服务器风扇转速调控方法、系统、终端及存储介质与流程

1.本发明涉及服务器散热技术领域，具体涉及一种服务器风扇转速调控方法、系统、终端及存储介质。


背景技术：

2.目前服务器在使用风扇进行散热时，是通过获取各部件的温度计算出控制风扇的占空比，通过接口直接输出占空比对风扇进行控制，在风扇发生故障或老化导致转速控制不准确时并没有进一步调控的方法并且也不会输出提示信息供运维人员参考和维修。同时，在不同环境温度下，对于风扇转速的变化率要求应该是不一致的，在环境温度较高时，风扇响应应该更快，在环境温度较低时风扇响应速度可以稍慢，以让用户有更好的使用体验。


技术实现要素：

3.针对现有技术的上述不足，本发明提供一种服务器风扇转速调控方法、系统、终端及存储介质，以解决上述技术问题。
4.第一方面，本发明提供一种服务器风扇转速调控方法，包括：
5.采集服务器部件温度，并根据设定的温度调控策略和部件温度生成风扇调控转速；
6.采集风扇实际转速并计算调控转速与实际转速的差值；
7.如果实际转速为0或所述差值未超过设定的调控阈值，则将所述差值转换为占空比信号，并将所述占空比信号发送至风扇；
8.如果所述差值超过设定的调控阈值，则将所述差值输入pid模型得到风扇需求转速，并将所述需求转速转换为占空比信号发送至风扇。
9.进一步的，如果所述差值未超过设定的调控阈值，则将所述差值转换为占空比信号，并将所述占空比信号发送至风扇，包括：
10.将所述占空比信号发送至风扇的同时，将占空比信号、调控转速和实际转速写入日志。
11.进一步的，如果实际转速为0或所述差值超过设定的调控阈值，则将所述差值输入pid模型得到风扇需求转速，并将所述需求转速转换为占空比信号发送至风扇，包括：
12.根据所述差值和预先设定的差值大小与pid模型修正系数的对应关系，获取第一修正系数、第二修正系数和第三修正系数；
13.将pid模型的比例参数与第一修正系数的乘积作为新的比例参数，将积分参数与第二修正系数的乘积作为新的积分参数，将微分参数与第三修正系数的乘积作为新的微分参数；
14.将新的比例参数、新的积分参数和新的微分参数代入pid模型，获取将服务器温度降至设定的正常值对应的风扇需求转速。
15.进一步的，所述方法还包括：
16.将所述差值超过调控阈值写入告警提示，并将所述告警提示存储至日志文件。
17.第二方面，本发明提供一种服务器风扇转速调控系统，包括：
18.基础调控单元，用于采集服务器部件温度，并根据设定的温度调控策略和部件温度生成风扇调控转速；
19.转速计算单元，用于采集风扇实际转速并计算调控转速与实际转速的差值；
20.第一调控单元，用于如果实际转速为0或所述差值未超过设定的调控阈值，则将所述差值转换为占空比信号，并将所述占空比信号发送至风扇；
21.第二调控单元，用于如果所述差值超过设定的调控阈值，则将所述差值输入pid模型得到风扇需求转速，并将所述需求转速转换为占空比信号发送至风扇。
22.进一步的，所述第一调控单元包括：
23.信息记录模块，用于将所述占空比信号发送至风扇的同时，将占空比信号、调控转速和实际转速写入日志。
24.进一步的，所述第二调控单元包括：
25.系数生成模块，用于根据所述差值和预先设定的差值大小与pid模型修正系数的对应关系，获取第一修正系数、第二修正系数和第三修正系数；
26.模型修正模块，用于将pid模型的比例参数与第一修正系数的乘积作为新的比例参数，将积分参数与第二修正系数的乘积作为新的积分参数，将微分参数与第三修正系数的乘积作为新的微分参数；
27.转速生成模块，用于将新的比例参数、新的积分参数和新的微分参数代入pid模型，获取将服务器温度降至设定的正常值对应的风扇需求转速。
28.进一步的，所述第二调控单元包括：
29.告警记录模块，用于将所述差值超过调控阈值写入告警提示，并将所述告警提示存储至日志文件。
30.第三方面，提供一种终端，包括：
31.处理器、存储器，其中，
32.该存储器用于存储计算机程序，
33.该处理器用于从存储器中调用并运行该计算机程序，使得终端执行上述的终端的方法。
34.第四方面，提供了一种计算机存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面所述的方法。
35.本发明的有益效果在于，本发明提供的服务器风扇转速调控方法、系统、终端及存储介质，通过采集服务器部件温度，并根据设定的温度调控策略和部件温度生成风扇调控转速，然后采集风扇实际转速并计算调控转速与实际转速的差值，基于差值的大小对调控策略进行选择，具体的，如果实际转速为0或所述差值未超过设定的调控阈值，则将所述差值转换为占空比信号，并将所述占空比信号发送至风扇；如果所述差值超过设定的调控阈值，则将所述差值输入pid模型得到风扇需求转速，并将所述需求转速转换为占空比信号发送至风扇。本发明在风扇发生故障或老化导致无法准确控制转速时能够对风扇转速进行闭环控制，保证了服务器在风扇故障时的正常工作，通过监控实际风扇转速与设定转速的差
异来判断风扇的状态，将风扇故障状态输出到log文件中，使得运维人员能够及时准确地了解到风扇的状态，采用闭环控制，当风扇转速变化时会经过平滑的转换，避免了转速突升突降对用户带来的不良体验。
36.此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
附图说明
37.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作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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。
38.图1是本发明一个实施例的方法的示意性流程图。
39.图2是本发明一个实施例的系统的示意性框图。
40.图3为本发明实施例提供的一种终端的结构示意图。
具体实施方式
41.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，都应当属于本发明保护的范围。
42.下面对本发明中出现的关键术语进行解释。
43.bmc，执行伺服器远端管理控制器，英文全称为baseboard management controller.为基板管理控制器。它可以在机器未开机的状态下，对机器进行固件升级、查看机器设备、等一些操作。在bmc中完全实现ipmi功能需要一个功能强大的16位元或32位元微控制器以及用于数据储存的ram、用于非挥发性数据储存的快闪记忆体和韧体，在安全远程重启、安全重新上电、lan警告和系统健康监视方面能提供基本的远程可管理性。除了基本的ipmi功能和系统工作监视功能外，通过利用2个快闪记忆体之一储存以前的bios，mbmc还能实现bios快速元件的选择和保护。例如，在远程bios升级後系统不能启动时，远程管理人员可以切换回以前工作的bios映像来启动系统。一旦bios升级後，bios映像还能被锁住，可有效防止病毒对它的侵害。
44.图1是本发明一个实施例的方法的示意性流程图。其中，图1执行主体可以为一种服务器风扇转速调控系统。
45.如图1所示，该方法包括：
46.步骤110，采集服务器部件温度，并根据设定的温度调控策略和部件温度生成风扇调控转速；
47.步骤120，采集风扇实际转速并计算调控转速与实际转速的差值；
48.步骤130，如果实际转速为0或所述差值未超过设定的调控阈值，则将所述差值转换为占空比信号，并将所述占空比信号发送至风扇；
49.步骤140，如果所述差值超过设定的调控阈值，则将所述差值输入pid模型得到风扇需求转速，并将所述需求转速转换为占空比信号发送至风扇。
50.为了便于对本发明的理解，下面以本发明服务器风扇转速调控方法的原理，结合实施例中对服务器风扇转速进行调控的过程，对本发明提供的服务器风扇转速调控方法做进一步的描述。
51.具体的，所述服务器风扇转速调控方法包括：
52.s1、采集服务器部件温度，并根据设定的温度调控策略和部件温度生成风扇调控转速。
53.bmc通过各温度传感器获取当前cpu、gpu、ssd等各部件温度值及环境温度值。
54.根据各部件温度及环境温度查找预设参数，确定需求风扇转速n1及实际转速n2，根据n1确定需求占空比p1，并确定当前温度下pid模型的调控参数p、i、d。
55.pid控制即比例、积分、微分控制，其结构简单实用，常用于工业生产领域。pid控制中有p、i、d三个参数，比例控制器实际上就是个放大倍数可调的放大器，即
△
p＝kp
×
e，式中kp为比例增益，即kp可大于1，也可小于1；e为控制器的输入，也就是测量值与给定值之差，又称为偏差。要说明的是，对于大多数模拟控制器而言，都不采用比例增益kp作为刻度，而是用比例度来刻度，即δ＝1/kc
×
100％。也就是说比例度与控制器的放大倍数的倒数成比例；控制器的比例度越小，它的放大倍数越大，偏差放大的能力越大，反之亦然。控制器的积分作用就是为了消除自控系统的余差而设置的。所谓积分，就是随时间进行累积的意思，即当有偏差输入e存在时，积分控制器就要将偏差随时间不断累积起来，也就是积分累积的快慢与偏差e的大小和积分速度成正比。只要有偏差e存在，积分控制器的输出就要改变，也就是说积分总是起作用的，只有偏差不存在时，积分才会停止。对于恒定的偏差，调整积分作用的实质就是改变控制器输出的变化速率，这个速率是通过积分作用的输出等于比例作用的输出所需的一段时问来衡量的。积分时间小，表示积分速度大，积分作用就强；反之，积分时问大，则积分作用就弱。如果积分时间无穷大，表示没有积分作用，控制器就成为纯比例控制器。实际上积分作用很少单独使用，通常与比例作用一起使用，使其既具有把偏差放大(或缩小)的比例作用，又具有将偏差随时间累积的积分作用，且其作用方向是一致的。这时控制器的输出为：
△
p＝ke
△
pi，式中
△
p为控制器输出值的变化；ke为比例作用引起的输出；
△
pi为积分作用引起的输出。微分作用主要是用来克服被控对象的滞后，常用于温度控制系统。除采用微分作用外，在使用控制系统时要注意测量传送的滞后问题，如温度测量元件的选择和安装位置等。在常规pid控制器中，微分作用的输出变化与微分时间和偏差变化的速度成比例，而与偏差的大小无关，偏差变化的速度越大，微分时间越长，则微分作用的输出变化越大。但如果微分作用过强，则可能由于变化太快而由其自身引起振荡，使控制器输出中产生明显的“尖峰”或“突跳”。为了避免这一扰动，在pid调节器和dcs中可使用微分先行pid运算规律，即只对测量值pv进行微分，当人工改变控制器的给定值sp时，不会造成控制器输出的突变，避免了改变sp的瞬间给控制系统带来的扰动。如tdc-3000，则在常规pid算法中增加一个软开关，组态时供用户选择控制器对偏差、还是测量值进行微分。当输入阶跃信号后，微分器一开始输出的最大变化值与微分作用消失后的输出变化的比值就是微分放大倍数kd，即微分增益，微分増益的单位是时间，设置微分时间(或者微分增益)为零会取消微分的功能。
56.s2、采集风扇实际转速并计算调控转速与实际转速的差值。
57.bmc从风扇控制器获取实际风扇转速n2，并计算调控转速与实际转速的差值。
58.s3、如果实际转速为0或所述差值未超过设定的调控阈值，则将所述差值转换为占空比信号，并将所述占空比信号发送至风扇。
59.判断n2是否为0，若n2为0表明是第一次启用风扇控制策略，将转速转化为占空比输出，控制风扇。
60.若n1与n2的偏差在允许范围内(不超过设定的调控阈值)，则认为开环控制能够满足控制要求，直接用p1进行控制。
61.s4、如果所述差值超过设定的调控阈值，则将所述差值输入pid模型得到风扇需求转速，并将所述需求转速转换为占空比信号发送至风扇。
62.根据所述差值和预先设定的差值大小与pid模型修正系数的对应关系，获取第一修正系数、第二修正系数和第三修正系数；将pid模型的比例参数与第一修正系数的乘积作为新的比例参数，将积分参数与第二修正系数的乘积作为新的积分参数，将微分参数与第三修正系数的乘积作为新的微分参数；将新的比例参数、新的积分参数和新的微分参数代入pid模型，获取将服务器温度降至设定的正常值对应的风扇需求转速。
63.若n2不为0，则比较n2与n1，若差值过大则将n1-n2的差值作为pid控制的输入并把风扇实际转速与设定转速偏差过大输出到log文件中，同时根据该差值确定pid的修正系数kp，ki，kd。将n2-n1，kp*p，ki*i，kd*d作为pid控制的输入，通过pid计算出需求转速并转化为需求占空比，输出占空比信号，控制风扇。
64.如图2所示，该系统200包括：
65.基础调控单元210，用于采集服务器部件温度，并根据设定的温度调控策略和部件温度生成风扇调控转速；
66.转速计算单元220，用于采集风扇实际转速并计算调控转速与实际转速的差值；
67.第一调控单元230，用于如果实际转速为0或所述差值未超过设定的调控阈值，则将所述差值转换为占空比信号，并将所述占空比信号发送至风扇；
68.第二调控单元240，用于如果所述差值超过设定的调控阈值，则将所述差值输入pid模型得到风扇需求转速，并将所述需求转速转换为占空比信号发送至风扇。
69.可选地，作为本发明一个实施例，所述第一调控单元包括：
70.信息记录模块，用于将所述占空比信号发送至风扇的同时，将占空比信号、调控转速和实际转速写入日志。
71.可选地，作为本发明一个实施例，所述第二调控单元包括：
72.系数生成模块，用于根据所述差值和预先设定的差值大小与pid模型修正系数的对应关系，获取第一修正系数、第二修正系数和第三修正系数；
73.模型修正模块，用于将pid模型的比例参数与第一修正系数的乘积作为新的比例参数，将积分参数与第二修正系数的乘积作为新的积分参数，将微分参数与第三修正系数的乘积作为新的微分参数；
74.转速生成模块，用于将新的比例参数、新的积分参数和新的微分参数代入pid模型，获取将服务器温度降至设定的正常值对应的风扇需求转速。
75.可选地，作为本发明一个实施例，所述第二调控单元包括：
76.告警记录模块，用于将所述差值超过调控阈值写入告警提示，并将所述告警提示存储至日志文件。
77.图3为本发明实施例提供的一种终端300的结构示意图，该终端300可以用于执行本发明实施例提供的服务器风扇转速调控方法。
78.其中，该终端300可以包括：处理器310、存储器320及通信单元330。这些组件通过一条或多条总线进行通信，本领域技术人员可以理解，图中示出的服务器的结构并不构成对本发明的限定，它既可以是总线形结构，也可以是星型结构，还可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
79.其中，该存储器320可以用于存储处理器310的执行指令，存储器320可以由任何类型的易失性或非易失性存储终端或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(sram)，电可擦除可编程只读存储器(eeprom)，可擦除可编程只读存储器(eprom)，可编程只读存储器(prom)，只读存储器(rom)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。当存储器320中的执行指令由处理器310执行时，使得终端300能够执行以下上述方法实施例中的部分或全部步骤。
80.处理器310为存储终端的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子终端的各个部分，通过运行或执行存储在存储器320内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，以执行电子终端的各种功能和/或处理数据。所述处理器可以由集成电路(integrated circuit，简称ic)组成，例如可以由单颗封装的ic所组成，也可以由连接多颗相同功能或不同功能的封装ic而组成。举例来说，处理器310可以仅包括中央处理器(central processing unit，简称cpu)。在本发明实施方式中，cpu可以是单运算核心，也可以包括多运算核心。
81.通信单元330，用于建立通信信道，从而使所述存储终端可以与其它终端进行通信。接收其他终端发送的用户数据或者向其他终端发送用户数据。
82.本发明还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时可包括本发明提供的各实施例中的部分或全部步骤。所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(英文：read-only memory，简称：rom)或随机存储记忆体(英文：random access memory，简称：ram)等。
83.因此，本发明通过采集服务器部件温度，并根据设定的温度调控策略和部件温度生成风扇调控转速，然后采集风扇实际转速并计算调控转速与实际转速的差值，基于差值的大小对调控策略进行选择，具体的，如果实际转速为0或所述差值未超过设定的调控阈值，则将所述差值转换为占空比信号，并将所述占空比信号发送至风扇；如果所述差值超过设定的调控阈值，则将所述差值输入pid模型得到风扇需求转速，并将所述需求转速转换为占空比信号发送至风扇。本发明在风扇发生故障或老化导致无法准确控制转速时能够对风扇转速进行闭环控制，保证了服务器在风扇故障时的正常工作，通过监控实际风扇转速与设定转速的差异来判断风扇的状态，将风扇故障状态输出到log文件中，使得运维人员能够及时准确地了解到风扇的状态，采用闭环控制，当风扇转速变化时会经过平滑的转换，避免了转速突升突降对用户带来的不良体验，本实施例所能达到的技术效果可以参见上文中的描述，此处不再赘述。
84.本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中如u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器
(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质，包括若干指令用以使得一台计算机终端(可以是个人计算机，服务器，或者第二终端、网络终端等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。
85.本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于终端实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。
86.在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，系统或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
87.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
88.另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
89.尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。