CN107677361B - 一种机柜式服务器噪声监测系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种机柜式服务器噪声监测系统及方法，系统包括声压函数获取装置和噪声监测装置；所述声压函数获取装置包括半消音室，半消音室的中心设置有4U治具，4U治具上方设置有若干个传声器，4U治具位于所有传声器的中心位置；传声器用于测量4U治具在不同占空比的PWM输入信号控制下的声压值；所述噪声监测装置包括服务器机柜和机柜服务器管理模块RMC，服务器机柜内设置有若干个节点中板，每个节点中板连接有一个风扇控制板，每个风扇控制板连接有一个风扇单元，每个风扇单元包括若干个风扇，每个节点中板均与RMC连接；机柜服务器管理模块RMC用于获取实时的PWM输入信号，并根据PWM输入信号计算出实时的声压值。

Description

一种机柜式服务器噪声监测系统及方法
技术领域
本发明属于服务器噪声监测领域，具体涉及一种机柜式服务器噪声监测系统及方法。
背景技术
RMC，Rack Management Center，机柜式服务器管理模块。
PWM，Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制，服务器风扇应用脉冲宽度调整技术调整脉冲的占空比来控制风扇的转速，占空比越大，风扇转速越快。
近年来，随着CPU、硬盘、内存等元器件散热需求的增长，在服务器设计中更多选用高性能风扇，由此带来的服务器噪声值升高问题也越来越引起人们的重视。服务器的宣称噪声值是在特定温度、特定压力下的实验室条件中测量出来的。而在实际应用中，人们更关注服务器实际运行过程中的噪声值，但显然在机房中不具备噪声测量条件，且服务器噪声值随着服务器风扇转速的变化而变化，目前缺少对服务器实时噪声值进行监测的方法。
此为现有技术的不足，因此，针对现有技术中的上述缺陷，提供一种机柜式服务器噪声监测系统及方法，是非常有必要的。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述缺少对服务器实时噪声值进行监测的缺陷，提供一种机柜式服务器噪声监测系统及方法，以解决上述技术问题。
为实现上述目的，本发明给出以下技术方案：
一种机柜式服务器噪声监测系统，包括声压函数获取装置和噪声监测装置；
所述声压函数获取装置包括半消音室，半消音室的中心设置有4U治具，4U治具上方设置有若干个传声器，4U治具位于所有传声器的中心位置，每个传声器距离地面的高度为第一高度，每个传声器距离4U治具的水平距离为第一水平距离，每个传声器均向下倾斜第一角度；4U治具内设置有四个测试节点和一个测试风扇单元，测试风扇单元包括若干个测试风扇和一个测试风扇控制板，每个测试风扇均与测试风扇控制板连接，测试风扇控制板还连接有PWM输入信号设置单元；4U测试治具模拟了机柜式服务器的最小组成单元；
PWM输入信号设置单元用于设定测试风扇工作在不同占空比的PWM输入信号；所述占空比从5%到100%，每间隔5%递增；
传声器用于测量4U治具在不同占空比的PWM输入信号控制下的声压值；
所述噪声监测装置包括服务器机柜和机柜服务器管理模块RMC，服务器机柜内设置有若干个节点中板，每个节点中板连接有一个风扇控制板，每个风扇控制板连接有一个风扇单元，每个风扇单元包括若干个风扇，每个节点中板均与机柜服务器管理模块RMC连接；风扇单元的风扇数目与风扇测试单元的风扇数目相等；
机柜服务器管理模块RMC用于获取风扇实时的PWM输入信号的占空比，并根据PWM输入信号的占空比计算出实时的声压值。
进一步地，服务器机柜包括上半柜和下半柜，节点中板包括上节点中板和下节点中板，上节点中板连接有上风扇控制板，下节点中板连接有下风扇控制板，上节点中板、上风扇控制板及上风扇控制板连接的风扇单元设置在上半柜，下节点中板、下风扇控制板及下风扇控制板连接的风扇单元设置在下半柜；
每个半柜的风扇单元工作在一个PWM输入信号控制下；
机柜服务器管理模块RMC用于获取实时的每个半柜的PWM输入信号的占空比，并根据每个半柜的PWM输入信号的占空比计算出总的声压值。
进一步地，上节点中板的数量为若干个，下节点中板的数量为若干个。
进一步地，第一角度为60度，第一高度为1.5m，第一水平距离为1m。
进一步地，所述传声器的数量为四个。
进一步地，一个测试风扇单元包括三个测试风扇，一个风扇单元包括三个风扇。
本发明还提供如下技术方案：
一种机柜式服务器噪声监测方法，包括如下步骤：
步骤1.搭建声压函数获取装置的测试环境；
步骤2.通过传声器测量4U治具的测试风扇单元在不同占空比的PWM输入信号控制下的声压值；
步骤3.拟合出4U治具的测试风扇单元的声压值Lp与风扇PWM输入信号占空比的对应关系Lp=f（占空比）；
步骤4.通过噪声监测装置实时监测机柜式服务器的噪声值。
进一步地，步骤4具体包括如下步骤：
步骤4-1.每个节点中板获取对应风扇单元的PWM输入信号的占空比；
步骤4-2.机柜服务器管理模块RMC获取上半柜的上节点中板在位信息及上半柜的PWM输入信号的占空比；机柜式服务器采用半柜风扇调速模式，上半柜的风扇单元在相同的PWM输入信号的占空比控制下以相同转速运行；
步骤4-3.机柜服务器管理模块RMC获取下半柜的下节点中板在位信息及下半柜的PWM输入信号的占空比；机柜式服务器采用半柜风扇调速模式，下半柜的风扇单元在相同的PWM输入信号的占空比控制下以相同转速运行；
步骤4-4.机柜服务器管理模块RMC根据噪声叠加原理分别计算出上半柜风扇单元的声压值、下半柜风扇单元的声压值以及机柜式服务器的整体噪声值。
进一步地，步骤4-4的具体步骤如下：
设定n为下半柜的风扇单元的数量，m为上半柜的风扇单元的数量，Lp下为下半柜的声压值，Lp上为上半柜的声压值，Lp总为整体噪声值；
Lp下=f（下半柜占空比）+10lgn；
Lp上= f（上半柜占空比）+10lgm；
Lp总=10lg（10Lp下/10+10Lp上/10）=10lg(10 f（下半柜占空比）/10+10lgn/10+10 f（上半柜占空比）+10lgm /10)
= 10lg(10 f（下半柜占空比）/10+lgn+10 f（上半柜占空比）+lgm)。
本发明的有益效果在于：
本发明实现了对机柜式服务器噪声值的实时监控，服务器噪声值是服务器运行稳定性的重要指标，具有实时监控功能的机柜式服务器提高了产品的市场竞争力。
此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
图1为声压函数获取装置在半消音室上方俯视图；
图2为传声器与4U治具相对位置示意图；
图3为4U治具内风扇连接示意图；
图4为噪声监测装置的连接示意图；
图5为本发明的方法流程图；
其中，1-4U治具；2-传声器；2.1-第一传声器；2.2-第二传声器；2.3-第三传声器；2.4-第四传声器；3-测试风扇控制板；4-PWM输入信号设置单元；5-测试风扇单元；5.1-第一测试风扇；5.2-第二测试风扇；5.3-第三测试风扇；6-机柜服务器管理模块RMC；7.1-第一上节点中板；7.2-第二上节点中板；7.3-第三上节点中板；8.1-第一下节点中板；8.2-第二下节点中板；9.1-第一上风扇控制板；9.2-第二上风扇控制板；9.3-第三上风扇控制板；10.1-第一下风扇控制板；10.2-第二下风扇控制板；11.1-第一风扇单元；11.2-第二风扇单元；11.3-第三风扇单元；11.4-第四风扇单元；11.5-第五风扇单元；12.1-第一风扇；12.2-第二风扇；12.3-第三风扇；12.4-第四风扇；12.5-第五风扇；12.6-第六风扇；12.7-第七风扇；12.8-第八风扇；12.9-第九风扇；12.10-第十风扇；12.11-第十一风扇；12.12-第十二风扇；12.13-第十三风扇；12.14-第十四风扇；12.15-第十五风扇。
具体实施方式：
为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明具体实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明提供一种机柜式服务器噪声监测系统，其特征在于，包括声压函数获取装置和噪声监测装置；
如图1、图2和图3所示，所述声压函数获取装置包括半消音室，半消音室的中心设置有4U治具1，4U治具1上方设置有四个传声器2，第一传声器2.1、第二传声器2.2、第三传声器2.3以及第四传声器2.4，4U治具1位于所有传声器2的中心位置，四个传声器2距离地面的高度均为1.5m，四个传声器2距离4U治具的水平距离均为1m，四个传声器2均向下60度；4U治具1内设置有四个测试节点和一个测试风扇单元5，测试风扇单元5包括第一测试风扇5.1、第二测试风扇5.2和第三测试风扇5.3和一个测试风扇控制板3，第一测试风扇5.1、第二测试风扇5.2和第三测试风扇5.3均与测试风扇控制板3连接，测试风扇控制板3还连接有PWM输入信号设置单元4；
PWM输入信号设置单元4用于设定测试风扇工作在不同占空比的PWM输入信号；所述占空比从5%到100%，每间隔5%递增；
传声器2用于测量4U治具1在不同占空比的PWM输入信号控制下的声压值；
如图4所示，所述噪声监测装置包括服务器机柜和机柜服务器管理模块RMC 6，服务器机柜包括上半柜和下半柜，
上半柜内设置有三个上节点中板，第一上节点中板7.1、第二上节点中板7.2以及第三上节点中板7.3，第一上节点中板7.1连接有第一上风扇控制板9.1，第一上风扇控制板9.1连接有第一风扇单元11.1，第一风扇单元11.1包括第一风扇12.1、第二风扇12.2和第三风扇12.3；第二上节点中板7.2连接有第二上风扇控制板9.2，第二上风扇控制板9.2连接有第二风扇单元11.2，第二风扇单元11.2包括第四风扇12.4、第五风扇12.5和第六风扇12.6；第三上节点中板7.3连接有第三上风扇控制板9.3，第三上风扇控制板9.3连接有第三风扇单元11.3，第三风扇单元11.3包括第七风扇12.7、第八风扇12.8和第九风扇12.9；
下半柜内设置有两个下节点中板，第一下节点中板8.1和第二下节点中板8.2，第一下节点中板8.1连接有第一下风扇控制板10.1，第一下风扇控制板10.1连接有第四风扇单元11.4，第四风扇单元11.4包括第十风扇12.10、第十一风扇12.11和第十二风扇12.12；第二下节点中板8.2连接有第二下风扇控制板10.2，第二下风扇控制板10.2连接有第五风扇单元11.5，第五风扇单元11.5包括第十三风扇12.13、第十四风扇12.14和第十五风扇12.15；
第一上节点中板7.1、第二上节点中板7.2、第三上节点中板7.3、第一下节点中板8.1以及第二下节点中板8.2均与机柜服务器管理模块RMC 6连接；
上半柜的第一风扇单元11.1、第二风扇单元11.2以及第三风扇单元11.3工作在一个PWM输入信号控制下；
下半柜的第四风扇单元11.4、第五风扇单元11.5以及第六风扇单元11.6工作在一个PWM输入信号控制下；
机柜服务器管理模块RMC 6用于获取实时的上半柜和下半柜的PWM输入信号的占空比，并根据上半柜和下半柜的PWM输入信号的占空比计算出总的声压值。
如图5所示，本发明还提供一种机柜式服务器噪声监测方法，包括如下步骤：
步骤1.搭建如图1、图2和图3所示的声压函数获取装置的测试环境；
步骤2.通过传声器测量4U治具的测试风扇单元在不同占空比的PWM输入信号控制下的声压值；
步骤3.拟合出4U治具的测试风扇单元的声压值Lp与风扇PWM输入信号占空比的对应关系Lp=f（占空比）；
步骤4.通过如图4所示的噪声监测装置实时监测机柜式服务器的噪声值；
步骤4-1.每个节点中板获取对应风扇单元的PWM输入信号的占空比；
步骤4-2.机柜服务器管理模块RMC 6获取上半柜在位的上节点中板为第一上节点中板7.1、第二上节点中板7.2、第三上节点中7.3及上半柜的PWM输入信号的占空比65%；机柜式服务器采用半柜风扇调速模式，上半柜的风扇单元在65%占空比控制下以相同转速运行；
步骤4-3.机柜服务器管理模块RMC 6获取下半柜在位的第一下节点中板8.1、第二下节点中板8.2以及下半柜的PWM输入信号的占空比85%；机柜式服务器采用半柜风扇调速模式，下半柜的风扇单元在85%的占空比控制下以相同转速运行；
步骤4-4.机柜服务器管理模块RMC 6根据噪声叠加原理分别计算出上半柜风扇单元的声压值、下半柜风扇单元的声压值以及机柜式服务器的整体噪声值；
下半柜的风扇单元的数量n为2，上半柜的风扇单元的数量m为3，Lp下为下半柜的声压值，Lp上为上半柜的声压值，Lp总为整体噪声值；
Lp下=f（85%）+10lg2；
Lp上= f（65%）+10lg3；
Lp总=10lg（10Lp下/10+10Lp上/10）=10lg(10 f（85%）/10+10lg2/10+10 f（65%）+10lg3 /10)
= 10lg(10 f（85%）/10+lg2+10f（65%）+lg3 )。
本发明的实施例是说明性的，而非限定性的，上述实施例只是帮助理解本发明，因此本发明不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他的具体实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (7)

1.一种机柜式服务器噪声监测系统，其特征在于，包括声压函数获取装置和噪声监测装置；
所述声压函数获取装置包括半消音室，半消音室的中心设置有4U治具，4U治具上方设置有若干个传声器，4U治具位于所有传声器的中心位置，每个传声器距离地面的高度为第一高度，每个传声器距离4U治具的水平距离为第一水平距离，每个传声器均向下倾斜第一角度；4U治具内设置有四个测试节点和一个测试风扇单元，测试风扇单元包括若干个测试风扇和一个测试风扇控制板，每个测试风扇均与测试风扇控制板连接，测试风扇控制板还连接有PWM输入信号设置单元；
PWM输入信号设置单元用于设定测试风扇工作在不同占空比的PWM输入信号；传声器用于测量4U治具在不同占空比的PWM输入信号控制下的声压值；
所述噪声监测装置包括服务器机柜和机柜服务器管理模块RMC，服务器机柜内设置有若干个节点中板，每个节点中板连接有一个风扇控制板，每个风扇控制板连接有一个风扇单元，每个风扇单元包括若干个风扇，每个节点中板均与机柜服务器管理模块RMC连接；风扇单元的风扇数目与测试风扇单元的风扇数目相等；
机柜服务器管理模块RMC用于获取风扇实时的PWM输入信号的占空比，并根据PWM输入信号的占空比计算出实时的声压值。
2.如权利要求1所述的一种机柜式服务器噪声监测系统，其特征在于，服务器机柜包括上半柜和下半柜，节点中板包括上节点中板和下节点中板，上节点中板连接有上风扇控制板，下节点中板连接有下风扇控制板，上节点中板、上风扇控制板及上风扇控制板连接的风扇单元设置在上半柜，下节点中板、下风扇控制板及下风扇控制板连接的风扇单元设置在下半柜；
每个半柜的风扇单元工作在一个PWM输入信号控制下；
机柜服务器管理模块RMC用于获取实时的每个半柜的PWM输入信号的占空比，并根据每个半柜的PWM输入信号的占空比计算出总的声压值。
3.如权利要求1所述的一种机柜式服务器噪声监测系统，其特征在于，第一角度为60度，第一高度为1.5m，第一水平距离为1m。
4.如权利要求1所述的一种机柜式服务器噪声监测系统，其特征在于，所述传声器的数量为四个。
5.如权利要求1所述的一种机柜式服务器噪声监测系统，其特征在于，一个测试风扇单元包括三个测试风扇，一个风扇单元包括三个风扇。
6.一种机柜式服务器噪声监测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1.搭建声压函数获取装置的测试环境；
步骤2.通过传声器测量4U治具的测试风扇单元在不同占空比的PWM输入信号控制下的声压值；
步骤3.拟合出4U治具的测试风扇单元的声压值Lp与风扇PWM输入信号占空比的对应关系Lp＝f(占空比)；
步骤4.通过噪声监测装置实时监测机柜式服务器的噪声值；具体包括如下步骤：
步骤4-1.每个节点中板获取对应风扇单元的PWM输入信号的占空比；
步骤4-2.机柜服务器管理模块RMC获取上半柜的上节点中板在位信息及上半柜的PWM输入信号的占空比；
步骤4-3.机柜服务器管理模块RMC获取下半柜的下节点中板在位信息及下半柜的PWM输入信号的占空比；
步骤4-4.机柜服务器管理模块RMC根据噪声叠加原理分别计算出上半柜风扇单元的声压值、下半柜风扇单元的声压值以及机柜式服务器的整体噪声值。
7.如权利要求6所述的一种机柜式服务器噪声监测方法，其特征在于，步骤4-4的具体步骤如下：
设定n为下半柜的风扇单元的数量，m为上半柜的风扇单元的数量，Lp下为下半柜的声压值，Lp上为上半柜的声压值，Lp总为整体噪声值；
Lp下＝f(下半柜占空比)+10lgn；
Lp上＝f(上半柜占空比)+10lgm；
Lp总＝10lg(10Lp下/10+10Lp上/10)＝10lg(10f(下半柜占空比)/10+lgn+10f(上半柜占空比)+lgm)。
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