CN104866024B - 包含微型服务器的数据机房系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种包含微型服务器的数据机房系统，由微型服务器、无线充电线圈、水冷散热系统和无线网关系统组成，其特征在于：微型服务器无设备接口，预装操作系统和无线网络配置软件，通过无线连通至无线网关；无线网关由无线路由器及其控制系统组成；微型服务器内配置电池和受电线圈，由无线充电线圈通过受电线圈为服务器电池供电和充电；长方体服务器上平面是导热厚金属片，其内壁通过散热桥接垫连接到服务器主板上的cpu和南北桥芯片上；散热系统由串联的凸形塑料水冷袋相通相连，水冷袋的凸形表面朝下，直接压贴在微型服务器的金属表面上。本系统中微型服务器无电源线和网线，整洁规范；循环水冷系统进行散热，效率高、成本低。

Description

包含微型服务器的数据机房系统

技术领域

本发明涉及一种微型服务器，及与其匹配的无线供电、无线连接和水冷散热系统组成的数据机房系统；具体地说，微型服务器通过无线充电实现电连接、用无线网络与外网连接，并通过与其紧密接触的水冷袋实现高效散热，水冷袋阵列连通机房外的散热池组成一个水冷循环系统。

背景技术

传统数据中心IDC（Internet Data Center）机房内，每台服务器都必须连接电源线和网线才能实现工作，机房内、服务器机柜内需要配置大量的电源线及网线，布线复杂而且容易出错。

传统服务器的体积比较大，标准的1U服务器通常是通过内部的若干风扇进行散热，风扇发出的噪音非常大，散热效率不佳。造成机房的PUE（Power Usage Effectiveness）值比较高，高能耗不环保。

为了解决所述问题，现有机房布线技术已提供：通过机柜上安装插线排来进行综合布线，以解决布线杂乱的问题。同时网线和电源线的两端通过标签来进行识别管理。这些措施虽然有效，但是在实际工作中产生的工作量较大，管理效率低。

现有的服务器散热技术已提供：通过油冷或热管等方式对服务器进行散热，可以避免风扇噪音，但技术复杂、成本非常高。

现有的服务器技术：1U服务器内电源输出到主板上的电压是12V，目前智能手机通过microUSB接口是5V电压，已可以通过无线充电技术为手机进行充电。低压处理器CPU如Intel Atom系列，用其装配的电脑也可用5V的microUSB供电来完成工作。

随着云计算技术的发展，服务器朝两个方向演进：一是大型化和虚拟化，即配置高性能的计算硬件，并将这些硬件资源虚拟化分割交付用户使用；另一种是微型化，分配给用户的服务器硬件是独立的，但其体积已可以做得很小。2015年1月8日，英特尔发布世界上最小Windows电脑“Compute Stick”，体积约10*4*1cm，其配置是Intel Atom Z3735F、2G内存、32G的eMMC硬盘，可安装window8、linux、android5.0或以上的操作系统，而且可安装iis和SQL数据库，其计算能力已可满足一般的服务器需求。

为了让服务器可以用无线充电，中国专利公开号CN103491658A公开了一种无线服务器，其包括一本体，其内部设置电源管理单元、无线充电单元、无线传输单元以及存储单元；所述无线传输单元连接所述存储单元，用于通过无线传输方式收发数据，并且根据指令对所述存储单元的目标数据执行操作；其中，所述操作包括读取、存储、设置、修改或者删除；所述电源管理单元分别与所述无线充电单元、所述无线传输单元、所述存储单元连接，用于供电；所述无线充电单元用于通过无线充电方式，给外部的终端充电。

通过上述服务器技术可以看出：由于低压处理器的发展，服务器已实现微型化，整个服务器的结构也需要作出改变，也应有更好的散热方式和供电方式与之匹配。相应地，网络机柜和数据机房也必须变化，以实现整个数据机房的微型化、节能环保、无人值守等特征。

为此，本发明特别提出一种通过无线充电实现电连接、用无线网络实现网络连接结构的微型服务器，以避免网线、电源线等物理设施；通过与微型服务器金属外壳紧密接触的水冷袋实现高效地散热，水冷袋阵列连通机房外的散热池组成一个水冷循环系统。

发明内容

为了解决上述背景技术中的现有数据机房存在的布线复杂、管理成本高的问题；另外，就是服务器机房散热设施能耗高、不环保等问题。为此，我们特别提出一种微型服务器及其匹配的无线供电、无线连接和水冷散热组成的数据机房系统。

本发明的目的是：改进微型服务器，删减主板上的外设接口，达到精简主板，便于服务器的封装和密封之目的；服务器内增加电池、充电线圈和使用无线连接，微型服务器可以摆脱电源线和网线；主板芯片通过散热桥接装置连接到金属外壳内壁，金属外壳外壁紧密接触水冷袋，形成高效的循环散热系统结构。

为解决上述目的问题，本发明提出的技术方案是：

包含微型服务器的数据机房系统，由微型服务器阵列、阵列机架、无线充电线圈、水冷散热系统和无线网关系统组成，其特征在于：

所述的微型服务器无需外设接口，预装操作系统和无线网络配置软件，服务器上平面由导热金属壳构成，其内壁通过散热桥接垫连接到服务器主板上的CPU和南北桥芯片上；

所述微型服务器组成阵列放置在阵列机架上，凸形塑料水冷袋组成与微型服务器一一对应的水冷袋阵列；

为了实现在机房内的无人值守，所述的阵列机架上还安装有机械手和传送带，管理人员在机房外控制：将微型服务器通过传送带送到指定机架，再通过机械手安装固定到指定机位；控制机械手将微型服务器取出，通过传送带送出机房；

所述数据机房系统还包括水冷散热系统，水冷散热系统由串联的凸形塑料水冷袋相连相通，水冷袋的凸形表面朝下，直接压贴在微型服务器的金属壳表面上；

所述数据机房系统还包括无线网关系统，微型服务器通过无线连通至无线网关，无线网关由n个无线路由器及其控制系统组成,其中，n为自然数，1≤n≤10的科学配置；

所述微型服务器内还配置有电池和受电线圈，由无线充电线圈通过受电线圈为服务器供电和为电池充电。

为了保证微型服务器的数据安全，所述的微型服务器，其特征在于：所述微型服务器主板上的输入输出（I/O）设备的布线，仅有无线网络（WiFi、3G、4G、蓝牙等）的布线，硬盘预先安装好操作系统后直接封装在主板上，且硬盘上安装有暴力拆解自毁装置。

所述的水冷散热系统，其特征在于：放置于阵列机架上的微型服务器阵列和水循环水冷袋阵列排列组成服务器集群，水冷袋阵列的出水管与下端水冷袋阵列的进水管相连，最上端的进水管连接至上蓄水池，最下端水冷袋阵列的出水管连接至下蓄水池，下蓄水池的水冷却后再用上水泵抽至上蓄水池；上蓄水池配置下水泵，根据微型服务器上的温度数据，控制水体的下行流动速度。

所述的包含微型服务器的数据机房系统所述的无线网关系统，为了实现微型服务器第一次连接和远程登录管理，其特征在于：无线网关系统内还设置有一个无线路由器，其中存在一个不设置密码的SSID（Service Set Identifier），微型服务器连接后，管理员通过无线网关系统登录至微型服务器设置网络参数，使微型服务器重新连接至其他无线路由器。

当系统无法进行正常的无线连接时，或者微型服务器在物理迁移时，其无线配置参数在没有清空的情况下，不能完成SSID自动连接，且所述的服务器没有其他硬件接口，所以无法通过外接输入设备更改网络参数配置。

因此，所述的无线网关系统，还包含一个蓝牙输入设备，微型服务器中的蓝牙和无线网络配置软件预先打开，无线网络配置软件接收到蓝牙输入设备传递过来的数据后进行网络配置，并使微型服务器重新连接至其他无线路由器。

所述的无线网络配置软件，其特征在于：在收到一个特定的参数后，立即清空原有的网络参数，其可通过蓝牙输入设备传递过来的一个特定参数，还可以判断SSID是否是一个特定的值，来清空原有网络参数。

为了更好地实现本发明所述的硬件和系统功能使用，还可以进行其他更佳的配置：

所述的微型服务器通过WiFi与无线网关中的无线路由器相连，采用带宽300M无线路由器，可以升级到带宽更高的无线网络，如下一代WiFi，其标准制定启动最高传输速率可达6.7G，且可通过无线路由器控制每台服务器的带宽；也可通过带有MU-MIMO（Multi-UserMultiple-Input Multiple-Output）技术的无线路由器来加快无线路由器与每台服务器的数据通信。

为了更好地提高无线充电的效率，也可以在每个微型服务器阵列的下方单独配置一个无线充电线圈进行充电；或者机架托盘本身就是一个无线充电线圈。

所述水冷袋由塑料或导热的橡胶制成。水冷袋内通过是液体是水，也可以是其他液体如冷却油；也可以是冷却的空气，同样可以达到散热目的，这些配置可以适应不同环境下的数据机房。

本发明所述的微型服务器及散热水冷袋组成的阵列在数据中心机房内，机房空间不再需要物理布线，整洁规范；水冷袋组成的水冷散热系统延伸到机房外，实现自然水冷散热。

本发明与现有技术相比的优点和特征是：

数据机房内的微型服务器无需以有线方式连接，无需进行服务器布线，从而节省工作量并方便管理；微型服务器功耗很低，更节能；水冷袋直接与散热金属表面接触，散热效率很高；每台微型服务器只分配给单个用户使用，用户的数据主权得以保障，服务器无外设接口并有自毁装置，数据安全性得到极大的提高；微型服务器组成阵列再组成集群，可实现强大的云计算功能。

其有益效果是：

本系统中微型服务器无电源线和网线，整洁规范，机房也可变得微型化，微型服务器可进行自动装卸，不再需要管理员进入机房安装服务器，因此可实现无人值守；水冷袋方式的散热系统高效率，成本低，符合“绿云”标准，即绿色节能数据中心的标准；由于采用的是自然水冷系统，对数据机房的选址条件，如地理位置和气温条件等要求又降低了。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

微型服务器阵列（101）、阵列机架（102）、无线充电线圈（103）、水冷散热系统（104）和无线网关系统（105）；

阵列机架（102）上有传送带（501）和机械手（502），水冷袋阵列（305）最上端的上水管（302）连接到上水池（404），其中有下水泵（401）；最下端的下水管（303）连接到下水池（403），其中有上水泵（402）；

图2是本发明所述的微型服务器剖面示意图；

微型服务器（201）内配置电池（204）和受电线圈（205），服务器主板（206）上的CPU（207）通过散热桥接装置（203）连接金属壳（202）的内壁，连接到主板的wifi天线（208）可以通过无线网络连接到无线路由器（601）；

图3是本发明所述的水冷袋阵列俯视图；

塑料水冷袋（301）通过连通的水管组成水冷袋阵列（305），一端接到上水管（302），另一端接到下水管（303）；

图4是本发明所述的微型服务器阵列侧面示意图；

微型服务器阵列（101）和水冷袋阵列（305），塑料水冷袋（301）凸形表面直接压贴在微型服务器（201）的金属壳（202）上；水冷袋阵列（305）一端接到上水管（302），另一端接到下水管（303）。

具体实施方式

以上所述的包含微型服务器的数据机房系统组成的“微服”数据机房，其工作时：

微型服务器（201）第一次启动时，充电线圈（103）启动，受电线圈（205）产生电流为电池（204）充电，服务器加电启动进入操作系统；

操作系统中的无线网络连接，通过无密码的SSID，自动连接到无线路由器（601）上；系统管理员通过远程登录后进入服务器修改无线网络参数，重新连接到另一台路由器上，该路由器是与外网相连接的，因此微型服务器（201）可以开始正常的服务器工作。

水冷散热系统（104）根据采集到的服务器温度信息，调节下水泵（401）的运转，如加快水流速度，达到快速对微型服务器（201）进行降温的目的。

管理员在机房外，将微型服务器（201）通过传送带（501）和机械手（502），机械手可伸缩，可将微型服务器（201）安装固定，紧贴在塑料水冷袋（301）下；管理员也可通过指令，用机械手（502）取下微型服务器（201）放至传送带（501）上再传出机房。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，利用所述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，均属于权利要求书保护的范围。

Claims (5)

1.包含微型服务器的数据机房系统，由微型服务器阵列、阵列机架、无线充电线圈、水冷散热系统和无线网关系统组成，其特征在于：

所述的微型服务器无需外设接口，预装操作系统软件和无线网络配置软件，服务器上平面由导热金属壳构成，其内壁通过散热桥接垫连接到服务器主板上的CPU和南北桥芯片上；

所述微型服务器组成阵列放置在阵列机架上，凸形塑料水冷袋组成与微型服务器一一对应的水冷袋阵列；

所述的阵列机架上还安装有机械手和传送带，管理人员在机房外控制：将微型服务器通过传送带送到指定机架，再通过机械手安装固定到指定机位；控制机械手将微型服务器取出，通过传送带送出机房；

所述数据机房系统还包括水冷散热系统，水冷散热系统由串联的凸形塑料水冷袋相连相通，水冷袋的凸形表面朝下，直接压贴在微型服务器的金属壳表面上；

所述数据机房系统还包括无线网关系统，微型服务器通过无线连通至无线网关，无线网关由无线路由器及其控制系统组成；服务器内还配置有电池和受电线圈，由无线充电线圈通过受电线圈为服务器供电和为电池充电。

2.根据权利要求1所述的包含微型服务器的数据机房系统中所述的微型服务器，其特征在于：所述微型服务器主板上的输入输出（I/O）设备的布线，仅有无线网络的布线，硬盘预先安装好操作系统后直接封装在主板上，且硬盘上安装有暴力拆解自毁装置。

3.根据权利要求1所述的包含微型服务器的数据机房系统中的水冷散热系统，其特征在于：放置于阵列机架上的微型服务器阵列和水循环水冷袋阵列排列组成服务器集群，水冷袋阵列的出水管与下端水冷袋阵列的进水管相连，最上端的进水管连接至上蓄水池，最下端水冷袋阵列的出水管连接至下蓄水池，下蓄水池的水冷却后再用上水泵抽至上蓄水池；上蓄水池配置下水泵，根据微型服务器上的温度数据，控制水体的下行流动速度。

4.根据权利要求1所述的包含微型服务器的数据机房系统中所述的无线网关系统，其特征在于：无线网关系统内还设置有一个无线路由器，其中存在一个不设置密码的SSID，微型服务器连接后，管理员通过无线网关系统登录至微型服务器设置网络参数，使微型服务器重新连接至其他无线路由器；

所述的无线网关系统还包含一个蓝牙输入设备，微型服务器中的蓝牙和无线网络配置软件预先打开，无线网络配置软件接收到蓝牙输入设备传递过来的数据后进行网络配置，并使微型服务器重新连接至其他无线路由器。

5.根据权利要求1或4所述的包含微型服务器的数据机房系统中所述的无线网络配置软件，其特征在于：在收到一个特定的参数后，立即清空原有的网络参数，其可通过蓝牙输入设备传递过来的一个特定参数，还可以判断SSID是否是一个特定的值，来清空原有网络参数。