专利名称：一种多风扇转速检测的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及网络通讯技术领域，具体涉及一种多风扇转速检测的方法和装置。
背景技术：
在网络通信系统中，经常使用风扇对网络通信设备进行风冷，以降低网络通信设备的工作温度，从而保证网络通信设备正常运行。
但是由于风扇的持续高速转动会产生高噪音、多灰尘以及缩短风扇自身寿命等诸多问题，很多需要风冷的网络通信设备均采用调节风扇转速的方法来解决上述问题。
调节风扇转速的前提为可获得风扇转速。因此能否简单而准确的检测风扇转速是风扇调速的关键技术之一。
调节风扇转速需要被调节转速的风扇具有转速反馈功能，即需要风扇能够输出转速反馈信号，根据风扇输出的转速反馈信号可获得风扇转速。
具有转速反馈信号的风扇输出的转速反馈信号为脉冲信号。
现有技术是利用FAN_IC(风扇监控芯片)或EPLD(可编程逻辑芯片)实现风扇转速检测；其实现方案为获得风扇输出的转速反馈脉冲信号，并将其传输至FAN_IC或EPLD，由FAN_IC或EPLD根据风扇转速反馈脉冲信号获得风扇转速。
现有技术中获得风扇转速反馈脉冲信号的电路接口如图1所示。
在图1中，风扇转速反馈脉冲信号由风扇的OC-GATE(集电极门)输出至电路接口部分，电路接口部分对风扇转速反馈脉冲信号进行上拉电阻的电压调节后由output端输出。
风扇转速反馈脉冲信号可以经过隔离或非隔离后由OC-GATE输出至电路接口部分的output端，在电路接口部分通过将风扇转速反馈脉冲信号上拉电阻后，可得到符合FAN_IC或EPLD的电压要求的风扇转速反馈脉冲信号。
电路接口的output端输出的风扇转速反馈脉冲信号的波形图如附图2所示。
风扇提供的转速反馈脉冲信号通常为一周期信号，随着转速的不同，信号的周期改变，信号的周期是指产生一个脉冲信号所需要的时间，信号的周期T(秒/转)与风扇的转速N对应关系为T＝60×TIME/(K×N)其中TIME为预定时间(秒s)，N为风扇转速(每分钟转速rpm)，K为风扇的极对数，通常为2、3、或4。
风扇转速检测的方法是对转速信号的周期进行计数，并通过上述的公式换算得到风扇的转速。
现有的风扇转速检测技术是利用专用风扇监控芯片或外加可编程逻辑芯片来检测风扇转速信号，现有的风扇转速检测技术的实现方案如附图3所示。
在图3中FAN_IC为风扇控制专用芯片；EPLD为可编程逻辑芯片。
风扇控制专用芯片或可编程逻辑芯片对于风扇转速的检测都是通过检测风扇转速反馈脉冲信号的周期来完成的。其内部实现的原理如下1、根据输入信号的上升沿或下降沿触发计数器开始计数，在一个周期或几个周期内结束计数，并将此计数值存入某寄存器内。
2、CPU通过内部总线local bus或串行总线如I2C读取特定地址的寄存器，取得脉冲信号的周期值，并通过上述换算公式得到风扇转速。
利用现有技术无论是使用可编程逻辑器件还是使用风扇专用控制芯片实现风扇转速检测，都会增加网络通讯系统设备额外的成本开销。
由于风扇专用控制芯片受风扇转速输入管脚个数的限制。通常的风扇专用控制芯片只有3个以下的风扇转速检测管脚，即最多只能对三个风扇进行转速检测，若需要检测的风扇个数多于三个，则风扇专用控制芯片不能全部满足风扇检测转速的需求。
由于在网络通讯系统设备中增加了检测电路部分及CPU基于总线进行读取等操作，增加了网络通讯设备的硬件及数据传输的出错概率，使网络通讯设备的可靠性降低。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种多风扇转速检测的方法和装置，以解决现有技术中不能同时满足转速检测可靠性高且成本低的问题。
为达到上述目的，本发明提供如下的技术方案一种多风扇转速检测的方法，该方法利用了具有多个输入输出端口的CPU，包括a、将多个风扇的转速反馈信号输入相应的CPU输入输出端口；b、从所述CPU的输入输出端口获取每个风扇的转速反馈信号；c、根据获取的转速反馈信号确定所述每个风扇的转速。
所述的步骤a具体为将多个风扇的转速反馈信号经过电压调节后输入相应的CPU输入输出端口。
所述的风扇转速反馈信号包括风扇转速反馈脉冲信号。
所述的步骤b具体为在预定时间内按照预定间隔时间从所述CPU的输入输出端口获取每个风扇转速反馈脉冲信号的电平。
所述的步骤c包括c1、根据获取的每个风扇的转速反馈脉冲信号的电平获取在预定时间内所述电平的变化次数；
c2、根据所述电平变化次数和所述预定时间获得所述风扇的转速。
所述的步骤c2包括c21、根据所述电平变化次数和所述预定时间获得所述每个风扇转速反馈脉冲信号的周期；c22、根据所述每个风扇转速反馈脉冲信号的周期并利用公式N＝60×TIME/(T×K)获得所述风扇的转速；所述的N表示风扇的转速(转/分钟)；所述的TIME表示预定时间(秒)；所述的T表示信号的周期(秒/转)；所述的K表示风扇的极对数(个)。
一种多风扇转速检测的装置，包括信号获取模块用于从所述CPU的输入输出端口获取风扇转速反馈信号并将其传输到转速获取模块；转速获取模块用于根据所述信号获取模块传输来的风扇转速反馈信号确定并输出所述风扇的转速。
所述的装置还包括外置于CPU的信号电压调节模块用于对风扇转速反馈信号进行电压调节，并将调节后的风扇转速反馈信号传输至所述CPU的输入输出端口。
所述的外置于CPU的信号电压调节模块包括上拉电阻。
所述的转速获取模块包括计数子模块用于根据计时子模块传输来的开始计数信号开始对所述信号获取模块传输来的风扇转速反馈脉冲信号电平的变化进行计数，并根据计时子模块传输来的结束计数信号停止计数，同时将计数结果输出到获取转速子模块；计时子模块用于预定时间和预定间隔时间的计时，当预定时间开始计时时，将开始计数信号传输至所述计数子模块，当预定时间的计时值达到预定时间时，预定时间的计时值复位并将结束计数信号传输至所述计数子模块，当预定间隔时间开始计时时，触发所述信号获取模块获取风扇转速反馈信号，当预定间隔时间的计时值达到预定间隔时间时，预定间隔时间的计时值复位；获取转速子模块用于根据预定时间和所述计数子模块传输来的计数结果获取所述风扇的转速。
利用本发明，通过将风扇转速反馈脉冲信号直接引入CPU的输入输出端口，可以不增加网络通讯设备的硬件设施由CPU进行风扇转速检测；由于利用CPU进行风扇转速检测，减少了CPU读取外部数据的操作，进而减少了数据传输的出错概率；同时，由于CPU具有丰富的输入输出端口，所以可同时对三个以上的多风扇进行转速检测；从而实现了提高网络通讯设备的可靠性和降低网络通讯设备成本的目的。
图1是现有技术的获得风扇转速反馈脉冲信号的电路接口示意图；图2是风扇转速反馈信号的波形图；图3是现有技术的风扇转速检测技术的实现方案；图4是本发明的多风扇转速检测的实现方案；图5是基于本发明的多风扇转速检测实现方案获得风扇转速反馈信号的波形图；图6是本发明的多风扇转速检测装置的逻辑框图。
具体实施例方式
本发明的核心思想为利用CPU的输入输出端口来获取风扇的转速反馈信号并根据转速反馈信号来获取风扇转速。由于CPU具有丰富的输入输出端口，所以采用这种方法实现风扇转速检测，可以对三个以上的多风扇同时进行转速检测。
其中，对任何一个风扇进行转速检测的具体方案为将风扇的转速反馈信号引入CPU的输入输出端口，从CPU的输入输出端口获取风扇的转速反馈信号，当风扇转速反馈信号为脉冲信号时，记录每次获取的风扇转速反馈脉冲信号的电平，在预定时间内检测风扇转速反馈脉冲信号的电平跳变次数，即可根据预定时间和电平跳变次数获取风扇的转速。
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明实现多风扇转速检测的方案如附图4所示。
在图4中，通过将每个风扇的转速反馈信号接入CPU的不同的输入输出端口，可实现同时对三个以上的风扇进行转速检测。
每个风扇的转速反馈脉冲信号的电压如果是CPU允许接收的信号的电压，则可直接将转速反馈信号输入CPU的输入输出端口；如果转速反馈脉冲信号的电压超过了CPU允许接收的信号的电压，将风扇输出的转速反馈脉冲信号经过上拉电阻进行电压调节，并将其调节至CPU允许接收的信号的电压，将电压调节后的每个风扇的转速反馈脉冲信号输入至CPU的不同的输入输出端口。
针对其中任何一个风扇的转速检测过程为按照预定间隔时间从CPU的输入输出端口读取风扇转速反馈脉冲信号的电平。
我们设定预定间隔时间为1ms(毫秒)，设定预定时间为1s(秒)，可以设定预定间隔时间比1ms稍短或稍长一些，也可以将预定时间设定的稍短或稍长一些，。预定间隔时间设定的适当短一些，预定时间设定的适当长一些可使风扇转速的检测结果更准确。
设置计数变量，计数变量清零。
在1s的预定时间内，每预定间隔时间1ms从CPU的输入输出端口读取风扇转速脉冲信号的电平，获得的顺序相连的电平如果有电平跳变，即一高电平、一低电平时，可以认为获得了一个脉冲周期的信号。
当获得的顺序相连的电平有电平的跳变时，计数变量为其计数。
在预定时间1s内，根据计数变量的计数结果可获得风扇转速信号的周期。
根据风扇转速信号的周期，利用公式N＝60×TIME/(T×K)，可获得所述风扇的转速。
其中N表示风扇的转速(转/分钟)；TIME表示预定时间(秒)；T表示在信号的周期(秒/转)；K表示风扇的极对数(个)。
具体举例如下在60s的定时时间内，每预定间隔时间1ms从CPU的输入输出端口读取风扇转速脉冲信号的电平，电平变化次数的计数值为200次；则信号的周期T＝60/200(秒/转)；如果风扇的极对数为2，则风扇的转速N＝60×1/(K×T)＝100(转/分钟)。
以一秒的预定时间，一毫秒的预定间隔，对CPU的输入输出端口的风扇转速反馈脉冲信号进行电平变化的检测结果，如附图5所示。
本发明提供的多风扇转速检测的装置如附图6所示。
在图6中，本发明提供的装置包括信号获取模块600，转速获取模块610。
信号获取模块600根据预定间隔时间从所述CPU的输入输出端口获取风扇转速反馈信号并将其传输到转速获取模块610。
转速获取模块610根据所述信号获取模块600传输来的转速反馈信号确定并输出所述风扇的转速。
转速获取模块610包括计数子模块611，计时子模块612，获取转速子模块613。
计数子模块611根据计时子模块612传输来的开始计数信号开始对所述信号获取模块600传输来的风扇转速反馈脉冲信号电平的变化进行计数，并根据计时子模块612传输来的结束计数信号停止计数，同时将计数结果输出到获取转速子模块613。
计时子模块612用于预定时间和预定间隔的计时，当预定时间开始计时时，向所述计数子模块611传输开始计数信号，当预定时间的计时值达到预定时间时，预定时间的计时值复位并向所述计数子模块611传输结束计数信号，当预定间隔开始计时时触发所述信号获取模块600获取风扇转速反馈信号，当预定间隔的计时值达到预定间隔时，预定间隔的计时值复位；获取转速子模块613根据预定时间、预定间隔和所述计数子模块611传输来的计数结果获取所述风扇的转速。
信号电压调节模块620将风扇的转速反馈信号经过电压调节后输入所述CPU的输入输出端口。
虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化。
权利要求
1.一种多风扇转速检测的方法，该方法利用了具有多个输入输出端口的CPU，其特征在于，该方法包括a、将至少一个风扇的转速反馈信号输入CPU的多个输入输出端口中的一个；b、从所述CPU的输入输出端口获取每个风扇转速的反馈信号；c、根据获取的转速反馈信号确定所述每个风扇的转速。
2.如权利要求1所述的一种多风扇转速检测的方法，其特征在于所述的步骤a具体为将每个风扇的转速反馈信号经过电压调节后输入CPU的多个输入输出端口中的一个。
3.如权利要求1或2所述的一种多风扇转速检测的方法，其特征在于所述的风扇转速反馈信号包括风扇转速反馈脉冲信号。
4.如权利要求3所述的一种多风扇转速检测的方法，其特征在于所述的步骤b具体为在预定时间内按照预定间隔时间从所述CPU的输入输出端口获取每个风扇的转速反馈脉冲信号的电平。
5.如权利要求4所述的一种多风扇转速检测的方法，其特征在于所述的步骤c包括c1、根据获取的每个风扇的转速反馈脉冲信号的电平获取在预定时间内所述电平的变化次数；c2、根据所述电平变化次数和所述预定时间获得所述每个风扇的转速。
6.如权利要求5所述的一种多风扇转速检测的方法，其特征在于所述的步骤c2进一步包括c21、根据所述电平变化次数和所述预定时间获得所述每个风扇的转速反馈脉冲信号的周期；c22、根据所述风扇转速反馈脉冲信号的周期并利用公式N＝60×TIME/(T×K)获得所述风扇的转速；所述的N表示风扇的转速(转/分钟)；所述的TIME表示预定时间(秒)；所述的T表示信号的周期(秒/转)；所述的K表示风扇的极对数(个)。
7.一种多风扇转速检测的装置，其包括有一具有多个输入输出端口的CPU，其特征在于，所述装置进一步包括信号获取模块用于从所述CPU的输入输出端口获取风扇转速反馈信号并将其传输到转速获取模块；转速获取模块用于根据所述信号获取模块传输来的风扇转速反馈信号确定并输出所述风扇的转速。
8.如权利要求7所述的一种多风扇转速检测的装置，其特征在于所述的装置还进一步包括信号电压调节模块用于对风扇转速反馈信号进行电压调节，并将调节后的风扇转速反馈信号传输至所述CPU的输入输出端口。
9.如权利要求8所述的一种多风扇转速检测的装置，其特征在于所述的信号电压调节模块包括上拉电阻。
10.如权利要求7或8或9所述的一种风扇转速的检测装置，其特征在于所述的转速获取模块包括计数子模块用于根据计时子模块传输来的开始计数信号开始对所述信号获取模块传输来的风扇转速反馈脉冲信号电平的变化进行计数，并根据计时子模块传输来的结束计数信号停止计数，同时将计数结果输出到获取转速子模块；计时子模块用于预定时间和预定间隔时间的计时，当预定时间开始计时时，将开始计数信号传输至所述计数子模块，当预定时间的计时值达到预定时间时，预定时间的计时值复位并将结束计数信号传输至所述计数子模块，当预定间隔时间开始计时时，触发所述信号获取模块获取风扇转速反馈信号，当预定间隔时间的计时值达到预定间隔时间时，预定间隔时间的计时值复位；获取转速子模块用于根据预定时间和所述计数子模块传输来的计数结果获取所述风扇的转速。
全文摘要
本发明提供一种多风扇转速检测方法，包括将至少一个风扇的转速反馈信号输入CPU的多个输入输出端口中的一个；从所述CPU的输入输出端口获取每个风扇转速的反馈信号；根据获取的转速反馈信号确定所述每个风扇的转速。本发明还提供一种多风扇转速检测的装置，包括信号获取模块和转速获取模块。通过本发明，在不需要增加网络通讯设备的硬件设施和不增加CPU读取操作的情况下，可对三个以上的多风扇同时进行转速检测，减少了网络通讯设备的硬件及数据传输的出错概率；实现了提高网络通讯设备的可靠性和降低网络通讯设备成本的目的。
文档编号G01P3/42GK1591021SQ03155480
公开日2005年3月9日 申请日期2003年8月30日 优先权日2003年8月30日
发明者张冬艳, 陈国光 申请人:华为技术有限公司