一种支持多风扇自主温控调节转速的散热系统和方法技术方案

本发明专利技术提供一种支持多风扇自主温控调节转速的散热方法和系统，包括远端监控中心和测控系统，测控系统包括与远端监控中心通信连接的主控设备和与主控设备通信连接的系统设备、散热设备；散热设备包括控制器，控制器连接通过控制电路连接多个风扇，控制器上还连接有与通信电路、温度监测电路、风扇状态监测电路。控制器根据获取的实时工作环境温度信息，计算出将温度调节为工作环境温度阈值时的风扇转速，将风扇转速转换为PWM信号目标占空比，输出PWM信号给控制电路控制电路控制调节每个风扇的风扇转速。本发明专利技术设备为独立系统，故障时不会影响其他设备工作；并且其他设备能够远程监测到散热设备故障。

A heat dissipation system and method to support the independent temperature control of multiple fans

The present invention provides a heat dissipation method and system supporting multi fan speed independent temperature control, including the monitoring center and the remote control system, control system including system equipment, cooling equipment, the main control device is connected with the remote monitoring center and the communication with the master device communication connection; radiating device includes a controller, controller to connect a plurality of fan through the control circuit, the controller is also connected with the communication circuit, temperature monitoring circuit, fan status monitoring circuit. The controller according to the real-time temperature information, calculate the temperature regulating fan speed for working temperature threshold, the fan speed is converted to PWM signal duty cycle, PWM output signal to the control circuit to control the fan speed adjusting each fan. The equipment of the invention is an independent system and does not affect the work of other equipment when it fails, and other equipment can monitor the failure of the heat dissipation device remotely.

【技术实现步骤摘要】
一种支持多风扇自主温控调节转速的散热系统和方法
本专利技术涉及一种风扇散热系统，尤其涉及一种支持多风扇自主协从温控调节转速的散热系统和方法。
技术介绍
工作温度不仅直接影响产品内电子元器件的性能参数，还关系到器件、产品的使用寿命，所以在电子设备或系统设计中，往往会充分考虑通风散热问题。其中比较常见的散热方式之一为气体流通散热，对于发热量较小设备可直接进行自然通风散热；对于发热量较大设备，往往需要增加辅助的散热风扇等。在机柜系统中，一般包含两种散热风扇设计方式，一种为机柜顶端安装固定一到两个裸露风扇，负责向机柜外排出热风；另一种为把散热风扇安装在机箱内，设计成独立的设备安装在机柜内，负责加快柜内空气流动。目前的风扇散热设备主要存在如下缺点：1）后期维护不便。裸露风扇固定在机柜顶端，日常维护时拆卸、安装不便，且易受空气粉尘影响，缩减使用寿命。2）安全指数较低。风扇裸露安装在机柜顶端，防护等级较低，不仅无法保证自身工作安全，更无法保证用户使用安全。3）无法通过软件调速。风扇不支持软件控制调速，只能控制断开工作电源，使风扇停止工作，或者开启电源，使风扇全速工作。4）无法通过远程控制和监测。只能就近控制散热风扇是否启动工作，或者停止转动；以及就近监测风扇工作状态。5）无法自主温控调速。只能从其它设备获取温度信息或指令信息，来控制风扇是否工作。设备不支持自主监测温度，无法形成温控闭环调速，增加了外部主控设备工作负担。6）无法监测风扇状态。不支持对内部各个风扇当前转速、故障状态进行实时监测，无法对内部设备工作状态实时掌握。7）无法对每个风扇进行单独控制，无法改变单个风扇工作状态。8）无法进行扩展。当系统较大时，一个散热设备不能满足要求，无法对散热设备进行扩展，只能重新再安装独立的设备，无法形成散热设备联动相互协助工作。
技术实现思路
本专利技术提供一种支持多风扇自主协从温控调节转速的散热系统和方法，以解决现有技术存在的问题。本专利技术采用以下技术方案：一种支持多风扇自主温控调节转速的散热方法，在控制器内设置需要进行调节的工作环境温度阈值；温度监测电路将获取的工作环境温度传递给控制器，同时风扇监测电路将获取的每个风扇的工作状态及当前转速传递给控制器；控制器根据获取的实时工作环境温度信息，计算出将温度调节为工作环境温度阈值时的风扇转速，将风扇转速转换为PWM信号目标占空比，输出PWM信号给控制电路，控制电路控制调节每个风扇的风扇转速；调节之后，控制器再次获取实时工作环境温度信息，并再次计算将温度降为工作环境温度阈值时的风扇转速，将风扇转速转换为PWM信号目标占空比，再次输出PWM信号给控制电路控制调节每个风扇的风扇转速，依次循环，形成自主温控调速闭环回路。进一步，所述通过工作环境温度信息计算将温度降为工作环境温度阈值时的风扇转速的方法包括以下两种：（1）设定设备工作时的工作环境温度阈值为T0，当温度监测电路监测到实时工作环境温度信息T>T0时，风扇转速要增加，调节风扇转速的PWM占空比增加1个步进值，当监测到实时工作环境温度信息T<T0时，风扇转速需减小，调节风扇转速的PWM占空比减小1个步进值；（2）将设备的工作温度划分为不少于一个的温度范围，每个温度范围对应一个风扇转速值，当监测到实时工作环境温度信息在某个温度范围时，按照该风扇转速值对应的PWM占空比调节风扇转速。进一步，控制器能够通过通信电路将获取的实时工作环境温度信息和风扇状态信息发送给远端的监控中心进行远端监测，远端监控中心能够根据获取的信息人工远程向控制器发送风扇控制信号，控制器通过控制电路对每个风扇进行启停操作或者转速调节操作。进一步，所述风扇状态信息包括风扇故障电平信号和风扇转速信号，当控制器采集风扇故障电平信号为高电平时，通过控制器上连接的报警装置进行报警。支持多风扇自主温控调节转速的散热方法的系统，包括远端监控中心和测控系统，所述测控系统包括与远端监控中心通信连接的主控设备和与主控设备通信连接的系统设备、散热设备；所述散热设备包括控制器，控制器连接通过控制电路连接多个风扇，控制器上还连接有与主控设备通信的通信电路、获取实时工作环境温度信息的温度监测电路、获取风扇状态信息的风扇状态监测电路。进一步，所述控制电路包括风扇电机驱动电路。进一步，所述散热设备、主控设备均设置在机箱内部，机箱上设置有与控制器连接的工作状态指示灯，所述工作状态指示灯包括电源指示灯、散热设备工作指示灯、风扇状态指示灯。进一步，所述工作环境内部设置至少两个散热设备，分别设置在工作环境的不同位置的通风口处，其中一个散热设备向内抽风，另一个散热设备向外排风。进一步，所述工作环境内具有进风口和排风口，所述进风口和排风口设置数量相同的散热设备，且其中一个散热设备为主散热设备，其余散热设备为从散热设备，主散热设备的控制器通过通信电路与主控设备和其余从散热设备进行通信，主散热设备的控制器接收从散热设备的实时工作环境温度信息和风扇状态信息并传输给主控设备，同时主散热设备的控制器接收主控设备发送的风扇控制信号并发送给对应的从散热设备。本专利技术的有益效果：（1）工作比较安全。设备为独立系统，故障时不会影响其他设备工作；并且其他设备能够远程监测到散热设备故障；风扇安装在机箱内部，设备工作时能够保证人身安全。（2）程控风扇转速。可根据整个系统实际使用环境，灵活设置风扇转速与温度值比例系数，然后通过软件调节风扇转速，可适用所有需要散热的系统。（3）温控自主调节。设备自主监测温度，根据温度调节转速，内部形成自主温控回路，无需外部设备参与，既减轻了其他设备工作负担，又降低了系统故障概率。（4）风扇实时监测。可对内部风扇状态及转速实时监测，一旦出现故障，可立马判断出故障所在，方便故障维修。（5）可选择远程控制散热设备内风扇是否工作及风扇转速模式。（6）设备内每个风扇可单独控制是否工作以及风扇转速。（7）散热设备可功能扩展，多机协同配合工作，可根据实际情况进行配置，适用于所有系统。附图说明图1为自主温控调节转速散热系统的框架示意图。图2为散热设备框架示意图。图3为风扇控制信号PWM占空比VS转速曲线示意图。图4为散热系统自主温控调速闭环回路示意图。图5为散热设备多机协同工作示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。如图1所示，本专利技术提供一种支持多风扇自主温控协从调节转速的散热方法的系统，主要包括远端监控中心和测控系统，测控系统主要包含主控设备、散热设备、其他系统设备，其他的系统设备是主要的发热源。测控系统通过主控设备对外通信，主控设备不仅把接收到的工作环境的温度、风扇等设备的状态信息上传给监控中心，而且接收监控中心下发的控制指令，并通过通信接口把指令发送给对应设备。监控中心与主控设备之间通过有线通信方式或者无线通信方式进行远程通信。有线通信包含远程以太网通信等方式，无线通信包含3G/4G、WLAN无线网络通信等方式。远端的监控中心主要用于远程监控测控系统内的实时工作环境温度信息、设备工作状态信息等，以及负责控制测控系统内的散热设备的工作模式：自主温控调速还是人工调速。监控中心可选择具备人机交互界面的客户端。通过人机交互界面向测控系统的主控设备下发控制指令，控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种支持多风扇自主温控调节转速的散热方法，其特征在于：在控制器内设置需要进行调节的工作环境温度阈值；温度监测电路将获取的工作环境温度传递给控制器，同时风扇监测电路将获取的每个风扇的工作状态及当前转速传递给控制器；控制器根据获取的实时工作环境温度信息，计算出将温度调节为工作环境温度阈值时的风扇转速，将风扇转速转换为PWM信号目标占空比，输出PWM信号给控制电路，控制电路控制调节每个风扇的风扇转速；调节之后，控制器再次获取实时工作环境温度信息，并再次计算将温度降为工作环境温度阈值时的风扇转速，将风扇转速转换为PWM信号目标占空比，再次输出PWM信号给控制电路控制调节每个风扇的风扇转速，依次循环，形成自主温控调速闭环回路。

【技术特征摘要】
1.一种支持多风扇自主温控调节转速的散热方法，其特征在于：在控制器内设置需要进行调节的工作环境温度阈值；温度监测电路将获取的工作环境温度传递给控制器，同时风扇监测电路将获取的每个风扇的工作状态及当前转速传递给控制器；控制器根据获取的实时工作环境温度信息，计算出将温度调节为工作环境温度阈值时的风扇转速，将风扇转速转换为PWM信号目标占空比，输出PWM信号给控制电路，控制电路控制调节每个风扇的风扇转速；调节之后，控制器再次获取实时工作环境温度信息，并再次计算将温度降为工作环境温度阈值时的风扇转速，将风扇转速转换为PWM信号目标占空比，再次输出PWM信号给控制电路控制调节每个风扇的风扇转速，依次循环，形成自主温控调速闭环回路。2.根据权利要求1所述的一种支持多风扇自主温控调节转速的散热方法，其特征在于：所述通过工作环境温度信息计算将温度降为工作环境温度阈值时的风扇转速的方法包括以下两种：设定设备工作时的工作环境温度阈值为T0，当温度监测电路监测到实时工作环境温度信息T>T0时，风扇转速要增加，调节风扇转速的PWM占空比增加1个步进值，当监测到实时工作环境温度信息T<T0时，风扇转速需减小，调节风扇转速的PWM占空比减小1个步进值；将设备的工作温度划分为不少于一个的温度范围，每个温度范围对应一个风扇转速值，当监测到实时工作环境温度信息在某个温度范围时，按照该风扇转速值对应的PWM占空比调节风扇转速。3.根据权利要求1所述的一种支持多风扇自主温控调节转速的散热方法，其特征在于：控制器能够通过通信电路将获取的实时工作环境温度信息和风扇状态信息发送给远端的监控中心进行远端监测，远端监控中心能够根据获取的信息人工远程向控制器发送风扇控制信号，控制器通过控制电路对每个风扇进行启停操作或者转速调节操作。4.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王灿，苏慧祥，刘传华，李冠军，董林，
申请(专利权)人：河南思维轨道交通技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41