CN100552233C - 一种控制风扇转速的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制风扇转速的方法，首先获取第一温度传感器组和第二温度传感器组采集的温度数据，然后根据所述第一温度传感器组采集的温度数据获取系统温度，根据所述系统温度获取对应的风扇转速理论值，再根据所述第二温度传感器组采集的温度数据与预设的温度门限值调整所述风扇转速理论值，最后根据所述调整后的风扇转速理论值控制风扇的转速。本发明还公开了一种控制风扇转速的装置，包括第一温度传感器组、第二温度传感器组、转速计算单元和转速控制单元。本发明能够使风扇调速曲线的确定更加简单、合理，并且能对每块单板的散热异常情况进行及时处理。

Description

一种控制风扇转速的方法和装置

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其是涉及一种控制风扇转速的方法和装置。

背景技术

随着电子技术的发展，通讯设备的集成度与性能逐渐提高，从而导致了设备功耗的增加，使得设备的散热问题越来越突出。在设备中通常采用风扇来进行散热，而功耗增加后需要选用风量与风压更大的风扇来提高风速，但是随着风速的提高，风扇产生的噪声也越来越大。

通讯设备长期工作的温度上限通常在45～55℃之间，设备的风扇在选型时是按照风扇在全速运行时能够满足该设备温度上限的散热需求而选择的；但是设备通常是在环境温度为15～35℃的常温下运行的，因此设备的风扇大多数时间不需要全速运行，所以一般中高端通讯设备都会在满足散热需求的同时对风扇进行调速控制，使风扇转速随温度变化，从而降低设备常温下的噪声。

目前较流行的通过控制风扇转速来降低风扇噪声的方法主要有三种，下面以图1所示通讯设备的布局为例，对三种方法分别进行说明。参照图1，该设备从顶部到底部依次为电源11、出风口12、上风扇框13、位于上框的单板槽位14、位于下框的单板槽位15、下风扇框16和进风口17。其中位于上框的单板槽位14和位于下框的单板槽位15中可以插入单板。

第一种方法是在单板上布置一个或两个温度传感器，该温度传感器布置在单板的入风口或出风口附近，根据温度传感器采集的温度对风扇的转速进行控制。但是，采用这种方法，当不同单板的功耗差别较大时，会导致所述温度传感器采集的温度有一定差别，尤其是位于上框与下框的单板会有较大差异，因此根据每块单板上报的温度很难确定风扇的调速曲线。另外，当设备的进、出风口被堵塞或者位于进风口处的防尘网被堵塞等异常情况发生时，会使进入设备的风量减少，对散热产生不利影响，而此时位于单板入风口或出风口的温度传感器并不会有明显变化，因此不能及时调整风扇转速。

第二种方法是在风扇框中的风扇板上或在机箱的入风口或出风口处布置温度传感器，根据温度传感器采集的温度对风扇的转速进行控制。采用这种方法时，所述温度传感器采集的温度相对变化较小，有利于风扇调速曲线的确定。但是，所述温度传感器无法感知每块单板的实际散热情况，不能很好地使风扇转速随单板散热情况改变。

第三种方法是在某些必插的单板(例如主控板)上布置温度传感器，根据温度传感器采集的温度对风扇的转速进行控制。该单板通常插在某个固定槽位，而且必插，因此所述温度传感器采集的温度受其它单板影响较小，有利于风扇调速曲线的确定。但是由于这些单板仅插在部分槽位，其它槽位单板的温度变化对其没有影响，因此采集到的温度与设备实际温度可能有很大差异，引起风扇的调速控制不合理。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种控制风扇转速的方法和装置，使风扇调速曲线的确定更加简单、合理，同时能对每块单板的散热异常情况进行及时处理。

为达到上述目的，本发明提供一种控制风扇转速的方法，包括以下步骤：获取第一温度传感器组和第二温度传感器组采集的温度数据；根据所述第一温度传感器组采集的温度数据获取系统温度；根据所述系统温度获取对应的风扇转速理论值；根据所述第二温度传感器组采集的温度数据与系统配置参数调整所述风扇转速理论值，所述系统配置参数包括调速曲线、和预设的温度门限值及其对应的转速调整值；根据所述调整后的风扇转速理论值控制风扇的转速。

按照本发明的一个方面，所述第一温度传感器组包括至少一个第一温度传感器，所述第一温度传感器设置于每个单板的入风口；所述第二温度传感器组包括至少一个第二温度传感器，所述第二温度传感器设置于每个单板的关键器件附近。

按照本发明的另一个方面，所述系统温度为入风口侧每个单板的第一温度传感器采集的温度数据的平均值。

按照本发明的再一个方面，所述风扇转速理论值是根据所述系统温度查询预先设置的调速曲线获取的，所述调速曲线由实际设备测试确定。

按照本发明的再一个方面，所述调整风扇转速理论值具体为：判断任一单板的第二温度传感器采集的温度数据是否大于预设的温度门限值，如果是，则调整所述风扇转速理论值为与所述温度门限值对应的转速调整值与原风扇转速理论值之和，否则保持所述风扇转速理论值不变。

按照本发明的再一个方面，当预设有多个温度门限值时，不同的温度门限值对应不同的转速调整值。

按照本发明的再一个方面，当任一单板的第二温度传感器采集的温度数据大于所述预设的温度门限值时，发出温度告警信号。

按照本发明的再一个方面，当预设有多个温度门限值时，不同的温度门限值对应不同级别的温度告警信号。

本发明提供一种控制风扇转速的装置，包括第一温度传感器组、第二温度传感器组、转速计算单元和转速控制单元；所述第一温度传感器组包括至少一个第一温度传感器，所述第一温度传感器设置于每个单板入风口，将检测到的温度数据发送到所述转速计算单元；所述第二温度传感器组包括至少一个第二温度传感器，所述第二温度传感器设置于每个单板的关键器件附近，将检测到的温度数据发送到所述转速计算单元；所述转速计算单元根据所述第一温度传感器组采集的温度数据获取系统温度，根据所述系统温度获取对应的风扇转速理论值、根据所述第二温度传感器组采集的温度数据与系统配置参数调整风扇转速理论值，所述系统配置参数包括调速曲线、和预设的温度门限值及其对应的转速调整值，并将所述风扇转速理论值发送到所述转速控制单元；所述转速控制单元根据所述风扇转速理论值控制风扇的转速。

按照本发明的再一个方面，还包括参数存储单元，向所述转速计算单元提供系统配置参数。

按照本发明的再一个方面，所述转速计算单元进一步包括系统温度计算子单元、转速计算子单元和转速调整子单元；所述系统温度计算子单元根据入风口侧每个单板的第一温度传感器采集的温度数据获取系统温度，并将所述系统温度发送到所述转速计算子单元，所述系统温度为所述第一温度传感器采集的温度数据的平均值；所述转速计算子单元根据所述系统温度和所述调速曲线，确定风扇转速理论值，并将所述风扇转速理论值发送到所述转速调整子单元；所述转速调整子单元根据所述第二温度传感器组检测到的温度数据和所述预设的温度门限值及其对应的转速调整值，调整所述风扇转速理论值，并将调整后的风扇转速理论值发送到所述转速控制单元。

按照本发明的再一个方面，还包括温度告警单元，分别接收所述第二温度传感器组检测到的温度数据和所述参数存储单元的系统配置参数，所述系统配置参数包括预设的温度门限值及其对应的温度告警信号；所述温度告警单元根据所述第二温度传感器组检测到的温度数据、和所述预设的温度门限值及其对应的温度告警信号，发出温度告警信号。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明通过在单板的入风口处设置温度传感器，并根据所述温度传感器采集的温度数据获取系统温度，使风扇调速曲线的确定更加简单、合理。

并且，本发明通过在单板的关键器件附近设置温度传感器，当任一单板出现散热异常时，能够根据所述温度传感器采集的温度数据进行及时处理。

附图说明

图1是一种通讯设备的布局示意图；

图2是本发明实施例一的控制风扇转速的装置图；

图3是本发明的一种调速曲线图；

图4是本发明实施例二的控制风扇转速的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述：

实施例一，本发明的一种控制风扇转速的装置如图2所示，包括第一温度传感器组21、第二温度传感器组22、转速计算单元23、转速控制单元24、参数存储单元25和温度告警单元26。其中转速计算单元23分别与第一温度传感器组21、第二温度传感器组22、转速控制单元24和参数存储单元25连接；温度告警单元26分别与第二温度传感器组22和参数存储单元25连接。

第一温度传感器组21包括M个第一温度传感器：第一温度传感器1、第一温度传感器2...第一温度传感器M；所述M个第一温度传感器分别设置于单板的入风口处，检测所述单板入风口处的温度，所述M个第一温度传感器检测到的温度数据分别为：T_i1、T_i2...T_iM；第一温度传感器组21将检测到的温度数据发送到转速计算单元23。本发明选择检测单板入风口处的温度，是因为单板入风口处温度受整个单板的散热影响相对较小，通过计算处理后可进一步降低其波动，这对于调速曲线的确定较有利。

第二温度传感器组22包括N个第二温度传感器：第二温度传感器1、第二温度传感器2...第二温度传感器N；所述N个第二温度传感器分别设置于单板的关键器件附近，检测所述关键器件附近的温度，所述N个第二温度传感器检测到的温度数据分别为：T_C1、T_C2...T_CN；第二温度传感器组22将检测到的温度数据发送到转速计算单元23和温度告警单元26。本发明选择检测关键器件附近的温度，是因为当设备的进、出风口被堵塞或者位于进风口处的防尘网被堵塞等异常情况发生时，会使进入设备的风量减少，导致单板的关键器件温度上升；而此时单板入风口处的温度不会有明显变化，因此不能及时调整风扇转速；但是，单板的关键器件附近的温度会发生较大变化，本发明通过检测关键器件附近的温度T_C，可以及时调整风扇转速，达到对设备异常散热情况的监控与及时处理。

参数存储单元25存储有系统配置参数，所述系统配置参数包括调速曲线、预设的温度门限值T_th及其对应的转速调整值Δv、预设的温度门限值及其对应的温度告警信号；参数存储单元25将调速曲线和预设的温度门限值及其对应的转速调整值发送到转速计算单元23，将预设的温度门限值及其对应的温度告警信号发送到温度告警单元26。

所述调速曲线为设备的系统温度与风扇转速理论值的对应关系，由实际设备测试确定。一种调速曲线如图3所示，当系统温度t小于T0时，风扇转速理论值为风扇的最低转速Vmin；当系统温度t大于T1时，风扇转速理论值为全速Vmax；当系统温度t处于T0和T1之间时，风扇转速理论值为调速曲线中与系统温度t对应的转速v。

转速计算单元23根据接收到的温度数据和系统配置参数确定风扇转速理论值，并将所述风扇转速理论值发送到转速控制单元24。转速计算单元23进一步包括系统温度计算子单元231、转速计算子单元232和转速调整子单元233。

系统温度计算子单元231接收第一温度传感器组21发送的温度数据T_i1、T_i2...T_iM，并根据所述温度数据获取系统温度；所述系统温度为所述温度数据的平均值，即系统温度T_S＝(T_i1+T_i2+...+T_iM)/M；系统温度计算子单元231将所述系统温度T_S发送到转速计算子单元232。

转速计算子单元232接收系统温度计算子单元231发送的系统温度T_S和参数存储单元25发送的调速曲线，根据所述系统温度T_S，查询所述调速曲线，确定风扇转速理论值v1，并将所述风扇转速理论值v1发送到转速调整子单元233。

转速调整子单元233接收转速计算子单元232发送的风扇转速理论值v1、第二温度传感器组22发送的温度数据T_C1、T_C2...T_CN、和参数存储单元25发送的预设的温度门限值T_th及其对应的转速调整值Δv；当任一温度数据T_C大于预设的温度门限值T_th时，调整所述风扇转速理论值v1为v2，其中v2＝v1+Δv，如果计算后的v2大于风扇的全速Vmax，则使v2＝Vmax；转速调整子单元233将调整后的风扇转速理论值v2发送到转速控制单元24。当预设有多个温度门限值T_th时，所述温度门限值T_th越大，则对应的转速调整值Δv越大。

转速控制单元24接收转速调整子单元233发送的风扇转速理论值v2，根据所述风扇转速理论值v2驱动风扇的运转，控制所述风扇的转速为v2。

温度告警单元26接收第二温度传感器组22发送的温度数据T_C1、T_C2...T_CN、和参数存储单元25发送的预设的温度门限值T_th及其对应的温度告警信号；当任一温度数据T_C大于预设的温度门限值T_th时，温度告警单元26发出对应的温度告警信号。当预设有多个温度门限值T_th时，根据所述温度门限值T_th的不同，发出不同级别的温度告警信号，例如一般告警、严重告警、危急告警等。

实施例二，对于图1所示的通讯设备，如果位于下框的单板槽位15中插入M块单板，位于上框的单板槽位14和位于下框的单板槽位15中共插入N块单板；当采用图2所示控制风扇转速的装置时，第一温度传感器组21的M个第一温度传感器分别设置于所述M块单板的入风口处，第二温度传感器组22的N个第二温度传感器分别设置于所述N块单板的关键器件附近。

此时，本发明的一种控制风扇转速的方法流程如图4所示，首先获取第一温度传感器组和第二温度传感器组采集的温度数据，然后根据所述第一温度传感器组采集的温度数据获取系统温度，根据所述系统温度获取对应的风扇转速理论值，再根据所述第二温度传感器组采集的温度数据与预设的温度门限值调整所述风扇转速理论值，最后根据所述调整后的风扇转速理论值控制风扇的转速。参照图4，本发明包括以下步骤：

步骤s401，第一温度传感器组和第二温度传感器组上报采集的温度数据。

第一温度传感器组21的M个第一温度传感器分别检测所述位于下框的单板槽位15中的M块单板入风口处的温度(如果下框无单板，则检测位于上框的单板槽位14中的M块单板入风口处的温度)，检测到的温度数据分别为：T_i1、T_i2...T_iM；第一温度传感器组21将检测到的温度数据发送到转速计算单元23。第二温度传感器组22的N个第二温度传感器分别检测所述位于上框的单板槽位14和位于下框的单板槽位15中的N块单板的关键器件附近的温度，检测到的温度数据分别为：T_C1、T_C2...T_CN；第二温度传感器组22将检测到的温度数据发送到转速计算单元23和温度告警单元26。

步骤s402，根据第一温度传感器组上报的温度数据获取系统温度。

转速计算单元23中的系统温度计算子单元231接收第一温度传感器组21发送的温度数据T_i1、T_i2...T_iM，然后利用以下公式获取系统温度T_S：

T_S＝(T_i1+T_i2+...+T_iM)/M

即系统温度T_S为第一温度传感器组21上报的温度数据T_i1、T_i2...T_iM的平均值；系统温度计算子单元231将得到的系统温度T_S发送到转速计算子单元232。

步骤s403，根据系统温度获取对应的风扇转速理论值。

转速计算子单元232接收系统温度计算子单元231发送的系统温度T_S，并向参数存储单元25发送读取调速曲线请求；参数存储单元25将存储的调速曲线提供给转速计算子单元232，本实施例中采用图3所示的调速曲线。转速计算子单元232根据系统温度T_S，查询所述调速曲线，确定风扇转速理论值v1，并将所述风扇转速理论值v1发送到转速调整子单元233。参照图3，确定风扇转速理论值v1的方法为：当系统温度T_S小于T0时，风扇转速理论值v1为风扇的最低转速Vmin；当系统温度T_S大于T1时，风扇转速理论值v1为全速Vmax；当系统温度T_S处于T0和T1之间时，风扇转速理论值v1为调速曲线中与系统温度T_S对应的转速。

步骤s404，根据第二温度传感器组上报的温度数据与系统配置参数，进行调整风扇转速理论值与温度告警的处理。

调整风扇转速理论值的方法具体为：转速调整子单元233接收转速计算子单元232发送的风扇转速理论值v1和第二温度传感器组22发送的温度数据T_C1、T_C2...T_CN，并向参数存储单元25发送读取预设的温度门限值T_th及其对应的转速调整值Δv的请求；参数存储单元25将存储的预设的温度门限值T_th及其对应的转速调整值Δv提供给转速调整子单元233。

转速调整子单元233比较所述温度数据T_C1、T_C2...T_CN与预设的温度门限值T_th的大小，如果所有的温度数据T_C都小于预设的温度门限值T_th，则不改变风扇转速理论值v1的大小，即调整后的风扇转速理论值v2等于v1；如果所述温度数据T_C1、T_C2...T_CN中的任一温度数据T_C大于预设的温度门限值T_th，则调整所述风扇转速理论值v1为v2，其中v2＝v1+Δv，如果计算后的v2大于风扇的全速Vmax，则使v2＝Vmax；转速调整子单元233将调整后的风扇转速理论值v2发送到转速控制单元24。当预设有多个温度门限值T_th时，所述温度门限值T_th越大，则对应的转速调整值Δv越大。

温度告警的处理方法具体为：温度告警单元26接收第二温度传感器组22发送的温度数据T_C1、T_C2...T_CN，并向参数存储单元25发送读取预设的温度门限值T_th及其对应的温度告警信号的请求；参数存储单元25将存储的预设的温度门限值T_th及其对应的温度告警信号提供给温度告警单元26。

温度告警单元26比较所述温度数据T_C1、T_C2...T_CN与预设的温度门限值T_th的大小，如果所有的温度数据T_C都小于预设的温度门限值T_th，则不发出温度告警信号；如果所述温度数据T_C1、T_C2...T_CN中的任一温度数据T_C大于预设的温度门限值T_th，则温度告警单元26发出与所述温度门限值T_th对应的温度告警信号。当预设有多个温度门限值T_th时，根据所述温度门限值T_th的不同，发出不同级别的温度告警信号。

步骤s405，根据调整后的风扇转速理论值控制风扇的转速。

转速控制单元24接收转速调整子单元233发送的风扇转速理论值v2，根据所述风扇转速理论值v2驱动风扇的运转，控制所述风扇的转速为v2。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1、一种控制风扇转速的方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取第一温度传感器组和第二温度传感器组采集的温度数据；

根据所述第一温度传感器组采集的温度数据获取系统温度；

根据所述系统温度获取对应的风扇转速理论值；

根据所述第二温度传感器组采集的温度数据与系统配置参数调整所述风扇转速理论值，所述系统配置参数包括调速曲线、和预设的温度门限值及其对应的转速调整值；

根据所述调整后的风扇转速理论值控制风扇的转速。

2、如权利要求1所述控制风扇转速的方法，其特征在于，所述第一温度传感器组包括至少一个第一温度传感器，所述第一温度传感器设置于每个单板的入风口；所述第二温度传感器组包括至少一个第二温度传感器，所述第二温度传感器设置于每个单板的关键器件附近。

3、如权利要求2所述控制风扇转速的方法，其特征在于，所述系统温度为入风口侧每个单板的第一温度传感器采集的温度数据的平均值。

4、如权利要求1所述控制风扇转速的方法，其特征在于，所述风扇转速理论值是根据所述系统温度查询预先设置的调速曲线获取的，所述调速曲线由实际设备测试确定。

5、如权利要求1至4任一项所述控制风扇转速的方法，其特征在于，所述调整风扇转速理论值具体为：

判断任一单板的第二温度传感器采集的温度数据是否大于预设的温度门限值，如果是，则调整所述风扇转速理论值为与所述温度门限值对应的转速调整值与原风扇转速理论值之和，否则保持所述风扇转速理论值不变。

6、如权利要求5所述控制风扇转速的方法，其特征在于，当预设有多个温度门限值时，不同的温度门限值对应不同的转速调整值。

7、如权利要求5所述控制风扇转速的方法，其特征在于，当任一单板的第二温度传感器采集的温度数据大于所述预设的温度门限值时，发出温度告警信号。

8、如权利要求7所述控制风扇转速的方法，其特征在于，当预设有多个温度门限值时，不同的温度门限值对应不同级别的温度告警信号。

9、一种控制风扇转速的装置，其特征在于，包括第一温度传感器组、第二温度传感器组、转速计算单元和转速控制单元；

所述第一温度传感器组包括至少一个第一温度传感器，所述第一温度传感器设置于每个单板入风口，将检测到的温度数据发送到所述转速计算单元；

所述第二温度传感器组包括至少一个第二温度传感器，所述第二温度传感器设置于每个单板的关键器件附近，将检测到的温度数据发送到所述转速计算单元；

所述转速计算单元根据所述第一温度传感器组采集的温度数据获取系统温度，根据所述系统温度获取对应的风扇转速理论值、根据所述第二温度传感器组采集的温度数据与系统配置参数调整风扇转速理论值，所述系统配置参数包括调速曲线、和预设的温度门限值及其对应的转速调整值，并将所述风扇转速理论值发送到所述转速控制单元；

所述转速控制单元根据所述风扇转速理论值控制风扇的转速。

10、如权利要求9所述控制风扇转速的装置，其特征在于，还包括参数存储单元，向所述转速计算单元提供系统配置参数。

11、如权利要求10所述控制风扇转速的装置，其特征在于，所述转速计算单元进一步包括系统温度计算子单元、转速计算子单元和转速调整子单元；

所述系统温度计算子单元根据入风口侧每个单板的第一温度传感器采集的温度数据获取系统温度，并将所述系统温度发送到所述转速计算子单元，所述系统温度为所述第一温度传感器采集的温度数据的平均值；

所述转速计算子单元根据所述系统温度和所述调速曲线，确定风扇转速理论值，并将所述风扇转速理论值发送到所述转速调整子单元；

所述转速调整子单元根据所述第二温度传感器组检测到的温度数据和所述预设的温度门限值及其对应的转速调整值，调整所述风扇转速理论值，并将调整后的风扇转速理论值发送到所述转速控制单元。

12、如权利要求9至11任一项所述控制风扇转速的装置，其特征在于，还包括温度告警单元，分别接收所述第二温度传感器组检测到的温度数据和所述参数存储单元的系统配置参数，所述系统配置参数包括预设的温度门限值及其对应的温度告警信号；

所述温度告警单元根据所述第二温度传感器组检测到的温度数据、和所述预设的温度门限值及其对应的温度告警信号，发出温度告警信号。

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