CN105955863A - 一种用于机箱内部pcb板的物理状态的监测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于机箱内部PCB板的物理状态的监测方法及系统，属于服务器机箱内部板卡，本发明要解决的技术问题为如何能够实现当板卡的物理状态发生变化时，提醒维护人员及时做好准备，更换主板，避免关键时刻系统突然宕机给用户带来损失，技术方案为：（1）、一种用于机箱内部PCB板的物理状态的监测方法，包括如下步骤：（1）、在PCB板内部埋设感应电阻，并设定感应电阻的阻值预设值和感应电阻的阻值限定值，感应电阻的阻值随PCB板的物理状态变化而变化。（2）、一种用于机箱内部PCB板的物理状态的监测系统，包括PCB板，PCB板上设置有感应电阻、电信号采集器、系统管理芯片、电源和报警器。

Description

一种用于机箱内部PCB板的物理状态的监测方法及系统

技术领域

本发明涉及一种服务器机箱内部板卡，具体地说是一种用于机箱内部PCB板的物理状态的监测方法及系统。

背景技术

在现代化的信息社会，服务器是构建安全、可靠、快捷的网络环境必不可少的信息工具之一。伴随着信息社会的快速发展，对服务器的性能的要求也越来越高，而且鉴于服务器应用的特殊性，服务器的可靠性成为业界和客户关注的重点。然而随着服务器系统功能、性能日趋强大，其所使用板卡的尺寸和重量也会随之增加，举例来说，服务器中核心主板为提高性能会配置许多电子元件，会加大整体板卡的尺寸和重量。如此一来，当大型板卡安装于机箱内部时，便会因为其自身重量与过大的板体面积而产生弯曲变形，影响使用寿命与可靠度。如在关键时刻宕机，则可能导致系统瘫痪，给使用者带来难以挽回的损失。

通常服务器板卡在设计时，都没有提示使用者板卡弯曲的功能设计，需要拆开服务器箱体才能确认板卡是否发生弯曲，操作比较复杂，维护人员不能及时更换板卡。而服务器中许多板卡或因自身重量原因或因外部湿热等易发生形变弯曲。当板卡形变弯曲积累到一定程度时，会对板卡内部线路和外部期间工作状态和寿命带来危害，严重时会造成板卡失效。

另外，在服务器工作过程中，板卡的湿度、温度会随着工作环境、工作时间以及工作状态的变化而变化，故湿度和温度会影响板卡的正常工作，如何实时监测板卡湿度和温度的变化，避免湿度和温度接近或达到板卡湿度限定状态和温度限定状态，影响板卡的正常工作，在关键时刻宕机，则可能导致系统瘫痪，给使用者带来难以挽回的损失。

专利号CN104698003 A的专利文献公开了一种PCB线路板缺陷在线监测系统，属于机器视觉检测技术领域。本发明的PCB线路板缺陷在线监测系统，包括ARM控制器、D/A信号转换模块、显示模块、声光报警模块、数据传输接口、系统复位模块、键盘输入模块、图像采集卡、光源驱动模块、LED光源、待检目标、线阵CCD相机、滤光装置、PLC、步进电机；其中：所述ARM控制器分别与所述D/A信号转换模块、所述显示模块、所述声光报警模块、所述数据传输接口、所述系统复位模块、所述键盘输入模块、所述图像采集卡相连，所述数据传输接口分别与所述ARM控制器、所述PLC相连，所述PLC分别与所述数据传输接口、所述步进电机相连，所述光源驱动模块分别与所述D/A信号转换模块、所述LED光源相连，所述过滤装置分别与所述线阵CCD相机、所述图像采集卡相连，所述待检目标分别与所述LED光源、所述线阵CCD相机相连。但是该技术方案存在结构复杂、操作不便、成本高等缺点。

由此可见，如何能够实现当板卡的物理状态发生变化时，提醒维护人员及时做好准备，更换主板，避免关键时刻系统突然宕机给用户带来损失。

发明内容

本发明的技术任务是提供一种用于机箱内部PCB板的物理状态的监测方法及系统，来解决如何能够实现当板卡的物理状态发生变化时，提醒维护人员及时做好准备，更换主板，避免关键时刻系统突然宕机给用户带来损失的问题。

本发明的技术任务是按以下方式实现的，一种用于机箱内部PCB板的物理状态的监测方法，该方法包括如下步骤：

（1）、在PCB板内部埋设感应电阻，并设定感应电阻的阻值预设值和感应电阻的阻值限定值，感应电阻的阻值随PCB板的物理状态变化而变化；

（2）、在PCB板上设置有电信号采集器，电信号采集器输出的电信号大小根据感应电阻的阻值的变化而变化，即能够通过电信号采集器输出的电信号大小判断感应电阻的阻值变化；

（3）、将电信号采集器输出的电信号发送到PCB板上的系统管理芯片；

（4）、系统管理芯片记录PCB板上电信号采集器输出的电信号大小的变化，进而判断感应电阻的阻值变化，系统管理芯片根据感应电阻的阻值变化判断PCB板的物理状态的变化：

①、当系统管理芯片记录PCB板上电信号采集器输出的电信号为正常电信号，则表明感应电阻的阻值为阻值预设值，系统管理芯片判定PCB板的物理状态未发生变化；

②、当系统管理芯片记录PCB板上电信号采集器输出的电信号为异常信号时，则表明感应电阻的阻值偏离阻值预设值，系统管理芯片判定PCB板的物理状态发生了变化；

③、当系统管理芯片记录PCB板上电信号采集器输出的电信号持续为异常信号时，致使感应电阻的阻值偏离阻值预设值、且接近或达到感应电阻的阻值限定值时，系统管理芯片判断PCB板发生物理状态变化的程度接近或达到限定状态，此时，系统管理芯片触发报警器报警，提示维护人员采取修正措施或更换PCB板。

作为优选，所述感应电阻采用长度感应电阻，PCB板的物理状态为PCB板弯曲程度状态。

更优地，所述步骤（4）中当系统管理芯片记录PCB板上电信号采集器输出的电信号变小时，则表明感应电阻的阻值大于阻值预设值，系统管理芯片判断PCB板发生弯曲；当系统管理芯片记录PCB板上电信号采集器输出的电信号持续变小，致使感应电阻的阻值大于阻值预设值、且接近或达到感应电阻的阻值限定值时，系统管理芯片判定PCB板发生弯曲程度接近或达到限定状态，此时，系统管理芯片触发报警器报警。

作为优选，所述感应电阻采用感湿电阻，PCB板的物理状态为PCB板湿度状态。

作为优选，所述感应电阻采用感温电阻，PCB板的物理状态为PCB板温度状态。

一种用于机箱内部PCB板的物理状态的监测系统，该监测系统包括PCB板，所述PCB板上设置有感应电阻、电信号采集器、系统管理芯片、电源和报警器，感应电阻连接电信号采集器，电信号采集器连接系统管理芯片，系统管理芯片连接报警器，电源分别连接感应电阻、电信号采集器、系统管理芯片和报警器；其中，感应电阻的阻值随PCB板的物理状态变化而变化，根据感应电阻的阻值变化监测PCB板的物理状态的变化程度；电信号采集器用于监测感应电阻的阻值变化，并将电信号输出到系统管理芯片；系统管理芯片用于监测电信号采集器输出电信号的大小变化，根据电信号的大小判断PCB板的物理状态的变化程度；电源用于为PCB板上的感应电阻、电信号采集器、系统管理芯片和报警器供电；报警器用于实现在系统管理芯片接收到异常信号时进行报警提示，提示维护人员采取修正措施或更换PCB板。其中，报警器可以采用蜂鸣器、喇叭等电器元件。感应电阻可以用PCB板的供电电路供电，也可以使用独立的电源供电。PCB板上还设置有CPU、内存和网卡芯片。PCB板上集成感应电阻、电信号采集器、系统管理芯片和电源等电器元件后称为PCBA板。

作为优选，所述感应电阻采用长度感应电阻，PCB板的物理状态为PCB板弯曲程度状态。其中，长度感应电阻具有易拉伸、无干涉、阻值随长度变化而变化的特性。

作为优选，所述感应电阻采用感湿电阻，PCB板的物理状态为PCB板湿度状态。

作为优选，所述感应电阻采用感温电阻，PCB板的物理状态为PCB板温度状态。

作为优选，所述感应电阻在PCB板上设置有若干个，若干个感应电阻分别设置在PCB板的上表面或下表面上。

本发明的一种用于机箱内部PCB板的物理状态的监测方法及系统具有以下优点：

1、本发明在服务器PCB板设计之初增加对服务器机箱内部PCB板的物理状态的监测，包括弯曲程度的监测、湿度变化程度监测和温度变化程度监测，有效提醒维护或客服人员服务器内部PCB板的物理状态已发生变化或者已达到极限值，防止因PCB板的物理状态变化造成功能失效，系统宕机；有效提醒维护人员及时更换PCB板，从而提高产品的易维护性，提高客户满意度；

2、本发明通过在PCB板内预埋感应电阻来实现，感应电阻为长度感应电阻、感湿电阻或感温电阻，使用PCB板上的系统管理芯片来监测电流变化，计算反馈PCB板的物理状态的变化，方便PCB板的及时更换；通过长度感应电阻可以监测服务器PCB板弯曲程度的变化，提醒维护者及时更换弯曲的PCB板之外，还可以结合感温电阻，感湿电阻对环境温度、湿度等相关数据的监测对PCB板的易用性分析，为板材乃至PCB板设计提供数据参考；

3、本发明实现了服务器机箱内部PCB板发生弯曲，不需要时刻开机箱查看，通过PCB板弯曲程度监测反馈来监控和提示什么时间该进行PCB板更换；

4、预埋感应电阻可以直接使用PCB板的供电电路，则被监测的PCB板不需要增加新的电源，也就是说任何PCB板都可以采用本发明的监测方法。

故本发明具有设计合理、结构简单、 易于加工、体积小、使用方便、一物多用等特点，因而，具有很好的推广使用价值。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

附图1为实施例1的流程框图；

附图2为实施例2的流程框图；

附图3为实施例3的流程框图；

附图4为实施例4的结构框图；

附图5为实施例5的结构框图；

附图6为实施例6的结构框图。

具体实施方式

参照说明书附图和具体实施例对本发明的一种用于机箱内部PCB板的物理状态的监测方法及系统作以下详细地说明。

实施例1：

如附图1所示，本发明的一种用于机箱内部PCB板弯曲程度的监测方法，该方法包括如下步骤：

（1）、在PCB板内部埋设长度感应电阻，并设定长度感应电阻的阻值预设值和长度感应电阻的阻值限定值，此长度感应电阻的阻值随PCB板弯曲程度变化而变化；

（2）、在PCB板上设置有电信号采集器，电信号采集器输出的电信号大小根据长度感应电阻的阻值的变化而变化，即能够通过电信号采集器输出的电信号大小判断长度感应电阻的阻值变化；

（3）、将电信号采集器输出的电信号发送到PCB板上的系统管理芯片；

（4）、系统管理芯片记录PCB板上电信号采集器输出的电信号大小的变化，进而判断长度感应电阻的阻值变化，系统管理芯片根据长度感应电阻的阻值变化判断PCB板弯曲程度变化：

①、当系统管理芯片记录PCB板上电信号采集器输出的电信号为正常电信号，则表明长度感应电阻的阻值为阻值预设值，系统管理芯片判定PCB板未发生弯曲；

②、当系统管理芯片记录PCB板上电信号采集器输出的电信号变小时，则表明长度感应电阻的阻值大于阻值预设值，系统管理芯片判定PCB板发生弯曲；

③、当系统管理芯片记录PCB板上电信号采集器输出的电信号持续变小，致使长度感应电阻的阻值大于阻值预设值、且接近或达到长度感应电阻的阻值限定值时，系统管理芯片判定PCB板发生弯曲程度接近或达到限定状态，此时，系统管理芯片触发报警器报警，以报警器报警提示维护人员采取修正措施或更换PCB板。

实施例2：

如附图2所示，本发明的一种用于机箱内部PCB板的物理状态的监测方法，该方法包括如下步骤：

（1）、在PCB板内部埋设感湿电阻，并设定感湿电阻的阻值预设值和感湿电阻的阻值限定值，感湿电阻的阻值随PCB板的湿度变化而变化；

（2）、在PCB板上设置有电信号采集器，电信号采集器输出的电信号大小根据感湿电阻的阻值的变化而变化，即能够通过电信号采集器输出的电信号大小判断感湿电阻的阻值变化；

（3）、将电信号采集器输出的电信号发送到PCB板上的系统管理芯片；

（4）、系统管理芯片记录PCB板上电信号采集器输出的电信号大小的变化，进而判断感湿电阻的阻值变化，系统管理芯片根据感湿电阻的阻值变化判断PCB板的湿度的变化：

①、当系统管理芯片记录PCB板上电信号采集器输出的电信号为正常电信号，则表明感湿电阻的阻值为阻值预设值，系统管理芯片判定PCB板的湿度未发生变化；

②、当系统管理芯片记录PCB板上电信号采集器输出的电信号为异常信号时，则表明感湿电阻的阻值偏离阻值预设值，系统管理芯片判定PCB板的湿度发生了变化；

③、当系统管理芯片记录PCB板上电信号采集器输出的电信号持续为异常信号时，致使感湿电阻的阻值偏离阻值预设值、且接近或达到感湿电阻的阻值限定值时，系统管理芯片判断PCB板发生湿度变化的程度接近或达到限定状态，此时，系统管理芯片触发报警器报警，提示维护人员采取修正措施或更换PCB板。

实施例3：

如附图3所示，本发明的一种用于机箱内部PCB板的物理状态的监测方法，该方法包括如下步骤：

（1）、在PCB板内部埋设感温电阻，并设定感温电阻的阻值预设值和感温电阻的阻值限定值，感温电阻的阻值随PCB板的温度变化而变化；

（2）、在PCB板上设置有电信号采集器，电信号采集器输出的电信号大小根据感温电阻的阻值的变化而变化，即能够通过电信号采集器输出的电信号大小判断感温电阻的阻值变化；

（3）、将电信号采集器输出的电信号发送到PCB板上的系统管理芯片；

（4）、系统管理芯片记录PCB板上电信号采集器输出的电信号大小的变化，进而判断感温电阻的阻值变化，系统管理芯片根据感温电阻的阻值变化判断PCB板的温度的变化：

①、当系统管理芯片记录PCB板上电信号采集器输出的电信号为正常电信号，则表明感温电阻的阻值为阻值预设值，系统管理芯片判定PCB板的温度未发生变化；

②、当系统管理芯片记录PCB板上电信号采集器输出的电信号为异常信号时，则表明感温电阻的阻值偏离阻值预设值，系统管理芯片判定PCB板的温度发生了变化；

③、当系统管理芯片记录PCB板上电信号采集器输出的电信号持续为异常信号时，致使感温电阻的阻值偏离阻值预设值、且接近或达到感温电阻的阻值限定值时，系统管理芯片判断PCB板发生温度变化的程度接近或达到限定状态，此时，系统管理芯片触发报警器报警，提示维护人员采取修正措施或更换PCB板。

实施例4：

如附图4所示，本发明的一种用于机箱内部PCB板的物理状态的监测系统，该监测系统包括PCB板，PCB板上设置有长度感应电阻、电信号采集器、系统管理芯片、电源和报警器，长度感应电阻连接电信号采集器，电信号采集器连接系统管理芯片，电源分别连接长度感应电阻、电信号采集器和系统管理芯片，系统管理芯片连接报警器；长度感应电阻的阻值随长度变化而变化，根据长度感应电阻的阻值变化监测PCB板的弯曲程度；电信号采集器用于监测长度感应电阻的阻值变化，并将电信号输出到系统管理芯片；系统管理芯片用于监测电信号采集器输出电信号的大小变化，根据电信号的大小判断PCB板的弯曲程度；报警器用于实现在系统管理芯片接收到异常信号时进行报警提示，提示维护人员采取修正措施或更换PCB板。电源用于为PCB板上的长度感应电阻、电信号采集器、系统管理芯片和报警器供电。长度感应电阻在PCB板上设置有若干个，若干个长度感应电阻分别设置在PCB板的上表面或下表面上。

具体工作过程：在PCB板设计之初即在PCB板内部相应位置埋设长度感应电阻，当PCB板弯曲时，预埋长度感应电阻相应发生弯曲、拉伸，即长度感应电阻的阻值发生变化，电信号采集器在长度感应电阻上采集到阻值变化信号时，把信号变化发到系统管理芯片，系统管理芯片记录PCB板弯曲程度变化，当长度感应电阻的阻值接近或达到阻值限定值时，即当PCB板弯曲度程度接近或达到限定状态时，系统管理芯片触发报警器报警，提醒维护人员及时做好准备，更换PCB板，避免关键时刻系统突然宕机给用户带来损失。

实施例5：

如附图5所示，本发明的一种用于机箱内部PCB板的物理状态的监测系统，该监测系统包括PCB板，PCB板上设置有感湿电阻、电信号采集器、系统管理芯片、电源和报警器，感湿电阻连接电信号采集器，电信号采集器连接系统管理芯片，电源分别连接感湿电阻、电信号采集器和系统管理芯片，系统管理芯片连接报警器；感湿电阻的阻值随湿度变化而变化，根据感湿电阻的阻值变化监测PCB板的湿度变化程度；电信号采集器用于监测感湿电阻的阻值变化，并将电信号输出到系统管理芯片；系统管理芯片用于监测电信号采集器输出电信号的大小变化，根据电信号的大小判断PCB板的湿度变化程度；报警器用于实现在系统管理芯片接收到异常信号时进行报警提示，提示维护人员采取修正措施或更换PCB板。电源用于为PCB板上的感湿电阻、电信号采集器、系统管理芯片和报警器供电。感湿电阻在PCB板上设置有若干个，若干个感湿电阻分别设置在PCB板的上表面或下表面上。

实施例6：

如附图6所示，本发明的一种用于机箱内部PCB板的物理状态的监测系统，该监测系统包括PCB板，PCB板上设置有感温电阻、电信号采集器、系统管理芯片、电源和报警器，感温电阻连接电信号采集器，电信号采集器连接系统管理芯片，电源分别连接感温电阻、电信号采集器和系统管理芯片，系统管理芯片连接报警器；感温电阻的阻值随温度变化而变化，根据感温电阻的阻值变化监测PCB板的温度变化程度；电信号采集器用于监测感温电阻的阻值变化，并将电信号输出到系统管理芯片；系统管理芯片用于监测电信号采集器输出电信号的大小变化，根据电信号的大小判断PCB板的温度变化程度；报警器用于实现在系统管理芯片接收到异常信号时进行报警提示，提示维护人员采取修正措施或更换PCB板。电源用于为PCB板上的感温电阻、电信号采集器、系统管理芯片和报警器供电。感温电阻在PCB板上设置有若干个，若干个感温电阻分别设置在PCB板的上表面或下表面上。

通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解，本发明并不限于上述的六种具体实施方式。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (10)

1.一种用于机箱内部PCB板的物理状态的监测方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

（1）、在PCB板内部埋设感应电阻，并设定感应电阻的阻值预设值和感应电阻的阻值限定值，感应电阻的阻值随PCB板的物理状态变化而变化；

（2）、在PCB板上设置有电信号采集器，电信号采集器输出的电信号大小根据感应电阻的阻值的变化而变化；

（3）、将电信号采集器输出的电信号发送到PCB板上的系统管理芯片；

（4）、系统管理芯片记录PCB板上电信号采集器输出的电信号大小的变化，进而判断感应电阻的阻值变化，系统管理芯片根据感应电阻的阻值变化判断PCB板的物理状态的变化：

①、当系统管理芯片记录PCB板上电信号采集器输出的电信号为正常电信号，则表明感应电阻的阻值为阻值预设值，系统管理芯片判定PCB板的物理状态未发生变化；

②、当系统管理芯片记录PCB板上电信号采集器输出的电信号为异常信号时，则表明感应电阻的阻值偏离阻值预设值，系统管理芯片判定PCB板的物理状态发生了变化；

③、当系统管理芯片记录PCB板上电信号采集器输出的电信号持续为异常信号时，致使感应电阻的阻值偏离阻值预设值、且接近或达到感应电阻的阻值限定值时，系统管理芯片判断PCB板发生物理状态变化的程度接近或达到限定状态，此时，系统管理芯片触发报警器报警。

2.根据权利要求1所述的一种用于机箱内部PCB板的物理状态的监测方法，其特征在于：所述感应电阻采用长度感应电阻，PCB板的物理状态为PCB板弯曲程度状态。

3.根据权利要求2所述的一种用于机箱内部PCB板的物理状态的监测方法，其特征在于：所述步骤（4）中当系统管理芯片记录PCB板上电信号采集器输出的电信号变小时，则表明感应电阻的阻值大于阻值预设值，系统管理芯片判断PCB板发生弯曲；当系统管理芯片记录PCB板上电信号采集器输出的电信号持续变小，致使感应电阻的阻值大于阻值预设值、且接近或达到感应电阻的阻值限定值时，系统管理芯片判定PCB板发生弯曲程度接近或达到限定状态，此时，系统管理芯片触发报警器报警。

4.根据权利要求1所述的一种用于机箱内部PCB板的物理状态的监测方法，其特征在于：所述感应电阻采用感湿电阻，PCB板的物理状态为PCB板湿度状态。

5.根据权利要求1所述的一种用于机箱内部PCB板的物理状态的监测方法，其特征在于：所述感应电阻采用感温电阻，PCB板的物理状态为PCB板温度状态。

6.一种用于机箱内部PCB板的物理状态的监测系统，其特征在于：该监测系统包括PCB板，所述PCB板上设置有感应电阻、电信号采集器、系统管理芯片、电源和报警器，感应电阻连接电信号采集器，电信号采集器连接系统管理芯片，系统管理芯片连接报警器，电源分别连接感应电阻、电信号采集器、系统管理芯片和报警器；其中，感应电阻的阻值随PCB板的物理状态变化而变化，根据感应电阻的阻值变化监测PCB板的物理状态的变化程度；电信号采集器用于监测感应电阻的阻值变化，并将电信号输出到系统管理芯片；系统管理芯片用于监测电信号采集器输出电信号的大小变化，根据电信号的大小判断PCB板的物理状态的变化程度；电源用于为PCB板上的感应电阻、电信号采集器、系统管理芯片和报警器供电；报警器用于实现在系统管理芯片接收到异常信号时进行报警提示。

7.根据权利要求6所述的一种用于机箱内部PCB板的物理状态的监测方法，其特征在于：所述感应电阻采用长度感应电阻，PCB板的物理状态为PCB板弯曲程度状态。

8.根据权利要求6所述的一种用于机箱内部PCB板的物理状态的监测方法，其特征在于：所述感应电阻采用感湿电阻，PCB板的物理状态为PCB板湿度状态。

9.根据权利要求6所述的一种用于机箱内部PCB板的物理状态的监测方法，其特征在于：所述感应电阻采用感温电阻，PCB板的物理状态为PCB板温度状态。

10.根据权利要求6所述的一种用于机箱内部PCB板的物理状态的监测系统，其特征在于：所述感应电阻在PCB板上设置有若干个，若干个感应电阻分别设置在PCB板的上表面或下表面上。