CN208607653U - 一种温度采集系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种温度采集系统，该系统包括：主板、采温板和连接主板和采温板的连接线；其中，主板包括基板管理控制器、单片机和第一连接器，基板管理控制器与单片机相连接，单片机与第一连接器相连接；采温板包括温度传感器和第二连接器；连接线连接第一连接器和第二连接器。采温板的安置位置可以根据需要进行变动，采温板的数量也可以根据应用场景的不同而改变。相较于现有的固定采集指定部件的温度采集装置，更为灵活，可扩展性更好，进一步更有利于基板控制器对主板进行散热。

Description

一种温度采集系统

技术领域

本实用新型涉及计算机应用技术领域，特别是涉及一种温度采集系统。

背景技术

服务器产品设计中，散热是影响服务器性能上限的一个关键因素，如何提高服务器的散热效果也是服务器开发过程中较难攻克的课题。在服务器散热设计中，温度数据的收集是一个关键环节，通过获取更全面和更准确的温度数据来设计相应的散热策略，可以更好的提高服务器散热效果。

目前，在服务器散热设计中，通过焊接在主板上的温度传感器，监控和收集CPU/内存/硬盘/电源/网卡等部件的温度数据，以便根据散热模拟效果，得出部件温度和风扇转速的对应关系的算法，然后通过实时的抓取部件温度，并根据温度调整风扇转速来实现服务器内温度控制。即，部件温度升高，提高风扇转速使温度稳定。其中，固定在主板上的温度传感器采集温度数据，由于温度传感器本身已经固定，因而温度采集的位置无法变动，也无法测量主板以外的温度如入风口和出风口等。当温控调整策略发生改变时，无法获取对应的温度数据，不具备可扩展性。

综上所述，如何有效地解决温度采集等问题，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种温度采集系统，可通过增加温度传感器小板数量或移动温度传感器小板的位置，灵活的获取指定位置的温度。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种温度采集系统，包括：

主板、采温板和连接所述主板和所述采温板的连接线；

其中，所述主板包括基板管理控制器、单片机和第一连接器，所述基板管理控制器与所述单片机相连接，所述单片机与所述第一连接器相连接；所述采温板包括温度传感器和第二连接器；所述连接线连接所述第一连接器和所述第二连接器。

优选地，所述单片机与所述基板管理控制器之间具有保护电阻。

优选地，所述基板管理控制器的BMC_I2CSCL与所述单片机的SCL引脚通过第一保护电阻相连接；所述基板管理控制器的BMC_I2CSDA与所述单片机的SDA引脚通过第二保护电阻相连接。

优选地，在所述采温板中，所述温度传感器的输出端与保护电阻第一端相连接，所述保护电阻的第二端与所述第二连接器相连接。

优选地，所述主板包括CPU、内存、硬盘、电源、网卡。

优选地，在所述主板的CPU、内存、硬盘、电源、网卡上方分别放置所述采温板。

优选地，所述第一连接器和所述第二连接器均为传感器连接器。

优选地，所述传感器连接器为M12连接器。

优选地，所述连接线为I2C总线连接。

优选地，所述单片机为PCA9548。

应用本实用新型实施例所提供的系统，主板、采温板和连接主板和采温板的连接线；其中，主板包括基板管理控制器、单片机和第一连接器，基板管理控制器与单片机相连接，单片机与第一连接器相连接；采温板包括温度传感器和第二连接器；连接线连接第一连接器和第二连接器。

采温板可放置在需要采集温度的位置，如CPU、内存、硬盘、电压、网卡、入风口、出风口等位置。主板的第一连接器与采温板的第二连接器相连接，采温板上的采集的温度数据可依次通过第二连接器、第一连接器、单片机最终传入到基板管理控制器中，即完成温度采集。同时，由于单片机可接一个或一个以上的第一连接器，因而基板管理控制器也就可以获取一个或一个以上的采温板上的温度传感器采集的温度数据。又有采温板与主板之间通过第一连接器和第二连接器进行通信连接，因而，采温板可拆卸的与主板相连接。也就是说，采温板的安置位置可以根据需要进行变动，采温板的数量也可以根据应用场景的不同而改变。相较于现有的固定采集指定部件的温度采集装置，更为灵活，可扩展性更好，进一步更有利于基板控制器对主板进行散热。

例如，因业务需求，需要调整温控策略时，还可将与单片机上的连接器连接的采温板的数量和位置进行匹配调整，以适应新的温控策略。或当某个采温板上的温度传感器损坏时，可将该采温板从主板的第一连接器上拆除，重新在第一连接器上连接一个新的采温板，并将新的采温板放置到原采温板的位置，即可继续采集该位置的温度。即，本实用新型实施例所提供的技术方案，具有可适配不同的温控策略和方便维护的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中一种温度采集系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中一种温度采集系统中的主板电路结构示意图；

图3为本实用新型实施例中一种温度采集系统中的采温板电路结构示意图；

图4为本实用新型实施例中一种温度采集系统的电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参考图1，图1为本实用新型实施例中一种温度采集系统的结构示意图，该系统包括：主板和可拆卸、可移动的采温板。可用于服务器等高性能计算机中采集温度数据，以便利用温度数据进行温度控制。该系统具体包括：

主板100、采温板200和连接主板100和采温板200的连接线300；其中，主板100包括基板管理控制器101、单片机102和第一连接器103，基板管理控制器101与单片机102相连接，单片机102与第一连接器103相连接；采温板200包括温度传感器201和第二连接器202；连接线300连接第一连接器103和第二连接器202。

其中，采温板为具有温度传感器的小板，且该采温板上还具有第二连接器。通过连接线，可将该第二连接器与主板上的第一连接器相连接。即，温度传感器采集的温度数据可通过连接线路传输至单片机中。由于采温板脱离于主板而存在，且该采温板与主板之间利用连接两个连接器的连接线相连接。又因连接器具有便于拔插的优点，因而在温度采集系统中，采温板的数量可根据实际应用需要进行调整或更换。例如，当出现精度更高、响应时间越短的温度传感器时，可将应用了精度更高、响应时间越短的温度传感器的采温板于主板相连接，以获得更精准的温度数据。另外，由于采温板脱离于主板而存在，因而可将采温板固定于系统中各个所需采集温度的位置，如CPU、内存、硬盘、电压、网卡、入风口、出风口等位置。

其中，第一连接器和第二连接器中的第一和第二仅是用于避免混淆，用于区别连接器所属位置的，并非指连接器之间存在次第或结构上的区别。具体的，第一连接器即为主板上与单片机相连接的连接器，第二连接器为采温板上用于与主板的连接器建立通信连接的连接器。由于采温板的数量可根据实际需求进行调整，相应的第一连接器和第二连接器在整个温度采集系统中的个数可相同也可以不同。例如，当与单片机相连接的第一连接器的个数为n(n为大于0的整数)时，在温度采集系统中，第二连接器的个数可以在区间[1-n]内，即第二连接器的个数至少为1个，至多为n个。第二连接器的个数可根据使用应用环境所确定，例如当需要采集的温度的位置仅为2处时，可仅使用2块采温板，也就是说，第二连接器的数目为2；当需要采集的温度的位置为4处时，可使用4块采温板，即第二连接器的数据为4。

其中，第一连接器和第二连接器均为传感器连接器。传感器连接器即为在传感器上用于连接的连接器，传感器连接器可起到找信号和连接信号的作用。在主板上和采温板上均使用传感器连接器，可完成温度数据信号的对接，减少因连接器不匹配带来的噪音或信号干扰。优选地，该传感器连接器还可具体为M12连接器。M12连接器根据IEC 61076-2-101/104标准遵照IP67保护级别。IEC 61076-2-101/104标准中的校正1记述用于工业以太网应用的D编码的4针型连接器具有较高的保护级别。使用D编码可防止其与A编码(用于传感器和制动器接线)及B编码(用于一些现场总线)的错误接合。即M12连接器可防止发生错误接合的情况。

其中，相较于常见的主板，除具有常见的部件之外，本实用新型实施例中所提供的温度采集系统中的主板额外增加了单片机和与单片机相连接的连接器。具体的，该单片机与主板的基板管理控制器(BMC，Baseboard Management Controller)相连接，其目的是为了使得单片机将温度数据传输至基板管理控制器中，以便基板管理控制器利用获取到的温度数据，进行温度调控。

需要说明的是，在本实用新型所提供的技术方案中，仅仅是对采集温度的实体硬件系统的连接结构做出了改进，而未针对该实体硬件结构提出新的应用或使用方法。具体的，在基板管理控制器中所运行的程序均可与现有的温度调控方法所对应的执行程序一致；相应的，在单片机中运行的程序也可与现有的单片机用于集中多路输入信号，而输出一路信号的数据集中转发方法对应的执行程序一致。也就是说，依靠现有的单片机的数据集中转发的应用方法或程序，以及基板管理控制器的温度数据的接收方法或程序，在本实用新型实施例所提供的温度采集系统中，便可实现温度采集，进一步提高温度控制精准度，提高散热效率。

应用本实用新型实施例所提供的系统，主板、采温板和连接主板和采温板的连接线；其中，主板包括基板管理控制器、单片机和第一连接器，基板管理控制器与单片机相连接，单片机与第一连接器相连接；采温板包括温度传感器和第二连接器；连接线连接第一连接器和第二连接器。

采温板可放置在需要采集温度的位置，如CPU、内存、硬盘、电压、网卡、入风口、出风口等位置。主板的第一连接器与采温板的第二连接器相连接，采温板上的采集的温度数据可依次通过第二连接器、第一连接器、单片机最终传入到基板管理控制器中，即完成温度采集。同时，由于单片机可接一个或一个以上的第一连接器，因而基板管理控制器也就可以获取一个或一个以上的采温板上的温度传感器采集的温度数据。又有采温板与主板之间通过第一连接器和第二连接器进行通信连接，因而，采温板可拆卸的与主板相连接。也就是说，采温板的安置位置可以根据需要进行变动，采温板的数量也可以根据应用场景的不同而改变。相较于现有的固定采集指定部件的温度采集装置，更为灵活，可扩展性更好，进一步更有利于基板控制器对主板进行散热。

例如，因业务需求，需要调整温控策略时，还可将与单片机上的连接器连接的采温板的数量和位置进行匹配调整，以适应新的温控策略。或当某个采温板上的温度传感器损坏时，可将该采温板从主板的第一连接器上拆除，重新在第一连接器上连接一个新的采温板，并将新的采温板放置到原采温板的位置，即可继续采集该位置的温度。即，本实用新型实施例所提供的技术方案，具有可适配不同的温控策略和方便维护的优点。

需要说明的是，基于上述实施例，本实用新型实施例还提供了相应的改进方案。在优选/改进实施例中涉及与上述实施例中相同结构或部件可相互参考，相应的有益效果也可相互参照，在本文的优选/改进实施例中不再一一赘述。

优选地，因基板管理控制器具有本地和远程诊断、控制台支持，配置管理，硬件管理和故障排除等重要功能，因而必须保障基板管理控制器的正常工作。为了基板管理控制器不至因电压过大而烧坏。因此，可在单片机与基板管理控制器之间设置保护电阻。即，单片机与基板管理控制器之间具有保护电阻。单片机、保护电阻与基板管理控制器形成串联电路。而串联电路中，一方面，电路总电压等于各串联电阻两端电压之和，所以该保护电阻可以分担电压，以降低电压，从而保障基板管理控制器不会因电压过大而烧坏；另一方面，还可减弱电流，串联电阻值越大，串联电路的电流就越小，可对电路中的用电器或电表进行保护。

具体的，请参考图2，图2为本实用新型实施例中一种温度采集系统中的主板电路结构示意图。基板管理控制器BMC的BMC_I2CSCL与单片机MCU的SCL引脚通过第一保护电阻相连接；基板管理控制器BMC的BMC_I2CSDA与单片机MCU的SDA引脚通过第二保护电阻相连接。其中，第一保护电阻和第二保护电阻的可选如图2所示的33OHM Resistor即33欧姆的电阻。当然，还可以选择其他阻值的电阻，例如34欧姆的电阻。单片机MCU与3个第一连接器相连接。具体的，单片机的SD0与第一个第一连接器即图示的SENSOR CONN0的SMCDTA(数据引脚)连接，单片机的SC0与第一个第一连接器的SMCLK(时钟引脚)连接；单片机的SD1与第二个第一连接器即图示的SENSOR CONN1的SMCDTA连接，单片机的SC1与第二个第一连接器的SMCLK连接；单片机的SD2与第三个第一连接器即图示的SENSOR CONN2的SMCDTA连接，单片机的SC2与第三个第一连接器的SMCLK连接。其中MCU具体为PCA9548APWR型号的单片机。

其中，主板包括CPU、内存、硬盘、电源、网卡。由于CPU、内存、硬盘、电源、网卡等部件为主板上常见部件，因而在图2中并未绘制出。主板常见部件的在主板上的具体位置以及电路连接关系可参见常见的主板结构，在此不再赘述。

其中，在主板上与单片机相连接的连接器可以为传感器连接器。传感器连接器即为各种传感器上用的连接器，传感器连接器可起到找信号和连接信号的作用。

优选地，单片机为PCA9548。PCA9548属于pca954x系列，该系列的单片机为i2cswitch芯片。PCA9548可实现8个开关，进而实现多了8条i2c通道。也就是说，相较于其他单片机，PCA9548可多接8个连接器，进而多扩展出8个采温板，可采集更多不同采温区域的温度数据。

相应地，根据实际应用需要，也可在采温板中也可设置保护电阻，避免电压过高或电流过大损害器件。在采温板中，温度传感器的输出端与保护电阻第一端相连接，保护电阻的第二端与第二连接器相连接。具体的，请参考图3，图3为本实用新型实施例中一种温度采集系统中的采温板电路结构示意图。在一个采温板中，温度传感器SENSOR 0的DP1，DN1通过保护电阻0OHM Resistor与第二连接器SENSORCONN 0相连接。需要说明的是，在图3所示的采温板电路中保护电阻的阻值为0，即当电路中的电压或电流不会使得器件损坏的情况下，将第二连接器与温度传感器直接相连接的情况。当电路中可能出现高电压或大电流时，仅需在图示的保护电阻的位置，增加保护电阻的阻值即可。

其中，在采温板上的连接器也可以为传感器连接器。传感器连接器即为各种传感器上用的连接器，传感器连接器可起到找信号和连接信号的作用。

为便于本领域技术人员理解本实用新型实施例所提供的技术方案，下面结合图4进行说明。其中，图4为本实用新型实施例中一种温度采集系统的电路结构示意图。

在图4所示的温度采集系统中，利用连接线建立第一连接器与第二连接器之间的通信连接。主板MOTHER BOARD上具有基板管理控制器、单片机和与单片机相连接的4个第一连接器。与第一连接器通过连接线建立连接关系的采温板共计3个，即其中一个第一连接器还未扩展采温板的情况。每一个采温板均具备温度传感器和第二连接器。具体的，即连接线CABLE 0将主板上的第一个第一连接器SENSOR CONN 0与图示标号为SENSOR 0的温度传感器所在采温板对应的第二连接器相连接；连接线CABLE 1将主板上的第二个第一连接器SENSOR CONN 1与图示的标号为SENSOR 1的温度传感器所在采温板对应的第二连接器相连接；连接线CABLE 2将主板上的第二个第一连接器SENSOR CONN 0与图示的标号为SENSOR 2的温度传感器所在采温板对应的第二连接器相连接。由于图4所示的系统为如图2所示的主板电路利用连接线将第一连接器和3个如图3所示的采温板的第二连接器建立连接后得到的温度采集系统的电路图。因此，相关之处可参见上文对图2和图3的说明，在此不再赘述。

需要说明是，采温板的放置位置可以在主板的关键部件上。例如，在主板的CPU、内存、硬盘、电源、网卡上方分别放置采温板。

优选地，连接器为M12连接器。即主板上的第一连接器和采温板上的第二连接器均可为M12连接器。相应地，连接线为I2C总线连接。即连接第一连接器与第二连接器之间的连接线可以为I2C总线。当然，为了提高数据传输的效率和准确率，还可将主板上的基板管理控制器与单片机之间，单片机与第一连接器之间，以及采温板的温度传感器与第二连接器之间的连接线也采用I2C总线。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的技术方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种温度采集系统，其特征在于，包括：

主板、采温板和连接所述主板和所述采温板的连接线；

其中，所述主板包括基板管理控制器、单片机和第一连接器，所述基板管理控制器与所述单片机相连接，所述单片机与所述第一连接器相连接；所述采温板包括温度传感器和第二连接器；所述连接线连接所述第一连接器和所述第二连接器。

2.根据权利要求1所述的温度采集系统，其特征在于，所述单片机与所述基板管理控制器之间具有保护电阻。

3.根据权利要求2所述的温度采集系统，其特征在于，所述基板管理控制器的BMC_I2CSCL与所述单片机的SCL引脚通过第一保护电阻相连接；所述基板管理控制器的BMC_I2CSDA与所述单片机的SDA引脚通过第二保护电阻相连接。

4.根据权利要求1所述的温度采集系统，其特征在于，在所述采温板中，所述温度传感器的输出端与保护电阻第一端相连接，所述保护电阻的第二端与所述第二连接器相连接。

5.根据权利要求1所述的温度采集系统，其特征在于，所述主板包括CPU、内存、硬盘、电源、网卡。

6.根据权利要求5所述的温度采集系统，其特征在于，在所述主板的CPU、内存、硬盘、电源、网卡上方分别放置所述采温板。

7.根据权利要求1所述的温度采集系统，其特征在于，所述第一连接器和所述第二连接器均为传感器连接器。

8.根据权利要求7所述的温度采集系统，其特征在于，所述传感器连接器为M12连接器。

9.根据权利要求1所述的温度采集系统，其特征在于，所述连接线为I2C总线连接。

10.根据权利要求1至9任一项所述的温度采集系统，其特征在于，所述单片机为PCA9548。