收信号端口(3)查询判断计算机电源风扇的运行状态，并根据判断结果控制计算机系统采取保护措施。

4.根据权利要求3所述的监测计算机电源风扇状态的方法，其特征在于，所述步骤B)中，所述速度传感器(1)监测计算机电源风扇的转速状态，输出模拟电信号给A/D转换器(2)，A/D转换器(2)将模拟电信号转换为数字信号包括：

当计算机电源风扇运转正常，速度传感器(1)输出高电平模拟电信号，表示电源风扇运转正常的有效信号，A/D转换器(2)将所述高电平模拟信号转换为数字信号“1”；

当计算机电源风扇运转不正常，速度传感器(1)输出低电平模拟电信号，表示电源风扇运转不正常的失效信号，A/D转换器(2)将所述低电平模拟电信号转换为数字信号“0”。

5.根据权利要求3或4所述的监测计算机电源风扇状态的方法，其特征在于，所述步骤C)包括下列步骤：

步骤C1)在计算机上电启动过程中，监测控制模块(4)通过BIOS直接查询接收信号端口(3)判断计算机电源风扇的运行状态，并根据判断结果控制计算机系统采取保护措施；

步骤C2)系统正常启动运行后，监测控制模块(4)自动运行并驻留在内存中，查询接收信号端口(3)，判断计算机电源风扇的运行状态，并根据判断结果控制计算机系统采取保护措施。

6.根据权利要求5所述的监测计算机电源风扇状态的方法，其特征在于，所述步骤C1)具体包括：

在计算机系统启动运行过程中，监测控制模块(4)通过BIOS定时查询接收信号端口的数字信号，判断计算机电源风扇的运行状态：

当查询到的数字信号为“1”时，计算机电源风扇运转正常，计算机系统按正常的过程启动操作系统；

当查询到的数字信号为“0”时，表示计算机电源风扇运转不正常，电源风扇没有正常工作，则监测控制模块(4)报警并提示用户采取保护措施。

7.根据权利要求6所述的监测计算机电源风扇状态的方法，其特征在于，当查询到的数字信号为“0”时，还包括下列步骤：

监测控制模块(4)等待一段预设时间，如果用户在这段预设时间内没有备份数据并关机，则强制关机。

8.根据权利要求5所述的监测计算机电源风扇状态的方法，其特征在于，所述步骤C2)具体包括：

在计算机系统正常启动运行后，监测控制模块(4)通过BIOS定时查询接收信号端口(3)的数字信号，判断计算机电源风扇的运行状态：

当查询到的数字信号为“1”时，计算机电源风扇运转正常，系统正常运行；

当查询到的数字信号为“0”时，计算机电源风扇运转不正常，监测控制模块(4)报警并提示用户采取保护措施。

9.根据权利要求8所述的监测计算机电源风扇状态的方法，其特征在于，当查询到的数字信号为“0”时，还包括下列步骤：

监测控制模块(4)等待一段预设时间，如果用户在这段预设时间内没有备份数据并关机，则强制关机。

10.根据权利要求3所述的监测计算机电源风扇状态的方法，其特征在于，所述接收信号端口(3)为异步串行通讯端口COM2。

Images