一种风扇转速控制方法和装置 【技术领域】
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种风扇转速控制方法和装置。
背景技术
随着电子设备集成度的提高，设备的散热成为一个重要的话题。目前电子设备的主要散热方式是风冷，主要用到的是风扇。为了能够降低设备的噪声和功耗，大多采用可调速风扇。现有的风扇转速控制方法主要是通过设定几个温度点和风扇的转速，然后根据温度传感器采集到的温度将风扇调整到某一挡转速。温度采集点也多放在出风口或者入风口出。
这样的控制方法虽然可以使风扇根据环境的温度工作在一个较合适的转速，但是冗余仍然较大，噪声还是比较大。而且温度采集点放在出风口或入风口处，这样采集到的温度并不能够精确的反应设备里面每个关键器件的工作状态。
【发明内容】
本发明提供一种风扇转速控制方法和装置，用以解决现有技术中存在风扇转速控制方法冗余较大、噪声较大和不能够精确的反应设备里面每个关键器件的工作状态问题。
具体的，本发明提供一种风扇转速控制方法和装置，应用在包括一个或多个风扇及与所述风扇相连的待检测器件的系统中，包括：
步骤1、系统上电后，设置风扇工作参数；
步骤2、待系统稳定后，判断系统内主控板上报的待检测器件当前温度与告警温度的差值是否符合预设的约束条件，若是，执行步骤3，否则，执行步骤4；
步骤3、判断将风扇当前转速降低预设的调整量后的转速是否小于等于预设的风扇最低转速判定值，若是，则将风扇当前转速调整为所述风扇最低转速判定值，返回步骤2；否则，将风扇当前转速调整为降低后的转速，返回步骤2；
步骤4、判断将风扇当前转速升高预设的调整量后的转速是否大于预设的最大转速，若是，向系统上报告警信息，否则，将风扇当前转速调整为升高后的转速，并将所述风扇最低转速判定值调整为所述风扇当前转速，返回步骤2。
其中，所述步骤1中设置风扇工作参数具体为：
设置风扇初始转速、风扇最大转速、风扇最小转速和风扇转速的调整量，并初始化风扇当前转速为风扇初始转速，初始化风扇最低转速判定值为风扇最小转速。
进一步的，上述预设的约束条件为：所述差值是否小于零。
所述步骤2中主控板上报的待检测器件当前温度与告警温度的差值为：
所述主控板在采集自身维护的待检测器件的当前温度与告警温度间的差值和系统内单板上报的单板维护的待检测器件的当前温度与告警温度间的差值中获取的最大值。
其中，所述主控板和单板通过预先布置在自身维护的待检测器件处的温度检测器采集所述待检测器件的当前温度。
其中，所述温度检测器为温度传感器。
进一步的，所述步骤3中将风扇当前转速调整为所述风扇最低转速判定值后还进行以下操作：
触发系统维护的定时器，设定所述风扇当前转速保持不变的时间T，并在所述时间T到达时，将风扇当前转速调整为预设的风扇最小转速，并复位所述定时器。
本发明还提供一种风扇转速控制装置，包括：
参数设置单元，用于在系统上电后，设置风扇工作参数；
温度判定单元，用于待系统稳定后，判断系统内主控板上报的待检测器件当前温度与告警温度的差值是否符合预设的约束条件，若是，触发转速下调单元，否则，触发转速上调单元；
转速下调单元，用于判断将风扇当前转速降低预设的调整量后的转速是否小于等于预设的风扇最低转速判定值，若是，则将风扇当前转速调整为所述风扇最低转速判定值，触发所述温度判定单元；否则，将风扇当前转速调整为降低后的转速，触发所述温度判定单元；
转速上调单元，用于判断将风扇当前转速升高预设的调整量后地转速是否大于预设的最大转速，若是，向系统上报告警信息，否则，将风扇当前转速调整为升高后的转速，并将所述风扇最低转速判定值调整为所述风扇当前转速，触发所述温度判定单元。
其中，所述参数设置单元设置风扇初始转速、风扇最大转速、风扇最小转速和风扇转速的调整量，并初始化风扇当前转速为风扇初始转速、初始化风扇最低转速判定值为风扇最小转速。
所述转速下调单元，还用于在将风扇当前转速调整为所述风扇最低转速判定值后，触发系统维护的定时器，设定所述风扇当前转速保持不变的时间T，并在所述时间T到达时，将风扇当前转速调整为预设的风扇最小转速，并复位所述定时器。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明提供的方法，所有待检测器件处均设有温度检测点，并根据各个待检测器件的温度进行告警，最直接的反应了设备的工作状态，能够更加精确的控制风扇的转速，避免了拟制环境温度和风扇转速曲线的麻烦，又可以最大限度的减小冗余设计。
(2)本发明提供的方法，只要不出现温度告警，风扇转速就会一直降低，调整步长越小，风扇的转速就能越接近最小有效值。这样做，既确保了系统安全散热，又使风扇的转速始终能够最接近风速最小有效值，最小化了系统的噪声，同时降低了系统的功耗。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明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进行简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明提供的一种风扇转速控制方法的流程图；
图2为本发明实施例中风扇控制板的控制风扇转速的流程图；
图3为本发明实施例中风扇转速和温度的对应关系图；
图4为本发明提供的一种风扇转速控制装置的结构图。
【具体实施方式】
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
基于现有技术中存在的风扇转速控制方法冗余较大、噪声较大和不能够精确的反应设备里面每个关键器件的工作状态问题，本发明提供一种风扇转速控制方法和装置。
具体的，本发明提供一种风扇转速控制方法，应用在包括一个或多个风扇及与所述风扇相连的待检测器件的系统中，如图1所示，包括以下步骤：
步骤S101、系统上电后，设置风扇工作参数。
其中，设置风扇工作参数具体为：设置风扇初始转速、风扇最大转速、风扇最小转速和风扇转速的调整量，并初始化风扇当前转速为风扇初始转速、初始化风扇最低转速判定值为风扇最小转速。
步骤S102、待系统稳定后，判断系统内主控板上报的待检测器件当前温度与告警温度的差值是否符合预设的约束条件，若是，执行步骤S103，否则，执行步骤S104；
其中，预设的约束条件为所述差值是否小于零。
步骤S103、判断将风扇当前转速降低预设的调整量后的转速是否小于等于预设的风扇最低转速判定值，若是，将风扇当前转速调整为风扇最低转速判定值，返回步骤S102；否则，将风扇当前转速调整为降低后的转速，返回步骤S102；
步骤S104、判断将风扇当前转速升高预设的调整量后的转速是否大于预设的最大转速，若是，向系统上报告警信息，否则，将风扇当前转速调整为升高后的转速，并将风扇最低转速判定值调整为调高后的风扇当前转速，返回步骤S102。
本发明提供的方法，根据各个待检测器件的温度进行告警，最直接的反应了设备的工作状态，能够更加精确的控制风扇的转速，避免了拟制环境温度和风扇转速曲线的麻烦，又可以最大限度的减小冗余设计，并且只要不出现温度告警，风扇转速就会一直降低，调整步长越小，风扇的转速就能越接近最小有效值。因此既确保了系统安全散热，又使风扇的转速始终能够最接近风速最小有效值，最小化了系统的噪声，同时降低了系统的功耗。
下面通过一具体实施例来详细阐述本发明提供的方法的具体实现过程。
本发明实施例以应用于通讯机房的通讯设备上为例来说明本发明的具体实现过程。具体的，通讯设备内部包括主控板、风扇控制板和若干单板。温度检测点布设在主控板和各单板上的关键器件(即，上述的待检测器件)处。
其中，温度检测点可以为温度传感器等测温器件；关键器件指的是在系统中发热量大的器件或者对环境温度较敏感的器件，在设计阶段可以通过热仿真来确定。
实施例一，本实施例是针对于系统内所有风扇统一控制的实施方法，该方法通常适用在风扇需求较少的小系统内，但并不排除可以应用在对风扇需求较多的大系统内。
具体的，本实施例的核心思想是：各单板和主控板通过温度检测点采集关键器件的当前温度，并与各关键器件预设的告警温度相减取最大值，各单板将获取的最大值上报给主控板，主控板将自身采集获取的差值与单板上报的最大差值进行比较，获取所有差值中的最大值后上报给风扇控制板。风扇控制板通过判断上报的最大值是否小于零来判断系统中是否所有单板都能安全散热，并根据判断结果对风扇的转速进行调整。
其中，告警温度的选取主要是根据器件数据手册给的工作温度范围结合系统热仿真的结果得到，在此基础上选取时可以留一定的余量。
具体的，本实施例中风扇控制板的控制流程图，如图2所示，包括以下步骤：
步骤S201、风扇控制板上电以后，设定风扇的固定参数值和可变参数。
其中，固定参数包括：风扇的初始转速Sstart、风扇最大转速Smax、风扇最小转速Smin和风扇转速调整步长Sstep；
可变参数包括：风扇当前转速Sing、风扇转速传递值Sing’和最低转速判定值Smin’，并将风扇当前转速Sing初始化为Sstart，最低转速判定值Smin’初始化为Smin。
上述参数的具体数值可以根据系统的需求和选用风扇的基本参数来设定，在此不具体限定其值。
步骤S202、待风扇转速均匀、系统内部温度稳定后，主控板和各单板采集与之对应的关键器件的当前温度，并计算获取的当前温度与各关键器件的告警温度的温差ΔT。
步骤S203、各单板取温差最大值上报给主控板，主控板将自身获取的温差ΔT与单板上报的温差最大值进行比较获取所有温差的最大值ΔTmax，并将该ΔTmax上报给风扇控制板。
当然，本实施例中，主控板也可以将所有温差ΔT均上报给风扇控制板，然而考虑当ΔTmax小于零时，其他温差ΔT必定小于零，所以本实施例中采用上报最大值的方式，但不排除上报所有的温差ΔT的情况。
步骤S204、风扇控制板判断ΔTmax是否小于零，若是，执行步骤S205，否则，执行步骤S209。
步骤S205、当ΔTmax小于零时，说明所有关键器件都能安全工作，将风扇当前转速降低Sstep，即Sing’＝Sing-Sstep。
需要说明的是，此时的降低并不是将当前风扇的转速真正的降低，而是为了后续的判断，风扇控制板内部的运算过程。
步骤S206、判断Sing’是否小于等于最低转速判定值Smin’，若是，执行步骤S207，否则，执行步骤S208。
步骤S207、将风扇当前转速设置为Sing＝Smin’，执行步骤S213，并同时执行步骤S202。
步骤S208、将风扇当前转速设置为Sing＝Sing’，返回步骤S202。
步骤S209、当ΔTmax大于零时，说明风扇转速太低了，系统不能长时间安全散热，将风扇转速升高Sstep，即Sing’＝Sing+Sstep。
需要说明的是，此时的升高并不是将当前风扇的转速真正的升高，而是为了后续的判断，风扇控制板内部的运算过程。
步骤S210、判断Sing’是否大于Smax，若是，执行步骤S211，否则，执行步骤S212。
步骤S211、向系统上报单板下电告警信息，流程结束。
步骤S212、将风扇当前转速设置为Sing＝Sing’，并调整最低转速判定值Smin’＝Sing，返回步骤S202。
步骤S213、触发系统内维护的定时器。
步骤S214、通过定时器设定Smin’保持不变的稳态工作时间T。
步骤S215、在定时时间T到达时，设定Smin’为Smin，并复位定时器。
其中，如果定时器未计满上述稳态工作时间T，但是风扇转速发生了变化，定时器也应该复位。
需要说明的是，在上述稳态工作时间T内，风扇控制板仍旧执行上述温度判断过程，只有在风扇控制板检测到关键器件的当前温度高于告警温度时，才复位定时器，返回步骤S202，进行转速调整；否则，风扇仍旧工作在当前稳态转速下。
上述步骤S214和S215是为了避免风扇转速出现振荡，在该步骤中需要将Smin’设定为风扇的当前转速。但是如果Smin’一直保持在当前转速就会出现风扇转速无法再下调的问题，所以Smin’在风扇稳定工作一段时间后，Smin’调回Smin，这时控制系统会启动新一轮的风扇转速调整。
需要说明的是，风扇转速最低可下降到Smin，若在环境温度较低的情况下，Sing一直下降到Smin’仍然未出现温度告警，则风扇转速就设置在Smin’，由于此时没有调整过Smin’，所以Smin’等于风扇最小转速Smin，本发明实施例中，风扇转速和温度的关系如图3所示。
实施例二，本实施例是将系统分为多个子系统，每个子系统可以单独控制风扇转速的实施方法，该方法通常适用在较大的复杂系统中，比如系统内部空间较大，并且发热不均匀，该方法更加有利于将风扇转速最小化，降低噪声。
其中，每个子系统内可以有一个或多个风扇，每个子系统均由风扇控制板来实现对风扇转速的控制。具体的，所述风扇控制板的控制方法与具体实施例一中的步骤相同，在此不做赘述。
本发明实施例提供的方法，所有温度检测点布设在检测器件处，根据各个关键器件的温度进行告警，最直接的反应了设备的工作状态，能够更加精确的控制风扇的转速。避免了拟制环境温度和风扇转速曲线的麻烦，又可以最大限度的减小冗余设计；只要不出现温度告警，风扇转速就会一直降低，步长Sstep越小，风扇的转速就能越接近最小有效值。这样做，既确保了系统安全散热，又使风扇的转速始终能够最接近风速最小有效值，最小化了系统的噪声，同时降低了系统的功耗。
本发明还提供一种风扇转速控制装置，如图4所示，包括：
参数设置单元410，用于在系统上电后，设置风扇工作参数；
温度判定单元420，用于待系统稳定后，判断系统内主控板上报的待检测器件当前温度与告警温度的差值是否符合预设的约束条件，若是，触发转速下调单元430，否则，触发转速上调单元440；
转速下调单元430，用于判断将风扇当前转速降低预设的调整量后的转速是否小于等于预设的风扇最低转速判定值，若是，则将风扇当前转速调整为风扇最低转速判定值，触发温度判定单元420；否则，将风扇当前转速调整为降低后的转速，触发温度判定单元420；
转速上调单元440，用于判断将风扇当前转速升高预设的调整量后的转速是否大于预设的最大转速，若是，向系统上报告警信息，否则，将风扇当前转速调整为升高后的转速，并将风扇最低转速判定值调整为风扇当前转速，触发温度判定单元420。
其中，参数设置单元420设置风扇初始转速、风扇最大转速、风扇最小转速和风扇转速的调整量，并初始化风扇当前转速为风扇初始转速、初始化风扇最低转速判定值为风扇最小转速。
转速下调单元430，还用于在将风扇当前转速调整为风扇最低转速判定值后，触发系统维护的定时器，设定风扇当前转速保持不变的时间T，并在时间T到达时，将风扇当前转速调整为预设的风扇最小转速，并复位定时器。
基于上述技术特征，如果定时器未计满上述时间T，但是风扇转速发生了变化，转速下调单元430也将定时器复位。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。