CN107514382B - 一种调节机框风道以减小系统功耗的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电信设备的节能技术，更具体地说，是一种调节机框风道以减小系统功耗的装置和方法。现有技术中，电信设备的功能越来越强，功耗也急剧增大，导致设备的散热问题越来越突出。本发明提供一种调节机框风道以减小系统功耗的装置和方法，本发明通过调节各槽位风道开启幅度的方式，重新分配各槽位所需的进风量，减小温度余量大的槽位风量，增大温度余量小的槽位风量，在此基础上再进行风扇调速。从而有效避免了温度余量大的槽位被动接受不必要的过度散热，避免了风扇不必要的高速运转。这样，在确保系统安全散热的基础上，达到了通过调节机框风道以减小系统功耗的目的，同时也减小了噪音、延长了风扇使用寿命。

Description

一种调节机框风道以减小系统功耗的装置和方法

技术领域

本发明涉及电信设备的节能技术，更具体地说，是一种调节机框风道以减小系统功耗的装置和方法。

技术背景

随着人们对各种通信业务的要求逐步增高，电信设备的功能越来越强，功耗也急剧增大，导致设备的散热问题越来越突出，多数设备中需要设置风冷散热装置。目前业界普遍的散热方式是：气流从机框一端吹入，从机框另一端抽出，机框内部是一个风道均匀分配的密闭风腔，各槽位单板均匀散热。系统中的检测模块检测各槽位单板的温度，根据系统中温度最高的测温点调节风扇转速。而实际上各槽位单板的功耗完全不一样，芯片发热情况也不一样，因此各槽位单板上芯片实际温度和要求的结温之间的余量也不一样。而风扇转速仅仅根据系统中发热最严重的点来调节，这样就导致风扇转速过高，对于发热不严重的槽位，只能被动接受不必要的过度散热。可见现有条件下，风扇工作在不必要的高速状态，增加了系统功耗和噪音，对风扇寿命也不利。

发明内容

本发明提供一种调节机框风道以减小系统功耗的装置和方法，用以解决现有风冷散热技术中因风道均匀分配导致系统整体功耗不必要增加的问题。

本发明提供了一种调节机框风道以减小系统功耗的装置，包括风道、风扇，还包括参数设置单元、温度检测分析单元、调节单元；所述的风道、风扇、参数设置单元、温度检测分析单元均和调节单元相连接。参数设置单元设置风道的初始幅度、最小允许幅度、幅度调节步长，以及风扇的调速参数，并设置各槽位风道开启初始幅度为满幅度、风扇初始转速为全速；温度检测分析单元用于检测设备内部各点的温度并将检测到的温度与预期值进行比较和处理；调节单元包括风道开启调节单元和风扇转速调节单元。风道开启调节单元根据各槽位的温度余量情况合理调节各槽位的风道开启幅度，风扇转速调节单元在已分配好各槽位风道开启情况的基础上调节风扇转速。

本发明中的风道不同于现有技术下的风量均匀分配的密闭风腔，而是在每个槽位的进风口处均有风道开启幅度调节装置，该装置可由控制信号、继电器、导风叶片等实现，目的是自由调节该槽位的风道开启幅度，从而重新分配各槽位所需的进风量。

本发明还提供一种调节机框风道以减小系统功耗的方法，该方法应用在包括风扇的系统设备中，包括以下步骤：

步骤1，设备上电后，设置各槽位风道开启幅度参数，各槽位风道开启初始幅度为满幅度，并设置风扇初始转速为全速。

步骤2，待设备稳定后，判断系统内各监测点的温度是否都符合预期，若不符合，流程结束；若符合，执行步骤3。

步骤3，各槽位监测点的温度和预期值百分比统计、归一化处理。统计各槽位监测点的当前温度和所设预期温度，预期温度和当前温度的差值为该槽位的温度余量。计算出各槽位当前温度和和所设预期温度值之间的百分比，并从小到大排列，温度余量最大的数值最小，温度余量最小的数值最大。对这些数值作归一化处理。

步骤4，各槽位风道开启幅度系数设置、各槽位风道开启幅度调节。对于温度余量最大的槽位，根据设定步长逐步减小该槽位的风道开启幅度并同步监控该槽位温度测量值，直至该槽位温度达到所设预期值，记录下此时该槽位的风道开启幅度系数；然后根据步骤3中各槽位温度百分比的归一化值，等比例换算出其余各槽位的风道开启幅度系数，并据此调节各槽位的风道开启幅度。温度余量越大，风道开启幅度越小。对于温度余量最大的槽位，其风道开启幅度最小；对于温度余量最小的槽位，保持该槽位的风道开启幅度为满幅度不变，即幅度系数为1。

步骤5，根据步骤4设置的各槽位风道开启幅度，按照现有技术方法调节风扇转速，直至任一槽位监测点的温度值达到所设预期值。

其中，所述步骤1中各槽位风道开启幅度参数为：满幅度、最小允许幅度、幅度调节步长、初始幅度；

所述的步骤2中各监测点的温度，包括进风口的环境温度和设备内部各测温点的温度；温度符合预期，是指进风口的环境温度稳定且符合设备宣称的工作温度范围、内部各槽位测温点温度都小于各芯片厂家所规定的最高工作温度值并留有足够的降额。各槽位监测点的温度，由放置在各监测点的温度传感器获取；

所述的步骤3中的归一化处理可以这样实现：对于数值最大的槽位(即温度余量最小的槽位)，归一化为1；其余各槽位根据其数值和温度余量最小槽位数值之间的比例关系，分别换算出对应的归一化值。对于温度余量最大的槽位，其归一化值最小。

与现有技术中各槽位风道均匀分配相比，本发明通过调节各槽位风道开启幅度的方式，重新分配各槽位所需的进风量，减小温度余量大的槽位风量，增大温度余量小的槽位风量，在此基础上再进行风扇调速。从而有效避免了温度余量大的槽位被动接受不必要的过度散热，避免了风扇不必要的高速运转。这样，在确保系统安全散热的基础上，达到了通过调节机框风道以减小系统功耗的目的，同时也减小了噪音、延长了风扇使用寿命。

附图说明：

图1是本发明装置的结构框图；

图2是本发明方法的步骤流程图。

具体实施方式：

为了更好理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行清晰、完整的描述。

基于现有风冷散热技术中机框风道均匀分配导致系统整体功耗不必要增加的问题，本发明提供一种调节机框风道以减小系统功耗的装置和方法。

下面通过一具体的实施例来阐述本发明提供一种调节机框风道以减小系统功耗的装置的具体实现过程。

首先，对本实施例设备的硬件进行说明，参照附图1，本实施例涉及的一种调节机框风道以减小系统功耗的装置包括包括风道100、风扇200、参数设置单元300、温度检测分析单元400、调节单元500，调节单元包括风道开启调节单元501和风扇转速调节单元502；风道100、风扇200、参数设置单元300、温度检测分析单元400均和调节单元500相连接。

风道100不同于现有技术下的风量均匀分配的密闭风腔，而是在每个槽位的进风口处均有风道开启幅度调节装置，该装置可由控制信号、继电器、导风叶片等实现，目的是自由调节该槽位的风道开启幅度，从而重新分配各槽位所需的进风量，减小温度余量大的槽位风量，增大温度余量小的槽位风量，在此基础上再进行风扇调速。

温度检测分析单元400包含多个温度监测点，温度监测点布置在设备入风口和设备各槽位的关键器件处。其中，温度监测点可以为温度传感器等测温器件；关键器件是指发热量大的器件或对温度敏感的器件。

实施过程中，首先在参数设置单元300中设置好各项参数，温度检测分析单元400采集各个观测点的温度并分析温度是否超标；温度没有超标后，温度检测分析单元400统计、计算各槽位的温度余量情况；风道开启调节单元501根据各槽位的温度余量情况合理调节各槽位的风道开启幅度，风扇转速调节单元502在已调节好各槽位风道开启幅度的基础上调节风扇转速。

本发明提供一种调节机框风道以减小系统功耗的方法，应用在包括风扇的系统设备中，如图2所示，包括以下流程步骤：

首先执行S101，设备上电后，设置各槽位风道开启幅度参数，各槽位风道开启初始幅度为满幅度，并设置风扇初始转速为全速；

其中，各槽位风道开启幅度参数为：满幅度、最小允许幅度、幅度调节步长、初始幅度。

其次执行S102，待系统稳定后，判断系统内各监测点的温度是否都符合预期，若不是，执行S106；若是，执行S103。

其中，各监测点的温度，包括进风口的环境温度和设备内部各测温点的温度；温度符合预期，是指进风口的环境温度稳定且符合设备宣称的工作温度范围、内部各槽位测温点温度都小于各芯片厂家所规定的最高工作温度值并留有足够的降额。各槽位监测点的温度，由放置在各监测点的温度传感器获取。

执行S103，各槽位监测点的温度和预期值百分比统计、归一化处理。统计各槽位监测点的当前温度和所设预期温度，预期温度和当前温度的差值为该槽位的温度余量。计算出各槽位当前温度和和所设预期温度值之间的百分比，并从小到大排列，温度余量最大的数值最小，温度余量最小的数值最大。对这些数值作归一化处理。

其中，归一化处理可以这样实现：对于数值最大的槽位(即温度余量最小的槽位)，归一化为1；其余各槽位根据其数值和温度余量最小槽位数值之间的比例关系，分别换算出对应的归一化值。对于温度余量最大的槽位，其归一化值最小。

执行S104，各槽位风道开启幅度系数设置、各槽位风道开启幅度调节。对于温度余量最大的槽位，根据设定步长逐步减小该槽位的风道开启幅度并同步监控该槽位温度测量值，直至该槽位温度达到所设预期值，记录下此时该槽位的风道开启幅度系数；然后根据步骤3中各槽位温度百分比的归一化值，等比例换算出其余各槽位的风道开启幅度系数，并据此调节各槽位的风道开启幅度。温度余量越大，风道开启幅度越小。对于温度余量最大的槽位，其风道开启幅度最小；对于温度余量最小的槽位，保持该槽位的风道开启幅度为满幅度不变，即幅度系数为1。

执行S105，根据S104设置的各槽位风道开启幅度，按照现有技术方法调节风扇转速，直至任一槽位监测点的温度值达到所设预期值。

S106过程，说明了风扇全速时系统还是不能安全散热，则上报异常告警并结束流程。

与现有技术中各槽位风道均匀分配相比，本发明通过调节各槽位风道开启幅度的方式，重新分配各槽位所需的进风量，减小温度余量大的槽位风量，增大温度余量小的槽位风量，在此基础上再进行风扇调速。从而有效避免了温度余量大的槽位被动接受不必要的过度散热，避免了风扇不必要的高速运转。这样，在确保系统安全散热的基础上，达到了通过调节机框风道以减小系统功耗的目的，同时也减小了噪音、延长了风扇使用寿命。

以上对本发明进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.一种调节机框风道以减小系统功耗的方法，其特征在于，包括以下步骤流程：

步骤1，设备上电后，设置各槽位风道开启幅度参数，各槽位风道开启初始幅度为满幅度，并设置风扇初始转速为全速；

步骤2，待设备稳定后，判断系统内各监测点的温度是否都符合预期，若不符合，流程结束；若符合，执行步骤3；

步骤3，统计各槽位监测点的当前温度和所设预期温度，预期温度和当前温度的差值为该槽位的温度余量；计算出各槽位当前温度和所设预期温度值之间的百分比，并从小到大排列，温度余量最大的数值最小，温度余量最小的数值最大；对这些数值作归一化处理；

步骤4，对于温度余量最大的槽位，根据设定步长逐步减小该槽位的风道开启幅度并同步监控该槽位温度测量值，直至该槽位温度达到所设预期值，记录下此时该槽位的风道开启幅度系数；然后根据步骤3中各槽位温度百分比的归一化值，等比例换算出其余各槽位的风道开启幅度系数，并据此调节各槽位的风道开启幅度；对于温度余量最大的槽位，其风道开启幅度最小；对于温度余量最小的槽位，保持该槽位的风道开启幅度为满幅度不变，即幅度系数为1；

步骤5，根据步骤4设置的各槽位风道开启幅度，调节风扇转速，直至任一槽位监测点的温度值达到所设预期值。

2.如权利要求1所述的一种调节机框风道以减小系统功耗的方法，其特征在于，所述的步骤1中各槽位风道开启幅度参数为：满幅度、最小允许幅度、幅度调节步长、初始幅度。

3.如权利要求1所述的一种调节机框风道以减小系统功耗的方法，其特征在于，所述步骤2的各监测点的温度，包括进风口的环境温度和设备内部各测温点的温度；温度符合预期，是指进风口的环境温度稳定且符合设备宣称的工作温度范围、内部各槽位测温点温度都小于各芯片厂家所规定的最高工作温度值并留有足够的降额。

4.如权利要求1所述的一种调节机框风道以减小系统功耗的方法，其特征在于，所述的步骤3中的归一化处理方法如下：对于数值最大的槽位，即温度余量最小的槽位，归一化为1；其余各槽位根据其数值和温度余量最小槽位数值之间的比例关系，分别换算出对应的归一化值；对于温度余量最大的槽位，其归一化值最小。