CN105443408A - 一种风扇系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风扇系统，包括N个风扇和一个风扇控制背板，其中，N个风扇之间相互独立安装，风扇控制背板上设置有分别用于与N个风扇连接的、支持热插拔的风扇控制接口，风扇控制接口的内部设有通风口，风扇控制背板位于N个风扇以及与其相对应的N个计算模块之间；风扇控制背板，用于依据管理模块发送的转速指令生成转速控制信号并发送至对应的风扇；还用于采集风扇的状态信息并发送至管理模块；其中，管理模块依据采集的计算模块的温度信息以及状态信息生成转速指令；风扇，用于依据转速控制信号调整转速，并通过通风口对与其对应的计算模块进行散热处理。该系统能够对风扇进行独立拆装，易维护，且不会对服务器的整体性能产生较大的影响。

Description

一种风扇系统

技术领域

本发明涉及服务器技术领域，特别是涉及一种风扇系统。

背景技术

随着计算机网络技术的迅速发展，服务器在互联网、金融、政府等众多关键领域的应用越来越广泛。服务器有很强的数据处理、存储和传输能力，但是在可靠性、稳定性以及可管理性等方面也有较高的要求。风扇模块是服务器必不可少的组成部分，风扇模块承担了计算模块、IO模块、存储模块等的散热任务，因此风扇模块的能否长期稳定的工作、是否易于管理和维护等特性对服务器的整体性能有着至关重要的影响。

传统的风扇模块一般由风扇控制托盘和风扇组成，一个托盘内组装了多个风扇，一个服务器机箱内可以插入一个或多个风扇控制托盘。当某个风扇需要维护时，需要首先将风扇控制托盘从机箱整体拔出，然后才能取出需要维护的风扇，导致在维护过程中其组装和拆卸难度都较大，不易进行维护；且维护过程中由于整个风扇控制托盘被取出，会导致系统的散热能力无法满足要求，服务器必须降低功耗运行，甚至是停机，因此会对服务器的整体性能产生较大影响。

因此，如何提供一种易维护且对服务器影响小的风扇系统是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种风扇系统，在当某一个风扇发生异常或需要维护时，不需要将整个风扇控制背板取下，而是能够仅将需要维护的风扇进行独立的拆卸或更换，容易进行维护，且当某一个风扇处于拔出状态时，其他风扇仍可继续进行散热处理，避免了对服务器的整体性能产生较大的影响。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种风扇系统，用于服务器，包括N个风扇以及一个风扇控制背板，其中，N个所述风扇之间相互独立安装，所述风扇控制背板上设置有分别用于与N个所述风扇连接的、支持热插拔的风扇控制接口，所述风扇控制接口的内部设有通风口，所述风扇控制背板位于N个所述风扇以及与N个所述风扇相对应的N个计算模块之间；

所述风扇控制背板，用于依据管理模块发送的转速指令生成转速控制信号并通过所述风扇控制接口发送至对应的风扇；还用于通过所述风扇控制接口采集所述风扇的状态信息并将所述状态信息发送至所述管理模块；其中，所述管理模块依据采集到的所述计算模块的温度信息以及所述状态信息生成所述转速指令；

所述风扇，用于依据所述转速控制信号调整转速，并通过所述通风口对与其对应的计算模块进行散热处理。

优选地，该系统还包括：

与N个所述风扇一一对应的N个挡风板，每个所述挡风板用于当与其对应的风扇处于拔出状态时，所述挡风板挡住与其对应的所述风扇的通风口。

优选地，所述状态信息包括：

风扇在位信息以及风扇转速信息。

优选地，该系统还包括：

与N个所述风扇一一对应的N个显示装置，每个所述显示装置用于依据所述风扇控制背板根据所述状态信息发送的状态显示指令显示与其对应的风扇的工作状态；其中，每个所述显示装置通过与其对应的风扇控制接口与所述风扇控制背板相连。

优选地，所述显示装置为LED灯。

优选地，所述风扇控制背板的主控单元为片上可编程系统PSoC。

优选地，该系统还包括：

报警装置，用于当所述片上可编程系统PSoC判断所述风扇或所述风扇控制背板发生异常时，所述报警装置根据所述片上可编程系统PSoC发送的报警信号进行报警。

优选地，所述风扇控制背板与所述管理模块之间通过集成电路总线I2C总线连接。

本发明提供了一种风扇系统，用于服务器，该系统包括N个风扇，每个风扇通过与其对应的风扇控制接口相互独立的安装在风扇控制背板上，且风扇控制接口支持热插拔，即能够在计算模块带电工作的情况下对风扇进行维护，直接对风扇进行插拔操作，因此，本发明的系统在当某一个风扇发生异常或需要维护时，不需要将整个风扇控制背板取下，而是能够仅将需要维护的风扇进行独立的拆卸或更换，容易进行维护；且当某一个风扇处于拔出状态时，其他风扇仍可继续进行散热处理，避免了风扇维护时出现系统散热能力无法满足要求的情况，即该系统不会对服务器的整体性能产生较大的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种风扇系统的外观结构示意图；

图2为本发明提供的一种风扇系统的结构示意图；

图3为本发明提供的一种风扇系统的风扇控制背板的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种风扇系统，在当某一个风扇发生异常或需要维护时，不需要将整个风扇控制背板取下，而是能够仅将需要维护的风扇进行独立的拆卸或更换，容易进行维护，且当某一个风扇处于拔出状态时，其他风扇仍可继续进行散热处理，避免了对服务器的整体性能产生较大的影响。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种风扇系统，用于服务器，参见图1、图2和图3所示，图1为本发明提供的一种风扇系统的外观结构示意图；图2为本发明提供的一种风扇系统的结构示意图；图3为本发明提供的一种风扇系统的风扇控制背板的结构示意图。

该系统包括N个风扇11以及一个风扇控制背板12，其中，N个风扇11之间相互独立安装，风扇控制背板12上设置有分别用于与N个风扇11连接的、支持热插拔的风扇控制接口，风扇控制接口的内部设有通风口，风扇控制背板12位于N个风扇11以及与N个风扇11相对应的N个计算模块之间；

可以理解的是，在服务器运行过程中，每个风扇11均可以进行独立的热插拔，风扇控制背板12对其上设置的风扇控制接口处的电路进行了热插拔保护。

风扇控制背板12，用于依据管理模块发送的转速指令生成转速控制信号并通过风扇控制接口发送至对应的风扇11；还用于通过风扇控制接口采集风扇11的状态信息并将状态信息发送至管理模块；其中，管理模块依据采集到的计算模块的温度信息以及状态信息生成转速指令；

其中，这里的状态信息包括：

风扇在位信息以及风扇转速信息。

可以用TACH信号表示风扇转速信息，用Present信号表示风扇在位信息，当Present信号低有效时表示风扇11处于插入状态，当Present信号高无效时表示风扇11处于拔出状态。

另外，可以用PWM(PulseWidthModulation，脉冲宽度调制信号)来作为转速控制信号。

作为优选地，风扇控制背板12还可以将状态信息发送至相应的用户界面(例如显示屏)，以便于用户根据风扇11的状态信息来对风扇11进行维护。

另外，风扇控制背板12的主控单元为PSoC(ProgrammableSystem-On-Chip，片上可编程系统)。PSoC的IO资源丰富、配置灵活；本发明中可以根据服务器对风扇11的需求来选择低端或中端或高端的PSoC芯片来设计风扇控制背板12，从而降低成本，提高资源利用率。

另外，风扇控制背板12与管理模块之间通过I2C(Inter-IntegratedCircuit，集成电路总线)总线连接。I2C总线是服务器中常用的一种低速管理总线，兼容性较高，容易实现。当然，本发明并不限定采用的连接总线的类型。

其中，管理模块实时获取风扇控制背板12发送的状态信息以及计算模块的温度信息，然后根据风扇转速PID(ProportionIntegrationDifferentiation，比例积分微分调节)控制算法计算出合适的风扇11的转速，将该转速转化为转速指令发送至风扇控制背板12，从而控制对应风扇11的转速；

可以理解的是，管理模块同时控制了风扇11的转速以及计算模块的温度。一方面管理模块通过风扇控制背板12实时获取风扇11的转速，当转速不满足预设转速阈值时，管理模块发送转速指令来调整风扇11的转速；另一方面管理模块实时采集计算模块的温度，当温度不满足预设温度阈值时，管理模块通过控制风扇11的转速来调整计算模块的温度从而使其满足要求。

其中，这里的预设转速阈值以及预设温度预设均可人为设定，且可根据实际情况进行改变，本发明对此不做限定。

另外，当某一个风扇11处于拔出状态时，为了保证剩余的风扇11的风力能够满足全部计算模块的需求，因此管理模块可以通过发送转速指令提高其他在位的风扇11(例如与被拔出的风扇相邻的风扇)的转速来提高风力，从而避免了由于风扇11维护而造成的无法满足系统散热需求的情况。

可以理解的是，当PSoC判断风扇11或风扇控制背板12工作正常时，管理模块作为主控制模块主动读取风扇控制背板12采集的状态信息以及计算模块的温度信息，并主动发送转速指令至风扇控制背板12，而风扇控制背板12则作为从控制模块。

作为优选地，该系统还包括：

报警装置13，用于当片上可编程系统PSoC判断风扇11或风扇控制背板12发生异常时，报警装置13根据片上可编程系统PSoC发送的报警信号进行报警。

其中，这里的风扇11或风扇控制背板12发生异常可以是意外掉电导致的I2C总线无法通信的情况，当然，本发明对此并不做限定。另外，这里的报警信号可以是低有效的Alert信号。

其中，这里的报警装置13可以为警铃，当然，本发明对此不作特别限定，只要能够实现报警目的的装置均在本发明的保护范围之内。

风扇11，用于依据转速控制信号调整转速，并通过通风口对与其对应的计算模块进行散热处理。

例如，当N个风扇11在竖直方向上按顺序排列时，风扇11对应的计算模块指的是与风扇11位于同一水平面上的计算模块。当然，本发明对风扇11与计算模块的对应方式并不做限定，只要风扇11能够实现对每个计算模块均能进行散热处理即可。

作为优选地，该系统还包括：

与N个风扇11一一对应的N个显示装置，每个显示装置用于依据风扇控制背板12根据状态信息发送的状态显示指令显示与其对应的风扇11的工作状态；其中，每个显示装置通过与其对应的风扇控制接口与风扇控制背板12相连。

可以理解的是，这里的状态显示指令是通过风扇控制接口进行传输的。

其中，显示装置可以为LED灯，当风扇控制背板12根据状态信息判断风扇11工作正常时，则发送正常显示指令至LED灯，控制绿灯点亮；当风扇控制背板12根据状态信息判断风扇11工作异常时，则发送异常显示指令至LED灯，控制红灯点亮，表明此时应对该风扇11进行维护或更换。

当然，这里的显示装置也可以为其他装置，本发明并不限定显示装置的类型。

作为优选地，该系统还包括：

与N个风扇11一一对应的N个挡风板，每个挡风板用于当与其对应的风扇11处于拔出状态时，挡风板挡住与其对应的风扇11的通风口。

可以理解的是，每个挡风板一般设置在每个风扇11的上方，当风扇11正常插入时，挡风板被抬起，不会影响风扇11的正常工作；当其下方的风扇11处于拔出状态时，挡风板即被放下从而挡住与其对应的风扇11的通风口，因此，挡风板能够通过挡住被拔出的风扇11的通风口，来避免与被拔出的风扇11相邻的风扇11分散到该通风口的风力从该通风口散出，从而使风扇11进行维护时，其余的风扇11的风力也能够满足进行维护的风扇11所对应的计算模块的散热需求。

且安装挡风板后，由于在风扇11维护时避免了风力的逸散，提高了散热效率，因此当有风扇11拔出时，其余风扇11的转速也并不需要提高过多，从而减少了耗电。

本发明提供了一种风扇系统，用于服务器，该系统包括N个风扇，每个风扇通过与其对应的风扇控制接口相互独立的安装在风扇控制背板上，且风扇控制接口支持热插拔，即能够在计算模块带电工作的情况下对风扇进行维护，直接对风扇进行插拔操作，因此，本发明的系统在当某一个风扇发生异常或需要维护时，不需要将整个风扇控制背板取下，而是能够仅将需要维护的风扇进行独立的拆卸或更换，容易进行维护；且当某一个风扇处于拔出状态时，其他风扇仍可继续进行散热处理，避免了风扇维护时出现系统散热能力无法满足要求的情况，即该系统不会对服务器的整体性能产生较大的影响。

需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种风扇系统，用于服务器，其特征在于，包括N个风扇以及一个风扇控制背板，其中，N个所述风扇之间相互独立安装，所述风扇控制背板上设置有分别用于与N个所述风扇连接的、支持热插拔的风扇控制接口，所述风扇控制接口的内部设有通风口，所述风扇控制背板位于N个所述风扇以及与N个所述风扇相对应的N个计算模块之间；

所述风扇控制背板，用于依据管理模块发送的转速指令生成转速控制信号并通过所述风扇控制接口发送至对应的风扇；还用于通过所述风扇控制接口采集所述风扇的状态信息并将所述状态信息发送至所述管理模块；其中，所述管理模块依据采集到的所述计算模块的温度信息以及所述状态信息生成所述转速指令；

所述风扇，用于依据所述转速控制信号调整转速，并通过所述通风口对与其对应的计算模块进行散热处理。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还包括：

与N个所述风扇一一对应的N个挡风板，每个所述挡风板用于当与其对应的风扇处于拔出状态时，所述挡风板挡住与其对应的所述风扇的通风口。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述状态信息包括：

风扇在位信息以及风扇转速信息。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还包括：

与N个所述风扇一一对应的N个显示装置，每个所述显示装置用于依据所述风扇控制背板根据所述状态信息发送的状态显示指令显示与其对应的风扇的工作状态；其中，每个所述显示装置通过与其对应的风扇控制接口与所述风扇控制背板相连。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述显示装置为LED灯。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述风扇控制背板的主控单元为片上可编程系统PSoC。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，该系统还包括：

报警装置，用于当所述片上可编程系统PSoC判断所述风扇或所述风扇控制背板发生异常时，所述报警装置根据所述片上可编程系统PSoC发送的报警信号进行报警。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述风扇控制背板与所述管理模块之间通过集成电路总线I2C总线连接。