CN112867978A - 用于检测智能电源板与连接至智能电源板的设备之间的关系的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本公开内容涉及用于以下操作中的至少一个的系统：识别多个数据中心设备中的哪个特定数据中心设备正在由配电单元的AC出口供电，或者验证所述多个数据中心设备中的哪个特定数据中心设备正在由配电单元的AC出口供电。系统包括消息编码算法模块、消息解码算法模块和输入信号监视子系统。输入信号监视子系统监视提供应给数据中心设备的AC电力信号，其中数据中心设备之一包括AC供电的目标设备。配电单元(PDU)将AC电力信号供应给AC供电的目标设备。PDU具有控制器，该控制器使用该消息编码算法来根据预定电力循环概况(PCP)事件创建调制的AC电力信号，该调制的AC电力信号包括编码消息。在接收到调制的AC电力信号时，目标设备分析PCP事件并且由此创建解码消息。解码消息用于指示PDU的AC出口是否正在向目标设备供电。

Description

用于检测智能电源板与连接至智能电源板的设备之间的关系 的系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年8月27日提交的美国专利申请第16/552,673号的优先权，并且还要求于2018年10月11日提交的美国临时申请第62/744,477号的权益。以上申请的全部公开内容通过引用并入本文中。
技术领域
本公开内容涉及用于远程检测和识别电动设备的系统和方法，并且更具体地涉及用于识别哪些电动设备正由特定机架配电单元供电的系统和方法。
背景技术
本部分中的记述仅提供与本公开内容相关的背景信息并且可以不构成现有技术。
在现代数据中心中，在给定时间经常有数十个、数百个或甚至数千个电动设备被操作。这样的设备可以是服务器、网络交换机、路由器和各种其他数据中心部件。通常两个或更多个这样的部件被耦接至机架配电单元(rPDU，有时也称为“智能电源板”)。现代的rPDU是可安装在标准设备机架中的机架，并且通常包括多个AC电力出口。rPDU将从数据中心中的AC电源接收的AC电力分配给一个或更多个数据中心设备，这些数据中心设备将其AC电力线耦接至PDU的AC电力出口，并且这些数据中心设备通常也安装在与rPDU相同的设备机架中。rPDU可以包括其自己的电子控制器，该电子控制器可以与其他上游设备通信。rPDU还可以包括可独立控制的电力开关，该电力开关可由其相关联的控制器控制，该电力开关使得rPDU的每个出口能够独立地打开和关闭。该能力使得rPDU能够由上游设备或应用命令选择性地接通以及断开至rPDU的相关联的AC插座的AC电力，从而控制施加到从rPDU的该特定AC电力出口供电的特定数据中心设备的电力。该控制器命令控制的开/关切换能力使得从给定rPDU供电的各种数据中心设备能够由数据中心工作人员通过适当的控制应用来远程地控制电力的接通/关断循环。
在现代中心中，准确地知道哪些数据中心设备耦接至哪个rPDU是重要的。通过知道哪些设备正从哪个rPDU供电，可以确信地进行对给定数据中心设备的开/关操作的远程控制。这是特别重要的，因为数据中心人员经常需要能够远程地控制数据中心设备(例如，服务器)的电力以重新启动数据中心设备。然而，当设备在数据中心内频繁移动时，需要周期性地准确地确定/验证哪个数据中心设备耦接至给定的rPDU，以及更通常地哪个数据中心设备耦接至给定的rPDU的特定AC出口。该识别/发现操作可以由数据中心工作人员手动执行，数据中心工作人员物理地检查每个数据中心设备并且准确地记录每个数据中心设备连接至哪个rPDU，更通常地连接至哪个rPDU出口。然而，如将理解的，这可能是极其耗时的操作，特别是如果数据中心具有大量(例如，数百个或数千个)设备，这些设备必须被周期性地检查以确保将它们与特定的rPDU出口相关联的资产跟踪记录是有效的并且是最新的。
具有哪个数据中心设备耦接至各rPDU的哪个电力出口的准确资产跟踪记录的又一个原因是由于需要顺序启动多个不同的数据中心设备，这些数据中心设备都由公共上游断路器控制。在这种情况下，重要的是避免生成过大的涌浪电流，否则该涌浪电流将使上游断路器跳闸。确信地知道哪个数据中心设备耦接至给定rPDU的每个出口使得数据中心工作人员能够顺序地对所有都由公共断路器控制的特定数据中心设备进行电力循环“接通”，从而消除了在对多个数据中心设备供电时无意地使断路器跳闸的机会。
已经进行了一些尝试来使上述识别过程自动化。这些尝试通常涉及向目标数据中心设备发送命令以对该设备进行电力循环，然后在目标设备断电时注意在哪个rPDU(或rPDU出口)处发生了电流下降。显然，其缺点是目标设备必须被断电。如果设备是支持由各种用户正在使用的一个或更多个应用的服务器，则这给用户可能造成显著的不便。对于正在访问/使用各种数据中心设备的用户，对其他设备(例如网络交换机)进行电力循环的需要也可能是相当破坏性的。同样，数据中心工作人员有时不愿意通过向特定rPDU出口发送命令的来来远程关闭特定服务器，因为有可能他们认为他们正在命令进行电力循环的服务器实际上连接至不同的rPDU出口，这将因此导致无意中关闭错误的服务器。识别远程设备的其他尝试已经涉及使用使得以确定性方式使用更多资源的应用或代理(例如，周期性地升降远程设备的内部风扇)。这些尝试同样取得了有限的成功。
鉴于上述情况，以下系统和方法将是非常有价值的：识别/验证哪些数据中心设备正在从特定的rPDU AC电力出口供电，并且以对数据中心设备没有破坏性并且不需要使数据中心设备断电(作为测试过程的一部分)的方式来进行该识别/验证。
发明内容
本部分提供本公开内容的一般概述，并且不是其全部范围或其所有特征的全面公开。在一个方面，本公开内容涉及用于以下操作中的至少一个的系统：识别多个数据中心设备中的哪个特定数据中心设备正在从配电单元的AC出口供电；或验证多个数据中心设备中的哪个特定数据中心设备正在从配电单元的AC出口供电。系统可包括消息编码算法模块、消息解码算法模块和输入信号监视子系统。该输入信号监视子系统可以运行以监视被供应给数据中心设备的交流(AC)电力信号，其中数据中心设备之一包括AC供电的目标设备。该AC供电的目标装置可以包括用于接收AC电力信号的AC电力入口，以及与输入信号监视子系统通信的处理器。系统还可以包括配电单元(PDU)，用于向AC供电的目标设备提供交流(AC)电力信号。PDU可以包括与消息编码算法模块通信的控制器。该控制器可以被配置成使用消息编码算法来根据预定电力循环概况(PCP)事件创建编码消息。PCP事件可以通过PDU生成用PCP事件编码的调制的AC电力信号来实现，并且其中调制的AC电力信号在幅度上不足以引起导致AC供电的数据中心设备的重启的断电或局部暂时限制用电状态。该目标设备还可以被配置成在接收到调制的AC电力信号时分析PCP事件，并且由此创建解码消息。解码消息用于指示PDU的AC出口是否正在向目标设备供电。
在另一方面，本公开内容涉及用于以下操作中的至少一个的系统：识别多个数据中心设备中的哪个特定数据中心设备正在由具有多个AC出口的配电单元的AC出口供电；或验证多个数据中心设备中的哪个特定数据中心设备正在由具有多个AC出口的配电单元的AC出口供电。系统可以包括消息编码算法，该消息编码算法被配置成利用以变化的时间间隔重复的电力循环概况(PCP)事件来编码AC电力信号，该PCP事件表示由该AC电力信号携带的编码消息。系统还可以包括：消息解码算法，用于对编码的AC电力信号中的编码消息进行解码，以及AC电力监视子系统，用于监视AC电力信号。系统还可以包括配电单元(PDU)，用于向多个数据中心设备供应AC电力信号。该PDU可以包括控制器，该控制器被配置成访问并使用消息编码算法以生成AC电力信号中的编码消息。该系统还可以包括AC供电的目标设备的使用，该AC供电的目标设备本身包括用于从PDU接收AC电力信号的AC电力入口、主处理器、服务处理器以及与服务处理器通信的通信端口。服务处理器被配置成访问并且使用AC电力监视子系统和消息解码算法以对AC电力信号中的编码消息进行解码，并且由此创建解码消息，该解码消息指示哪个PDU出口正在向AC供电的目标设备供电。该服务处理器还被配置成使用通信端口将解码消息发送至远程系统。
在另一方面，本公开内容涉及用于以下操作中的至少一个的方法至少一个的方法：识别多个数据中心设备中哪个特定数据中心设备正在由配电单元(PDU)的特定AC电力出口供电；或验证多个数据中心设备中哪个特定数据中心设备正在由配电单元(PDU)的特定AC电力出口供电。该方法可以包括使用PDU以经由PDU的特定AC电力出口向至少一个目标设备供应交流(AC)电力信号。该方法还可以包括使用PDU根据预定电力循环概况(PCP)事件来调制AC电力信号，预定电力循环概况(PCP)事件根据变化时间间隔的预定重复模式重复多次。PCP事件可以表示编码消息，该编码消息不引起足以导致由AC电力信号供电的至少一个目标设备的重启的AC电力降低。该方法还可以包括使用目标设备以经由AC电力信号接收编码消息并且对该编码消息进行解码以产生解码消息。该方法还可以包括使用解码消息以确定目标设备是否正在从PDU的特定AC电力出口接收AC电力信号。
根据本文提供的描述，其他的应用领域将变得明显。该概述中的描述和具体示例旨在仅用于说明的目的并且不旨在限制本公开内容的范围。
附图说明
本文中描述的附图仅用于说明目的，并且不旨在以任何方式限制本公开内容的范围。在附图中：
图1是根据本公开内容的用于识别哪些数据中心设备正在由给定的rPDU AC电力出口供电的一个系统的高级框图；
图2是阐述了描述图1的系统如何操作以识别特定目标设备何时耦接至特定rPUDAC电力出口的操作的高级流程图；以及
图3示出了可以用于创建包括关于特定目标设备的各种信息的原始消息，以及由服务处理器使用其解码算法创建的编码消息的编码方法的一个示例
具体实施方式
以下描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制本公开内容、应用或用途。应当理解，在附图中，相应的附图标记指示相似或相应的部分和特征。
参照图1，示出了根据本公开内容的一个实施方式的系统10。系统10可以包括具有电子控制器14和数据中心设备映射应用16(下文中简称为“映射应用”16)的主管理系统12。映射应用16可以存储在与电子控制器14通信的非易失性存储器18(例如，RAM、ROM等)中。机架配电单元(“rPDU”)20与主管理系统12以及AC电源通信。rPDU 20包括rPDU控制器22和一个或更多个AC电力出口24a-24d。在该示例中，示出了rPDU 20具有四个AC电力出口24a至24d，但是可以理解，rPDU可以具有少于或多于四个AC电力出口。每个AC电力出口24a至24d可以由rPDU控制器22独立地打开和关闭，并且每个AC电力出口从外部AC输入电源接收AC输入电力。在该示例中，rPDU 20还包括非易失性存储器22a(例如，RAM、ROM等)，其存储用于生成编码消息的消息编码算法22b。应当理解，编码算法22b不需要驻留在rPDU 20内，而是可以存储在别处的存储器中(例如，存储在主管理系统12的存储器18中)并在需要时由rPDU控制器22访问。
图1还示出了测试中的设备26，其在下面的讨论中将被称为“目标设备”26。目标设备26可以是包括服务处理器的任何数据中心部件，例如服务器、路由器、网络交换机等。该示例中的目标设备26具有主处理器28、服务处理器30、AC输入插座32和电源34。
本领域的技术人员将理解，服务处理器30(也称为基板管理控制器)是通常包括在诸如服务器、CRAC单元、PDU等的各种数据中心设备中的专用微控制器。服务处理器30通常嵌入在设备(例如，服务器)的主板中、或PCI卡中、或服务器机箱上。服务处理器30独立于设备的主CPU和操作系统(OS)，并且通过专用(带外)的以太网接口或与数据以太网共享(边带)的以太网接口访问。服务处理器30的功能可以包括但不限于以下中的一个或更多个：远程电力循环、经由KVM的远程控制台访问、监视板载仪器(例如，温度、CPU状态和利用率、风扇速度、输入电压监视)、设置事件陷阱和OS级关机。
在一个实施方式中，电源34包括输入电压监视子系统35，该输入电压监视子系统35能够监视在AC输入插座32处接收的输入电源电压并且将其报告给主处理器28以及服务处理器30。在一个实施方式中，目标设备26还可以包括接口子系统39，接口子系统39具有通常用于与外部子系统和计算机通信的至少一个端口39a(例如，USB、RJ45等)。
应当理解，由输入电压监视子系统35执行的输入电压监视可以替选地由耦接至AC输入插座32的单独的电压监视模块来执行，该单独的电压监视模块直接接收输入AC电力信号，并且能够在由主处理器28请求时将电压测量信息传送至目标设备26，或者传送至服务处理器30。更进一步，服务处理器30可以包括输入电力监视电路。出于以下讨论的目的，假设AC输入插座32耦接至AC电力出口24a，并且目标设备26包括输入电压监视子系统。
在一个实施方式中，利用解码算法38对服务处理器30进行编程，在一个示例中，解码算法38使得服务处理器能够对在其AC输入插座32上从rPDU 20的出口24a接收的经编码调制的输入电压进行解码。应当理解，解码算法38不需要驻留在服务处理器30内，并且在另一实施方式中，解码算法38存储在服务处理器外部的存储器设备中(例如，主管理系统12的存储器18中、或者可选地在目标设备26的存储器29中、或者在与目标设备通信的一些其他部件中)，但是在任何情况下，服务处理器30在测试期间都可以访问它。服务处理器30还具有双向通信端口40(通常是以太网端口)，该双向通信端口40通常经由使用目标设备26的数据中心处的网络(例如，管理网络)与主管理系统12进行通信。
系统10使用在主管理系统12上运行的映射应用16来向rPDU控制器22发送命令，以通过根据所存储的测试消息序列调制出口24a上的输出电压来开始执行发现处理。测试消息使得受控的一系列短持续时间(通常仅一个线路周期，例如60Hz)中断施加到rPDU 20的出口端口24a。根据将在以下段落中讨论的预定脉冲距离编码间隔来施加短持续时间输入电压中断。每个输入电压中断具有足够短的持续时间，使得它们不会引起可能导致目标设备26的重启的断电或局部暂时限制用电情况，但仍可由服务处理器30使用输入电压监视子系统35来检测。
短持续时间输入电压中断是由一个或更多个不同的“电力循环概况”(“PCP”)事件来限定的，“电力循环概况”(“PCP”)事件根据略微不同的预定开/关序列来可控地禁用和使能从rPDU 20到AC输入插座32的AC电力。可以根据期望的定时参数编程地配置PCP。作为一个示例，电力“关断”持续时间可以被固定为单个全线周期，但是分线循环电力切换是可能的。不建议在长于单个线路周期的时间内切断电源。更复杂的PCP还可以用可编程的“突发间隔”来设计，其可以被设置为短或长(2x短)。服务处理器30经由解码算法38知道突发间隔，并且由此服务处理器30能够解码二进制码。鉴于上述情况，PCP事件的一个示例可以由如下三个变量限定：。
循环＝PCP的连续重复数目。如果循环＝1，则不管占空比值如何仅发生单个关断电力循环。
占空比＝为了完成PCP在单个关断循环之后的连续接通循环的数目。
突发＝PCP循环在N秒内重复的次数。
在给定时间段内重复的精确受控的PCP引起输入至目标设备的AC输入插座32的AC电压的可测量且一致的电压变化。该电压变化由服务处理器30可靠地检测。然而，应当理解，系统10不限于使用任何特定的PCP概况或模式；PCP的重要特征在于，其可以产生可由服务处理器30检测的受控的一系列短期电力中断，但不会引起可能导致目标设备26的重启的断电或局部暂时限制用电情况。消息解码算法38可以识别出该模式是否每隔几秒(例如每隔三秒或每隔两秒)重复。
还将认识到，如果目标设备在较低电压范围(例如，120VAC和240VAC)下工作，那么对目标设备26的任何持续电源中断更可能导致设备的重启。因此，可以存在与特定目标设备(例如，一般的服务器)的最小工作AC电压和最大电流汲取兼容的“最优”PCP。实际上，最优PCP可以通过实验确定或在运行时间学习：通过以最小侵入的PCP开始，即，一般地通电(例如包括循环＝2、占空比＝10、和突发＝10)，并且逐渐减少循环和/或占空比，但不编程已知会使全功率损耗加速的参数组合，对这样的参数组合编程将导致设备重新启动。该迭代过程将收敛到最优PCP，该最优PCP导致与最小额定值相比不超过10％的可测量RMS电压降。.
编码算法可用于通过脉冲距离位编码技术来实现期望的位编码，该脉冲距离位编码技术在0位与1位之间进行区分以可变时间间隔发出PCP事件。图3示出了如何使用合适的编码算法来构造消息的一个示例。在一个示例中，图3所示的编码算法利用脉冲距离位编码和恒定开销字节填充(“COBS”)来创建编码消息，该编码消息包括目标设备26的产品序列号(“PSN”)、硬件ID(即，分支/插座索引号，由“HID”指定)、循环冗余校验(“CRC”)值、“帧速率”值(“FR”)。开销(“OH”)字节用作与指定帧速率(FR)值匹配的数据的第一出现的指针。所得到的编码消息也在图3中示出。同样，这仅仅是如何构造编码消息的一个示例，并且本系统10不限于使用编码消息的任何一种特定类型/格式。
为了完全解码编码消息，可以将解码的位打包成N个八位位组(8位分组)，并且将计算的八位位组的CRC与消息中接收的CRC比较。匹配意味着消息有效。如果CRC无效，那么PCP过程可以无限期地继续，即，rPDU 20重发相同的消息，直到计算出有效的CRC或者发生处理超时的情况。
作为高度概括，服务处理器30在解码N个八位位组消息时执行的操作可以总结如下：
a)首先计算电压差，从而检测到相对变化或扰动。例如，目标设备26可以在120V、208V或230V下工作，但服务处理器30不需要关于绝对工作电压的知识来建立所需的电压阈值。
b)取决于目标设备的电流汲取概况和服务处理器30的轮询间隔，目标设备26的电源电压扰动可能在形状和幅度上不一致并且不精确，因此关于实际事件可能发生一组可能的检测。
c)服务处理器30可以收集原始电压并且将它们保存到存储缓存区，因此在缓存的样本增长时，算法与处理缓存并行地运行。可以创建一个或更多个其他缓存以保存部分结果，直到捕获到先验数目的位为止，然后可以使用COBS方法对消息进行解码。程序员可以自行决定改变存储缓存区策略和离散计算步骤的数目。
d)根据以上操作b)，3位“OR”操作对标记数据进行平滑以找到可能检测到的事件的簇的第一边缘和最后边缘，并且对这些边缘加时间戳以限定标记边界。
e)然后将标记边界的中值时间戳用于顺序增量时间戳处理，以与理想的0位和1位定时间隔相关。
为了更可靠地检测位，在rPDU 20重复N个八位位组消息时，服务处理器30位解码处理可以执行多次遍历采样数据。此外，相对于位的脉冲距离更快且一致的服务处理器30轮询速率将更进一步改善检测性能。
对接收到的消息进行解码的详细特定操作可以包括以下操作：
1)对瞬时电压数据的时间序列x[n]应用连续一阶后向差分近似，以移除电压测量偏移和慢漂移作为y[n]。
y[n]＝x[n]-x[n-1] (式1)
2)对y[n]应用对称数字化阈值以将电压扰动检测或标记为z[n]。这为每个扰动产生两个或更多个标记，其中数目取决于y[n]的单调性。
Figure BDA0003013511370000091
3)将连续的3点布尔OR应用于z[n]，以将标记边界或边限定为u[n]。
u[n]＝z[n]∨z[n-1]∨z[n-2] (式3)
4)计算标记u[n]的时间戳tc[n]的中心或中值。每个标记由第一0到1和最后1到0转变定界。
5)计算标记u[n]的连续中心时间戳之间的Δtc[n]。
6)确定具有容限的0位值或1位值。“×”意味着Δtc[n]超出边界并且该位不能被解析。
Figure BDA0003013511370000092
7)搜索起始的帧位，将位打包成字节，并且计算每个COBS解码的有效负载。
应当理解，关于以上操作6)，对于脉冲距离编码方法，1位表示2秒持续时间，0位表示3秒持续时间。这些时间间隔可以变化，并且本系统和方法不限于使用任何特定时间间隔。然而，时间间隔应当间隔开足够远，使得算法可以容易地检测到定时差异，特别是在服务处理器30轮询间隔是“慢”时，例如，每隔250ms一次的电压采样。
同样，应当理解，“内插”和“原像”技术可以用于本系统和方法。在使用内插时，如果在以上操作6)中丢失了位，则可以根据增量时间戳来推测丢失的位。例如，如果Δtc[n]是6秒，这对于单个位间隔来说太大，因为6是3秒的0位间隔的倍数，则在3秒标记处必须有丢失的0位。它不能是1位，因为这样的话Δtc[n]需要等于5秒。原像技术涉及推测丢失的位，使得计算的CRC与接收的CRC匹配。无论这些技术是否被用于加速解码处理，消息都会被重复直到服务处理器30检测到所有丢失的位并且验证CRC或处理超时发生。
可选地，服务处理器30可以具有较不复杂的构造，并且仅具有将解码位提供回映射应用16的能力，并且然后映射应用将使用解码位来解码消息。本公开内容考虑了这两种实现方式。
还将理解，尽管编码/解码算法需要由rPDU 20和服务处理器30提前知道，并且也可能由映射应用16提前知道，但可以根据需要来改变编码/解码算法。尽管脉冲距离位编码和COBS协议一起工作良好，但可以使用其他协议，并且本系统10和方法不限于任何特定的消息协议/构造。
还将理解，消息大小(即，“N”八位位组)可以具有任意长度，只要rPDU 20和服务处理器30使用相同的算法进行编码/解码即可。八位位组越少，消息发送越快，但该消息至少需要足够大以传达在rPDU 20上用于测试的出口索引和rPDU标识。
参照图2，示出了流程图100，流程图100阐述了涉及使用N八位位组消息以使系统10能够实现目标设备26的识别/验证的操作。在操作102处，将N八位位组消息解码算法提供给目标设备26的服务处理器30。这可以发生在目标设备26初始安装在数据中心中时或之后的某个时间。在操作104处，映射应用16向rPDU 20发送命令以开始耦接至AC出口24a的特定目标设备26的验证/发现操作。
在操作106处，rPDU控制器22开始将PCP事件序列(即，命令)施加到rPDU 20上的所选择的AC出口24a。这在目标设备的AC输入插座32处造成一系列短持续时间AC电力中断，其可以以一个、两个或更多个不同的重复模式重复。同样，这些AC电力中断具有足够短的持续时间，使得它们不会引起可能导致目标设备26的重启的断电或局部暂时限制用电状况，但它们仍然可以由目标设备26的输入电压监视子系统35检测到。
在操作108处，服务处理器30使用输入电压监视子系统35来监视目标设备的AC输入插座32处的AC输入供应电压。在操作110处，服务处理器30计算当前电压测量与先前电压测量的幅度之间的一阶差值，并且然后将该计算的一阶差值与预定电压窗口阈值进行比较。在操作112处，如果阈值被突破，则服务处理器30根据从它的解码算法38获知的脉冲距离位编码间隔，取决于相对于最后登记的PCP事件的时间戳，将PCP事件登记为“0”位或“1”位。
在操作114处，服务处理器30检查编码的N八位位组消息的所有位是否已经被解码。如果没有被解码，则重复操作110和112。一旦所有字节已经被解码，则服务处理器30可以如操作116所指示的那样存储其测试结果，直到如操作118所指示的那样映射应用16向服务处理器30轮询对结果的请求。一旦映射应用16已经从服务处理器30获得了解码消息，则映射应用16可以确定由服务处理器30报告的位是否对应于编码消息。
针对rPDU 20的每个AC电力出口24a至24d以及对于数据中心中的每个rPDU，可以重复以上结合图2描述的操作。结合图2描述的识别/验证可以定期地(例如，每月)执行或者在新的目标设备已经安装在数据中心中之后立即执行。或者可能响应于某些触发事件(例如，重新配置具有新的/不同的设备的给定机架)而执行，以确保准确详述哪个rPDU出口耦接至哪个数据中心设备的记录是准确的并且是最新的。
为了对AC电力出口24a至24d进行电力循环，可以优选使用低成本的机电双稳态继电器。如果rPDU尚未包括用于执行所需的短持续时间电力切换的合适的切换部件，则可以将这些机电双稳态继电器集成到rPDU 20的制造中。周期性和重复电力切换的占空比大于使用rPDU的一般切换应用所需的占空比。为了实现所需的电力循环控制的需要的精度、协调和可靠性，应当优选地满足特定的设计考虑。这些设计考虑包括但不限于：保护接触部不受涌入电流引起的损坏、保护接触部免于在高功率因数负载和/或低功率因数负载条件下起电弧、以及在电力循环之后建立初始电力状态以用于适当的设备启动和调试。这些因素可能需要修改或可能不需要修改当前在现代数据中心中使用的rPDU的一些模型。
可选地，可以使用混合电力控制方法，其包括机电继电器与固态开关(例如，三端双向可控硅开关元件或反并联SCR)之间的并联电连接。这种更昂贵的解决方案将允许精确的相控切换以也可对电压输出调制。例如，继电器触点将首先断开，使得固态开关可以以各种导通角触发接通，并且自然地换向断开，以在整个线路循环内精确地控制电压输出而不完全断开。该方法将减少由断电或局部暂时限制用电情况引起的意外重启目标设备的风险。在接收到消息之后，继电器的触点将接合以分流固态设备并降低功耗。仅固态电力控制装置也是可能的，但是持续的功耗可能是要解决的额外的挑战。
尽管前面的描述集中于具有多个可以独立切换的AC出口的PDU，但应当理解，本发明不限于此。本文中公开的各种实施方式可以用于仅具有单个AC出口或多个未切换AC出口的PDU。在任一种情况下，系统10和方法可以用于识别/验证特定PDU正在向一个或更多个特定数据中心设备供电。作为一个示例，机架PDU 20的输入或分支电路可以利用继电器和/或固态切换来将编码消息同时“广播”到多个目标设备。尽管无法为未切换的AC出口模型PDU解析出口标识，但可以发送PSN和一部分HID信息并且建立供电关系。
更进一步，尽管前面的讨论已经解释了用于执行消息解码的服务处理器30，但是该消息解码功能可以替代地由目标设备26的主处理器28执行，前提是主处理器28能够访问和使用消息解码算法38和输入电压监视子系统35。在这种情况下，如图1所示，目标设备26可以经由单独的通信线路39b进行通信，以将解码消息传送至主管理系统12。因此，系统10不限于仅使用包括服务处理器的目标设备，尽管在目标设备中存在服务处理器使得实现特别容易和简明。
本系统10和方法因此使得能够执行识别/验证处理，该识别/验证处理快速且容易地使得能够检查特定目标设备是否耦接至特定rPDU的特定AC出口。重要的是，系统10和方法执行该识别/验证处理而无需重启目标设备，并且不用以任何方式中断目标设备的操作。优点在于，系统10利用目标设备的现有服务处理器，这使得目标设备的主控制器/主处理器能够自由地处理目标设备想要处理的应用和/或处理任务。系统10还不需要对目标设备进行任何物理修改，数据中心工作人员也不必外出到目标设备(或被发送N个八位位组消息的rPDU)并且不必对目标设备的控件执行任何类型的重新配置。
尽管已经描述了各种实施方式，但本领域的技术人员将认识到在不偏离本公开内容的情况下可以进行的修改或变化。示例示出了各种实施方式并且不旨在限制本公开内容。因此，说明书和权利要求应当被字面地解释为仅具有考虑到相关现有技术所必需的这种限制。

Claims (23)

1.一种用于以下操作中的至少一个的系统：识别多个数据中心设备中的哪个特定数据中心设备正在由配电单元的AC出口供电，或者验证所述多个数据中心设备中的哪个特定数据中心设备正在由所述配电单元的AC出口供电，所述系统包括：
消息编码算法模块；
消息解码算法模块；
输入信号监视子系统，用于监视供应给所述数据中心设备的交流(AC)电力信号，其中，所述数据中心设备之一包括AC供电的目标设备；
AC供电的目标设备，包括：
AC电力入口，用于接收AC电力信号；
处理器，与所述输入信号监视子系统通信；
配电单元(PDU)，用于将所述交流(AC)电力信号供应给所述AC供电的目标设备，所述PDU包括控制器，所述控制器与所述消息编码算法通信，并且所述控制器被配置成使用所述消息编码算法，以根据预定电力循环概况(PCP)事件来创建编码消息，所述PCP事件通过所述PDU生成用所述PCP事件编码的经调制的AC电力信号来实现，并且其中，所述经调制的AC电力信号在幅度上不足以引起断电或局部暂时限制用电情况，所述断电或局部暂时限制用电情况导致AC供电的数据中心设备的重启；以及
所述目标设备还被配置成在接收到所述经调制的AC电力信号时分析所述PCP事件，并且被配置成由此创建解码消息，所述解码消息用于指示所述PDU的AC出口是否正在向所述目标设备提供电力。
2.根据权利要求1所述的系统，还包括主管理系统，所述主管理系统与所述PDU通信，并且被配置成：向所述PDU发送消息，以通过根据所述PCP事件实现对所述AC电力信号的调制来开始发现处理。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述目标设备还包括通信端口，用于将所述解码消息发送回所述主管理系统。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述目标设备的处理器包括服务处理器，并且其中，所述通信端口与所述服务处理器通信。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述PCP事件在被施加到所述目标设备的所述经调制的AC电力信号中引起一系列预定持续时间的电力中断。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述PDU被配置成：在所述经调制的AC电力信号被供应给所述目标设备时，以变化的时间间隔重复所述PCP事件多次。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，在所述经调制的AC电力信号被供应给所述目标设备时，所述PCP事件导致从所述AC电力信号的最小额定值起不超过10％的可测量RMS电压降。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述PDU被配置成：使用脉冲距离位编码，以创建编码消息，所述编码消息包括多个1位和0位，所述多个1位和0位共同限定了用于执行所述PCP事件的命令要何时发生。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，具有1位和0位的所述编码消息还被配置成使得执行所述PCP事件的所述命令以选择的、可变的时间间隔发生。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述编码消息包括以下中的至少一个：
所述目标设备的产品序列号；
包括分支索引号/插座索引号中的至少一个的硬件标识；
循环冗余校验(CRC)值；或者
帧速率值。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述编码消息包括以下中的全部：所述产品序列号、所述硬件标识、所述循环冗余校验(CRC)值和所述帧速率值。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述目标设备的所述系统被配置成使用所述消息解码算法来：
对消息的位进行解码；
将所述位打包成8位分组；
计算所述8位分组的循环冗余校验值；以及
将计算的循环冗余校验值与所述编码消息的CRC值进行比较，以验证所述编码消息被正确接收。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述目标设备还包括用于将解码消息发送回所述主管理系统的通信端口；以及
其中，所述主管理系统包括映射应用，所述映射应用被配置成确定所述编码消息是否与从所述目标设备接收的所述解码消息匹配。
14.一种用于以下操作中的至少一个的系统：识别多个数据中心设备中的哪个特定数据中心设备正在由具有多个AC出口的配电单元的AC出口供电，或者验证所述多个数据中心设备中的哪个特定数据中心设备正在由所述配电单元的AC出口供电，所述系统包括：
消息编码算法，被配置成利用以变化的时间间隔重复的电力循环概况(PCP)事件来编码AC电力信号，所述电力循环概况(PCP)事件表示由所述AC电力信号携带的编码消息；
消息解码算法，用于对编码的AC电力信号中的编码消息进行解码；
AC电力监视子系统，用于监视所述AC电力信号；
配电单元(PDU)，用于向所述多个数据中心设备供应所述AC电力信号，所述PDU包括控制器，所述控制器被配置成访问并且使用所述消息编码算法以生成所述AC电力信号中的编码消息；
AC供电的目标设备，所述AC供电的目标设备包括：
AC电力入口，用于从所述PDU接收所述AC电力信号；
主处理器；
服务处理器；以及
与所述服务处理器通信的通信端口；以及
所述服务处理器被配置成访问并且使用所述AC电力监视子系统和所述消息解码算法以对所述AC电力信号中的编码消息进行解码，并且由此创建解码消息，所述解码消息指示哪个PDU出口正在向所述AC供电的目标设备供电；以及
所述服务处理器还被配置成使用所述通信端口将所述解码消息发送至远程系统。
15.根据权利要求14所述的系统，还包括主管理系统，所述主管理系统与所述PDU通信，并且被配置成：向所述PDU发送消息，以通过将所述编码消息发送至所述目标设备来开始发现处理。
16.根据权利要求14所述的系统，其中，所述消息解码算法存储在所述AC供电的目标设备的存储器中。
17.根据权利要求14所述的系统，其中，所述消息编码算法存储在所述PDU的存储器中。
18.根据权利要求14所述的系统，其中，所述消息编码算法和所述消息解码算法二者从至少一个远程子系统分别提供给所述PDU和所述AC供电的目标设备。
19.根据权利要求14所述的系统，其中，所述AC供电的目标设备包括所述AC电力监视子系统。
20.根据权利要求14所述的系统，其中，每个所述PCP事件导致从供应给所述AC供电的目标设备的所述AC电力信号的最小额定值起不超过10％的可测量RMS电压降。
21.根据权利要求14所述的系统，其中，所述PDU被配置成：使用脉冲距离位编码，以创建所述编码消息，所述编码消息包括多个1位和0位，所述多个1位和0位共同限定了用于执行所述PCP事件的命令要何时发生。
22.根据权利要求21所述的系统，其中，所述编码消息包括以下中的至少一个：
所述目标设备的产品序列号；
包括分支索引号/插座索引号中的至少一个的硬件标识；
循环冗余校验(CRC)值；或者
帧速率值。
23.一种用于以下操作中的至少一个的方法：识别多个数据中心设备中的哪个特定数据中心设备正在由配电单元(PDU)的特定AC电力出口供电，或者验证所述多个数据中心设备中的哪个特定数据中心设备正在由所述配电单元的AC出口供电，所述方法包括：
使用所述PDU以经由所述PDU的特定AC电力出口向至少一个目标设备供应交流(AC)电力信号；
使用所述PDU以根据预定电力循环概况(PCP)事件来调制所述AC电力信号，所述预定电力循环概况(PCP)事件根据具有变化时间间隔的预定重复模式重复多次，并且其中，所述PCP事件表示编码消息，所述编码消息不会引起足以导致由所述AC电力信号供电的至少一个目标设备的重启的AC电力降低；
使用所述目标设备以经由所述AC电力信号接收所述编码消息并且对所述编码消息进行解码以产生解码消息；以及
使用所述解码消息来确定所述目标设备是否正在从所述PDU的所述特定AC电力出口接收所述AC电力信号。
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