CN102955467B - 传感器群集环境事件检测方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及传感器群集环境事件检测方法和系统。通过根据从多个可移动传感器接收到的输入检测环境事件的测量系统来提供数据中心环境感测。传感器响应于检测到事件向数据中心的与事件相关联的区域移动，提供了在事件的区域的测量的增大的空间分辨率。诸如数据中心的热过道和冷过道之间的泄漏之类的事件可以由系统检测到，该系统可以使用可以来回移动、在设备之间和设备上方移动的一个或多个可移动设备，向事件的源输送多个传感器，提供诊断和详细的环境信息。

Description

传感器群集环境事件检测方法和系统

技术领域

本发明涉及数据中心环境管理，更具体地，涉及用于检测数据中心内的环境事件的系统和方法。

背景技术

随着诸如Web服务器和云计算设施之类的计算资源的越来越集中，数据中心正在变得越来越大，并在环境和能源管理方面越来越完善。由于热管理，或缺乏热管理对设备的故障率具有直接影响，因此有与在数据中心内设计保持适当的条件相关联的直接成本负担和优点。

此外，还有除热条件以外的环境条件，这些环境条件会为操作员和设备产生恶劣的环境，诸如高或低气压条件，超范围的湿度，以及由于设备故障（例如服务器支架内的组件的燃烧）而导致的气体的存在，或者在数据中心中产生意外的物质。

因此，提供用于检测和获取有关数据中心中的环境事件的详细的并局部化的信息的有效并且经济的系统和方法是理想的。

发明内容

本发明以方法、系统和数据中心来具体化，其中，通过多个传感器来监测数据中心中的环境事件，所述多个传感器感测诸如温度、气压或空气质量之类的环境参数。

系统和方法利用多个可移动传感器来测量环境参数，并向测量系统提供传感器输出，该测量系统确定是否发生了环境事件，以及控制器响应于测量系统检测到事件，移动多个可移动传感器，以增大事件附近的测量值的空间分辨率。

如各个附图所示，根据下列对本发明的优选实施例的更加详细的说明，本发明的前面的及其他目标、特点和优点将变得显而易见。

附图说明

在所附的权利要求中阐述了本发明的被认为是新颖的特征。然而，本发明本身、以及优选的使用模式、进一步的目标和优点，通过在阅读时结合附图来参考对对本发明的以下详细描述，将得到最好的理解，在附图中，类似的附图标记表示类似的组件，并且：

图1是示出了其中可以实施根据本发明的一实施例的环境监测的数据中心中的气流的示意图。

图2是示出了根据本发明的一实施例的系统的框图。

图3是示出了根据本发明的一实施例的系统的细节的示意图。

图4是示出了根据本发明的另一实施例的系统的细节的示意图。

图5是示出了根据本发明的一实施例的方法的流程图。

具体实施方式

本发明涵盖用于在数据中心中进行环境监测的方法和系统，其中，使用可移动传感器来减少执行高分辨率测量所需的传感器的数量。响应于检测到环境事件，向事件的方向引导可移动传感器，以便可以进行附加测量以增大与事件相关的环境数据的空间分辨率。一个或多个可移动传感器可以被集成到在数据中心内移动的设备中。传感器和监测系统之间的通信可以是有线或无线的。

现在参考图1，示出了在其中可以实施根据本发明的一实施例的技术的数据中心的顶视图。机架10的阵列按行和列排列，带有在机架10之间都在水平方向延伸的过道12，14。机架10一般包含服务器设备，包括处理子系统支架和/或诸如磁存储设备阵列之类的其他类型的计算资源。机架10还包括从机架10中去除所产生的热量的通风和冷却设备，以及数据中心还包括发热通风和空调（HVAC）设备，该设备去除由机架10内的设备产生的热量，以保持设备的正常操作条件，并提供可以适应由操作员和服务人员进入的环境。为提高效率并在建筑物HVAC设备和从机架10排出热量的空气流动之间提供联动装置（linkage），机架的背面与“热过道”12对齐并且机架的控制侧（即，其中一般放置了所安装的服务器设备的前面板的机架的一侧）被组织到“冷过道”中。热过道12的温度可以例如比冷过道14高20℃，对于操作员进入的设施，冷过道的温度一般维持在大致20-25℃，以满足为安装在机架10中的设备规定的环境条件。例如，自行通风的安装在机架上的服务器底盘可能要求进入空气被维持在25℃或以下。对于关闭的设施，即，对于预期没有人员进入的设施，温度可以超出舒适的范围，例如，冷过道可以超冷却，以便改善设备的散热。

图1示出了本发明的系统和方法能够发现和评估的一种类型的事件：数据中心的热过道和冷过道之间的泄漏16。这样的泄漏可能是设施设计中的缺陷，可能由于设备变化（例如，设备被去除，而没有替换面板），设备故障（例如，在底盘中运行的风扇停止），或另一种原因（诸如被认为维持在密闭的状态的门被打开），而发生。为了发现热泄漏，在数据中心内部署了温度传感器。在本发明中，另外使用了可移动传感器，并且这些传感器可以响应于检测到事件而移动，以便在事件的附近可以使用具有较高空间分辨率的测量值，以便更彻底地评估事件。收集的附加信息可用于更准确地定位事件的位置，事件的源的位置，确定事件的严重性，确定事件的类型，以及用于较高分辨率数据收集对其有用的其他用途。仅通过固定的传感器实现这样的操作将要求大量的传感器，其中一些传感器在保持过道无障碍物的情况下可能不方便放置。通过使用可移动传感器，如果需要的话，可以将包含传感器的设备放在不引人注目的位置，然后当数据中心不被工作人员访问时，仅置于操作员和服务人员所使用的空间中，例如冷过道。系统还可以较高分辨率周期性地监测某些区域，或周期性地施加均匀的扫描，直到检测到事件，以便以较高分辨率测量某些区域或与检测到的事件相关联的区域。

现在参考图2，示出了根据本发明的一实施例的系统。该系统包括多个固定位置传感器20B，所述固定位置传感器可以是固定到图1的机架10的传感器，可以位于数据中心建筑物内或在数据中心容器内的其他固定位置，和/或所述固定位置传感器可以是集成在安装在机架10中，或诸如支架内之类的其他位置处的设备、房间或建筑物空气处理设备（如HVAC入口/出口）内的传感器。固定位置传感器20B通过有线或无线连接21B而连接到测量系统22。图2的系统还包括可移动设备24，该设备24可以可另选地是多个可移动设备，多个可移动传感器20A被固定到这些多个可移动设备中。可移动传感器20A通过有线或无线连接21A而连接到测量系统22。马达M或其他形式的定位机构被耦合到可移动设备24，或在自动推进的实现中集成在可移动设备内。运动控制器25提供对马达M的控制，并从测量系统22接收输入，测量系统22可以通过用户界面26进行控制，或自动地由系统进行控制。运动控制器25沿着如由测量系统22所指示的路线（trajectory）引导可移动传感器20A，路线可包括预先编程的路线，或根据测量值计算出的路线，和/或按照编程的路线或直接通过用户界面26控制的路线引导。路线可以被动态地重新编程，以满足数据中心操作的需求，诸如周期性地通过机构循环，直到测量系统22确定在数据中心内发生了环境事件，响应于该环境事件，马达M被激活以将可移动设备24移动到与事件相关联的区域。用户界面系统26（其可以是通过网络耦合到测量系统22的远程计算机系统）提供环境信息的报告和记录，包括使用传感器20A、20B进行的环境测量的结果，以及对测量系统22的操作参数的控制。警告/报警系统28通过各种渠道，诸如因特网电子邮件及其他消息传递，语音或数据电话消息传递，在测量系统22、可移动传感器20A上提供的可视警报指示灯或通过用户界面26、报警系统、或通过远程界面（诸如耦合到测量系统22的web界面），向系统工作人员提供通知，以便如果严重性表示应该立即采取措施以对事件作出响应，由测量系统检测到的异常事件可以被立即报告给系统工作人员。事件/报警系统28也可以对接到其他系统设施，以自动地对事件作出响应。例如，如果热测量值、或空气质量测量值表示发生了火灾，则可以激活喷洒器，以及可以从系统中切断电源，并激活外部报警系统，警告容纳数据中心的建筑物的任职者疏散。向应急服务机构的通知也可以被嵌入到警告/报警系统28中。

现在参考图3，示出了根据本发明的一实施例的系统。图3中所描绘的系统包括具有底座31和从底座31上升的垂直延伸部分32的可移动设备30。在所描绘的实施例中，可移动传感器20A沿着单一水平维度h1放置并安装在可移动横木40上，横木40通过电缆34和滑轮36可滑动地耦合到垂直延伸部分32，并耦合到底座31内的马达，以沿着垂直轴v移动横木40。所产生的操作提供可以扫描机架10的顶部、正面或背面的可移动设备30。可移动设备30沿着轨道44A在数据中心的过道中在水平维度h1移动，以及也可以沿着轨道44B在另一个水平维度h2跨过道移动。因此，在图3中所描绘的实施例中，可移动传感器20A不独立地可移动，但是由于可移动设备30的结构，它们的整个基准系一起移动。可另选地，在本发明的替换实施例中，每一可移动设备可包括较少数量的传感器，例如单个传感器，并可以独立于其他可移动设备移动，提供具有独立于其他传感器的位置的整体可移动传感器20A。在所描绘的实施例中，可移动设备30被安置在机架10之间，并沿着过道移动。可移动设备30可以被操作以周期性地沿着数据中心的过道移动，并可以在轨道44A、44B中被引导，从轨道44A、44B可以向可移动设备30内的电子器件38A提供电能，可移动设备30可包括如图2所示的测量系统22和马达控制器24。可以从可移动设备30与诸如处理子系统38B之类的一个机架10内的处理事件报告和警告/报警的另一设备进行无线通信。可另选地，电子器件38A可只包括传感器接口和无线或有线通信链路，以及外部处理子系统38B可以提供测量分析、事件报告和马达控制中的全部。马达可以安装在可移动设备30上，例如，作为电子器件38A的一部分，或可以在可移动设备30的外部提供原动力，例如，通过沿着过道向下拉或推可移动设备30的电缆或其他机械联动装置。

可移动设备30的位置可以通过内部位置感沟，例如，通过链接到底座31内的马达或驱动机制的编码器来确定，马达或驱动机制沿着轨道44A，44B来移动可移动设备30。根据本发明的特定实施例，可移动设备30的位置可以由固定的传感器20B来确定，固定传感器20B安装在数据中心内的固定位置，例如，如图沿着机架10的顶部所示。对于上面的目的，固定传感器20B包括可以确定可移动设备30何时到附近的传感器类型，例如，光学传感器，以及可移动设备30可以具有可以被固定传感器20B检测的附接的元件46，例如，元件46可以是永磁铁，以及传感器20B可包括磁场传感器。如果根据本发明的一实施例的设备是自引导的，因为它包含检测并将设备移动到事件的区域所需的处理而无需要求外界刺激，然后事件的位置可以通过一个或多个设备的位置来确定，这在设备是自动推进的单个传感器设备的情况下特别有用。

现在参考图4，示出了根据本发明的另一实施例的系统。在所描绘的实施例中，可移动传感器20A被安置在球状设备30A的表面上，并具有方向性和/或足够的位移，以便不同的可移动传感器20A在不同的位置或沿着不同的角度检测环境特性。系链或刚性安装元件42从顶部轨道44C悬挂设备30A，沿着顶部轨道44C，设备被移动以进行测量并响应于检测到的事件。二维顶部轨道可以以类似于图3中所描绘的系统的方式来提供，或者也可以为每一过道提供设备30C。系链或刚性安装元件42可以是滑轮和电缆布局，该布局可以提高和降低球状设备30A，以在垂直维度中提供进一步详细的环境分布信息。

现在参考图5，在流程图中描绘了根据本发明的一实施例的方法。使用固定的以及可任选地可移动的传感器来收集环境数据（步骤50）。可另选地，所有初始测量都可以只使用一组可移动传感器来执行，并分析测量数据（步骤52）。然后，可移动传感器被可任选地移动（步骤54），直到检测到事件（判断56），只要系统被维持在操作状态（判断68），就重复步骤50-56。当检测到事件时，根据测量数据来确定事件方向，并发送任何初始警告（步骤58），可移动传感器向与事件相关联的区域方向移动（步骤60）。然后，随着可移动传感器在该区域的集中，在该区域收集较高分辨率信息（步骤62）。直到事件被充分地表征（判断64）之前，重复步骤58-64。一旦事件的特征化完成（判断64），报告事件（66），可以生成日志条目或可以导致带有立即通知的报警，以及系统采取措施以降低损坏或防止伤害。然后，处理可以在步骤50中恢复。

虽然是参考其优选实施例示出和描述本发明的，但是本领域技术人员将理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以对形式和细节进行前述和各种其他修改。

Claims (21)

1.一种用于评估数据中心中的环境事件的系统，所述系统包括：

用于测量与所述环境事件相关联的环境参数的多个可移动传感器；

用于接收所述多个可移动传感器的输出并生成所述环境参数的测量值的测量系统，其中，所述测量系统从所述测量值来检测所述环境事件；

用于响应于所述测量系统检测到所述环境事件而移动所述多个可移动传感器以增大所述数据中心的与所述事件相关联的区域中的所述测量值的空间分辨率的控制器；以及所述多个可移动传感器中的一个或多个被固定到其上的可移动设备，其中，所述可移动设备被所述控制器控制以将所述可移动设备移动到所述数据中心的所述区域附近以增大所述测量值的所述空间分辨率；

其中，所述可移动设备沿着所述数据中心的至少一个过道可移动，并具有沿着在第一轴延伸的可移动横木分布的多个可移动传感器，其中，所述可移动横木沿着垂直于所述第一轴的第二轴可移动，其中，所述控制器进一步在所述第二轴中移动所述可移动横木，从而所述测量系统从多个可移动传感器接收所述测量值沿着所述第一轴的第一分布，并随着所述控制器移动所述可移动横木，确定所述测量值沿着所述第二轴的第二分布。

2.如权利要求1所述的系统，其中，所述多个可移动传感器中的多个被固定到所述可移动设备，以及其中，所述多个可移动传感器相对于所述可移动设备的框架具有固定的空间关系。

3.如权利要求1所述的系统，还包括：在所述数据中心内具有固定位置的多个固定传感器，以及其中，所述控制器从所述多个固定传感器中的至少一个固定传感器的输出确定所述可移动设备的位置，所述位置表示所述可移动设备与所述至少一个固定传感器的接近度。

4.如权利要求1所述的系统，其中，所述可移动设备从沿着所述数据中心的所述至少一个过道放置的轨道接收电力。

5.如权利要求1所述的系统，其中，所述可移动设备通过向所述数据中心的所述区域移动所述可移动设备来增大所述空间分辨率。

6.如权利要求1所述的系统，其中，所述可移动传感器无线地与所述测量系统进行通信。

7.如权利要求6所述的系统，其中，所述可移动设备沿着任意路线可移动，从而所述可移动设备通过被所述控制器引导到所述区域来跟随所述事件。

8.如权利要求1所述的系统，其中，所述多个可移动传感器包括热传感器，以及其中，所述事件是所述数据中心的热过道和冷过道之间的热泄漏所导致的热异常。

9.如权利要求1所述的系统，其中，所述多个可移动传感器包括用于检测所述数据中心内的异常气压或成分的传感器。

10.一种用于评估数据中心中的环境事件的方法，所述方法包括：

移动用于测量与所述环境事件相关联的环境参数的多个可移动传感器；

接收所述多个可移动传感器的输出并生成所述环境参数的测量值；

测量系统从所述测量值检测所述环境事件；

控制器响应于所述测量系统检测到所述环境事件而移动所述多个可移动传感器以增大所述数据中心的与所述事件相关联的区域中的所述测量值的空间分辨率；

其中，所述多个可移动传感器中的一个或多个被固定到可移动设备，以及其中，所述移动包括将所述可移动设备移动到所述数据中心的所述区域附近以增大所述测量值的所述空间分辨率；

其中，所述可移动设备沿着所述数据中心的至少一个过道可移动，并具有沿着在第一轴延伸的可移动横木分布的多个可移动传感器，其中，所述移动进一步沿着垂直于所述第一轴的第二轴移动所述可移动横木，从而所述测量从所述多个可移动传感器接收所述测量值沿着所述第一轴的第一分布，并随着所述控制器在所述第二轴中移动所述可移动横木，确定所述测量值的第二分布。

11.如权利要求10所述的方法，其中，所述多个可移动传感器中的多个被固定到所述可移动设备，以及其中，所述多个可移动传感器相对于所述可移动设备的框架具有固定的空间关系，其中，所述测量从在手推车的当前位置成固定空间关系放置的传感器接收输出。

12.如权利要求10所述的方法，其中，所述测量进一步从在所述数据中心内具有固定位置的多个固定传感器接收输出，以及还包括从所述多个固定传感器中的至少一个固定传感器的输出确定所述可移动设备的位置，所述位置表示所述可移动设备与所述至少一个固定传感器的接近度。

13.如权利要求10所述的方法，还包括：在所述可移动设备处从沿着所述数据中心的所述至少一个过道放置的轨道接收电力。

14.如权利要求10所述的方法，其中，所述移动通过向所述数据中心的所述区域移动所述可移动设备来增大所述空间分辨率。

15.如权利要求10所述的方法，其中，所述可移动传感器无线地与所述测量系统进行通信。

16.如权利要求15所述的方法，其中，所述移动沿着任意路线移动所述可移动设备，从而所述可移动设备通过移动而被引导到所述区域来跟随所述事件。

17.如权利要求10所述的方法，其中，所述多个可移动传感器包括热传感器，以及其中，所述事件是所述数据中心的热过道和冷过道之间的热泄漏所导致的热异常。

18.如权利要求10所述的方法，其中，所述多个可移动传感器包括用于检测所述数据中心内的异常气压或成分的传感器。

19.一种具有自动地检测内部环境事件的能力的数据中心，所述数据中心包括：

沿着多个过道放置的多个设备支架；

可移动设备，具有固定到其上的用于测量与所述内部环境事件相关联的环境参数的多个环境传感器；

用于接收所述多个环境传感器的输出并生成所述环境参数的测量值的测量系统，其中，所述测量系统从所述测量值来检测所述环境事件；以及

用于响应于所述测量系统检测到所述环境事件而沿着所述多个过道中的至少一个过道移动所述可移动设备以增大所述数据中心的与所述事件相关联的区域中的所述测量值的空间分辨率的控制器；以及

所述多个环境传感器中的一个或多个被固定到其上的可移动设备，其中，所述可移动设备被所述控制器控制以将所述可移动设备移动到所述数据中心的所述区域附近以增大所述测量值的所述空间分辨率；

其中，所述可移动设备沿着所述数据中心的至少一个过道可移动，并具有沿着在第一轴延伸的可移动横木分布的多个环境传感器，其中，所述可移动横木沿着垂直于所述第一轴的第二轴可移动，其中，所述控制器进一步在所述第二轴中移动所述可移动横木，从而所述测量系统从多个环境传感器接收所述测量值沿着所述第一轴的第一分布，并随着所述控制器移动所述可移动横木，确定所述测量值沿着所述第二轴的第二分布。

20.如权利要求19所述的数据中心，其中，所述过道在热过道和冷过道之间交替，以及其中，所述事件是热过道和冷过道之间的热泄漏。

21.如权利要求19所述的数据中心，其中，所述控制器沿着多个过道移动所述可移动设备，以及其中，所述过道中的至少一个过道垂直于所述多个过道中的另一个过道。