一種ac設(shè)備智能熱管理技術(shù)的實現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于通信領(lǐng)域，具體涉及WLAN接入控制器(簡稱AC)設(shè)備的智能熱管理，特別涉及一種AC設(shè)備智能熱管理技術(shù)的實現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國民經(jīng)濟快速增長以及通信技術(shù)的飛速發(fā)展，人民生活水平持續(xù)提高，智能手機、筆記本電腦等具有WIFI功能的終端大量使用，對于無線接入網(wǎng)的需求持續(xù)增加；伴隨著WLAN網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模發(fā)展，對AC設(shè)備的需求也越來越大。
[0003]AC設(shè)備是一種WLAN智能接入控制器，為電信級無線控制設(shè)備，是WLAN網(wǎng)絡(luò)的核心控制部分，具有強大靈活的無線用戶接入及Fit AP管理能力，具備完善的智能射頻管理、故障自動恢復(fù)、負(fù)載均衡、用戶流量控制、漫游管理等功能。AC設(shè)備為大容量架式設(shè)備，采用標(biāo)準(zhǔn)的19英寸物理結(jié)構(gòu)，可插14塊單板，且每個單板的最大峰值功耗可達(dá)到200W，如果在滿配置下，整個設(shè)備的功耗為2800W，對AC設(shè)備的熱管理要求較高。
[0004]現(xiàn)有的AC設(shè)備，功能越來越強大，相應(yīng)的功耗越來越高，而AC設(shè)備中的散熱風(fēng)機承擔(dān)了整個AC設(shè)備的散熱工作；由于AC設(shè)備對散熱的要求比較高，AC設(shè)備內(nèi)使用了 10?20個散熱風(fēng)機，導(dǎo)致帶來較高的風(fēng)機功耗，又抬高了系統(tǒng)的整機功耗，風(fēng)機噪音污染也比較大，設(shè)備的噪音污染嚴(yán)重。
[0005]對于功耗和噪音這兩個問題，現(xiàn)有的AC設(shè)備存在缺陷。AC設(shè)備內(nèi)風(fēng)機轉(zhuǎn)速不能智能調(diào)整，只能將風(fēng)機轉(zhuǎn)速分為等級，對應(yīng)設(shè)備采集的不同溫度設(shè)置不同的風(fēng)機轉(zhuǎn)速；無法根據(jù)環(huán)境溫度及設(shè)備板卡的溫度變化進(jìn)行智能調(diào)整；另外，插箱的不同板卡區(qū)域，不論該區(qū)域是否安裝板卡，該區(qū)域散熱風(fēng)機組與其他區(qū)域的的風(fēng)機組轉(zhuǎn)速相同，不能做到根據(jù)板卡是否在線控制對應(yīng)的風(fēng)機組?，F(xiàn)在采用的技術(shù)，仍有可改善的區(qū)間，現(xiàn)在風(fēng)機轉(zhuǎn)速的調(diào)整，是一種整體的調(diào)整，不能實現(xiàn)對單個區(qū)域的風(fēng)機轉(zhuǎn)速的調(diào)整，風(fēng)機轉(zhuǎn)速調(diào)高或降低，是所有風(fēng)機統(tǒng)一調(diào)高或降低，而不能依據(jù)設(shè)備內(nèi)部不同區(qū)域(不同槽位的單板)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。有的區(qū)域溫度低，要求對應(yīng)該區(qū)域的風(fēng)機轉(zhuǎn)速低，有的區(qū)域溫度高，要求對應(yīng)該區(qū)域的風(fēng)機轉(zhuǎn)速高，不能實現(xiàn)風(fēng)機功耗的最優(yōu)配置，仍會有無效的功耗被浪費。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種AC設(shè)備智能熱管理技術(shù)的實現(xiàn)方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的AC設(shè)備內(nèi)風(fēng)機轉(zhuǎn)速不能智能調(diào)整、有無效的功耗被浪費的問題。
[0007]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:
[0008]一種AC設(shè)備智能熱管理技術(shù)的實現(xiàn)方法，包括作為整個AC設(shè)備硬件系統(tǒng)載體的機箱，機箱內(nèi)設(shè)有系統(tǒng)背板、電路板卡、上風(fēng)機盤、下風(fēng)機盤；系統(tǒng)背板、電路板卡、上風(fēng)機盤、下風(fēng)機盤之間通過系統(tǒng)管理總線(I2C)連接；
[0009]所述電路板卡設(shè)有主控板，主控板上的管理模塊負(fù)責(zé)采集所有板卡的在線信息及所有板卡的溫度信息；
[0010]所述上風(fēng)機盤、下風(fēng)機盤上均設(shè)有風(fēng)機盤監(jiān)測控制板，上風(fēng)機盤、下風(fēng)機盤上的單板和風(fēng)機盤監(jiān)測控制板上均設(shè)有內(nèi)置溫度傳感器，風(fēng)機盤監(jiān)測控制板用于對上、下風(fēng)機盤中的各個風(fēng)機的狀態(tài)監(jiān)測、風(fēng)機管理和轉(zhuǎn)速控制；
[0011]根據(jù)AC設(shè)備的板卡是否在線，以確定相應(yīng)的風(fēng)機組是否啟動，之后根據(jù)各板卡的運行溫度智能控制相應(yīng)散熱風(fēng)機組的轉(zhuǎn)速，從而實現(xiàn)設(shè)備的智能熱管理。
[0012]進(jìn)一步的，主控板的管理模塊根據(jù)所采集的信息確定哪些風(fēng)機需要運轉(zhuǎn)，哪些風(fēng)機不需要運轉(zhuǎn)，運轉(zhuǎn)的風(fēng)機需要運行的轉(zhuǎn)速級別，并將這些信息通過系統(tǒng)管理總線(I2C)下發(fā)給上、下風(fēng)機盤的風(fēng)機檢測控制板并完成對各個風(fēng)機的智能控制。
[0013]進(jìn)一步的，所述風(fēng)機盤監(jiān)測控制板包括微處理器模塊、風(fēng)機驅(qū)動模塊和電源模塊；
[0014]電源模塊從背板輸入兩路-48V直流電源，通過交叉連接，保證任意一路斷電時，不影響風(fēng)機盤工作，電源模塊輸出兩路-48V DC,供給風(fēng)機驅(qū)動模塊，同時通過開關(guān)電源變換，給微處理器模塊提供所需的-3.3V直流電源；
[0015]風(fēng)機驅(qū)動模塊完成對風(fēng)機驅(qū)動PWM信號的輸出，10?20路轉(zhuǎn)速信號采集的功能，并通過I2C總線與微處理器模塊通訊，對外提供10?20路四線風(fēng)機接口 ；
[0016]微處理器模塊完成對風(fēng)機驅(qū)動模塊的配置管理功能，并通過背板上的2路I2C總線與機箱管理模塊通訊，并實現(xiàn)告警信息上報與配置信息下發(fā)等功能；對外提供一個UART到風(fēng)機盤面板，用于風(fēng)機盤監(jiān)測控制板的管理維護(hù)。
[0017]進(jìn)一步的，所述風(fēng)機盤風(fēng)機轉(zhuǎn)速可調(diào)，風(fēng)機盤轉(zhuǎn)速設(shè)計為O?19級，O級為風(fēng)機盤停轉(zhuǎn)，I級為最低轉(zhuǎn)速級別，19級為最高轉(zhuǎn)速級別；風(fēng)機盤監(jiān)測控制板完成對風(fēng)機盤中的各個風(fēng)機的狀態(tài)監(jiān)測、風(fēng)機管理和轉(zhuǎn)速控制功能。
[0018]進(jìn)一步的，風(fēng)機盤自動控制算法如下:
[0019]風(fēng)機盤自動控制算法的控制周期為5分鐘；設(shè)入風(fēng)口溫度Tr為環(huán)境溫度；設(shè)板內(nèi)溫度為T ;設(shè)目標(biāo)溫度值為t ;設(shè)出風(fēng)口溫度Tc ;最大轉(zhuǎn)速對應(yīng)的板內(nèi)溫度值Tmin ;控制允許的最小誤差? ;
[0020]I) a為初始轉(zhuǎn)速，b為試調(diào)轉(zhuǎn)速，X為經(jīng)過I次試調(diào)后計算得到的下一次試調(diào)轉(zhuǎn)速；
[0021]2) Tl為初始轉(zhuǎn)速下達(dá)到的板內(nèi)溫度值，T2為轉(zhuǎn)速試調(diào)后的板內(nèi)溫度值，t’為經(jīng)過I次試調(diào)后的板內(nèi)溫度值，當(dāng)It’ -t小于一定誤差時停止試調(diào)；
[0022]3)當(dāng)t〈Tmin時，直接以最大轉(zhuǎn)速控制輸出；
[0023]4)當(dāng)t>Tmin時，使用如下算法經(jīng)過多次試調(diào)(通常2_3次)即可達(dá)到最終控制要求:
[0024](b-x)/(b_a) = (t，-Τ2)/(Τ1_Τ2) 【I】
[0025]計算得:χ= b_(t’ -T2) (b-a)/(Tl-T2)【2】
[0026]然后輸出轉(zhuǎn)速X試調(diào)，測量獲得t’，當(dāng)|t’ _t|〈|，停止試調(diào)；否則將X，t’分別作為下一次試調(diào)的a，Tl，根據(jù)【2】重新計算X，測量獲得新的t’，依次循環(huán)計算，直到
t’ -t|<C再停止試調(diào)。
[0027]進(jìn)一步的，所述下風(fēng)機盤配置有防塵過濾網(wǎng)。
[0028]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0029]本發(fā)明AC設(shè)備智能熱管理技術(shù)的實現(xiàn)方法，對AC設(shè)備的散熱性能進(jìn)行了優(yōu)化和改善，依據(jù)主控板的管理模塊負(fù)責(zé)采集所有板卡的在線信息及所有板卡的溫度信息，根據(jù)這些信息確定哪些風(fēng)機需要運轉(zhuǎn)，哪些風(fēng)機不需要運轉(zhuǎn)，運轉(zhuǎn)的風(fēng)機需要運行的轉(zhuǎn)速級別，并將這些信息通過系統(tǒng)管理總線(I2C)下發(fā)給上、下風(fēng)機盤的風(fēng)機檢測控制板，風(fēng)機盤監(jiān)測控制板完成對上、下風(fēng)機盤中的各個風(fēng)機的狀態(tài)監(jiān)測、風(fēng)機管理和轉(zhuǎn)速控制，以實現(xiàn)對整個設(shè)備系統(tǒng)散熱風(fēng)機的智能控制，在保證設(shè)備系統(tǒng)正常散熱的前提下，最合理的管控風(fēng)機，降低風(fēng)機的能耗，延長風(fēng)機的使用壽命，使風(fēng)機的工作更加高效，從而進(jìn)一步降低了系統(tǒng)設(shè)備的故障率，減少運營商的設(shè)備維護(hù)工作量，同時起到了節(jié)能減排的作用。
【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明的風(fēng)機智能控制示意圖；
[0031]圖2為本發(fā)明風(fēng)機盤自動控制圖。
【具體實施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0033]本發(fā)明AC設(shè)備智能熱管理技術(shù)的實現(xiàn)方法為，包括作為整個AC設(shè)備硬件系統(tǒng)載體的機箱，機箱內(nèi)設(shè)有系統(tǒng)背板、電路板卡、上風(fēng)機盤、下風(fēng)機盤；系統(tǒng)背板、電路板卡、上風(fēng)機盤、下風(fēng)機盤之間通過系統(tǒng)管理總線連接；
[0034]所述電路板卡設(shè)有主控板，主控板上的管理模塊負(fù)責(zé)采集所有板卡的在線信息及所有板卡的溫度信息；
[0035]所述上風(fēng)機盤、下風(fēng)機盤上均設(shè)有風(fēng)機盤監(jiān)測控制板，上風(fēng)機盤、下風(fēng)機盤上的單板和風(fēng)機盤監(jiān)測控制板上均設(shè)有內(nèi)置溫度傳感器，內(nèi)置溫度傳感器用于測量所處區(qū)域的溫度值，提供給風(fēng)機盤監(jiān)控板或單板上的管理控制器，風(fēng)機盤監(jiān)測控制板用于對上、下風(fēng)機盤中的各個風(fēng)機的狀態(tài)監(jiān)測、風(fēng)機管理和轉(zhuǎn)速控制。根據(jù)AC設(shè)備的板卡是否在線，以確定相應(yīng)的風(fēng)機組是否啟動，之后根據(jù)各板卡的運行溫度智能控制相應(yīng)散熱風(fēng)機組的轉(zhuǎn)速，從而實現(xiàn)設(shè)備的智能熱管理。
[0036]主控板的管理模塊負(fù)責(zé)采集所有板卡的在線信息及所有板卡的溫度信息，根據(jù)這些信息確定哪些風(fēng)機需要運轉(zhuǎn)，哪些風(fēng)機不需要運轉(zhuǎn)，運轉(zhuǎn)的風(fēng)機需要運行的轉(zhuǎn)速級別，并將這些信息通過系統(tǒng)管理總線(I2C)下發(fā)給上、下風(fēng)機盤的風(fēng)機檢測控制板并完成對各個風(fēng)機的智能控制。
[0037]AC設(shè)備的散熱主要由兩個支持熱插拔的上風(fēng)機盤、下風(fēng)機盤組成，其中下風(fēng)機盤配置有防塵過濾網(wǎng)，每個風(fēng)機盤都配有一塊風(fēng)機盤監(jiān)測控制板；下部風(fēng)機盤吸入外部風(fēng)流，上部風(fēng)機盤抽出內(nèi)部風(fēng)流，上下風(fēng)機盤采用推拉方式在插箱內(nèi)部形成自下向上的風(fēng)道，實現(xiàn)對AC設(shè)備及各板卡的冷卻散熱；風(fēng)機監(jiān)控板通過通訊總線與單板上的管理控制器進(jìn)行通訊，查詢單板上板載溫度傳感器的溫度值；每個風(fēng)機對應(yīng)一個溫控區(qū)域，每個溫控區(qū)域包括2?3塊單板。
[0038]機箱的風(fēng)機盤風(fēng)機轉(zhuǎn)速可調(diào)，風(fēng)機盤轉(zhuǎn)速設(shè)計為O?19級，O級為風(fēng)機盤停轉(zhuǎn)，I級為最低轉(zhuǎn)速級別，19級為最高轉(zhuǎn)速級別；風(fēng)機盤監(jiān)測控制板完成對風(fēng)機盤中的各個風(fēng)機的狀態(tài)監(jiān)測、風(fēng)機管理和轉(zhuǎn)速控制功能。用風(fēng)機控制器芯片驅(qū)動和監(jiān)視風(fēng)機。
[0039]風(fēng)機盤與背板的接口為:兩路I2C總線，輸入電源為:兩路-48V直流電源；
[0040]MCU采用32位基于ARM內(nèi)核的微處理器，其應(yīng)支持兩路I2C接口、支持至少10?20路PWM輸出；
[0041]AC設(shè)備的風(fēng)機采用-48V直流供電，轉(zhuǎn)速可調(diào)，需要PWM信號驅(qū)動，風(fēng)機的轉(zhuǎn)速輸出信號也是PWM信號，AC設(shè)備中采用專用風(fēng)機控制器芯片驅(qū)動和監(jiān)視風(fēng)機，采用雙路-48V直流電源供電，采用微處理器完成配置管理與I2