发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供了一种智能风扇的控制检测方法及装置、智能风扇,用以解决目前无法对智能风扇进行有效的运转控制检测和转速控制检测的问题。
本发明实施例技术方案如下:
一种智能风扇的控制检测方法,包括:根据当前的环境参数和预定的环境参数与转速的对应关系,确定与当前环境参数对应的风扇转速为输出转速,向风扇子卡输出与输出转速对应的脉宽调制PWM波;从风扇子卡中采集风扇子卡接收到的PWM波;对比输出的PWM波和采集的PWM波进行运转控制检测;获取风扇子卡输出的当前测速脉冲信号;将当前测速脉冲信号指示的转速与预定转速的和值确定为测试转速;向风扇子卡输出与确定的测试转速对应的测试PWM波;获取风扇子卡根据测试PWM波转动而输出的测试测速脉冲信号;对比当前测速脉冲信号指示的转速和测试测速脉冲信号指示的转速进行转速控制检测。
其中,环境参数包括温度值和海拔高度值;则,根据当前的环境参数和预定的环境参数与转数的对应关系,确定与当前环境参数对应的风扇转速为输出转速,具体包括:获取当前环境的当前温度值和当前海拔值;根据温度传感器获取的当前温度值和海拔传感器获取的当前海拔高度值对应的转速确定为输出转速。
其中,对比输出的PWM波和采集的PWM波进行运转控制检测,具体包括:对比输出的PWM波和采集的PWM波对控制线路进行检测和/或对输出的PWM波的控制有效性进行检测。
对控制线路进行检测,具体包括:在采集到风扇子卡接收到的PWM波的情况下,确定控制线路正常,在未采集到风扇子卡接收到的PWM波的情况下,确定控制线路故障。
对输出的PWM波的控制有效性进行检测,具体包括:采用高频脉冲对采集的PWM波进行采样,根据采样得到的高电平/低电平的脉冲计数确定得到采集的PWM的占空比;根据输出的PWM波对应的转速与预定的转速与调速级别的对应关系,确定输出的PWM波对应的调速级别,以及所对应的调速级别对应的占空比;在输出的PWM波对应的占空比和采集的PWM的占空比一致的情况下,确定输出的PWM波控制有效,在不一致的情况下,确定输出的PWM波控制异常。
对比当前测速脉冲信号指示的转速和测试测速脉冲信号指示的转速进行转速控制检测,具体包括:在测试测速脉冲信号指示的转速与当前测速脉冲信号指示的转速的差值大于预定的第一转速阈值的情况下,确定转速控制有效;否则,确定转速控制失效。
优选地,所述方法还包括:确定当前测速脉冲信号指示的转速和输出转速的差值为第一转速差值;确定测试测速脉冲信号指示的转速和测试转速之间的差值为第二转速差值;在第一转速差值和第二转速差值均为负值的情况下,确定风扇子卡存在老化故障。
一种智能风扇的控制检测装置,包括:确定模块、驱动模块、采集模块、运转控制检测模块、测速脉冲获取模块和转速控制检测模块;其中,确定模块,用于根据当前的环境参数和预定的环境参数与转速的对应关系,确定与当前环境参数对应的风扇转速为输出转速;将测速脉冲获取模块获取的当前测速脉冲信号指示的转速与预定转速的和值确定为测试转速;驱动模块,用于向风扇子卡输出与确定模块确定的输出转速对应的脉宽调制PWM波;向风扇子卡输出与确定模块确定的测试转速对应的测试PWM波;采集模块,用于从风扇子卡中采集风扇子卡接收到的PWM波;运转控制检测模块,用于对比驱动模块输出的PWM波和采集模块采集的PWM波进行运转控制检测;测速脉冲获取模块,用于获取风扇子卡输出的当前测速脉冲信号;获取风扇子卡根据测试PWM波转动而输出的测试测速脉冲信号;转速控制检测模块,用于对比测速脉冲获取模块当前测速脉冲信号指示的转速和测试测速脉冲信号指示的转速进行转速控制检测。
运转控制检测模块,具体用于:对比驱动模块输出的PWM波和采集模块采集的PWM波对控制线路进行检测和/或对输出的PWM波的控制有效性进行检测。
运转控制检测模块对控制线路进行检测,具体用于:在采集模块采集到风扇子卡接收到的PWM波的情况下,确定控制线路正常,在未采集到风扇子卡接收到的PWM波的情况下,确定控制线路故障。
运转控制检测模块对输出的PWM波的控制有效性进行检测,具体用于:采用高频脉冲对采集的PWM波进行采样,根据采样得到的高电平/低电平的脉冲计数确定得到采集的PWM的占空比;根据输出的PWM波对应的转速与预定的转速与调速级别的对应关系,确定输出的PWM波对应的调速级别,以及所对应的调速级别对应的占空比;在输出的PWM波对应的占空比和采集的PWM的占空比一致的情况下,确定输出的PWM波控制有效,在不一致的情况下,确定输出的PWM波控制异常。
转速控制检测模块,具体用于:在测试测速脉冲信号指示的转速与当前测速脉冲信号指示的转速的差值大于预定的第一转速阈值的情况下,确定转速控制有效;否则,确定转速控制失效。
优选地,所述装置还包括:老化检测模块,用于确定测速脉冲获取模块获取的当前测速脉冲信号指示的转速和确定模块确定的输出转速的差值为第一转速差值;确定测速脉冲获取模块获取的测试测速脉冲信号指示的转速和确定模块确定的测试转速之间的差值为第二转速差值;在第一转速差值和第二转速差值均为负值的情况下,确定风扇子卡存在老化故障。
具体地,环境参数包括温度值和海拔高度值;则,所述装置还包括:温度传感器,用于获取当前环境的温度值;海拔传感器,用于获取当前环境的海拔高度值;确定模块确定输出转速,具体用于:根据温度传感器获取的当前温度值和海拔传感器获取的当前海拔高度值对应的转速确定为输出转速。
一种智能风扇,包括如上所述的智能风扇的控制检测装置。
本发明实施例通过根据当前的环境参数和预定的环境参数与转速的对应关系,确定与当前环境参数对应的风扇转速为输出转速,向风扇子卡输出与输出转速对应的脉宽调制PWM波;从风扇子卡中采集风扇子卡接收到的PWM波;对比输出的PWM波和采集的PWM波进行运转控制检测;从而,本发明实施例提供的技术方案能够对运转控制进行有效检测;
并且,获取风扇子卡输出的当前测速脉冲信号;将当前测速脉冲信号指示的转速与预定转速的和值确定为测试转速;向风扇子卡输出与确定的测试转速对应的测试PWM波;获取风扇子卡根据测试PWM波转动而输出的测试测速脉冲信号;对比当前测速脉冲信号指示的转速和测试测速脉冲信号指示的转速进行转速控制检测;从而本发明实施例提供的技术方案能够对转速控制进行有效检测。
在本发明实施例的优选方案中,确定当前测速脉冲信号指示的转速和输出转速的差值为第一转速差值,确定测试测速脉冲信号指示的转速和测试转速之间的差值为第二转速差值,在第一转速差值和第二转速差值均为负值的情况下,确定风扇子卡存在老化故障;在上述检测运转控制和转速控制的方案的基础上,还能够进一步对智能风扇的老化情况进行检测,扩大了检测范围,能够更加全面、有效地对智能风扇进行控制检测。
从而,本发明实施例提供的技术方案能够解决目前无法对智能风扇进行有效的运转控制检测和转速控制检测的问题。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行说明,应当理解,此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
针对目前无法对智能风扇进行有效的运转控制检测和转速控制检测的问题,本发明实施例提供了一种智能风扇的控制检测方案,用以解决该问题。
在本发明实施例的技术方案中实现对风扇进行运转控制检测和转速控制检测,在对风扇进行运转控制检测的方案中,根据当前的环境参数和预定的环境参数与转速的对应关系,确定与当前环境参数对应的风扇转速为输出转速,向风扇子卡输出与输出转速对应的脉宽调制PWM波;从风扇子卡中采集风扇子卡接收到的PWM波;对比输出的PWM波和采集的PWM波进行运转控制检测;从而能够有效地实现对智能风扇进行运转控制检测。
在对风扇进行转速控制检测的方案中,获取风扇子卡输出的当前测速脉冲信号;将当前测速脉冲信号指示的转速与预定转速的和值确定为测试转速;向风扇子卡输出与确定的测试转速对应的测试PWM波;获取风扇子卡根据测试PWM波转动而输出的测试测速脉冲信号;对比当前测速脉冲信号指示的转速和测试测速脉冲信号指示的转速进行转速控制检测;从而本发明实施例提供的技术方案能够对转速控制进行有效检测。
下面对本发明实施例进行详细说明。
图2示出了本发明实施例提供的智能风扇的控制检测方法的工作流程图,该方法在智能风扇的控制主板中执行,该方法包括:
步骤201、根据当前的环境参数和预定的环境参数与转速的对应关系,确定与当前环境参数对应的风扇转速为输出转速,向风扇子卡输出与输出转速对应的PWM波;
具体地,环境参数包括温度值和海拔高度值;
该步骤具体包括:获取当前环境的当前温度值和当前海拔值;根据当前温度值以及预定的温度值与转速的对应关系,确定当前温度值对应的风扇转速,将所确定的风扇转速与当前海拔高度值对应的转速为输出转速;
通常,在不同温度下,对风扇的转速要求不一样,温度越高要求风扇转速越高;在高海拔地区由于空气稀薄,风扇阻力与海平面情况下的风扇阻力不一样,海拔越高风扇转速更快才能达到相当于海平面高度的散热效果;
表2中示出了环境参数与转速的对应关系,在该表中,不同的温度对应于不同的转速级别,该转速级别中包括海平面高度的速率范围,以及在不同海拔高度范围内的转速修正值,例如,在转速级别1中,海平面的转速范围为每分钟1000~2000转,在海拔1200米~海拔2200米的海拔高度内,风扇转速为每分钟1200~2200转,其它情况同理;
表2
步骤202、从风扇子卡中采集风扇子卡接收到的PWM波;
具体地,可以通过设计环回电路从风扇子卡中采集风扇子卡接收到的PWM波,也即如图3所示,在智能风扇的调速控制模块和风扇子卡中,设计一个环回电路,MCU和驱动电路将PWM波发送给风扇子卡,环回电路将风扇子卡接收到的PWM波环回发送给控制主板的MCU;该方法为最简便有效的采集方法;
或者,也可以在不进行硬件设计改动的基础上,通过信号交互的方法实现采集;具体地,可以在控制主卡向风扇子卡输出与输出转速对应的PWM波后,向风扇子卡发送触发信号,该触发信号用于指示风扇子卡将接收到的PWM波反馈给控制主板;
步骤203、对比输出的PWM波和采集的PWM波进行运转控制检测;
具体地,运转控制检测包括两个方法:控制线路检测和输出的PWM波的控制有效性检测,也即,通过对比输出的PWM波和采集的PWM波对控制线路进行检测和/或对输出的PWM波的控制有效性进行检测;
其中,对控制线路进行检测具体包括:在采集到风扇子卡接收到的PWM波的情况下,确定控制线路正常,在未采集到风扇子卡接收到的PWM波的情况下,确定控制线路故障;
对输出的PWM波的控制有效性进行检测具体包括:采用高频脉冲对采集的PWM波进行采样,根据采样得到的高电平/低电平的脉冲计数确定得到采集的PWM的占空比;
根据输出的PWM波对应的转速与预定的转速与调速级别的对应关系,确定输出的PWM波对应的调速级别,以及所对应的调速级别对应的占空比;
在输出的PWM波对应的占空比和采集的PWM的占空比一致的情况下,确定输出的PWM波控制有效,在不一致的情况下,确定输出的PWM波控制异常;
通过步骤203,通过判断是否能够从风扇子卡中采集到控制主板输出的PWM波,来确定控制线路是否存在故障,通过判断从风扇子卡采集到的PWM波的占空比和输出的PWM波的占空比是否一致,来确定PWM波控制是否有效,能够简便有效地检测控制线路故障和PWM波的控制有效性;
步骤204、获取风扇子卡输出的当前测速脉冲信号;
也即接收风扇子卡根据输出的PWM波运转后输出的测速脉冲信号;
步骤205、将当前测速脉冲信号指示的转速与预定转速的和值确定为测试转速;
优选地,该预定转速可以为较大数值的转速,例如在当前测速脉冲信号指示的转速的基础上增加100个转速级别的转速,调速级别参照表2所示;并且,该预定转速的数值越大,后续检测转速控制的效果越明显;
步骤206、向风扇子卡输出与确定的测试转速对应的测试PWM波;
步骤207、获取风扇子卡根据测试PWM波转动而输出的测试测速脉冲信号;
步骤208、对比当前测速脉冲信号指示的转速和测试测速脉冲信号指示的转速进行转速控制检测;
具体地,在测试测速脉冲信号指示的转速与当前测速脉冲信号指示的转速的差值大于预定的第一转速阈值的情况下,确定转速控制有效;否则,确定转速控制失效;
例如,当前测速脉冲信号指示的转速为转速级别2对应的转速,测试测速脉冲信号指示的转速为转速级别102对应的转速,可见这二者之间的转速差别显著,预定的第一转速阈值可以是转速级别102对应的转速与转速级别2对应的转速的差值与误差容忍值之间的差值,误差容忍值包括风扇老化导致的转速变慢的情况,以及环境因素(例如微风)影响导致风扇转速变快的情况,当这二者之间的转速的差值大于预定的第一转速阈值的情况下,则认为转速控制是有效的;否则,如果控制主板输出的测试转速显著大于输出转速,但是,测试测速脉冲信号指示的转速与当前测速脉冲信号指示的转速的差值很小,或者这二者没有显著差异的情况下,则,认为转速控制失效。
通过图2所示的处理过程,能够进行运转控制检测和转速控制检测,运转控制检测又包括智能风扇的控制线路检测和PWM波的控制有效性检测,从而能够解决目前无法对智能风扇进行有效的运转控制检测和转速控制检测的问题,能够多方面、可靠、有效地对智能风扇的运转进行检测,便于远程检测和故障定位,能够及时发现故障、提高智能风扇的稳定性和使用寿命、以及节约人力成本。
优选地,本发明还能够对风扇子卡的老化情况进行检测,如图4所示,本发明实施例提供的智能风扇的控制检测方法,还包括:
步骤209、确定当前测速脉冲信号指示的转速和输出转速的差值为第一转速差值;确定测试测速脉冲信号指示的转速和测试转速之间的差值为第二转速差值;在第一转速差值和第二转速差值均为负值的情况下,确定风扇子卡存在老化故障。
也即,控制主板确定的输出转速和风扇子卡根据与输出转速对应的PWM波运转后实际输出的转速的差值为负值,并且,测试转速和风扇子卡根据与测试转速对应的PWM波运转后实际输出的转速的差值也为负值的情况下,说明风扇子卡的转动能力变差、不能达到控制主板控制的转速,则可以确定风扇子卡存在老化故障;而如果控制主板确定的输出转速和风扇子卡根据与输出转速对应的PWM波运转后实际输出的转速的差值,以及测试转速和风扇子卡根据与测试转速对应的PWM波运转后实际输出的转速的差值,这二者为一正一负,或者都为正值,则说明风扇可能受到外界影响,例如短暂风力的影响,则不能以此确定风扇是否存在老化故障。
从而图4所示的方法扩大了检测范围,能够更加全面、有效地对智能风扇进行控制检测。
基于相同的发明构思,本发明实施例还提供了一种智能风扇的控制检测装置,该装置可以通过控制主板的形式实现。
图5示出了本发明实施例提供的智能风扇的控制检测装置的结构框图,该装置包括:确定模块51、驱动模块52、采集模块53、运转控制检测模块54、测速脉冲获取模块55和转速控制检测模块56;其中,
确定模块51,连接至测速脉冲获取模块55,根据当前的环境参数和预定的环境参数与转速的对应关系,确定与当前环境参数对应的风扇转速为输出转速;将测速脉冲获取模块55获取的当前测速脉冲信号指示的转速与预定转速的和值确定为测试转速;
优选地,如图6所示,本发明实施例提供的智能风扇的控制检测装置在图5所示装置的基础上,还包括:
温度传感器57,用于获取当前环境的温度值;
海拔传感器58,用于获取当前环境的海拔高度值;
具体地,确定模块51可以采用MCU实现,温度传感器57和海拔传感器58通过两线式串行总线(I2C,Inter-IntegratedCircuit)将获取的温度值和海拔高度值发送给确定模块51;
则,确定模块51具体用于:
根据温度传感器57获取的当前温度值和海拔传感器58获取的当前海拔高度值对应的转速确定为输出转速;
驱动模块52,连接至确定模块51,用于向风扇子卡输出与确定模块51确定的输出转速对应的脉宽调制PWM波;向风扇子卡输出与确定模块51确定的测试转速对应的测试PWM波;
采集模块53,用于从风扇子卡中采集风扇子卡接收到的PWM波;
具体地,采集模块53可以通过环回电路来实现;
运转控制检测模块54,连接至驱动模块52和采集模块53,用于对比驱动模块52输出的PWM波和采集模块53采集的PWM波进行运转控制检测;
具体地,运转控制检测模块54对比驱动模块52输出的PWM波和采集模块53采集的PWM波对控制线路进行检测和/或对输出的PWM波的控制有效性进行检测;
其中,运转控制检测模块54对控制线路进行检测,具体用于:在采集模块53采集到风扇子卡接收到的PWM波的情况下,确定控制线路正常,在未采集到风扇子卡接收到的PWM波的情况下,确定控制线路故障;
运转控制检测模块54对输出的PWM波的控制有效性进行检测,具体用于:采用高频脉冲对采集的PWM波进行采样,根据采样得到的高电平/低电平的脉冲计数确定得到采集的PWM的占空比;根据输出的PWM波对应的转速与预定的转速与调速级别的对应关系,确定输出的PWM波对应的调速级别,以及所对应的调速级别对应的占空比;在输出的PWM波对应的占空比和采集的PWM的占空比一致的情况下,确定输出的PWM波控制有效,在不一致的情况下,确定输出的PWM波控制异常;
测速脉冲获取模块55,用于获取风扇子卡输出的当前测速脉冲信号;获取风扇子卡根据测试PWM波转动而输出的测试测速脉冲信号;
转速控制检测模块56,连接至测速脉冲获取模块55,用于对比测速脉冲获取模块55当前测速脉冲信号指示的转速和测试测速脉冲信号指示的转速进行转速控制检测;
具体地,转速控制检测模块56在测试测速脉冲信号指示的转速与当前测速脉冲信号指示的转速的差值大于预定的第一转速阈值的情况下,确定转速控制有效;否则,确定转速控制失效。
如图7所示,本发明实施例提供的智能风扇的控制检测装置在图5所示装置的基础上,还包括:
老化检测模块59,连接至确定模块51和测速脉冲获取模块55,用于确定测速脉冲获取模块55获取的当前测速脉冲信号指示的转速和确定模块51确定的输出转速的差值为第一转速差值;
确定测速脉冲获取模块55获取的测试测速脉冲信号指示的转速和确定模块41确定的测试转速之间的差值为第二转速差值;
在第一转速差值和第二转速差值均为负值的情况下,确定风扇子卡存在老化故障。
通过图5、图6或图7所示的装置,能够进行运转控制检测和转速控制检测,运转控制检测又包括智能风扇的控制线路检测和PWM波的控制有效性检测,从而能够解决目前无法对智能风扇进行有效的运转控制检测和转速控制检测的问题,能够多方面、可靠、有效地对智能风扇的运转进行检测,便于远程检测和故障定位,能够及时发现故障、提高智能风扇的稳定性和使用寿命、以及节约人力成本。
通过图7所示的装置,还能够对风扇子卡的老化故障进行检测,扩大了检测范围,能够更加全面、有效地对智能风扇进行控制检测。
在具体实现的过程中,图5、图6或图7所示的装置能够通过一个或多个复杂可编程逻辑器件(CPLD,ComplexProgrammableLogicDevice)来实现。
综上所述,本发明实施例通过根据当前的环境参数和预定的环境参数与转速的对应关系,确定与当前环境参数对应的风扇转速为输出转速,向风扇子卡输出与输出转速对应的脉宽调制PWM波;从风扇子卡中采集风扇子卡接收到的PWM波;对比输出的PWM波和采集的PWM波进行运转控制检测;从而,本发明实施例提供的技术方案能够对运转控制进行有效检测;
并且,获取风扇子卡输出的当前测速脉冲信号;将当前测速脉冲信号指示的转速与预定转速的和值确定为测试转速;向风扇子卡输出与确定的测试转速对应的测试PWM波;获取风扇子卡根据测试PWM波转动而输出的测试测速脉冲信号;对比当前测速脉冲信号指示的转速和测试测速脉冲信号指示的转速进行转速控制检测;从而本发明实施例提供的技术方案能够对转速控制进行有效检测。
在本发明实施例的优选方案中,确定当前测速脉冲信号指示的转速和输出转速的差值为第一转速差值,确定测试测速脉冲信号指示的转速和测试转速之间的差值为第二转速差值,在第一转速差值和第二转速差值均为负值的情况下,确定风扇子卡存在老化故障;在上述检测运转控制和转速控制的方案的基础上,还能够进一步对智能风扇的老化情况进行检测,扩大了检测范围,能够更加全面、有效地对智能风扇进行控制检测。
基于相同的发明构思,本发明实施例还提供了一种智能风扇,该智能风扇包括如图5、图6或图7所示的智能风扇的控制检测装置。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,该程序在执行时,包括方法实施例的步骤之一或其组合。
另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
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。