专利名称：具有气流指示器的气流检测系统的制作方法
背景技术：
数据中心可限定为某一地点，例如机房，其包含设置在许多机架中的计算机系统。标准机架如电子机柜被限定为78英寸(2米)高、24英寸(0.61米)宽和30英寸(0.76米)深的电子工业联合会(EIA)外壳。这些机架配置可容纳许多计算机系统，大约四十(40)个系统，并且机架的未来配置设计成可容纳超过200个系统。计算机系统通常包括许多印刷电路板(PCB)、海量存储器、电源、处理器、微控制器和在其运转期间消耗相对较大量热量的半导体装置。例如，典型的计算机系统包括多个消耗大约250W功率的微处理器。因而，这类包括四十(40)个计算机系统的机架将消耗大约10KW功率。
由机架中的部件消耗的热量传递到包含在数据中心的冷气中所需的功率通常大约等于部件运转所需功率的10％。然而，散去数据中心的多个机架所耗热量的所需功率通常等于大约机架中的部件运转所需功率的50％。消耗机架和数据中心之间各种热负载所需的功率量之差来源于例如数据中心要冷却空气所需要的额外的热力学功。在一个方面，机架通常利用风扇进行冷却，风扇运转使冷却空气移动穿过热量消耗部件；而数据中心通常执行逆向功率循环以冷却被加热的回流空气。除了与使数据中心和冷凝器中的冷却流体移动相关的功率之外，实现降温所需要的补充功率通常合计达功率要求的50％。因此，冷却数据中心存在除了那些面临机架冷却之外的其它问题。
传统的数据中心通常通过一个或多个空调装置的运转来进行冷却。例如，空调装置的压缩机通常消耗最少大约三十(30)％的足以冷却数据中心所需的操作能量。其它部件，例如冷凝器和空气移动器(风扇)，通常消耗额外的二十(20)％的所需总操作能量。例如，带100个机架的高密集度的数据中心通常需要1MW的冷却容量，其中每一个机架具有10KW的最大功耗。除了驱动空气移动装置如风扇和吹风机所需的功率以外，排热量1MW容量的空调装置通常需要最小300KW的输入压缩机功率。传统的数据中心的空调装置并不会基于数据中心的分布需求而改变其冷却流体的输出。相反，这些空调装置通常在或接近最大压缩机功率的条件下运转，即使当数据中心内部减少了热负载也是如此。
空调装置的大致连续运转通常设计成可在最坏的情形下进行工作。例如，空气调节系统通常在最大的功率容量左右进行设计，并且利用冗余使得数据中心可保持基本上连续在线。然而，数据中心中的计算机系统只能利用大约30-50％的最大冷却容量。在这个方面，传统的冷却系统通常试图冷却那些无法在导致超过预定温度范围的其温度水平下运转的部件。结果，传统的冷却系统通常导致比足以冷却容纳在数据中心机架中的发热部件所需的费用更大量的运转费用。
另一影响冷却系统效率的因素是存在于数据中心的空气再循环的水平。也就是说，传统的冷却系统并不设计成可降低冷却流体和加热空气的混合作用。因而，传送至机架的冷却流体通常与部件加热的空气混合，从而降低了部件至冷却流体的传热效率。另外，加热的空气和冷却流体混合，从而降低了返回空调装置的空气温度，并因而降低了空调装置的传热效率。
发明概要根据一个实施例，本发明涉及一种用于检测机房内气流的系统。该系统包括具有可移动部件的气流指示器，这种可移动部件的运动基本上对应于气流指示器附近的气流。该系统还包括冷却系统部件和计算机系统，其配置成可基本上基于该可移动部件的运动而控制所述冷却系统部件。
附图简介本领域中的技术人员参照附图从以下的详细描述中将清楚本发明的特征，其中
图1A显示了根据本发明一个实施例的机房、例如数据中心的简化透视图；图1B显示了根据本发明一个实施例的机架的侧视图，该机架具有连接在其上的气流指示器；图1C显示了根据本发明另一实施例的机架的侧视图，该机架具有连接在其上的气流指示器；图1D显示了根据本发明又一实施例的机架的侧视图，该机架具有连接在其上的气流指示器；图2A显示了根据本发明另一实施例的气流指示器的侧视图；图2B是图1A所示机器人装置的侧视图；图2C是根据本发明另一实施例的图2B所示机器人装置的侧视图；图3是根据本发明一个实施例的气流检测系统的典型框图；图4显示了根据本发明一个实施例的用于机房内气流检测的操作模式的典型流程图；和图5显示了根据本发明一个实施例的典型计算机系统。
本发明的详细描述出于简化和举例说明的目的，本发明主要通过参照其一个典型的实施例进行描述。在以下的详细描述中，为了提供对本发明的完整理解而阐述了许多特定的细节。然而，本领域中的普通技术人员应该理解，本发明可以不必局限于这些特定细节来实现。在其它实施例中，并没有详细描述众所周知的方法和结构，以免不必要地使本发明不清楚。
在整个本说明书中，引用了″冷却流体″和″加热的冷却流体″。出于简化目的，″冷却流体″可通常定义为已通过冷却装置例如空调装置来冷却的空气。另外，″加热的冷却流体″可通常定义为已经被加热的冷却流体。然而，应该易于理解的是，″冷却流体″并不是指只包含冷却流体的空气，并且″加热的冷却流体″并不是指只包含已经加热的冷却流体。相反，本发明的实施例可利用包含加热的冷却流体和冷却流体的混合物的空气进行操作。另外，冷却流体和加热的冷却流体可指不同于空气的气体，例如冷却剂，并且本领域中的普通技术人员已知的其它类型的气体也可用于冷却电子部件。
根据本发明的实施例，多个气流指示器定位在机房例如、数据中心的各个位置。气流指示器包括相对简单的配置，其设计成可在视觉上指示空气在机房各个位置的流动方向。在一个示例中，气流指示器可包括传感器，例如应变仪、编码器等等，其设计成可检测机房各个位置的气流大小。在另一示例中，气流指示器可包括温度传感器以及温度测量的视觉指示器。
气流指示器可用于在视觉上确定机房中的空气的再循环。机房中的空气再循环可导致低效率的冷却系统操作，因为加热的冷却流体可能再循环到机架中。例如，这类再循环可能增加输送到机架部件的冷却流体的温度。
在之前提交的共同未决的申请中，机房中的再循环水平通过检测各个位置的温度来进行确定。通过比较各种温度，可计算出称为″供热指数″的无量纲参数，其与机房各个位置的再循环水平相关联。该申请是于2003年5月29日提交的美国专利申请No.10/446,854，其受让给本说明书的受让人，并且其公开内容通过引用而完全地地结合在本文中。虽然该专利申请描述了基于各种温度测量来确定冷却流体再循环的方法，但是，该专利申请并没有公开能够检测围绕机架周围再循环的方式。在这方面，本发明的实施例涉及在机房各个位置提供的再循环的视觉指示。
在一个示例中，机房可装备一个或多个定位成可对气流指示器成像的成像装置。作为附加或作为备选，一个或多个成像装置可定位在机器人装置上，其配置成可在机房内来回移动并对气流指示器成像。气流指示器的图像可通过配置成可确定气流方向的计算机系统进行处理。该计算机系统可配置成一种能量管理器，其配置成可控制冷却系统部件的操作，例如机房中的通风地板(vent tile)、CRAC装置等等。在一个方面，计算机系统配置成可基本上基于所接收的图像来确定冷却系统部件的操作。作为备选，机器人装置可用作能量管理器，因而也配置成可基于所接收到的图像来确定冷却系统部件的操作。无论如何，例如，操纵冷却系统部件的决策都基本上是基于降低被加热的冷却流体的再循环的。
在另一示例中，技术人员或其它人员可以直接地或通过一个或多个成像装置来观察气流指示器。技术人员可确定机房内的再循环，并可手动地调整冷却系统部件。作为附加或作为备选，技术人员可输入信息给计算机系统，以改变冷却系统部件的操作。
通过实施本发明的各种实施例，则与机房各个位置的气流状态如方向和/或大小相关的信息，可通过使用相对简单且廉价的气流指示器来进行检测。能量管理器可利用气流状态信息来确定冷却系统的控制决策，以降低例如机房中的冷却流体再循环的水平。在一个方面，通过降低机房中的冷却流体再循环的水平，冷却系统部件可在相对优化的能量水平下进行操作。因此，同传统的系统比较而言，可降低与包含电子部件的机房的操作相关的费用。
参照图1A，其显示了根据本发明一个实施例的机房100，例如数据中心的简化透视图。术语″数据中心″通常旨在表示机房或其它空间，而并不意味着使本发明限于任何对数据进行通讯或处理的特定类型的机房，并且不应该认为术语″数据中心″的使用在任何方面限制了除了上文所限定之外的本发明范围。另外，在2001年10月5日提交的共同受让的美国专利No.6,574,104中，可找到对图1A所示元件的更详细说明，该美国专利通过引用而完整地结合在本文中。
图1A中所示的机房100代表了一般的图示，并且在没有脱离本发明范围的条件下可添加其它部件，或者可去除或修改现有的部件。例如，机房100可包括许多机架和各种已知容纳在数据中心中的其它设备。因而，虽然图中显示机房100可包括四排机架102-108，但是应该理解，在没有脱离本发明范围的条件下，机房100可包括许多机架，例如100个机架。因而四排机架102-108的描写只是用于举例说明的目的和简单描述的目的，而并非对本发明有任何限制。
图中显示机房100具有基本上平行地成排对准的多个机架102-108，例如电子机柜。图中显示机架102-108具有打开的前面，使得包含在其中的部件118可见。然而应该懂得，在不脱离本发明范围的条件下，本发明的实施例可以具有面板的机架来实现，所述面板覆盖机架102-108的前面。图中显示了这排机架102-108包括定位在活动地板110上的四个机架(a-d)。多个导线和通信线路(没有显示)可定位在活动地板110下方的空间112中。空间112还可用作用于将冷却流体从计算机机房空调器(CRAC)114输送到机架102-108中的风室。通过定位在某些或全部机架102-108之间的通风地板116，可将冷却流体从空间112输送到机架102-108中。图1中显示了通风地板116定位在机架102和104以及106和108之间。
CRAC114通常接收和冷却加热的冷却流体。另外，通过例如下面所述的过程，CRAC114可为机架102-108提供已经冷却的冷却流体，例如冷却的或凉爽的空气。如共同未决的10/721,264专利申请所述，CRAC114可包括能够改变输送到空间112中的冷却流体的温度和/或体积流速的部件。另外，本发明的方面可在恒定速度的压缩机和/或恒定速度的风扇下进行操作，如于2002年11月26日提交的共同未决的共同受让的美国申请No.10/303,761以及于2003年1月27日提交的美国申请No.10/351,427中所述，这些美国申请通过引用而完整地结合在本文中。
本发明方面还可根据各种在共同未决的共同受让的于2002年10月3日提交的美国专利申请No.10/262,879以及于2002年8月2日提交的10/210,040中所公开的原理，其公开内容通过引用而完整地结合在本文中。
如上述共同未的申请中所公开的那样，通过通风地板116，上述装置、例如动力可操控的返回机构，和/或CRAC114的操作，可基本上实现对冷却流体流量和温度的全局和区域的控制。例如，流量调节装置如散热片系统和带角度的面板，通常提供了局部的或在机架水平的冷却流体的流动控制，并且通风地板116通常提供了对流向一个或多个机架102-108的冷却流体的局部的或区域的控制。另外，CRAC 114通常提供了对机房100各个部分的冷却流体、例如流向多个机架的具有各种特性的冷却流体流动和温度的全局控制。同传统的数据中心冷却系统比较而言，通过冷却流体的区域和全局控制，可以极大地降低CRAC114所消耗的用于将机架102-108中的部件保持在预定工作温度范围内的能量。
机架102-108通常配制成可容纳多个部件118，例如，计算机、服务器、监视器、驱动器、磁盘机等等，其设计成可执行各种操作，例如计算、交换、路由、显示等等。这些部件118可包括子系统(未显示)，例如处理器、微控制器、高速显卡、存储器、半导体器件等执行这些功能的装置。在这些电子功能的性能方面，部件118以及子系统通常消耗相对较大量的热量。因为已知机架102-108通常包括高达四十(40)个或更多个的子系统，所以这些机架传送了极大量的热量给冷却流体，以便将子系统和部件118大致保持在预定的工作温度范围内。
出于简化的目的，图中显示了相对少量部件118容纳在机架102-108中。然而，应该懂得，在没有脱离本发明范围的条件下，机架102-108可包括许多部件118，例如四十个或更多个部件118。另外，尽管图中显示机架102-108在机架102-108的整个高度上都包括部件118，但是应该懂得，在没有脱离本发明范围的条件下，其中一些或全部的机架102-108可包括不包含部件118的凹槽或区域。
在机架排102和104之间的过道以及在机架排106和108之间的过道可被认为是″冷却过道″，因为这些过道接受来自通风地板116的冷却流体。例如，在机架排104和106之间的过道可被认为是″热过道″，因为这些过道接受已经被容纳在机架排104和106中的部件118所加热的冷却流体。
设于机房100各个位置上的是多个气流指示器120a-120c。虽然图1A中显示了三个气流指示器120a-120c的变型，但是在没有脱离本发明范围的条件下，也可以使用其它已知的比较合适的气流指示器。另外，虽然所示气流指示器120a-120c定位在机房100的各个位置，但是，气流指示器120a-120c也可定位在各个其它位置，例如，沿着机房100的墙或其它封装在墙内的装置。此外，图1A中所示的不同定位的气流指示器120a-120c可被拆除或重新定位。在这点上，出于显示目的和简化描述的目的，图中显示气流指示器120a-120c处于其各个位置，并且并不意图限制本发明的范围，除了以下所述的方式以外。
如以下更详细所述，气流指示器120a-120c通常配置成可提供机房100各个位置的气流的视觉指示。气流的视觉指示可通过如图所示的各种装置来实现，例如通过气流指示器120a-120c的各种结构。另外，气流指示器120a-120c可定位在通常已知可能产生气流的机房100的区域中。例如，气流指示器120a-120c可定位在机架排102-108的末端，各种机架102-108的顶部等等。作为另一示例，气流指示器120a-120c可定位在沿着机架的各种高度，例如，如图关于机架102a所示。在这点上，气流可直观地显示在相对于例如机架102-108c的各种高度上。
另外，基于检测相对于机架102-108c各高度的气流所需的精确度，可确定位于机房100各位置的气流指示器120a-120c的数量。在确定所采用的气流指示器120a-120c的位置和/或数量时的另一因素，是基于对已知的存在于机架102-108的各种高度的气流进行改变的基础上。
气流指示器120a-120c可包括台柱(stand)122、支架(support)124和可移动部件126a-126c。台柱122可用作气流指示器120a-120c的底座。台柱122可使气流指示器120a-120c定位在基本水平的表面上，例如机架102-108的顶部，而不需要使用紧固件或其它连接装置。在一个方面，台柱122可配置成具有足够的重量，从而可使气流指示器120a-120c保持基本固定，同时使气流围绕或贯穿气流指示器120a-120c而流动。台柱122还可实现将气流指示器120a-120c连接到大致垂直的或其它非水平的表面上。在这点上，台柱122可包括通过紧固装置，例如机械的紧固件、胶粘剂、钩环扣、托架、焊接等等来实现气流指示器120a-120c连接的各种表面。因此，例如，不同配置的气流指示器120a-120c可被相对较容易地进行添加、移动或更换。
支架124可用于支撑远离例如机架102-108的可移动部件126a-126c，并将其间隔开。在一个方面，可移动的部件126a-126c可能离机架102-108间隔开一定的距离，以便将可移动的部件126a-126c定位在气流基本上不受机架102-108影响的区域中。另外，可移动的部件126a-126c可旋转地连接在支架124上，例如通过万向吊环安装在支架124上，从而可使可移动的部件126a-126c相对于支架124基本上自由地移动。
根据本发明的一个示例，支架124可装备一个或多个传感器，其配置成可检测在相应气流指示器120a-120d周围的气流大小。该一个或多个传感器可包括任何比较合适的装置，其用于检测施加在支架124上的力的大小。例如一个或多个传感器可包括应变仪。所述应变仪可包括任何比较合适的已知的应变仪，例如具有机械的、光学的、声的、气动的机构以及用于测量变形的电气机构的应变仪。合适的应变仪的特定例子是应变片花。应变仪可被进行校准，以确定作用在气流指示器120a-120d上的气流大小。
作为备选，一个或多个传感器可包括风速计，其配置成可检测在气流指示器120a-120d附近的气流大小。合适的风速计可包括，例如叶片式风速计和热线风速计。一个或多个传感器各自包括多个叶片式风速计，其定位成可检测气流在相对于例如支架124的各个方向上的大小。
虽然在图1A中未显示，但是，所述一个或多个传感器可配置成可通过例如使用液晶显示器来显示气流大小。作为附加或作为备选，一个或多个传感器可通过导线连接到例如计算机系统130上，并可通过有线协议，例如IEEE 802.3等等而将所检测的气流大小传送给计算机系统130。作为另一示例，一个或多个传感器配置成可通过例如无线协议，如IEEE 802.11b、802.11g、无线串口连接、蓝牙等等或它们的组合，而将所检测的信息无线传送到计算机系统130和/或机器人装置132中。
机器人装置132通常包括可使机器人装置132在机房100中来回移动的装置。在一个方面，机器人装置132可包括于2003年5月29日提交的题名为″数据中心的机器人装置″的共同未决和被共同转让的美国专利申请No.10/446,867中所述的配置，并以相类似的方式来进行操作。包含在该申请中的公开内容通过引用而完整地结合在本文中。以下将更详细地描述与机器人装置132相关联的另外的部件。
作为另一备选示例，气流指示器120a-120c可装备接口装置，其配置成可与机器人装置132通信，机器人装置132也装备了接口装置。在这个示例中，机器人装置132可配置成可接受来自气流指示器120a-120c的检测信息。机器人装置132还可配置成可通过与计算机系统130的接口，通过与连接在计算机系统130上的网络接口，或者计算机系统130的无线网络接口，而将所接收的信息传送给计算机系统130。
根据一个示例，成像装置134可定位在机房100的各个位置，以便对气流指示器120a-120c成像。在这点上，成像装置134可战略性地定位在机房100内，以便对不同定位的气流指示器120a-120c成像。在另一方面，成像装置134可旋转，从而可使成像装置134对不同定位的气流指示器120a-120c进行成像。另外，成像装置134可配置成可移动至机房100的各个部分，例如成像装置134可安装在轨道上，或者可配置成沿着轨道移动。成像装置134可包括数字的或模拟的摄像机或录影机等等。另外，成像装置134配置成可将图像传送到计算机系统130和机器人装置132中的至少一个上。图像传输可通过有线协议，例如IEEE 802.3、或者无线协议、例如IEEE802.11b、802.11g，无线串口连接、蓝牙等等来实现。
作为附加或作为备选，机器人装置132可装备有成像装置136，其配置成可对气流指示器120a-120c成像。成像装置136可定位在机器人装置132的移动平台138上。在一个方面，通过移动平台138的操作，成像装置136可定位在相对于机器人装置132的各种高度和/或角度上。因此，成像装置136可获得相对于机器人装置132不同定位的传感器装置120a-120c的图像。作为备选，在没有脱离本发明范围的条件下，成像装置136以相对固定的方式而被支撑在机器人装置132上。
机器人装置132可包含存储器，其配置成可存储由成像装置136所获得的图像。在一个示例中，机器人装置132可以能量管理器的形式进行操作，所述能量管理器配置成可控制各种冷却系统部件的操作，例如CRAC装置114、通风地板116、动力学可操纵的返回装置、用于基本上控制冷却流体进入机架102-108的装置，例如在共同未决的共同受让的美国专利申请No.10/425,621和10/425,624中所述的那些装置，这两件申请都是于2003年4月30日提交的，并且其公开内容通过引用而完整地结合在本文中。
在这个示例中，机器人装置132可包括软件和/或硬件，其设计成可处理图像，并确定气流指示器120a-120c所指示的气流状态。以下将更详细地描述机器人装置132基于气流状态来确定气流状态和操作冷却系统部件的方式。
在另一示例中，机器人装置132可用作一种将气流指示器120a-120c的图像连接到例如计算机系统130上的装置，计算机系统130可用做能量管理器。在这个示例中，机器人装置132可进行操作，以存储图像，并将存储的图像传送到计算机系统130上。在这个示例中，计算机系统130可包括软件和/或硬件，其配置成可处理图像，以确定气流指示器120a-120c所指示的气流状态。
在例如于2003年11月26日提交的共同未决和共同受让的美国专利申请No.10/721,264中，描述了机器人装置132和/或计算机系统130操作各种冷却系统部件的方式，其公开内容通过引用而完整地结合在本文中。
在任何情形下，可对图像进行处理，以形成如于2002年4月17日提交的共同受让的共同未决的美国专利申请No10/123,403中所公开的空气分布，其公开内容通过引用而完整地结合在本文中。如该申请中所示，空气分布图可用于确定冷却系统的控制机制。在一个示例中，空气分布图可同模板分布图进行比较，模板分布图可包括机房中的所需的空气条件。在这个示例中，冷却系统控制决策可基于空气分布图和模板分布图之间的差异，如申请10/123,403中所述。
计算机系统130还可以机器人装置132的基站的形式进行操作。在一个方面，计算机系统130可为机器人装置132提供指令。这些指令可包括，例如机器人装置132在机房100内行动的路由路线，并且基于例如10/721,264申请中所述的各种路由算法。如该申请中所述，计算机系统130还包括用于对机器人装置132的电池进行再充电的系统。在一个方面，计算机系统130可包括充电垫，机器人装置132可包括导电元件，其配置成可与充电垫相接合，以接收电荷。因此，机器人装置132可配置成可移动到计算机系统130上，从而与计算机系统130通信或为其电池充电。
另外，在机器人装置132和计算机系统130之间的通信可通过有线协议例如IEEE 802.3等，或无线协议如IEEE 802.11b、802.11g、无线串口连接、蓝牙等等或其组合来实现。如果实施了有线协议，那么机器人装置132可包括设计成可与计算机系统130建立硬件连接的接口装置，计算机系统130也包括与机器人装置132的接口装置互补的接口装置(未显示)。如果执行无线协议，机器人装置132和计算机系统130可配置或被编程，以便传送相对较短距离内、例如在几英尺范围内的信号。在这方面，在机器人装置132和计算机系统130之间的无线通信可以一种防止其信号传送到机房100外部的方式来实现，从而降低了信号中断的可能性。
机器人装置132还可包括具有机械手142的臂组件140。虽然机械手142用于各种目的，但是，根据本发明的一个示例，机器人装置132可利用臂组件140和机械手142来重新定位或拆去气流指示器120a-120c。
图1B显示了根据本发明一个实施例的机架102a的侧视图，该机架具有连接在其上的气流指示器120a，120a′。图1B中所示的机架可包括，例如图中1所示的机架102a。虽然图1B中显示了两个气流指示器120a，120a′，但是，在没有脱离本发明范围的条件下，可提供许多气流指示器120a，120a′。对所采用的气流指示器120a，120a′的数量的确定可基于在检测气流时的所需精确度，例如相对于机架102a的各种高度。在确定所采用的气流指示器120a，120a′的位置和/或数量时的另一因素，是基于对已知的存在于机架102a各高度的气流进行改变的基础上的。
气流指示器120a，120a′的可移动的部件126a通常包括例如由玻璃纸\蜘蛛丝等等组成的几乎无质量的飘带。换句话说，可移动的部件126a配置成具有足够低的重量，从而通常导致可移动的部件126a在气流指示器120a，120a′周围气流的方向上流动。因而，当气流在气流指示器120a，120′附近流动时，气流导致可移动的部件126a大致指向气流的方向。可移动的部件126a可包括与机房100中其它颜色相比较而相对容易区分的材料和/或颜色，从而可使可移动的部件126a相对容易被看见或成像。
另外，可移动的部件126a可以任何比较合适的方法而连接在支架124上，从而可使可移动的部件126a相对于支架124进行旋转。例如，用于将可移动的部件126a连接到支架124上的装置可包括胶粘剂、机械的紧固件等等。连接装置还可包括支承装置，其可使可移动的部件126a相对于支架124相对自由地旋转。
图中显示台柱122包括可选标记144，其通常作为用于指示气流方向的可视图标。因而，例如当在气流指示器120a，120a′周围很少或没有气流时(例如如图相对于气流指示器120a所示)，移动部件126可指向相对于机架102a大致向下的方向。然而，当空气如箭头146所示围绕气流指示器120a，120a′流动(例如相对于气流指示器120a′所示)时，可移动的部件126a指向气流的方向。在一个方面，通过确定可移动的部件126a所指向的标记144，可相对容易地确定气流的方向。然而，应该懂得，在没有脱离本发明范围的条件下，可省略标记144，以获得大致气流方向的感觉。
图1C显示了根据本发明另一实施例的机架104a的侧视图，该机架具有连接在其上的气流指示器120b，120b′。图1C中所示的机架可包括，例如图1A中所示的机架104a。虽然图1C中显示了两个气流指示器120b，120b′，但是，在没有脱离本发明范围的条件下，可提供许多气流指示器120b，120b′。确定所采用的气流指示器120b，120b′的数量可基于在检测气流时的所需精确度，例如相对于机架104a的各种高度。在确定所采用的气流指示器120b，120b′的位置和/或数量时的另一因素，是基于对已知的存在于机架104a各种高度的气流进行改变的基础上的。
图1C中所示的气流指示器120b，120b′通常包括可移动的部件126b。可移动的部件126b由连接在可移动的块体150上的相对较轻重量的连接装置148组成。连接装置148可包括例如与上面关于移动部件126a所述相同或相似的材料。在另一示例中，连接装置148可包括相对刚性的材料，并且可通过接头而连接在支架124上，接头构造成可使连接装置148和可移动的块体150相对于支架124进行旋转。用于将连接装置148连接在支架124上的接头类型可依赖于确定在气流指示器120b，120b′周围的气流方向的准确度。例如，如果需要相对较低水平的精度，那么就可采用简单的旋转接头。作为备选，如果需要相对较高水平的精度，那么可采用万向接头。
可移动的块体150可包括具有足以相对稳定的足够重量，但也足够轻，以便响应于预期气流大小范围的质量块。可移动的块体150的质量可根据机房100中的气流大小的预计范围来选定。另外，可移动的块体150可包括能够在机房100中的气流大小预计范围内移动的任何比较合适的材料，例如塑料、金属等等。虽然可移动的块体150显示为包含相对球形的结构，但是，在没有脱离本发明范围的条件下，这种可移动的块体150可包含任何比较合适的构造，例如圆柱形、矩形等等。可移动的块体150还可包括平直的圆盘，以检测在单一直线方向上的流动。
气流指示器120b的可移动的部件126b显示为指向相对于机架104a大致向下的方向。另外，虚线标记所显示的气流指示器120b′的可移动的部件126b指示了用于可移动的部件126b的起始位置152。也就是说，当在气流指示器120b，120b′周围很少或没有气流时，可移动的部件126b由于重力而位于起始位置152。然而，一旦有恰当量的空气如箭头146所示在气流指示器120b，120b′周围流动时，可移动的部件126b配置成可绕支架124旋转，如图关于气流指示器120b′所示。导致可移动的部件126b移动所需要的空气量取决于可移动的部件126b的重量和/或结构。因而，例如同具有相对较重重量的长方形块体比较而言，具有相对较轻重量的球形块体可能需要较少量的气流而移动。
可移动的部件126b的旋转方向大致指示了在相应气流指示器120b，120b′周围的气流的方向。因而，例如如图1C所示，气流146导致可移动的部件126b在反时针方向上从起始位置152旋转，其通常指示空气从机架104a的左侧流向机架104a的右侧。另外，气流的大小可以各种方式进行确定。
在一个示例中，通过确定可移动的块体150的高度变化，可确定气流大小。在这个示例中，热和已知的合理的适当校准技术都可用来确定气流大小与可移动块体150的旋转水平之间的关系。一旦完成相关性确定，就可确定可移动的块体150在起始位置152相对于基准位置如活动地板110的高度(h1)。另外，还可确定在气流作用于可移动的部件126b之后可移动的块体150相对于基准位置的高度(h2)。通过比较高度(h1和h2)与相关的气流大小，就可确定导致可移动的块体150从起始位置152旋转的气流大小。
在另一个示例中，支架124可装备有传感器(未显示)，例如应变仪、编码器等等，以确定气流大小。另外，任何已知的合理的合适校准技术可用于确定传感器所收集的信息和气流大小之间的相关性。如果采用应变仪，那么可确定施加在支架124上的应变水平，并将其与气流的大小相关联。如果采用编码器，那么编码器就定位成可检测可移动的部件126b相对于支架124的旋转。编码器所检测的旋转与气流的大小相关。在任情况下，传感器所获得的信息可进行发送，如上面参看图1A所述。
根据本发明的另一个示例，可移动的块体150可包括配置成可根据其温度而变色的材料。可移动的块体150可由变色材料形成，或者其可被覆上例如变色材料。在于2003年7月29日提交的共同未决和共同受让的美国专利申请No.10/628,369中，公开了对可移动的块体150可包括的合适材料的更详细说明，该美国专利申请的公开内容通过引用而完整地结合在本文中。
根据这个示例，还可基于可移动块体150的颜色，来检测包围可移动部件126b的空气温度。
图1D显示了根据本发明一个实施例的机架106a的侧视图，该机架具有连接在其上的气流指示器120c，120c′。图1D中所示的机架可包括，例如图中1所示的机架106a。虽然图1D中显示了两个气流指示器120c，120c′，但是，在没有脱离本发明范围的条件下，可提供许多气流指示器120c，120c′。确定所采用的气流指示器120c，120c′的数量可基于在检测气流时的所需精确度，例如相对于机架106a的各种高度。在确定所采用的气流指示器120c，120c′的位置和/或数量时的另一因素，是基于对已知的存在于机架106a的各种高度的气流进行改变的基础上的。
气流指示器120c，120c′显示为包括可移动的部件154，其可旋转地安装在支架124上。可移动的部件154以任何比较合适的方式而安装在支架124上，从而大致可使其相对于支架124比较自由地旋转。可移动的部件154大致包括空心的结构，其配置成可使气流通过，并配置成可旋转至指示气流方向的位置，例如，可移动的部件154可包括风向袋。在这点上，可移动的部件154包括在其两对端上的开口156a，156b。开口156a比开口156b相对较大。可移动的部件154可包括任何已知的比较合适的材料，例如塑料、织品等等。开口156a，156b的尺寸和/或用于可移动的部件154的材料可根据各种因素、例如机房100中的气流预计水平来进行选择。
当在可移动的部件154周围很少或没有气流时，可移动的部件154可配置成指向相对于机架106a的向下方向。可移动的部件154相对于气流指示器120c的位置被认为是可移动的部件154的起始位置158。当空气如箭头146所示在气流指示器120c，120c′周围流动时，可移动的部件154旋转而基本上匹配气流方向，如图关于气流指示器120c′所示。
另外，在气流指示器120c，120c′周围的气流大小可以各种方式来进行确定。在一个示例中，支架124可装备传感器(未显示)，例如应变仪、编码器等等，从而以上面图1C中所述方式确定气流大小。任何已知的比较合适的校准技术可用于确定传感器所收集的信息和气流大小之间的相关性。如果采用应变仪，那么可确定施加在支架124上的应变水平，并将其与气流大小相关联。
在另一示例中，配置成可检测气流大小的装置可结合可移动的部件154来使用。该装置可包括任何比较合适的风速计，例如叶片式风速计、热线风速计，等等。在任何情形下，传感器所获得的信息可被发送，如上面参看图1A所述。
任何上述气流指示器120a-120c可包括配置成可与包含在机房100中的其它部件区别开来的颜色和/或材料。在这方面，技术人员或自动成像装置能够相对较容易地确定其位置以及围绕相应气流指示器120a-120c的气流。
图2A显示了根据本发明另一实施例的气流指示器200的侧视图。气流指示器200显示为包括安装在可选底座204上的柱杆(pole)202。另外，可选的底座204可装备车轮(没有显示)，从而大致便于气流指示器200的定位。柱杆202包括基本刚性的材料，例如塑料、金属、木材等等，并且具有大致可使人或技术人员握紧和携带柱杆202的尺寸。在一个示例中，柱杆202长度在3至8英尺之间，并且具有1-3英寸之间的宽度。柱杆202还可包括任何比较合适的截面形式，例如圆形的、长方形的截面，或具有任何合理的适当数量的边。
底座204被认为是可选的，因为气流指示器200可采用各种方式。例如气流指示器200可以用手携带到机房100中的各个位置，从而获得在各个位置与气流相关的信息。在这种情形下，可省略底座204。如另一个示例，气流指示器200可定位在机房的各个位置100，在这种情况下，底座204可用于支撑气流指示器200。虽然气流指示器200显示在相对垂直的位置，但是，在没有脱离本发明范围的条件下，可将气流指示器200定位在相对于底座204的任何比较合适的角度。
移动部件206沿着柱杆202定位在各种高度。通过将移动部件206定位在相对于柱杆202的各种高度，例如彼此间隔开大约1-2英尺，就可观察到各种高度的气流。可移动的部件206与上面参看图1B所述的可移动的部件126a是相似的或相同的。可移动的部件206因而通过在气流方向上移动而配置成可指示气流的方向，如箭头208所示。可移动的部件206可通过可选的支架210而连接在柱杆202上，支架210配置成可将可移动的部件206与柱杆202间隔开。作为备选，可移动的部件206可直接地连接在柱杆202上。例如，可移动的部件206可通过使用胶粘剂、机械的紧固件、钩环扣等等进行连接。虽然可移动的部件206被显示并描述为与可移动的部件126a是相似的或相同的，但是，在没有脱离本发明范围的条件下，其它装置，例如可移动的部件126b、可移动的部件154等等，都可定位在柱杆202上。
根据另一个示例，气流指示器200还可包括定位在沿着柱杆202的各高度上的多个传感器212。在图2A中，传感器212显示为定位在可移动的部件206之间。虽然可移动的部件206和传感器212显示为相对均匀地沿着柱杆202进行分布，但是，在没有脱离本发明范围的条件下，在气流指示器200上可提供任何合理合适配置的可移动的部件206和传感器212。
传感器212可包括温度检测器，例如温度计、热电偶等等。另外，传感器212可包括相应的温度指示器。温度指示器可包括例如发光二极管(LED)，其配置可响应于检测温度而被激活。作为示例，LED可配置成当检测温度超过预定的温度范围，例如超过大约30℃时，就被激活。在这点上，传感器212可用于指示沿着气流指示器200的长度最高处的气流位置。
作为附加或作为备选，传感器212可包括屏幕，或者通过导线连接到屏幕上，所述屏幕配置成可显示传感器212所检测的温度测量值。在这点上，人或技术人员利用气流指示器200可观察到温度测量值。
根据另一个示例，气流指示器200可装备多个气流检测装置214，例如风速计等等，其定位在沿着柱杆202的各种高度。气流检测装置214可安装在柱杆202上，从而可使气流检测装置214面向气流方向，因而可检测出气流大小。在这点上，气流检测装置214利用例如轴承或利用万向吊环而可旋转地安装在柱杆202上。图2A中所示的气流检测装置214的数量和定位是用于说明目的，而并不意图限制本发明。在这点上，在没有脱离本发明范围的条件下，可采用定位在沿着柱杆202任何位置上的许多气流检测装置214。
气流检测装置214可包括任何比较合适的商业上可得到的装置，其配置可检测气流的大小。例如，气流检测装置214可包括应变片花或其它测定仪器，弹簧或其它机械的张力检测装置，MEMS装置等等。另外，气流检测装置214可装配屏幕(未显示)，例如LCD显示器，其配置成可显示所检测到的气流大小。在一个方面，通过使用气流指示器200，人或技术人员能够确定各种高度的气流方向、气流温度和气流大小。作为附加或作为备选，如上所述，气流指示器200的部件所获得的信息可通过一个或多个成像装置134进行成像。
图2B是图1A所示机器人装置132的侧视图。机器人装置132通常包括具有多个车轮202a，202b的车底座220，其可使机器人装置132移动。臂组件140显示为连接在车底座220上。另外，臂组件140可相对于车底座220旋转，并且可被操纵到各种位置，例如具有六个或多个自由度。各种部件和/或装置，例如传感器、摄像机、机械手、接口装置等等都可连接在臂组件140的各个位置上。如上所述，连接在臂组件140上的其中一个部件可包括机械手142。连接在臂组件140上的另一部件可包括配置成可检测温度的传感器，例如温度计、热电偶等等。因此，机器人装置132可配置成可移动到机房100中的各个位置，并且检测在那些位置的温度。在一个方面，例如，如果机器人装置132装备了温度传感器，那么机器人装置132就能够补充气流指示器120a-120c，200所获得的信息。在另一方面，机器人装置132可配置成可检测各位置的温度，在这些位置，气流指示器120a-120c，200通常指示非所需的气流特性。
可移动的平台138显示为也连接在车底座220上。另外，图中还显示可移动的平台138可相对于车底座220旋转并可操纵到各种位置，例如具有六个或多个自由度。例如移动平台138能够通过旋转装置222的旋转相对于车底座220进行旋转。另外，移动平台138的高度可通过液压装置224的操作而改变。此外，例如可将成像装置136配置成可相对于移动平台138移动，即，也具有各种自由度。
虽然在图中显示并描述了臂组件140和移动平台138可在六个或更多个自由度上移动，但是，在没有脱离本发明范围的条件下，可移动的平台138和/或臂组件140可相对于车底座220保持相对静止。另外，在没有脱离本发明范围的条件下，机器人装置132可配置成没有臂组件140或具有可伸缩的臂。
根据一个示例，机器人装置132配置成可利用机械手142来握紧一个或多个气流指示器120a-120c，200。机器人装置132还可将一个或多个气流指示器120a-120c，200定位在机房100的各个位置。因此，例如，机器人装置132可配置成可握紧气流指示器120a-120c，200，并将气流指示器120a-120c，200定位在需要其能获得气流信息的位置。如上所述，机器人装置132还可配置成可对气流指示器120a-120c，200进行成像。
图2C是图2B所示的根据本发明另一实施例的机器人装置132的侧视图。在图2C所示的实施例中，图2A所示的气流指示器200连接在车底座220上。因而，机器人装置132可配置成可移动到机房100的某一位置并获得气流信息。机器人装置132可利用成像装置136对气流指示器200成像，以获得气流信息。另外，机器人装置132可包括硬件和/或软件，其设计成可处理从气流指示器200的图像中所获得的信息。
根据一个示例，如果机器人装置132在读取测量值期间不是静止不动的，那么机器人装置132配置成可考虑其速率和方向。这样，通过例如使用全球定位卫星(GPS)系统、磁罗盘、机房中的基准位置、速度计等等，机器人装置132就可确定其速率和方向。机器人装置132可考虑其在测量读取期间的移动速率和方向，以获得气流的绝对大小以及其附近的气流方向。机器人装置132可以任何比较合适的已知方法来考虑其速率和方向，例如通过利用相对简单的数学公式。
图3是根据本发明一个实施例的气流检测系统302的典型的框图300。应该懂得，以下对框图300的详细描述只是配置这种气流检测系统302的多种不同方式中的一种方式。另外，应该懂得，框图300可包括辅助部件，并且在没有脱离本发明范围的条件下，可去掉和/或修改这里所述的某些部件。例如，框图300可包括许多气流指示器、机器人装置、成像装置、计算机系统等等，以及其它可在气流检测系统302的操作中实施的部件。
气流检测系统302显示为包括气流指示器304。气流指示器304可包括上面所公开和描述的任何气流指示器120a-120c，200。在这个方面，气流指示器304大致包括移动部件306，其配置成可指示气流指示器304附近的气流方向。气流指示器304也显示为包括可选的传感器308，其配置成可检测气流指示器304附近的一个或多个状态。例如，可选的传感器308可包括一种配置成可检测气流大小的装置，其利用例如风速计直接地检测气流大小，或利用例如上述应变仪或编码器而间接地检测气流大小。
如果气流检测系统302包括可选的传感器308，那么传感器308配置成可将所检测的一个或多个状态传送到计算机系统310上，例如图1所示的计算机系统130。为了在传感器308和计算机系统310之间实现通信，传感器308可通过例如网络或通过有线协议如IEEE802.3等等而连接到计算机系统310上。作为附加或作为备选，通过无线协议例如IEEE 802.11b、802.11g、无线串口连接、蓝牙等等可实现通信。可由传感器308和计算机系统310使用的另一无线通信系统包括位置传感器。位置传感器通常可实现彼此之间的无线数据通信，并且在于2003年7月9日提交的共同受让的和共同未决的美国专利申请No.10/620,272中更详细地描述了这种位置传感器，该美国专利申请的公开内容通过引用而完整地结合在本文中。
气流检测系统302也显示为包括成像装置314。成像装置314可包括图1所示的成像装置134，并且因而可定位在机房100中的一个或多个位置，或如上所述可进行移动。成像装置314大致包括图像捕获装置316，其配置成可对气流指示器304成像，如箭头312所示。成像装置314还包括网络接口318，其配置成可实现所捕获的图像至计算机系统310的通信。另外，成像装置314可通过例如公共网络、或通过有线协议如IEEE 802.3而连接到计算机系统310上。作为附加或作为备选，成像装置314配置成可通过无线协议，例如IEEE802.11b、802.11g、无线串口连续、蓝牙等等，或通过使用如上所述的位置传感器，而与计算机系统310通信。
计算机系统310还包括网络接口320，以实现对公用网络的访问或接收来自成像装置314的无线通信。计算机系统310大致配置成可基于所接收的例如成像装置314的图像而确定气流指示器306周围的气流状态。计算机系统310因而包括控制器322，其配置成可处理所接收的图像，并基于所接收的图像而作出各种决定。控制器322可包括微处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)，等等。
如上面更详细所述，计算机系统310、更具体地说是控制器322，可基本上基于气流指示器304而确定一个或多个气流状态。出于讨论目的，气流指示器304被认为包括气流指示器120a，其定位在图1A所示机架102a的一边。由成像装置134捕获的气流指示器120a的图像发送到计算机系统310上。控制器322可确定空气在机架102a周围从其左侧流向其右侧，这是因为移动部件126a指示了这种运动。在作出这种决定时，控制器322可执行存储在例如存储器324中的成像软件。该软件可包括任何比较合适的商业上可得到的成像软件。成像软件可配置成可将起始位置，例如可移动的部件126a在很少或没有气流时的位置，同在所接受的成像装置134的图像中的可移动部件126a的位置进行比较。
在这个示例中，当气流从机架102a-102d的后侧流向机架102a-102d的前侧时，可检测到气流，通风地板116定位在前侧，以便为机架102a-102d供应冷却流体。控制器322可将这种气流认为是低效率的气流，这是因为来自机架102a-102d加热的冷却流体可能再循环到机架102a-102d中。更具体地说，控制器322配置成可根据于2003年5月29日提交的共同受让的和共同未决的美国专利申请No.10/446,854中所述的各种方式进行操作，该美国专利申请的公开内容通过引用而完整地结合在本文中。如该美国专利申请中所公开，供热指数可用于确定机房各个位置的再循环水平。如该美国专利申请进一步公开的那样，可操纵各种冷却系统部件以降低机房各个位置的再循环水平。
按照与10/446,854申请中所公开的那些方式相似的方式，控制器322可确定响应于所检测的再循环而操纵一个或多个冷却系统部件326的方式。作为附加或作为备选，控制器322可生成机房内的空气分布图，并按照10/123,403申请中所述的方式而作出冷却系统的操作决定。
一个或多个冷却系统部件326可包括10/446,854申请中所公开的各种部件。然而，出于简要和描述清楚的目的，图3中只显示了通风地板328和CRAC 330。控制器322可命令或控制一个或多个冷却系统部件326，以改变冷却流体流，从而降低那些由气流指示器304所检测到的具有不利再循环水平的区域的再循环水平。另外，控制器322可通过网络接口320传送指令。计算机系统326还包括网络接口332，以实现对公用网络的访问或接收来自计算机系统310的无线通信。
来自计算机系统310的指令可通过接口电子器件334进行发送。接口电子器件334可用作计算机系统310和通风地板328以及CRAC330之间的接口。作为示例，接口电子器件334可操纵通风地板328，以改变流过通风地板328的冷却流体流的特性。
气流检测系统302还可包括机器人装置340，例如在图1A中所示的机器人装置132。机器人装置340显示为包括成像装置342，例如图1A所示的成像装置136。成像装置342大致包括图像捕获装置344，其配置成可对气流指示器304成像，如箭头346所示。图像捕获装置342可根据上面关于图像捕获装置316所述的方式来进行操作。
虽然没有明确地显示，但是，成像装置342还可包括用于将捕获的图像发送给机器人装置340的装置控制器348的部件。装置控制器348可包括各种用于控制机器人装置340操作的硬件和/或软件。在这个方面，装置控制器348可包括微处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)，等等。作为附加或作为备选，装置控制器348可以是计算装置的一部分，该计算装置是与机器人装置340、例如膝上型计算机或其它计算装置分离的。在这个示例中，计算装置可由机器人装置340支撑或携带。以下将更详细地描述能够由装置控制器238执行的其中一些操作。
装置控制器348可包括数据处理模块350，其配置成可基于所接受的成像装置342的信息而作出某些决定。例如，数据处理模块350配置成可将成像装置342所获得的图像存储在存储器352中。存储器352还可配置成可提供软件的存储，该软件提供了机器人装置340的功能。装置存储器352可由易失性和非易失性的存储器的组合来实现，例如DRAM、EEPROM、闪存，等等。
数据处理模块350还可配置成可将存储的图像通过网络接口354而传送给计算机系统310。网络接口354配置成可通过有线连接至计算机系统310，或通过连接至计算机系统310所连接的网络上而实现通信。网络接口354还可以上述任何方式来实现机器人装置340与计算机系统310之间的无线通信。
计算机系统310可利用所接受的机器人装置340和/或成像装置314的信息来作出冷却系统部件326的操作决定。另外，计算机系统310可操作地控制冷却系统部件326，以便基于计算机系统310所作出的决定而改变其操作。在10/446,854申请中，陈述了对计算机系统310可作出这些决定的方式以及其它例子的方式的更详细说明。在于2003年11月26日提交的共同受让的共同未决的美国专利申请No.10/721,264中可找到补充的例子，该美国专利申请的公开内容通过引用而完整地结合在本文中。
在第一个示例中，数据处理模块350可确定机器人装置340是否应该立即行进至计算机系统310或连接网络连接以传送所接受的成像装置342的信息，或者沿着预定路线继续行进。例如，如果所接受的信息指示机房各个位置的气流存在逆向再循环，那么数据处理模块350就可确定立即行进至计算机系统310。
在第二示例中，装置控制器348用作冷却系统部件326的能量管理器。在这个示例中，数据处理模块350确定一个或多个冷却系统部件326将响应于所接收的气流指示器304的信息而发生变化。数据处理组件350可通过例如网络接口354将这些变化传送给一个或多个冷却系统部件326。另外，网络接口354配置成可在机器人装置340和冷却系统部件326之间实现有线或无线通信。
例如，通过网络接口354而在机器人装置340和冷却系统部件326之间的通信，可通过有线协议，例如IEEE 802.3等等，或通过无线协议，例如IEEE 802.11b、802.11g、无线串口连接、蓝牙等等，或通过它们的组合来实现。在共同未决的10/721,264申请中，阐述了对数据处理模块350作出这些决定的方式以及其它例子的方式更详细说明，该共同未决的申请的公开内容通过引用而完整地结合在本文中。
机器人装置340可包括图1A、2B和2C中所示的机器人装置132的配置。因而，机器人装置340可包括一个或多个臂促动器358，其用于将臂组件、例如臂组件140或气流指示器200联接到各种位置。一个或多个臂促动器358的臂还可操纵机械手，例如机械手142。另外，机器人装置340可包括一个或多个促动器360,362，其配置成可将平台和成像装置，例如平台138和成像装置136接合起来。在任何方面，臂促动器358，平台促动器360和成像装置促动器362都可包括例如直流(DC)电动机。
虽然没有明确显示，但是，来自装置控制器348的平台/臂组件356的指令可通过接口电子器件来发送。接口电子器件可用作装置控制器348与臂促动器358，平台促动器360与成像装置促动器362之间的接口。作为示例，接口电子器件可改变提供给臂促动器358的电压，从而将机械手接合到各种位置。
机器人装置340还可包括传感器364，其配置成可检测传感器364周围区域的一个或多个气流状态。传感器364可用于补充气流指示器304的传感器308。传感器364是有用的，因为机器人装置340能够移动到机房的各个位置。另外，机器人装置340可检测各位置的气流状态，例如由气流指示器304覆盖的间隙位置。另外，传感器364可用于确定传感器308所获得的测量值是否是精确的。此外，机器人装置340可利用传感器364来检测未装备温度传感器的气流指示器304周围的温度。
传感器364可将所获得的信息传送或发送给装置控制器348。例如，存储器352可存储在状态检测操作和检测位置期间所获得的温度测量信息。存储器352可以例如表、图等形式来存储该信息。
装置控制器348还可包括操纵组件366，其配置成可控制机器人装置340的运动。操纵组件366可指示操控/推进机构368，其配置成可控制机器人装置340移动的动力和方向。因此，操控/推进机构368可包括促动器，其配置成可改变机器人装置340移动的这些方面。在确定操控/推进机构368操作的方式中，操纵模块366可采用所接收的制导传感器370的信息，例如激光引导工具、声纳工具、摄像机组件，其组合件等，其配置成可检测位于制导传感器370视场中的物体的距离。例如，所接收的信息可采用定位在机器人装置340周围的物体检测位置的形式。
操纵模块366可利用例如图像识别软件来处理所接收的制导传感器370的图像。在这点上，操纵模块366可确定位于制导传感器370视场中的物体，可确定该物体是否是可避免的障碍物，并可确定如果其是可避免的，那么就绕开该障碍物的路径。作为示例，操纵模块366可操作操控/推进机构368，以降低机器人装置340的速度，并响应于机器人装置340路程上所检测到的物体而改变其路径。
在一个方面，存储器352可存储与各种操作和响应于各种输入的检测算法相关的数据/信息。例如，存储器352可存储机房布局的地图，并且装置控制器348可访问该地图，以确定到达机房各个位置所必须遵循的路线。
虽然在图3中显示了一个机器人装置340和单个计算机系统310，但是应该懂得，在气流检测系统302中可包括任何数量的机器人装置340和计算机系统310。作为一个示例，可利用多个机器人装置340相对同时地收集来自多个气流指示器304的信息。在这个方面，同使用单个机器人装置340比较而言，可相对降低收集来自不同定位的气流指示器304的信息所需要的时间。另一方面，机器人装置340可提供从气流指示器304采集数据的功能的冗余。
在另一方面，与使用单个的机器人装置340比较而言，机器人装置340可在响应时间上提高效率。例如，机器人装置340可用于具有不同热特性的区域，例如机房中已知的难以保持在预定温度范围内的各种区域等等。如另一示例，机器人装置340根据各种时间表来安排部署，例如一个或多个机器人装置340可在其它机器人装置340充电时进行使用，等等。另外，可根据机房中不同的操作水平来使用机器人装置340。例如，不同的操作水平与临界操作的各阶段相关。在这点上，可根据机房中的临界操作水平来使用各种机器人装置340，例如所使用的机器人装置340的数量可随临界操作水平的增加而增加，并且所使用的机器人装置340的数量可随临界操作水平的降低而降低。
图4显示了根据本发明一个实施例的用于机房内气流检测的操作模式400的典型流程图。应该懂得，以下操作模式400的详细描述只是实现本发明一个实施例的多种不同方式的其中的一种方式。本领域中的普通技术人员还应该懂得，操作模式400代表一般的图示，并且在没有脱离本发明范围的条件下，可添加其它的步骤或去除、修改或重新安排现有的步骤。
操作模式400的细节描述是参考图3中所示的框图300而作出的，因而将参考那里所列举的元件。然而，应该懂得，操作模式400并不局限于框图300中所阐述的元件。相反，应该懂得，操作模式400可由具有与框图300中所述不同配置的气流检测系统来实现。
操作模式400可响应于各种激励而开始于步骤402。例如操作模式400可开始于对预定的失效时间作出响应，响应于接收到所发送的信号，手动开始，等等。在步骤404中，可启动冷却系统部件326。如果气流检测系统302包括成像装置316和/或机器人装置340，那么还可在步骤404中激活这些装置。
在步骤406中，可检测处于机房100一个或多个位置的气流状态。根据一个示例，在步骤406之前，可执行将一个或多个气流指示器304定位在机房100的一个或多个位置上的步骤。一个或多个气流指示器304的定位步骤可包括将一个或多个气流指示器304手动放置在机房100的一个或多个位置，如图1A中所示。另外，这个步骤可包括手动放置一个或多个气流指示器304，如图2A中所示。这个步骤还可包括由机房100中的技术人员来支撑一个或多个气流指示器304。如另一示例，这个步骤可包括，通过如图2C所示操纵具有气流指示器304的机器人装置340，而将一个或多个气流指示器304定位在机房100的某一位置。
除了手动放置一个或多个气流指示器304之外或作为其备选，如上所述，可通过机器人装置340，对一个或多个气流指示器304进行定位和放置。
在步骤408中，可确定在机房100的一个或多个位置上的气流方向。在一个示例中，可在视觉上确定气流方向。在这点上，技术人员能够直接或间接地通过例如成像装置316,342和显示装置(未显示)来观察一个或多个气流指示器304，从而基于一个或多个气流指示器304的配置来确定气流方向。
如另一示例，在步骤408中，通过计算机系统310可确定一个或多个位置的气流方向。在这个示例中，可通过一个或多个成像装置314,342来捕获一个或多个气流指示器304的图像。所捕获的图像可发送到计算机系统310，并且计算机系统310可处理所述图像。就处理所述图像而言，计算机系统310可包括图像识别软件，其配置成例如可将气流指示器304的可移动部件306的已知起始位置与其在所接收的图像中的位置进行比较。通过比较这些位置，计算机系统310就能够确定例如相应的一个或多个气流指示器304附近的气流方向。
在另一示例中，计算机系统310的功能可在机器人装置340中体现。这样，例如可将机器人装置340配置成可接受和处理来自成像装置316,342的图像。另外，机器人装置340可包括图像识别软件，并可确定相应的一个或多个气流指示器304附近的气流方向。
如果采用机器人装置340，那么机器人装置340还可由技术人员或计算机系统310利用指令来编程。该编程的程序设计可包括例如机房地图，气流指示器304的位置，计算机系统340的位置，冷却系统部件326的位置，等等。
该编程的程序设计还可包括用于机器人装置340执行的各种操作。例如，可对机器人装置340编程，以便将各种气流指示器304定位在机房100的各个位置。该编程的程序设计还可包括用于机器人装置340的时间表。更具体地说，可对机器人装置340编程，以便在各个时间获得各种气流指示器304的图像。作为示例，可对机器人装置340编制程序，以便更频繁地获得定位在以前存在再循环问题的区域中的气流指示器304的图像。作为其它例子，可对机器人装置340编制程序，以便基于服务水平协议等而更频繁地获得定位在更关键区域中的气流指示器304的图像。
作为附加或作为备选，可对机器人装置340编制程序，使其可根据所设定的程序而在机房100中移动。更具体地说，可对机器人装置340编制程序，以便获得定位在机房100的各种位置上的气流指示器304的图像，从而根据例如Manhattan算法而基本上最大限度地提高了在预定时间周期内的信息检索能力。作为示例，可对机器人装置340编制程序，以便在穿过机房100的过程中，在特定区域从并非全部的气流指示器1304中获得图像，以降低获得该信息所需要的时间量。
如另一示例，编程到机器人装置340中的路由算法可将气流指示器304归类到多个群组中。根据与气流指示器304关联区域相关的历史数据可被选择用于气流指示器304的群组。例如，在两类群组中，路由算法可指定气流指示器304的那个群组，其具有其中在第一群组中历史性地存在再循环问题的相关区域。其它的气流指示器304可分配给第二群组。
例如，路由算法可设计可使机器人装置340首先或比第二群组中的那些气流指示器304更频繁地访问第一群组中的那些气流指示器304的路径。在于2003年8月13日提交的共同未决的共同受让的美国专利申请No.10/639,428中，更详细地描述了将机房的各种区域归类到多个群组中的方式，该美国专利申请的公开内容通过引用完整地而结合在本文中。在10/721,264申请中公开了实现可用于控制机器人装置132,340操作的路由算法的其它方式，该申请的公开内容也通过引用而完整地结合在本文中。
另外，可对多个机器人装置340进行程序编制，以便基本同时地操作，以降低获得气流指示器304的图像所需的时间。在这个方面，可将多个机器人装置340分配给机房100的各种区域，或者在各个时间进行操作，例如，一些机器人装置340可在其它机器人装置340对其电池再充电的同时执行操作模式400。另外，例如，如果其它机器人装置340发生故障或需要维修时，那么机器人装置340可用作其它机器人装置340的备份。
在步骤410中，可确定一个或多个位置上的气流方向是否是可接受的。例如，如果较大量的气流从通道流入冷却通道，那么就可以认为气流方向是不可接受的。这类气流可以是机架中被加热的空气或冷却流体再循环到机架中的指示。这类气流的一个结果是，需要更大量的能量将包含在机架中的部件保持在预定的温度范围内。另一结果是，包含在机架中的部件实际上可能被空气或冷却流体加热。
如另一示例，例如如果由通风地板328提供的较大量的空气或冷却流体相对直接地，即没有流经机架，而流入机房100中的CRAC330的回流中，那么可以认为气流方向是不可接受的。这类气流的结果是，需要花费更大量的能量将包含在机架中的部件保持在预定的温度范围内，因为一些用于冷却部件的冷却流体被浪费了。
例如，如果气流方向显示最小量的逆向再循环，那么可认为气流方向是可接受的。可接受的逆向再循环的水平可基于例如单个部件的耐受水平、服务水平协定、能量消耗阈值、冷却能量利用优化方案，等等。另外，举例来说，如果来自机架的加热的冷却流体或空气被直接抽吸到回流中，那么可认为气流方向是可接受的。
在一个示例中，技术人员能够在步骤410中确定处在一个或多个位置的气流方向是否是可接受的。在另一个示例中，计算机系统310和/或机器人装置340能够在步骤410中确定气流方向是否是可接受的。在这个方面，例如可将计算机系统310和/或机器人装置340配置成可将气流指示器304的图像与可接受的气流方向进行比较。如另一示例，如果气流指示器304包括标记144(图1B)，那么可将计算机系统310和/或机器人装置340配置成可基于可移动的部件206相对于标记144的定向，来确定气流方向是否是可接受的。
如果认为气流方向是可接受的，那么就重复步骤406-410。如果认为气流方向是不可接受的，那么可确定是否将要在步骤412中确定气流指示器304附近的气流大小和或温度。可基于气流指示器304的配置，来确定是否要检测气流大小或温度。例如，如果气流指示器304包括配置成可检测这些状态的传感器，那么可对这些状态的其中一个或两者进行检测。作为附加或作为备选，该决定可基于对机房100中的状态进行控制的所需水平。例如，如果确定对冷却系统部件326的操作的控制决策基本上基于气流方向，那么并不需要确定气流大小和温度。然而，如果确定将要在控制冷却系统部件326的操作时所采用气流的大小和/或温度，那么就可对气流的大小和/或温度进行检测，如步骤414所示。
在步骤414中，可以不同的方式确定气流的大小和/或温度。例如，如果气流指示器304装备了配置成可检测这些状态的传感器，那么可将所检测的信息以上述方式发送到计算机系统310和/或机器人装置340中。作为附加或作为备选，机器人装置340可配置成可移动到将要确定气流大小和/或温度以获得所需状态信息的位置。机器人装置340还可将所检测的状态信息以上述方式传送或发送给计算机系统310。
在步骤416中，计算机系统310和/或机器人装置340可确定气流的大小和/或温度是否是可接受的。如果其在预定的阈值内，那么就可认为气流大小是可接受的。预定的阀值可根据例如单个部件的耐受水平、服务水平协议、能量消耗阈值、冷却能量利用优化方案等等进行设置。如果确定气流大小和/或温度是不可接受的，那么可在步骤418中确定如何操纵一个或多个冷却系统部件326，而将气流方向和气流大小和/或温度调节到可接受的范围内。可基于各种冷却方案的测试作出这个决定，其结果可以查询表的形式而存储在计算机系统310和/或机器人装置340中，计算机系统310和/或机器人装置340可访问这些查询表。该操作决定还可基于迭代过程的工具，其配置成可使进行各种冷却系统部件326的操纵，确定其输出，并根据需要作出进一步调整。
如果在步骤412中确定并不需要确定气流大小和温度，或者如果在步骤416中确定气流大小和/或温度是可接受的，那么可在步骤420中确定如何操纵一个或多个冷却系统部件326，以便将气流方向调节到可接受的范围内。该决定可按照与上面结合步骤418所述相似的方式而作出。
在步骤422中，一个或多个冷却系统部件426可根据在步骤418或420中所作出的决定而被进行操纵。例如在共同未决的10/446,854和10/721,264申请中，描述了计算机系统310和/或机器人装置340可操作一个或多个冷却系统部件326的方式，这些申请的公开内容通过引用而完整地结合在本文中。
在步骤424中，例如，机器人装置340和/或技术人员可确定是否要继续操作模式400。该决定可基于由机器人装置340或技术人员所接收的指令执行的算法。如果机器人装置340和/或技术人员确定将要继续操作模式400，那么就可重复步骤406-424。如果确定将要中断操作模式400，例如时间周期到期，机房中的部件停机，操作模式400手动中断等等，那么机器人装置340和/或技术人员就可终止操作模式400，如步骤426所示。步骤426与用于操作模式400的空转模式是相似的，这是因为操作模式400可被重新激活，例如当机房中的部件在预定的时间周期之后被激活时，响应于手动输入而重新激活操作模式400，等等。
操作模式400中所阐述的操作可作为一种工具、程序或子程序而包含在计算机可访问的任何所需的介质中。另外，操作模式400可通过计算机程序来实现，所述计算机程序可以多种活动和不活动的形式存在。例如，它可以软件程序的形式存在，包括源代码、目标代码、可执行代码或其它格式的程序指令。上述任何程序都可在计算机可读介质上体现，其包括压缩或非压缩形式的存储器和信号。
典型的计算机可读的存储器包括传统的计算机系统RAM，ROM，EPROM，EEPROM，以及磁盘或光盘或磁带。采用载波调制或未采用载波调制的典型的计算机可读信号是由包含或运转计算机程序的计算机系统可访问的信号，包括通过国际计算机互联网或其它网络所下载的信号。前面的具体例子包括发行在CD ROM上的或通过国际计算机互联网下载的程序。在某种意义上，国际计算机互联网本身作为一个抽象体是一种计算机可读的介质。大体说来，计算机网络也是如此。因此应该懂得，能够执行上述功能的任何电子装置都可执行上面所列举的那些功能。
图5显示了根据本发明一个实施例的一种典型的计算机系统500。计算机系统500可包括，例如装置控制器348和/或计算机系统310。在这方面，计算机系统500可用作执行一个或多个以上关于气流检测系统302的各种部件所述的功能的平台。
计算机系统500包括一个或多个控制器，例如处理器502。处理器502可用于执行上述操作模式400中所述的其中一些或全部的步骤。来自处理器502的命令和数据在通信总线504上进行通信。计算机系统500还包括主存储器506，例如随机存取存储器(RAM)，以及辅助存储器508，在运行期间，在主存储器上可执行用于例如装置控制器348和/或计算机系统310的控制器的程序代码。辅助存储器508包括例如一个或多个硬盘驱动器510和/或活动存储驱动器512，活动存储驱动器512代表软盘驱动器、磁带驱动器，光盘驱动器等，其中用于备用系统的程序代码的拷贝可存储在辅助存储器508上。
活动存储驱动器510以众所周知的方式读出和/或写入活动存储器514中。用户输入和输出设备可包括链盘516、鼠标518和显示器520。显示适配器522将通信总线504与显示器520连接起来，并且可接受来自处理器502的显示数据，并将显示数据变换成用于显示器520的显示命令。另外，处理器502可通过网络适配器524而在网络上通信，例如国际计算机互联网、局域网等等。
本领域中的普通技术人员应该懂得，在计算机系统500中可添加或取代其它已知的电子部件。另外，计算机系统500可包括系统板或在数据中心的机架中所用的托板、传统的″白盒″服务器或计算设备等等。另外，图5中的一个或多个部件是可选的(例如用户输入设备，辅助存储器等等)。
通过本发明的某些实施例，实现了多个可确定机房中空气循环的相对便宜的气流指示器。另外，机器人装置可用于从气流指示器中或通过获得与其本身相关的各种状态信息，来收集关于空气循环的信息。机器人装置可用作将在机房各个位置所获得的信息传送到计算机系统上的装置，计算机系统配置成可控制冷却系统的操作。在这点上，计算机系统配置成可相对容易地确定可能发生逆向空气再循环的区域，并采取措施来极大地降低逆向空气再循环。
这里已经描述和显示了本发明的优选实施例和其一些变型。这里所使用的术语、细节描述和图纸仅仅是作为举例进行阐述，而并不意味着限制性意义。本领域中的那些技术人员应该懂得，在本发明的精神和范围内可以有许多变化，本发明的精神和范围由以下权利要求和其等同描述来限定，其中，除非有其它指示，否则所有的术语都表示其最广泛的合理意义。
权利要求
1.一种用于检测机房(100)中的气流的系统(302)，所述系统(302)包括具有可移动部件(126a-126c，206，306)的气流指示器(120a-120c，200，304)，所述可移动部件(126a-126c，206，306)的运动基本上对应于所述气流指示器(120a-120c，200，304)附近的气流；冷却系统部件(326)；和计算机系统(130，310)，其配置成可基本上基于所述可移动部件(126a-126c，206，306)的运动来控制所述冷却系统部件(326)。
2.根据权利要求1所述的系统(302)，其特征在于，还包括定位在所述机房(100)中、以用于对所述气流指示器(120a-120c，200，304)进行成像的一个或多个成像装置(134，314)，所述一个或多个成像装置(134，314)配置成可将所获得的图像传送给所述计算机系统(130，310)。
3.根据权利要求1和2中任一权项所述的系统(302)，其特征在于，还包括配置成可在所述机房(100)中来回移动的机器人装置(132，340)，所述机器人装置(132，340)包括配置成可对所述气流指示器(120a-120c，200，304)成像的成像装置(136，342)，以及用于存储所述图像的存储器(352)。
4.根据权利要求1-3中任一权项所述的系统(302)，其特征在于，所述机器人装置(132，340)和计算机系统(130，310)中的至少一个包括图像识别软件，其配置成用于确定所述可移动部件(126a-126c，206，306)的运动。
5.一种用于检测机房(100)中的气流的系统(200)，所述系统(200)包括柱杆(202)；连接在所述柱杆(202)的各种高度处的多个可移动部件(206)，其中，所述多个可移动部件(206)配置成可在所述柱杆(202)附近的气流方向上移动，从而可指示气流的方向。
6.根据权利要求5所述的系统(200)，其特征在于，还包括连接在所述柱杆(202)的各种高度处的多个传感器(212，214)，其中，所述多个传感器(212，214)配置成可检测气流大小和温度中的至少一种。
7.一种用于降低机房(100)中的空气再循环的方法(400)，所述方法(400)包括检测(406)在所述机房(100)中的一个或多个位置处的一个或多个气流状态；确定(408)在所述一个或多个位置处的气流方向；确定(410)所述气流方向是否是可接受的；以及操纵(422)一个或多个冷却系统部件(326)，以便响应于不可接受的气流方向而将气流方向调节到可接受的范围内，从而降低所述机房(100)中的空气再循环。
8.根据权利要求6所述的方法(400)，其特征在于，还包括将多个具有可移动部件(126a-126c，206，306)的气流指示器(120a-120c，200，304)定位在所述机房中的一个或多个位置；以及其中，确定(408)气流方向的步骤包括，视觉式地确定所述可移动部件(126a-126c，206，306)的运动，以便确定所述气流方向。
9.根据权利要求7和8中任一权项所述的方法(400)，其特征在于，视觉式地确定(408)运动的所述步骤包括，利用一个或多个成像装置(134，314)对所述多个气流指示器(120a-120c，200，304)成像。
10.根据权利要求7-9中任一权项所述的方法(400)，其特征在于，对所述多个气流指示器(120a-120c，200，304)成像的所述步骤包括，利用机器人装置(132，340)的成像装置(136，342)对所述多个气流指示器(120a-120c，200，304)进行成像，所述机器人装置(132，340)配置成可在所述机房(100)中来回移动。
全文摘要
一种用于检测机房(100)中的气流的系统(302)。该系统(302)包括具有可移动部件(126a－126c，206，306)的气流指示器(120a－120c，200，304)，所述可移动部件(126a－126c，206，306)的运动基本上对应于所述气流指示器(120a－120c，200)附近的气流。该系统(302)还包括冷却系统部件(326)和计算机系统(130，310)，其配置成基本上基于可移动部件(126a－126c，206，306)的运动来控制冷却系统部件。
文档编号G05D1/02GK1943292SQ200580011521
公开日2007年4月4日 申请日期2005年2月17日 优先权日2004年2月19日
发明者C·E·巴什, G·H·福尔曼, R·夏马 申请人:惠普开发有限公司