CN115450943A

CN115450943A - 解决模糊温度检测的智能风扇调速方法、装置及存储介质

Info

Publication number: CN115450943A
Application number: CN202211065196.3A
Authority: CN
Inventors: 段毅; 郭靖; 王生效
Original assignee: Suzhou Tesien Technology Co ltd
Current assignee: Suzhou Tesien Technology Co ltd
Priority date: 2022-09-01
Filing date: 2022-09-01
Publication date: 2022-12-09

Abstract

本发明公开了一种解决模糊温度检测的智能风扇调速方法，属于风扇智能调速领域，该方法包括以下步骤：划分和确定各芯片的温度区间；设定风扇默认转速；常温下，待芯片在不同的风扇转速情形下的温度稳定后，记录相对应的温度区间并计算获取所覆盖的每单位温度区间差的风扇转速差值Δf；根据芯片的温度变化速度设定芯片温度检测间隔时间基数Δt；设定不同温度区间的调速值ΔF和调速间隔时间ΔT；若芯片温度无法稳定在理想温度区间时，修改更新得到一个新的ΔF1和Δt1，直至将芯片温度稳定在理想温度区间。本发明避免了芯片在模糊温度检测时所存在的芯片工作温度只能稳定在较大的工作温度范围的局限，提高了模糊温度检测情况下的调控精度。

Description

解决模糊温度检测的智能风扇调速方法、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及一种交换机的风扇调速技术，尤其是一种解决模糊温度检测的智能风扇调速方法、装置及存储介质，属于风扇智能调速领域。

背景技术

当今信息化建设如火如荼，网络机房的设备性能和容量的飞速提高伴随着的是越来越高的设备功耗，对机房的供电和散热也提出了更高的要求。具体到交换机等网络设备层面，交换机等设备板卡的各芯片都有额定的工作温度范围，长时间运行在温度范围以外，其使用寿命就会大大缩短或损坏，严重的甚至会造成火灾。为保证各芯片工作在温度范围内，散热片和风扇成为了大功耗交换机设备的必需部件；风扇全速运转时会带来较大的功耗的噪音扰民，较低速运转时又往往不能将芯片温度控制下来。为实现性能与功耗的平衡，交换机需要合理地控制风扇的转速，保证芯片工作在一个理想的温度区间。同时，环境温度和业务负荷的变化都会明显地影响到各芯片功耗和温度，这就要求交换机风扇的转速能够智能动态调整。

目前大部分的核心业务芯片可通过温度检测模块，获取到较为精准的芯片温度(如1℃级别)；也有一部分的核心业务芯片因各种原因，只能提供粗略的温度告警，即只能获取到较为模糊的芯片温度范围(如10℃+级别)。现有的交换机的风扇调速方法包括基于精准温度的智能调速方法和基于模糊温度范围的调速方法，所述基于精准温度的智能调速方法可控制芯片工作在一个理想的温度区间(±2℃)，实现性能和功耗平衡的效果；所述基于模糊的芯片温度范围，固定的设置几个档位的风扇转速，在这种情况下，为了适应不同的环境温度和业务模型，往往需要预留较大的散热余量，造成了功耗的浪费和较大的噪音污染。

申请号为201310441709.0的发明专利公开了一种基于设备反馈温度的风扇智能调速方法及装置，该方法是系统在启动时，设备的风扇以中档转速运行，设备每隔一段时间检测温度，根据用户的配置，选择风扇的调速模式和调速参数，风扇调速模式包括回差调速模式和阶梯调速模式；所述回差调速模式是指风扇转速在一定的温度区间内是保持不变的，当温度高于设定的最高工作温度时，设备就开始升速直至最高档速或设备温度降低下来；当温度低于设定的最低工作温度时，设备就开始降速直至最低档或者设备温度升上来；所述阶梯调速模式是指风扇转速在一定的温度区间内是保持不变的，当温度变化达到一定的步进值，设备进行风扇调速，即设备在不同的温度区间下对应不同的转速。然而，所述回差调速模式所设定的工作温度范围即不能过大，也不能过小；过大导致设备无法自动调速，过小则容易产生调试震荡；而在模糊温度检测时，只能设置较大的工作温度范围，无法使芯片的温度稳定在某个较小的理想工作区间。所述阶梯调速模式下风扇转速是在某个环境温度和某个业务负荷强度测量的经验上固定设置的，无法适应环境温度和业务负荷的变化，但是芯片温度的变化速度与环境温度、不同的业务负荷强相关，因此往往需要预留较大的散热余量，易造成功耗的浪费和较大的噪音污染；同时在利用阶梯调速模式进行模糊温度检测时，该方法步进值只能设置到对应的10℃-20℃级别，也无法使芯片的温度稳定在某个较小的理想工作区间。

申请号为201910648519.3的发明专利公开了一种服务器风扇调速的方法、装置及系统，该方法包括：获取服务器风扇调速控制的参数并初始化参数；启动测试，按照预设时间间隔获取并保存风扇调速控制的日志数据；根据日志数据，计算风扇转速变化和服务器上的被控器件温度变化；根据风扇转速变化，若检测被控器件温度变化大于目标阈值，则根据敏感度、日志数据、上一次调整输出的参数，调节参数对应的数据值，直到被控器件温度变化小于等于目标阈值。该专利采用PID算法进行风扇转速调整值的计算，而PID算法需要详细到至少达到几十个温度值，再利用比例Kp、积分Ki、微分Kd等多个参数来实现风扇调速。而在芯片只能读取到几个模糊的温度范围时，该算法无法使芯片的温度稳定在某个较小的理想工作区间。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供了一种解决模糊温度检测的智能风扇调速方法、装置及存储介质，在模糊温度检测条件下，利用芯片所处的不同温度区间对其设置不同的风扇调速值和检测时间间隔值，并在芯片温度发生震荡变化时，通过对不同温度区间的调速值ΔF、调试间隔时间ΔT的不断修改调整，使芯片温度的最终稳定温度可落在理想温度区间，避免了芯片在模糊温度检测时所存在的芯片工作温度只能稳定在较大的工作温度范围的局限，提高了模糊温度检测情况下的调控精度。

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案如下：

一种解决模糊温度检测的智能风扇调速方法，具体包括如下步骤：

步骤1，划分和确定各芯片的温度区间；

步骤2，设定设备上电后的风扇默认转速；

步骤3，在常温下，待芯片在不同的风扇转速情形下的温度稳定后，记录相对应的温度区间，并计算获取每单位温度区间差的风扇转速差值Δf，即平均每摄氏的芯片稳定工作温度对应的风扇转速差值；期间通过调整风扇转速，使所记录的芯片温度覆盖所述步骤1中已定义的各温度区间；其中，通过测试仪的热敏电阻实测芯片壳温与热阻参数等计算获取芯片内部结温；

步骤4，根据芯片的温度变化速度和软件轮询进程对系统的影响，设定芯片温度检测间隔时间基数Δt，即芯片处于稳定工作的某温度下，调整风扇转速Δf，其升高或降低1摄氏度所需要的时间；

步骤5，设定不同温度区间的调速值ΔF；

步骤6，设定不同温度区间的调速间隔时间ΔT；

步骤7，在当前调速值ΔF和调速间隔时间ΔT工作情况下，若芯片温度无法稳定在理想温度区间时，修改更新得到一个新的ΔF1和Δt1，直至将芯片温度稳定在理想温度区间。

进一步的，所述修改更新得到新的ΔF1和Δt1，具体更新方式为：

ΔF1＝ΔF*(1-x)ⁿ，其中n＝1,2……，x取0.1；

Δt1＝Δt*(1+x)ⁿ，其中n＝1,2……，x取0.1。

进一步的，步骤1中所述的温度区间包括理想温度区间、高/低正常温度区间、高/低提醒温度区间、高/低告警温度区间；

进一步的，所述步骤5中，设定调速值ΔF时，与所述理想温度区间差距越大，需进行调整的转速越大；与所述理想温度区间差距越小，则需进行调整的转速越小。

更进一步的，所述步骤5中，高/低提醒温度区间设置ΔF为2-4倍Δf，高/低正常温度区间设置ΔF为1-2倍Δf，理想温度区间设置ΔF为0，高告警温度区间设置F为全速，低告警温度区间设置F为0。

进一步的，当芯片温度到达上限100℃时，设定风扇全速运转；当芯片温度到达下限30℃时，设定风扇转速值为0。

进一步的，所述步骤6中，高/低提醒温度区间设置ΔT为1倍Δt，高/低正常温度区间设置ΔT为2倍Δt，理想温度区间设置ΔT为4倍Δt。

第二方面，本发明提供的一种解决模糊温度检测的智能风扇调速装置，所述智能风扇调速装置包括核心业务模块、启动模块、温度检测模块和控制模块；

所述核心业务模块，包括一个或若干个功耗较大的芯片；

所述启动模块，用于在设备上电后，控制风扇以默认转速运行；

所述温度检测模块，用于系统启动后，每隔一段时间检测所述核心业务模块的芯片温度；

所述控制模块，用于接收当前芯片温度数据，判断当前芯片温度是否处于理想温度区间，如果在理想温度区间，则保持风扇的转速不变，隔芯片温度检测间隔时间Δt后进行再次温度检测；否则判断当前芯片温度所处的其他不同温度区间，依据对其他不同温度区间的调速值ΔF和检测间隔时间ΔT的设定，对风扇转速和检测时间间隔进行调整，并检测调整后的芯片温度是否处于理想温度区间，如果在理想温度区间，则保持该风扇转速和检测时间间隔；如果仍不在理想温度区间，则修改更新得到一个新的ΔF1和Δt1，直至将芯片温度稳定在理想温度区间。所述修改更新得到一个新的ΔF1和Δt1具体为：

ΔF1＝ΔF*(1-x)ⁿ，其中n＝1,2……，x取0.1；

Δt1＝Δt*(1+x)ⁿ，其中n＝1,2……，x取0.1；

第三方面，本发明还提供一种解决模糊温度检测的智能风扇调速设备，所述智能风扇调速设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的用于解决模糊温度检测的智能风扇调速程序，所述智能风扇调速程序配置为实现如上所述的智能风扇调速方法的步骤。

第四方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述的智能风扇调速方法的步骤。

本发明的技术方案能产生以下的技术效果：

1.本发明在模糊温度检测的条件下，利用芯片所处的不同温度区间对其设置不同的风扇调速值和检测时间间隔值，并在芯片温度发生震荡变化时，通过对不同温度区间的调速值ΔF、调试间隔时间ΔT的不断修改调整，使芯片温度的最终稳定温度可落在理想温度区间，避免了芯片在模糊温度检测时所存在的芯片工作温度只能稳定在较大的工作温度范围的局限，提高了模糊温度检测情况下的调控精度且在一定程度上避免了温度和风扇转速的较大波动，保障了风扇的稳定运转。

2.本发明所提供的解决模糊温度检测的智能风扇调速方法在面临环境温度变化、芯片负荷较大改变时，通过对不同温度区间的调速值ΔF、调试间隔时间ΔT的不断修改调整，可将震荡变化最终有效稳定在理想温度区间，使设备风扇达到功耗和性能的平衡。

附图说明

图1为本发明实施例所述的解决模糊温度检测的智能风扇调速方法的步骤示意图；

图2为本发明实施例所述的解决模糊温度检测的智能风扇调速方法的软件流程示意图；

图3为本发明实施例所述的解决模糊温度检测的智能风扇调速方法中芯片温度随时间变化的对应关系示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及对应的附图对本发明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。

本实施例中，如图1所示为本发明所述的解决模糊温度检测的智能风扇调速方法的步骤示意图，本实施例所述的一种解决模糊温度检测的智能风扇调速方法具体包括如下步骤：

步骤1：划分和确定芯片的温度区间

根据芯片额定的工作温度范围，将芯片的温度区间划分为理想温度区间、高/低正常温度区间、高/低提醒温度区间、高/低告警温度区间；其中，在确定芯片的理想工作温度区间时，综合考虑芯片寿命、可靠性与风扇功耗、噪音的关系，将芯片最高额定的工作温度降额20℃左右作为芯片的理想温度区间。

步骤2：设定设备上电后的风扇默认转速

步骤3：在常温下，待芯片在不同的风扇转速情形下的温度稳定后，记录相对应的温度区间，并计算获取已覆盖的每单位温度区间差的风扇转速差值Δf

其中，因芯片无法反馈出内部准确的温度，只能提供模糊温度区间，所以在实测中，通过测试仪的热敏电阻实测芯片壳温与热阻参数等计算出来芯片内部结温。

步骤4，根据芯片的温度变化速度和软件轮询进程对系统的影响，设定芯片温度检测间隔时间基数Δt

步骤5，设定不同温度区间的调速值ΔF

在设定不同温度区间的调速值ΔF时，与理想温度区间差距越大，需要调整的转速就越大，达到快速往理想温度区间运动的效果；与理想温度区间差距越小，需要调整的转速就越小，便于芯片温度稳定到理想温度区间的效果。高/低提醒温度区间设置ΔF为2-4倍Δf，高/低正常温度区间设置ΔF为1-2倍Δf，理想温度区间设置ΔF为0，高告警温度区间设置F为全速，低告警温度区间设置F为0。

步骤6，设定不同温度区间的调速间隔时间ΔT

因为升温或降温需要一定的时间过程，越远离理想温度工作区间，转速调整幅度越大，温度变化越快；越接近理想温度工作区间，转速调整幅度越小，温度变化速度越慢，逐步趋于稳态；依据上述情况针对不同的温度区间设置不同的调速间隔时间：高/低提醒温度区间设置ΔT为1倍Δt，高/低正常温度区间设置ΔT为2倍Δt，理想温度区间设置ΔT为4倍Δt。

下面通过具体的应用例，进一步详细地介绍本实施例的技术方案。

例如，如表1所示为芯片能上报的模糊温度提示；表2为对功耗较大的芯片的温度区间划分。

表1芯片能上报的模糊温度提示(单位：摄氏度/℃)

器件	额定温度	模糊温度提示
			芯片	0-100	≤30、≥30、≥50、≥65、≥80、≥90、≥100、≥110

表2芯片的温度区间划分(单位：摄氏度/℃)

器件

低告警温度

低提醒温度

低正常温度

理想温度

高正常温度

高提醒温度

高告警温度

芯片

≤30

30-50

50-65

70-74

80-90

90-100

≥100

某核心业务模块的风扇最高转速为20000转/分钟，设定设备上电后风扇的默认转速为全速的60％，即12000转/分钟，该转速可以在通常的机房环境下，将各芯片的温度控制在理想工作温度区间及以下。

在常温下，待芯片在不同的风扇转速情形下的温度稳定后，记录相对应的温度区间，并计算获取已覆盖的每单位温度区间差的风扇转速差值Δf，实测得到芯片温度在不同温度区间中部时的风扇转速值如表3所示，计算出每单位温度区间差的风扇转速差值Δf，约等于110转/℃。

表3实测芯片温度在不同温度区间中部时的风扇转速值

在上述实测过程中，记录芯片的温度变化速度；在50℃-80℃温度范围，按Δf调整风扇转速，芯片温度的变化时间60秒/℃。设定芯片温度检测间隔时间基数Δt＝20s；进一步设定不同温度区间的调速值ΔF和调速间隔时间ΔT，如下表4所示为实测过程中，芯片温度在不同温度区间的调速值和调速间隔时间。为保障设备的安全可靠运行，当芯片温度到达上限100℃时，设置风扇全速运转；当芯片温度到达下限30℃时，设置风扇转速值为0。

表4实测芯片温度在不同温度区间的调速值ΔF和调速间隔时间ΔT

可以看出，在本实施例中，在设备开机启动后，根据设定的在不同温度区间的风扇转速的调整，芯片温度在各温度区间震荡，并逐渐的稳定到理想温度工作区间。在实际运行中，实测芯片温度大约为72℃，证明该方法可以解决模糊温度检测的情况下功耗与性能的平衡问题，让芯片工作在预设的理想温度区间。

基于同一发明构思，本申请实施例提供一种解决模糊温度检测的智能风扇调速装置，所述智能风扇调速装置包括核心业务模块、启动模块、温度检测模块和控制模块；

所述核心业务模块，包括一个或若干个功耗较大的芯片；

所述启动模块，用于在设备上电后，控制芯片以默认转速运行；

所述控制模块，用于接收当前芯片温度数据，判断当前芯片温度是否处于理想温度区间，如果在理想温度区间，则保持风扇的转速不变，隔芯片温度检测间隔时间Δt后进行再次温度检测；否则判断当前芯片温度所处的其他不同温度区间，依据对其他不同温度区间的调速值ΔF和检测间隔时间ΔT的设定，对风扇转速和检测时间间隔进行调整，并检测调整后的芯片温度是否处于理想温度区间，如果在理想温度区间，则保持该风扇转速和检测时间间隔；如果仍不在理想温度区间，则修改更新得到一个新的ΔF1和Δt1，直至将芯片温度稳定在理想温度区间。

基于同一发明构思，本申请实施例提供一种解决模糊温度检测的智能风扇调速设备，所述智能风扇调速设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的用于解决模糊温度检测的智能风扇调速程序，所述智能风扇调速程序配置为实现本实施例第一方面所述的智能风扇调速方法的步骤。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，该程序被处理器执行时实现本实施例第一方面所述的智能风扇调速方法的步骤。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品系统。因此，本申请可采用完全硬件实施例完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品系统的形式。

本申请是参照根据本申请的方法流程图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图中的每一流程。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程中指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程中指定的功能。

上述仅为本发明的优选实施例，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种解决模糊温度检测的智能风扇调速方法，其特征在于，所述解决模糊温度检测的智能风扇调速方法包括：

步骤1，划分和确定各芯片的温度区间；

步骤2，设定设备上电后的风扇默认转速；

步骤3，在常温下，待芯片在不同的风扇转速情形下的温度稳定后，记录相对应的温度区间，并计算获取每单位温度区间差的风扇转速差值Δf；期间通过调整风扇转速，使所记录的芯片温度覆盖所述步骤1中已定义的各温度区间；

步骤4，根据芯片的温度变化速度和软件轮询进程对系统的影响，设定芯片温度检测间隔时间基数Δt；

步骤5，设定不同温度区间的调速值ΔF；

步骤6，设定不同温度区间的调速间隔时间ΔT；

2.根据权利要求1所述的解决模糊温度检测的智能风扇调速方法，其特征在于，所述修改更新得到新的ΔF1和Δt1，具体为：

ΔF1＝ΔF*(1-x)ⁿ，其中n＝1,2……，x取0.1；

Δt1＝Δt*(1+x)ⁿ，其中n＝1,2……，x取0.1。

3.根据权利要求2所述的解决模糊温度检测的智能风扇调速方法，其特征在于，步骤1中所述温度区间包括理想温度区间、高/低正常温度区间、高/低提醒温度区间、高/低告警温度区间。

4.根据权利要求3所述的解决模糊温度检测的智能风扇调速方法，其特征在于，所述步骤5中，设定调速值ΔF时，与所述理想温度区间差距越大，需进行调整的转速越大；与所述理想温度区间差距越小，则需进行调整的转速越小。

5.根据权利要求1-4任一项所述的解决模糊温度检测的智能风扇调速方法，其特征在于，所述步骤5中，高/低提醒温度区间设置ΔF为2-4倍Δf，高/低正常温度区间设置ΔF为1-2倍Δf，理想温度区间设置ΔF为0，高告警温度区间设置风扇转速为全速，低告警温度区间设置风扇转速为0。

6.根据权利要求5所述的解决模糊温度检测的智能风扇调速方法，其特征在于，当芯片温度到达上限100℃时，设定风扇全速运转；当芯片温度到达下限30℃时，设定风扇转速值为0。

7.根据权利要求3所述的解决模糊温度检测的智能风扇调速方法，其特征在于，所述步骤6中，高/低提醒温度区间设置ΔT为1倍Δt，高/低正常温度区间设置ΔT为2倍Δt，理想温度区间设置ΔT为4倍Δt。

8.一种解决模糊温度检测的智能风扇调速装置，其特征在于，所述智能风扇调速装置包括核心业务模块、启动模块、温度检测模块和控制模块；

所述核心业务模块，包括一个或若干个功耗较大的芯片；

所述温度检测模块，用于系统启动后，根据设定的检测周期检测所述核心业务模块的芯片温度；

所述控制模块，用于接收芯片当前温度数据，判断芯片当前温度是否处于理想温度区间，如果在理想温度区间，则保持风扇的转速不变，隔芯片温度检测间隔时间Δt后进行再次温度检测；否则判断芯片当前温度所处于的其他不同温度区间，依据对其他不同温度区间的调速值ΔF和检测间隔时间ΔT的设定，对风扇转速和检测时间间隔进行调整，并检测调整后的芯片温度是否处于理想温度区间，如果在理想温度区间，则保持该风扇转速和检测时间间隔；如果仍不在理想温度区间，则修改更新得到一个新的ΔF1和Δt1，直至将芯片温度稳定在理想温度区间。

9.一种解决模糊温度检测的智能风扇调速设备，其特征在于，所述智能风扇调速设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的用于解决模糊温度检测的智能风扇调速程序，所述智能风扇调速程序配置为实现如权利要求1-7中任一项所述的智能风扇调速方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项的所述的智能风扇调速方法的步骤。