TW201312513A - 感測器群環境事件偵測 - Google Patents

Abstract

藉由一量測系統提供資料中心環境感測，該量測系統從自複數個可移動感測器接收之輸入來偵測環境事件。回應於偵測到一事件而將該等感測器移動至資料中心之與該事件相關聯的一區，進而提供了在該事件之該區中的量測之增大的空間解析度。可藉由該系統偵測諸如一資料中心之熱過道與冷過道之間的洩漏之事件，該系統可使用可在設備周圍、在設備之間且在設備之上移動的一或多個可移動器件，以將多個感測器運往該事件之來源，進而提供診斷及詳細環境資訊兩者。

Description

感測器群環境事件偵測

本發明係關於資料中心環境管理，且更具體而言，係關於用於偵測資料中心內之環境事件的系統及方法。

隨著諸如網站伺服器及雲端計算設施之計算資源愈加集中，資料中心正變得更大且在環境及能量管理方面更複雜。因為熱管理(或熱管理之缺乏)對於器件之故障率具有直接意義，所以存在與設計及維持資料中心內之適當條件相關聯的直接成本損失及益處。

另外，存在除了熱條件以外之可對操作者及設備造成不利環境的環境條件，諸如，高或低的氣壓條件、越界之濕度等級，及由於設備故障(例如，伺服器機架內之組件的燃燒)抑或物質意外被引入至資料中心中而引起的氣體存在。

因此，將需要提供用於偵測及獲得關於資料中心中之環境事件之詳細且區域化之資訊的有效且經濟之系統及方法。

本發明以一種方法、系統及資料中心來體現，其中藉由多個感測器監視資料中心的一環境事件，該多個感測器感測一環境參數，諸如，溫度、氣壓或空氣品質。

該系統及方法藉由複數個可移動感測器來量測該環境參數，且將感測器輸出提供至判定一環境事件是否已發生的 一量測系統及一控制器，該控制器回應於該量測系統偵測到該事件來使該多個可移動感測器移動以增大在該事件附近之量測的一空間解析度。

本發明之前述及其他目標、特徵及優點將自本發明之較佳實施例之以下的更特定描述顯而易見，如隨附圖式中所說明。

在附加申請專利範圍中闡述咸信為本發明所特有之新穎特徵。然而，將在結合附圖閱讀時參考以下實施方式最佳地理解本發明自身以及其較佳使用模式、另外目標及優點，諸圖中相同參考數字指示相同組件。

本發明涵蓋用於資料中心中之環境監視的方法及系統，其中使用可移動感測器以減少執行高解析度量測所需之感測器的數量。回應於偵測到環境事件，朝向事件之方向導引可移動感測器以使得可進行額外量測以增大與該事件有關之環境資料的空間解析度。一或多個可移動感測器可整合於在資料中心內移動之一器件中。感測器與監視系統之間的通信可為有線的或無線的。

現參看圖1，說明可實踐根據本發明之實施例之技術之資料中心的俯視圖。機架箱10之陣列按列及行對準，其中過道(aisle)12、14皆在水平方向上在機架箱10之間延伸。機架箱10一般含有伺服器設備，包括處理子系統機架及/或諸如磁性儲存器件陣列的其他類型之計算資源。機架箱10亦包括自機架箱10移除所產生熱之通風及冷卻設備，且 資料中心亦包括加熱通風及空氣調節(HVAC)設備，該加熱通風及空氣調節(HVAC)設備移除由機架箱10內之設備產生的熱以便維持設備的適當操作條件且提供可適應操作者及服務人員進入的環境。為了效率起見且為了提供建置HVAC設備與自機架箱10排出熱的氣流之間的鏈結，機架箱之背側與「熱過道」12對準，且機架箱之控制側(亦即，機架箱之一般置放已安裝之伺服器設備之前面板的側)被安排在「冷過道」中。熱過道12之溫度可(例如)比冷過道14熱20℃，對於人類操作者進入之設施而言，該等冷過道14一般維持於約20℃至25℃，以符合針對安裝於機架箱10中之設備規定的環境條件。舉例而言，自通風之機架安裝伺服器機殼可能要求入口空氣維持於25℃或低於25℃。對於封閉之設施(亦即，不預期人類進入之設施)而言，溫度可超出一舒適範圍，例如，冷過道可經超冷卻以便改良自設備的熱移除。

圖1說明本發明之系統及方法能夠發現及評估的一種類型之事件：資料中心之熱過道與冷過道之間的洩漏16。此洩漏可為設施設計中之瑕疵，其可由於設備改變(例如，在不還原面板之情況下移除設備)、設備故障(例如，風扇在機殼中停止運轉)或諸如本應維持於關閉條件下之門被打開的另一原因而發生。為了發現熱洩漏，將溫度感測器部署於資料中心內。在本發明中，另外使用可移動感測器，且該等可移動感測器可回應於偵測到一事件而移動，以使得可在該事件附近使用具有較高空間解析度之量測以 便更徹底地評估該事件。經收集之額外資訊可用以更準確地精確定位事件之地點、事件之來源的地點，判定事件之嚴重性、判定事件之類型，及用於較高解析度資料收集為有用之其他用途。僅經由固定感測器來實現該操作將需要大量感測器，其中一些可能不便於以維持過道不受阻礙的方式置放。藉由使用可移動感測器，含有該等感測器之器件可堆置於一不引人注目之地點(若需要)，且接著僅當資料中心不被人員存取時將該器件送至操作者及服務人員所使用的空間(例如，冷過道)中。該系統亦可以較高解析度週期性地監視特定區域，或週期性地應用均勻掃描直至偵測到事件為止，以便以較高解析度量測特定區域或與所偵測到之事件相關聯的區域。

現參看圖2，展示根據本發明之一實施例的系統。該系統包括複數個固定地點感測器20B，該複數個固定地點感測器20B可為貼附至圖1之機架箱10的感測器、可位於資料中心建築內或資料中心容器內之其他固定位置處，及/或該複數個固定地點感測器20B可為整合於安裝於機架箱10中之設備內或其他地點處(諸如，在機架、房間或建築空氣處置器(諸如，HVAC入口/出口)內)的感測器。固定地點感測器20B經由有線或無線連接21B而連接至量測系統22。圖2之系統亦包括複數個可移動感測器20A所貼附至的一可移動器件24(其可或者為多個可移動器件)。可移動感測器20A經由有線或無線連接21A連接至量測系統22。馬達M或其他形式之定位機構耦接至可移動器件24，或在自 推進式實施中整合於可移動器件內。運動控制器25提供對馬達M之控制，且接收來自量測系統22之輸入，其可受使用者介面26控制，或由系統自動地控制。運動控制器25沿著如由量測系統22指示的軌跡(該等軌跡可包括預先程式化之軌跡，或自量測結果計算之軌跡)及/或按由使用者介面26程式化或由使用者介面26直接控制的軌跡導向可移動感測器20A。軌跡可動態地重新程式化以解決資料中心操作之需要，諸如，週期性地循環通過設施，直至量測系統22判定一環境事件已在資料中心內發生為止，回應於此，馬達M經啟動以使可移動器件24移向與該事件相關聯之區。使用者介面系統26(其可為經由網路耦接至量測系統22之遠端電腦系統)提供環境資訊(包括使用感測器20A、20B進行之環境量測的結果)之報告及記錄，及量測系統22之操作參數的控制。警告/警報系統28經由各種通道提供對系統人員之通知，該等通道諸如，網際網路電子郵件及其他傳訊，語音或資料電話傳訊，提供於量測系統22、可移動感測器20A上或經由使用者介面26、警報系統提供或經由一遠端介面(諸如，耦接至量測系統22之網頁介面)提供的視覺警告指示符，以使得在嚴重性指示應採取立即動作來回應於由量測系統所偵測到之反常事件時，該事件可立即被報告至系統人員。事件/警報系統28亦可介接至其他系統設施以自動回應於事件。舉例而言，若熱量測或空氣品質量測指示發生了火情，則可啟動灑水器且可自系統移除電力，以及啟動警告容納資料中心之建築的居住者進 行疏散的外部警報系統。對應急服務之通知亦可結合至警告/警報系統28中。

現參看圖3，展示根據本發明之一實施例的系統。圖3中所描繪之系統包括一可移動器件30，該可移動器件30具有一基座31及自基座30升起之一垂直延伸件32。在所描繪之實施例中，可移動感測器20A沿著單一水平維度h1安置且安裝於一可移動吊桿40上，且吊桿40可滑動地耦接至垂直延伸件32且經由纜線34及滑輪36耦接至基座30內之馬達以使得吊桿40沿著垂直軸線v移動。所得操作提供了可移動器件30，其可掃描機架箱10之頂部、前部或後面以收集環境資料。可移動器件30沿著軌道44A在資料中心之過道中於水平維度h1上移動，且亦可沿著軌道44B在另一水平維度h2上跨越過道移動。因此，在圖3中所描繪之實施例中，可移動感測器20並非可獨立移動的，而是其整個參考框架由於可移動器件30之結構而一起移動。或者，在本發明之替代實施例中，每一可移動器件可包括更少數目個感測器(例如，單一感測器)，且可獨立於其他可移動器件而移動，從而提供具有獨立於其他感測器之地點的單一可移動感測器20A。在所描繪之實施例中，可移動器件30安置於機架箱10之間，且沿著過道移動。可移動器件30可經操作以週期性地沿著資料中心之過道移動且可在軌道44A、44B中受導引，可自軌道44A、44B將電力提供至可移動器件30內之電子器件38A，如圖2中所展示，該等電子器件38A可包括量測系統22及馬達控制器24。可以無線方式進 行自可移動器件30至另一器件之通信，該另一器件係諸如機架箱10中之一者內的處理子系統38B，其處置事件報告及警告/警報。或者，電子器件38A可僅包括感測器介面及無線或有線通信鏈路，且外部處理子系統38B可提供量測分析、事件報告及馬達控制中之所有者。馬達可安裝於可移動器件30上，例如，作為電子器件38A之一部分，或可在可移動器件30外部提供原動力，例如，藉由沿過道拉動或推動可移動器件30的纜線或其他機械鏈結。

可移動器件30之位置可藉由內部位置感測進行判定，例如，藉由鏈結至基座31內的使可移動器件30沿軌道44A、44B移動之馬達或驅動機構的編碼器進行判定。根據本發明之一特定實施例，可移動器件30之位置可由固定感測器20B判定，該等固定感測器20B安裝於資料中心內之固定地點處，(例如)如沿著機架箱10之頂部所說明。出於以上目的，固定感測器20B包括可判定可移動器件30何時最接近的一感測器類型(例如，光學感測器)，且可移動器件30可附接有可由固定感測器20B偵測的一元件46，例如，元件46可為永久磁體且感測器20B可包括磁場感測器。若根據本發明之實施例的器件為自導引型的(此係因為其含有偵測及移動器件至事件之區所需要的處理而不需要外部激勵)，則可藉由該(等)器件之地點判定事件之地點，此情形在器件為自推進式單一感測器器件時尤其有用。

現參看圖4，說明根據本發明之另一實施例的系統。在所描繪之實施例中，可移動感測器20A安置於球形器件 30A之表面上且具有方向性及/或足夠移位，以使得不同可移動感測器20A中之不同者在不同地點處或沿著不同角度偵測環境特性。繫鏈或剛性安裝元件42使得器件30A自天花板軌道44C懸掛，器件沿著該天花板軌道44C移動以進行量測且回應於所偵測到之事件。可以類似於圖3中所描繪之系統的方式來提供二維天花板軌道，或可針對每一過道提供器件30C。繫鏈或剛性安裝元件42可為滑輪及纜線配置，其可升高及降低球形器件30A以提供垂直維度上的更詳細的環境分佈資訊。

現參看圖5，以流程圖來描繪根據本發明之一實施例的方法。使用固定及(視情況)可移動感測器來收集環境資料(步驟50)。或者，可僅使用一組可移動感測器來執行所有初始量測且分析量測資料(步驟52)。接著，視情況移動可移動感測器(步驟54)直至偵測到事件為止(決策56)，且只要系統維持於操作狀態下(決策68)，便重複步驟50至56。當偵測到事件時，自量測資料判定事件方向且發送任何初始警告(步驟58)，且將可移動感測器移向與事件相關聯之區(步驟60)。接著藉由集中在彼區中之可移動感測器在該區中收集較高解析度資訊(步驟62)。重複步驟58至64，直至事件被充分特性化為止(決策64)。一旦事件之特性化完成(決策64)，便報告事件(66)，此可產生日誌項目或可導致具有立即通知的警報及導致系統採取動作以減少損壞或防止受傷。處理可接著在步驟50處繼續。

雖然本發明已特別參考其較佳實施例來加以展示並描 述，但熟習此項技術者應理解，可在不脫離本發明之精神及範疇的情況下進行形式及細節方面的以上及其他改變。

10‧‧‧機架箱

12‧‧‧過道/熱過道

14‧‧‧過道/冷過道

16‧‧‧洩漏

20A‧‧‧可移動感測器

20B‧‧‧固定地點感測器/固定感測器/感測器

21A‧‧‧有線或無線連接

21B‧‧‧有線或無線連接

22‧‧‧量測系統

24‧‧‧可移動器件/馬達控制器

25‧‧‧運動控制器

26‧‧‧使用者介面/使用者介面系統

28‧‧‧警告/警報系統/事件/警報系統

30‧‧‧可移動器件

30A‧‧‧球形器件/器件

31‧‧‧基座

32‧‧‧垂直延伸件

34‧‧‧纜線

36‧‧‧滑輪

38A‧‧‧電子器件

38B‧‧‧處理子系統/外部處理子系統

42‧‧‧繫鏈或剛性安裝元件

44A‧‧‧軌道

44B‧‧‧軌道

44C‧‧‧天花板軌道

46‧‧‧元件

M‧‧‧馬達

圖1為說明可實踐根據本發明之一實施例之環境監視的資料中心中之氣流的立體簡圖。

圖2為說明根據本發明之一實施例之系統的方塊圖。

圖3為展示根據本發明之一實施例之系統之細節的立體簡圖。

圖4為展示根據本發明之另一實施例之系統之細節的立體簡圖。

圖5為說明根據本發明之一實施例之方法的流程圖。

20A‧‧‧可移動感測器

20B‧‧‧固定地點感測器/固定感測器/感測器

21A‧‧‧有線或無線連接

21B‧‧‧有線或無線連接

22‧‧‧量測系統

24‧‧‧可移動器件

25‧‧‧運動控制器

26‧‧‧使用者介面/使用者介面系統

28‧‧‧警告/警報系統/事件/警報系統

M‧‧‧馬達

Claims (15)

1. 一種用於評估一資料中心中之一環境事件的系統，該系統包含：多個可移動感測器，其用於量測與該環境事件相關聯之一環境參數；一量測系統，其用於接收該多個可移動感測器之輸出及產生該環境參數之量測值，其中該量測系統自該等量測值偵測該環境事件；及一控制器，其用於回應於該量測系統偵測到該環境事件來移動該多個可移動感測器以增大在該資料中心之與該事件相關聯之一區中的該等量測值之一空間解析度。
2. 如請求項1之系統，其進一步包含一可移動器件，該多個可移動感測器中之一或多者貼附至該可移動器件，其中該可移動器件受該控制器控制以移動該可移動器件而最接近於該資料中心之該區以增大該等量測值之該空間解析度。
3. 如請求項2之系統，其中該多個可移動感測器中的複數者貼附至該可移動器件，且其中該多個可移動感測器相對於該可移動器件之一框架具有固定空間關係。
4. 如請求項2之系統，其進一步包含在該資料中心內具有固定位置之複數個固定感測器，且其中該控制器自該複數個固定感測器中之至少一者的一輸出判定該可移動器件之位置，該輸出指示該可移動器件與該至少一固定感測器的接近性。
5. 如請求項2之系統，其中該可移動器件可沿著該資料中心之至少一過道移動，且該多個可移動感測器中的複數者沿著在第一軸線上延伸之一可移動吊桿分佈，其中該可移動吊桿可沿著垂直於該第一軸線之一第二軸線移動，其中該控制器進一步使該可移動吊桿在該第二軸線上移動，藉此該量測系統自該多個可移動感測器中的該複數者接收沿著該第一軸線的一第一分佈之該等量測值，且當該控制器移動該可移動吊桿時判定沿著該第二軸線之一第二分佈之該等量測值；或其中該可移動器件藉由該可移動器件移向該資料中心之該區及將來自貼附至該可移動器件之該多個可移動感測器中之該一或多者的該等環境值的一較高速率量測結果提供給該量測系統而增大該空間解析度。
6. 如請求項5之系統，其中該可移動器件自沿著該資料中心之該至少一過道安置的一軌道接收電力。
7. 如請求項1之系統，其中該等可移動感測器以無線方式與該量測系統通信；或其中該可移動器件可沿著一任意軌跡移動，藉此該可移動器件藉由由該控制器導向該區而追循該事件。
8. 如請求項1之系統，其中該多個可移動感測器包括熱感測器，及其中該事件為由該資料中心之一熱過道與一冷過道之 間的一熱洩漏引起的一熱異常；或其中該多個可移動感測器包括用於偵測該資料中心內之不恰當氣壓或組成的感測器。
9. 一種評估一資料中心中之一環境事件的方法，該方法包含：移動用於量測與該環境事件相關聯之一環境參數的多個可移動感測器；接收該多個可移動感測器之輸出及產生該環境參數之量測值；自該等量測值偵測該環境事件；及回應於該量測系統偵測到該環境事件來移動該多個可移動感測器以增大在該資料中心之與該事件相關聯之一區中的該等量測值之一空間解析度。
10. 如請求項9之方法，其中該多個可移動感測器中之一或多者貼附至一可移動器件，且其中該移動包含移動該可移動器件而最接近於該資料中心之該區域以增大該等量測值之該空間解析度；或其中該多個可移動感測器中的複數者貼附至該可移動器件，及其中該多個可移動感測器具有相對於該可移動器件之一框架的固定空間關係，其中該量測接收來自以該固定空間關係安置於可移動器件之一當前地點處之感測器的輸出； 或其中該量測進一步接收來自在該資料中心內具有固定位置之複數個固定感測器的輸出，且進一步包含自該複數個固定感測器中之至少一者的一輸出判定該可移動器件之位置，該輸出指示該可移動器件與該至少一固定感測器的接近性；或其中該可移動器件可沿著該資料中心之至少一過道移動，且該多個可移動感測器中的複數者沿著沿一第一軸線延伸之一可移動吊桿分佈，其中該移動進一步使該可移動吊桿沿著垂直於該第一軸線之一第二軸線移動，藉此該量測自該多個可移動感測器中的該複數者接收沿著該第一軸線的一第一分佈之該等量測值，且當該控制器使該可移動吊桿在該第二軸線上移動時判定一第二分佈之該等量測值。
11. 如請求項10之方法，其進一步包含在該可移動器件處自沿著該資料中心之該至少一過道安置的一軌道接收電力。
12. 如請求項10之方法，其中該移動藉由使該可移動器件移向該資料中心之該區及將來自貼附至該可移動器件之該多個可移動感測器中之該一或多者的該等環境值的一較高速率量測結果提供給該量測而增大該空間解析度。
13. 如請求項9之方法，其中該等可移動感測器以無線方式與該量測系統通信； 或其中該移動使該可移動器件沿著一任意軌跡移動，藉此該可移動器件藉由由該移動導向該區而追循該事件；或其中該多個可移動感測器包括熱感測器，且其中該事件為由該資料中心之一熱過道與一冷過道之間的一熱洩漏引起的一熱異常；或其中該多個可移動感測器包括用於偵測該資料中心內之不恰當氣壓或組成的感測器。
14. 一種具有自動地偵測一內部環境事件之一能力的資料中心，該資料中心包含：沿著多個過道安置之多個設備機架；一可移動器件，其具有貼附至其之多個環境感測器，該多個環境感測器用於量測與該內部環境事件相關聯之一環境參數；一量測系統，其用於接收該多個環境感測器之輸出及產生該環境參數之量測值，其中該量測系統自該等量測值偵測該環境事件；及一控制器，其用於回應於該量測系統偵測到該環境事件來使該可移動器件沿著該多個過道中之至少一者移動以增大在該資料中心之與該事件相關聯之一區中的該等量測值之一空間解析度。
15. 如請求項14之資料中心，其中該等過道在熱過道與冷過 道之間交替且其中該事件為一熱過道與一冷過道之間的一熱洩漏；或其中該控制器使該可移動器件沿著多個過道移動，且其中該等過道中之至少一者垂直於該多個過道中之另一者。