CN101009874A - 一种基站温度控制的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基站温度控制的方法和系统，用以解决微型基站或分布式基站的散热问题。本发明在基站中设置由至少两个单体风扇构成的风扇组，并根据各个风扇的打开和关闭状态将风扇组分成几种具有代表性的综合状态，利用状态机的原理实现风扇的控制；风扇状态切换时，设定了温度回差，避免风扇频繁切换；对于两种散热作用相同风扇状态的切换过程中，加入了时间因子，均匀分摊各个风扇的使用时间，间接延长整个风扇组的寿命。本发明能根据微型基站或分布式基站的内部温度来控制散热的速度，达到比较好的散热效果，很好的弥补了现有技术对于微型基站或分布式基站的温度控制的不足之处。

Description

一种基站温度控制的方法和系统

技术领域

本发明涉及无线基站技术，特别是指一种基站温度控制的方法和系统。

背景技术

对于微型基站或者分布式基站，大多数情况下都是在室外环境下运行的，运行环境比较恶劣。对于这种类型的基站一般都要求其体积比较小，由于基站本身在运行过程中会产生一定的热量，另外基站的温度还会受到外界温度的影响，如果外界环境温度很高，加上基站本身运行所产生的热量，会导致基站的温度出现过高的情况，此时就会影响基站的运行性能，在此情况下我们需要对基站进行必要的散热处理，如果外界环境温度很低，基站就没有必要再进行散热处理了。因此为了保证基站在不同的环境条件下都能够正常运行，对这种类型的基站就需要进行温度的控制。现有技术对基站温度控制的方法主要有两种。

第一种方法是采用具有脉宽调制(Pulse-Width Modulation，PWM)调速控制功能的风扇，其基本实现的方法如下：

基站上安装具有PWM调速控制功能的风扇，这种类型的风扇不仅提供打开和关闭风扇的功能，还可以调节风扇的转速。采用具有PWM调速控制功能的风扇，软件就可以根据基站的温度来控制风扇的转速。如果基站温度很低，此时没有必要进行散热处理，通过关闭风扇来达到其目的；如果基站温度达到一定的温度，此时就需要启动基站的散热处理功能，通过打开风扇，并根据温度来确定风扇的转速，对基站进行散热处理，如果温度进一步升高，就将风扇的转速调高，加快基站的散热，使基站的温度保持在一个合理的范围内；当基站温度下降后，通过降低风扇的转速，甚至关闭风扇来控制基站的温度。

第二种方法是采用导热管和散热片的方法来调节基站的温度，这种方法完全通过结构件的方法来实现，软件只需要在温度超出一定的范围后做一些后处理。

但是，对于微型基站或者分布式基站而言，以上两种方法皆有其不尽如人意的地方。因为，采用第一种方法的风扇的体积比较大，而微型基站或者分布式基站本身是一个盒式的设备，内部的空间比较小，无法容纳下具有PWM调速控制功能的风扇，而且此类风扇的接口以及风扇转速控制的算法也比较复杂。如果采用第二种方法的话，由于新型的基站功能增强，其整机热功耗比较大，直接采用导热管和散热片的方法进行散热很难达到基站在55摄氏度的环境温度下正常运行，同时，采用此种方法，软件只能被动的根据基站的温度做一些后处理，不够灵活。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种基站温度控制的方法，采用该方法可以根据基站的内部温度来控制多个单体风扇的运行状态(打开和关闭)，并进而控制散热的速度，达到比较好的散热效果。

本发明技术方案如下：

一种基站温度控制的方法，包括：

A、在基站中设置由至少两个单体风扇构成的风扇组；

B、根据基站当前的温度值，控制风扇组处于与当前温度值相对应的状态。

其中，所述基站为：微型基站或分布式基站。

其中，所述步骤A中的风扇组包括三种状态：全部运转状态、全部静止状态、部分运转部分静止状态；

所述三种状态分别对应于基站的不同温度区间。

其中，所述基站的温度发生变化时，风扇组由当前状态切换到与变化后的温度相对应的状态。

其中，设定第一温度阀值T1，第二温度阀值T2，第三温度阀值T3，第四温度阀值T4。其中，所述方法具体包括：

a、刚上电时，风扇组处于“全部运转状态”；

b、当基站温度小于设定值T2时，风扇组由“全部运转状态”切换到“部分运转部分静止状态”；此时，当基站温度回升并大于设定值T1时，风扇组再由“部分运转部分静止状态”切换到“全部运转状态”；其中，所述T1＞T2；

c、当基站温度继续下降并小于设定值T4时，风扇组由“部分运转部分静止状态”切换到“全部静止状态”；此时，当基站温度回升并大于设定值T3时，风扇组再由“全部静止状态”切换到“部分运转部分静止状态”；其中，所述T3＞T4。

其中，当风扇组在相邻两种状态之间进行切换时，设定了温度回差。

其中，在所述基站中设置了定时器；

所述定时器在风扇组处于“全部运转状态”或“全部静止状态”时不计时；当风扇组切换到“部分运转部分静止状态”时，定时器开始计时。

其中，所述方法进一步包括：

a1.风扇组处于“部分运转部分静止状态”并达到预先设定的时间时，当前工作的风扇停止运转处于静止状态，而由先前处于静止状态并具有相同散热作用的风扇开始运转工作，同时，定时器清零，重新开始计时；

b1.风扇组处于“部分运转部分静止状态”并在达到预先设定的时间前，基站温度发生变化，风扇组切换到“全部运转状态”或“全部静止状态”，此时，定时器停止计时并执行清零操作。

其中，所述步骤b1之后进一步包括：

风扇组重新切换到“部分运转部分静止状态”时，在前一个“部分运转部分静止状态”中处于运转状态的风扇此时处于静止状态，同时，定时器开始计时。

本发明还提供了一种基站温度控制系统，包括：实时温度检测单元、基站控制单元，由至少两个单体风扇构成的风扇组；

所述实时检测单元和基站控制单元相连接，向基站控制单元实时反馈基站的当前温度；

所述基站控制单元和风扇组相连接，根据实时检测单元反馈的当前基站温度控制风扇组的状态切换。

其中，所述系统还包括：风扇故障检测单元；

所述风扇故障检测单元分别和风扇组和基站控制单元相连接，检测风扇组中风扇的故障状态，当风扇组中的风扇出现故障时，风扇故障检测单元向基站控制单元上报告警。

其中，所述基站为：微型基站或分布式基站。

其中，所述系统还包括：定时器；

所述定时器和基站控制单元相连接，当风扇组切换到“部分工作部分静止状态”时，开始计时。

本发明的有益效果如下：

本发明通过多个单体风扇共同控制基站的温度，既满足了微型基站对于空间的要求，同时达到了温度控制的效果，而风扇的运转情况也可以根据基站的温度灵活地进行控制。通过设定温度回差避免了风扇的频繁切换，同时在风扇状态的切换过程中，加入了时间因子来控制“部分运转部分静止状态”时各风扇之间的切换，均匀分摊各个风扇的使用时间，间接延长了整个风扇组的寿命。

附图说明

图1是本发明的具体实施例中的风扇控制策略图；

图2是本发明的具体实施例中的风扇状态迁移图；

图3是本发明的具体实施例中风扇存在故障下的状态迁移图；

图4是本发明的基站温度控制系统结构图。

具体实施方式

本发明提出一种基站温度控制的方法，采用本发明对微型基站或者分布式基站的温度进行控制时，能够有效克服现有技术的不足。下面将结合各个附图对本发明的主要实现原理及其具体实施方式进行详细的阐述。

本发明中对基站温度的控制采用单体风扇来进行，这种风扇不具有PWM调速控制功能，只能对其进行打开和关闭的控制。单个单体风扇无法达到预定的效果，发明中采用多个单体风扇来共同完成基站温度的控制。但是，如果对所有风扇采用简单的统一控制，要么全部运转，要么全部静止，则所有风扇绝大多数时间内都是持续运转，其寿命基本一致，整个风扇组的寿命不高。因此本发明中对多个风扇分开采用启停控制，其控制的一般原则为：基站温度越高，打开的风扇个数越多，直到打开所有的风扇；基站温度越低，打开的风扇越少，直到关闭所有的风扇。

为了描述方便，下面以四个风扇为例来阐述风扇控制的基本思想。在采用四个风扇的情况下，鉴于具体设计上的考虑，本实施例将四个风扇的运行状态分为下表中的四种(当然也可以按照其他的风扇开关的组合来分为不同的风扇的运行状态)：有时四个风扇同时运转；有时四个风扇同时停止；有时两个风扇运转：

表一：

状态编号	FAN1	FAN2	FAN3	FAN4
					S1	×	×	×	×
S2	√	×	√	×
					S3	×	√	×	√
S4	√	√	√	√

注：×表示风扇静止，√表示风扇上电转动。

S1表示四个风扇都不上电，静止不动；S2表示只对FAN1和FAN3上电，FAN2和FAN4不上电，静止；S3和S2对系统的散热贡献基本一致，只对FAN2和FAN4上电，FAN1和FAN3不上电，静止，S4表示四个风扇都上电运转。

对应于上表中风扇的四种状态，是由基站的温度来驱动的，基站的温度决定风扇应该进入那一种运行状态。其风扇控制策略如图1所示，图中蓝色的线表示的是基站温度下降时的风扇状态的切换策略，红线表示的是基站温度上升时的风扇状态的切换策略。当基站温度下降时，风扇状态由S4状态切换到S2/S3状态时，其温度点在T2，而在基站温度上升时，风扇状态由S2/S3状态切换到S4状态时，其温度点在T1，两个切换的温度点不相同，对于S2/S3状态与S1状态之间的切换也存在这种现象。这样做的目的是为了避免基站的温度在某一点来回变化时，导致风扇状态的频繁切换，这样有损于风扇的使用寿命，因此在两种状态的相互切换时设置了温度回差。

图2所示为本实施例中风扇在正常情况下的状态迁移策略。由图中可见，其具体迁移过程为：

在基站上电时，风扇直接进入S4状态，然后如果检测到基站温度T＜T2时，此时需要随机进入S2或者S3状态，即使此时基站的温度T＜T4，为了简单处理，考虑先切换到S2/S3状态，然后再切换到S1状态；

当风扇状态处于S2/S3状态时，其切换原则优先按照温度进行切换，即先根据温度值判断不需要进行切换后再根据其连续运行的时间是否达到确定的期限来进行切换。也就是说如果温度T＞＝T1，不管其运行时间是否达到确定的期限，都切换到S4；如果温度T＜T4，直接切换到S1；只有温度T满足T1＞T＞＝T4时，此时根据当前状态的连续运行时间是否达到确定的期限来判断是否要进行S2<->S3之间的切换。

在由S1或者S4状态往S2/S3状态切换时，需要根据其前面的一个状态来进行判断具体应该切换到何种状态，如果前一状态为S2时，则下一步切换到S3状态，如果前一状态为S3，则下一步切换到S2状态；在S2/S3状态时，如果该状态运行达到确定的期限后，即使基站的温度没有发生变化，也需要进行状态的切换。这样设计的目的是为了均匀分摊各个风扇的使用时间，间接延长了整个风扇的使用寿命。

如果有风扇出现故障，则上述状态迁移策略将失效。下面结合图3和表一对此种情况进行具体说明。由图3(a)可见，当有一个风扇(例如FAN1)发生故障时，其具体迁移过程为：

在基站上电时，风扇直接进入S4状态，然后如果检测到基站温度T＜T2时，进入S3状态，即使此时基站的温度T＜T4，为了简单处理，考虑先切换到S3状态，然后再切换到S1状态；

在风扇处于S1状态时，如果检测到基站温度T＞＝T3，风扇进入S3状态；然后，如果基站温度继续升高，并满足T＞＝T1时，风扇进入S4状态。

可见，在上述有一个风扇发生故障的情况下，当控制进入2个风扇运转状态时，始终使用未损坏的那一组风扇。此时，定时器不发生作用。

由图3(b)可见，当有两个或两个以上的风扇发生故障时，其具体迁移过程为：

在基站上电时，风扇直接进入S4状态，然后如果检测到基站温度T＜T4，切换到S1状态；

在风扇处于S1状态时，如果检测到基站温度T＞＝T3，风扇进入S4状态。

可见，在上述有两个或两个以上的风扇发生故障的情况下，只有S1和S4两种状态，以保证此时剩余完好的风扇全速运转散热。此时，定时器不发生作用。

基于相同的技术构思，本发明的实施例部分还提出了一种基站温度控制系统的实施例。

参见图4，为本实施例的基站温度控制系统结构示意图，包括：实时温度检测单元、基站控制单元，由至少两个单体风扇构成的风扇组。

其中，实时检测单元和基站控制单元相连接，向基站控制单元实时反馈基站的当前温度；基站控制单元和风扇组相连接，根据实时检测单元反馈的当前基站温度控制风扇组的状态切换。

所述系统进一步包括：风扇故障检测单元。

所述风扇故障检测单元分别和风扇组和基站控制单元相连接，检测风扇组中风扇的故障状态，当风扇组中的风扇出现故障时，风扇故障检测单元向基站控制单元上报告警。

所述系统还包括：定时器。

所述定时器和基站控制单元相连接，当风扇组切换到“部分工作部分静止状态”时，开始计时。

综上所述，本发明的实施例通过采用多个单体风扇共同控制基站的温度，既满足了微型基站对于空间的要求，同时达到了温度控制的效果，而风扇的运转情况也可以根据基站的温度灵活地进行控制。通过设定温度回差避免了风扇的频繁切换，同时在风扇状态的切换过程中，加入了时间因子来控制“部分运转部分静止状态”时各风扇之间的切换，均匀分摊各个风扇的使用时间，间接延长了整个风扇组的寿命。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1、一种基站温度控制的方法，其特征在于，包括：

A、在基站中设置由至少两个单体风扇构成的风扇组；

B、根据基站当前的温度值，控制风扇组处于与当前温度值相对应的状态。

2、如权利要求1所述的一种基站温度控制的方法，其特征在于，所述基站为：微型基站或分布式基站。

3、如权利要求1所述的一种基站温度控制的方法，其特征在于，所述步骤A中的风扇组包括三种状态：全部运转状态、全部静止状态、部分运转部分静止状态；

所述三种状态分别对应于基站的不同温度区间。

4、如权利要求3所述的一种基站温度控制的方法，其特征在于，当基站的温度发生变化时，风扇组由当前状态切换到与变化后的温度相对应的状态。

5、如权利要求4所述的一种基站温度控制的方法，其特征在于，所述方法包括：

设定第一温度阀值T1，第二温度阀值T2，第三温度阀值T3，第四温度阀值T4。

6、如权利要求4所述的一种基站温度控制的方法，其特征在于，所述方法具体包括：

a、刚上电时，风扇组处于“全部运转状态”；

b、当基站温度小于设定值T2时，风扇组由“全部运转状态”切换到“部分运转部分静止状态”；此时，当基站温度回升并大于设定值T1时，风扇组再由“部分运转部分静止状态”切换到“全部运转状态”；其中，所述T1＞T2；

c、当基站温度继续下降并小于设定值T4时，风扇组由“部分运转部分静止状态”切换到“全部静止状态”；此时，当基站温度回升并大于设定值T3时，风扇组再由“全部静止状态”切换到“部分运转部分静止状态”；其中，所述T3＞T4。

7、如权利要求3所述的一种基站温度控制的方法，其特征在于，当风扇组在相邻两种状态之间进行切换时，设定了温度回差。

8、如权利要求1所述的一种基站温度控制的方法，其特征在于，在基站中设置了定时器；

所述定时器在风扇组处于“全部运转状态”或“全部静止状态”时不计时；当风扇组切换到“部分运转部分静止状态”时，定时器开始计时。

9、如权利要求8所述的一种基站温度控制的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

a1.风扇组处于“部分运转部分静止状态”并达到预先设定的时间时，当前工作的风扇停止运转处于静止状态，先前处于静止状态并具有相同散热作用的风扇开始运转工作，定时器清零，重新开始计时；

b1.风扇组处于“部分运转部分静止状态”并在达到预先设定的时间前，基站温度发生变化，风扇组切换到“全部运转状态”或“全部静止状态”，定时器停止计时并执行清零操作。

10、如权利要求9所述的一种基站温度控制的方法，其特征在于，所述步骤b1之后进一步包括：

风扇组重新切换到“部分运转部分静止状态”时，在前一个“部分运转部分静止状态”中处于运转状态的风扇此时处于静止状态，定时器开始计时。

11、一种基站温度控制系统，其特征在于，包括：实时温度检测单元、基站控制单元，由至少两个单体风扇构成的风扇组；

所述实时检测单元和基站控制单元相连接，向基站控制单元实时反馈基站的当前温度；

所述基站控制单元和风扇组相连接，根据实时检测单元反馈的当前基站温度控制风扇组的状态切换。

12、如权利要求11所述的一种温度控制系统，其特征在于，所述系统还包括：风扇故障检测单元；

所述风扇故障检测单元分别和风扇组和基站控制单元相连接，检测风扇组中风扇的故障状态，当风扇组中的风扇出现故障时，风扇故障检测单元向基站控制单元上报告警。

13、如权利要求11所述的一种基站温度控制系统，其特征在于，所述基站为：微型基站或分布式基站。

14、如权利要求11所述的一种基站温度控制系统，其特征在于，还包括：定时器；

所述定时器和基站控制单元相连接，当风扇组切换到“部分工作部分静止状态”时，开始计时。

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