一种实现服务器主动降噪的装置、方法及服务器与流程

本发明涉及服务器领域，尤其是涉及一种实现服务器主动降噪的装置、方法及服务器。

背景技术：

1、服务器在日常运作中，散热风扇是产生噪声的主要来源之一，随着互联网产业的逐渐兴起，目前服务器对性能的要求越来越高，从而产生的热量将会明显增加，对应的散热风扇转速提高，转速越高噪声越大，这不仅会带来噪声污染，也会对运维；维修；测试人员带来一定程度上的身体损害，从而需要降低服务器风扇噪声，营造一个健康的工作环境。

2、相关技术中，对于对于服务器风扇噪音的降低一般是两种方式，一种方式控制服务器周围环境温度，bmc(baseboard management controller，基板管理控制器)通过传感器，读取各部件的寄存器中的当前温度值，来自动控制降低风扇的转速，从而降低风扇噪音；另外一种方式是采用lc(liquid cooling，液冷)技术，液体注入服务器，通过冷热交换带走服务器的散热，减少使用服务器风扇，从而降低服务器风扇噪音，从服务器物理形态上区分有：冷板式液冷服务器、全浸没式液冷服务器。

3、根据当前温度值自动控制降低风扇转速，虽然可以降低服务器工作的温度，但对应的是增加空调制冷系统，势必会一定程度上增加碳排放，而且降低风扇转速有可能导致服务器高温运转，可靠性不高；采用液冷技术虽然在相同的散热水平下有着更低的噪音，但结构更加复杂，安装繁琐，成本也更高，不利于提高服务器风扇降噪可靠性，降低服务器风扇降噪成本。

技术实现思路

1、本发明为了解决现有技术中存在的问题，创新提出了一种实现服务器主动降噪的装置、方法及服务器，有效解决由于现有技术造成服务器风扇降噪可靠性低或成本高的问题，有效地提高服务器风扇降噪可靠性，降低服务器风扇降噪成本。

2、本发明第一方面提供了一种实现服务器主动降噪的装置，包括：振动采集模块、信号处理模块以及振动模块，所述振动采集模块用于采集服务器风扇模块运行时产生噪音的第一振动信号，并将第一振动信号发送至信号处理模块；所述信号处理模块根据第一振动信号的特征信息将第一振动信号转换为第一数字信号，获取第一数字信号的频率特征、振幅特征以及相位特征，并根据获取第一数字信号的频率特征、振幅特征以及相位特征生成第二数字信号，将第二数字信号转换为对应电信号，输出对应电信号至振动模块；所述振动模块用于根据解析电信号，最终产生第二振动信号，用于当第二振动信号与第一振动信号叠加时相互抵消，从而实现降低噪音；其中，第二振动信号与第一振动信号的频率、振幅相同但波形相反，且第二数字信号与第一数字信号的频率、振幅相同但波形相反。

3、可选地，所述振动采集模块设置于服务器风扇模块的风扇框架处的风扇底部，以保证采集到的第一振动信号转发给信号处理模块；

4、所述振动采集模块包括多个振动传感器，每个振动传感器的位置与风扇模块中的风扇位置一一对应。

5、可选地，所述信号处理模块包括依次通信连接的第一滤波子模块、信号转换子模块、信号处理子模块、第二滤波子模块；

6、所述第一滤波子模块与振动采集模块通信连接，用于将第一振动信号进行滤波，具体包括；将输入第一振动信号分解成一组不同频率的正弦波，对分解后正弦波进行组合，对组合后的第一振动信号进行滤波；

7、所述信号转换子模块根据滤波后的第一振动信号的振幅信息、频率信息以及相位信息生成第一数字信号；

8、所述信号处理子模块用于获取第一数字信号的频率特征、振幅特征以及相位特征，并根据获取第一数字信号的频率特征、振幅特征以及相位特征生成第二数字信号，将第二数字信号转换为对应电信号；

9、所述第二滤波子模块用于将转换后的电信号进行滤波，并将滤波后的电信号输出至振动模块。

10、进一步地，将输入第一振动信号分解成一组不同频率的正弦波，对分解后正弦波进行组合，对组合后的第一振动信号进行滤波具体包括：

11、通过傅里叶变换，将输入第一振动信号分解成一组不同频率的正弦波，对分解后正弦波进行组合；具体为：

12、x_f(t)1＝\sum_{k2＝-\infty}^{\infty}x_k2(t)e^{-2\pi*i*k2*f1*t}

13、其中，x_f(t)1表示傅立叶变换后的信号，x_k2(t)表示输入信号中的第k2个正弦波，f1表示输入信号中的第k2个正弦波的频率，t表示输入信号中的第k2个正弦波时间，e^{-2\pi*i*k2*f1*t表示输入信号中的第k2个正弦波傅立叶变换的结果在时域上的相位，sum为求和函数求，infty为输入的原第一振动信号，表达式为：s(t)＝a1*e^(-j*2*pi*t*t)；其中，s(t)为第一振动信号，a表示第一振动信号的振幅，e表示自然衰减，j表示第一振动信号的角频率，t1表示第一振动信号的振动周期，pi为π；

14、通过傅立叶变换去噪器对组合后的第一振动信号进行滤波，具体为：x_f(t)2＝\approx x_f(t)1+r(t)x_f(t)1^2；

15、其中，x_f(t)2表示滤波后的第一振动信号，r(t)为傅立叶变换去噪器，approx为约等于函数，x_f(t)1为未经过滤波的组合后的第一振动信号。

16、进一步地，信号转换子模块根据滤波后的第一振动信号的振幅信息、频率信息以及相位信息生成第一数字信号具体包括：

17、滤波后第一振动信号的振幅信息为滤波后第一振动信号的初始振幅与滤波后第一振动信号前后两个周期的振幅差值的和；

18、滤波后第一振动信号的周期信息为t2＝2*pi*a1/(j*k1)，其中，a1为滤波后第一振动信号的振幅信息，k1为振幅系数，t2为滤波后第一振动信号的周期信息；

19、滤波后第一振动信号的频率信息为f2＝j/(2*pi*t2)，其中，f2为滤波后第一振动信号的频率信息；

20、滤波后第一振动信号的相位信息为ψ1＝2*pi*f2*t，其中，ψ1为滤波后第一振动信号的相位信息；

21、第一数字信号的振幅信息为a2＝f2/2，其中，a2表示第一数字信号的振幅，/2表示相位为0度；

22、第一数字信号的频率信息为f3＝a2/2，其中，f3表示第一数字信号的频率；

23、第一数字信号的相位信息为ψ2＝2*pi*f3/2，其中，ψ2为第一数字信号的相位信息。

24、进一步地，信号处理子模块用于获取第一数字信号的频率特征、振幅特征以及相位特征，并根据获取第一数字信号的频率特征、振幅特征以及相位特征生成第二数字信号，将第二数字信号转换为对应电信号具体包括：

25、信号处理子模块获取第一数字信号的频率特征、振幅特征以及相位特征后，将第一数字信号b(t)的波形向右平移一个周期，同时幅值不变，这样得到的波形就是第二数字信号c(t)；

26、根据第二数字信号的采样率以及采样间隔将第二数字信号转换c(t)为对应电信号d(t)。

27、进一步地，第二滤波子模块将转换后的电信号进行滤波，并将滤波后的电信号输出至振动模块具体包括：

28、通过傅里叶变换，将转换后电信号分解成一组不同频率的正弦波，对分解后正弦波进行组合；具体为：

29、x_f(t)4＝\sum_{k3＝-\infty}^{\infty}x_k3(t)e^{-2\pi*i*k3*f4*t}

30、其中，x_f(t)4表示傅立叶变换后的电信号，x_k3(t)表示输入信号中的第k2个正弦波，f4表示输入信号中的第k3个正弦波的频率，t表示输入信号中的第k3个正弦波时间，e^{-2\pi*i*k2*f1*t表示输入信号中的第k3个正弦波傅立叶变换的结果在时域上的相位，sum为求和函数求，infty为输入的电信号；

31、通过傅立叶变换去噪器对组合后的第一振动信号进行滤波，具体为：x_f(t)5＝\approx x_f(t)4+r(t)x_f(t)4^2；

32、其中，x_f(t)5表示滤波后的电信号，r(t)为傅立叶变换去噪器，approx为约等于函数，x_f(t)4为未经过滤波的组合后的电信号。

33、进一步地，所述振动模块解析第二滤波子模块发送的滤波后的电信号，根据滤波后的电信号还原第二数字信号，然后根据还原的第二数字信号还原第一数字信号，根据还原的第一数字信号产生第二振动信号，用于当第二振动信号与第一振动信号叠加时相互抵消，从而实现降低噪音。

34、可选地，所述振动模块包括分布均匀的多个振动器，每个振动器与振动传感器一一对应，所述振动器设置于在机箱内部两侧，振动器下方附有软质包裹层，以避免振动器和服务器机箱产生共振。

35、本发明第二方面提供了一种实现服务器主动降噪的方法，基于本发明第一方面所述的一种实现服务器主动降噪的装置基础上实现的，包括：

36、振动采集模块采集服务器风扇模块运行时产生噪音的第一振动信号，并将第一振动信号发送至信号处理模块；

37、信号处理模块根据第一振动信号的特征信息将第一振动信号转换为第一数字信号，获取第一数字信号的频率特征、振幅特征以及相位特征，并根据获取第一数字信号的频率特征、振幅特征以及相位特征生成第二数字信号，将第二数字信号转换为对应电信号，输出对应电信号至振动模块；

38、振动模块用于根据解析电信号，最终产生第二振动信号，用于当第二振动信号与第一振动信号叠加时相互抵消，从而实现降低噪音；其中，第二振动信号与第一振动信号的频率、振幅相同但波形相反，且第二数字信号与第一数字信号的频率、振幅相同但波形相反。

39、本发明第三方面提供了一种服务器，包括本发明第一方面所述的一种实现服务器主动降噪的装置。

40、本发明采用的技术方案包括以下技术效果：

41、1、本发明技术方案中的一种实现服务器主动降噪的装置，包括：振动采集模块、信号处理模块以及振动模块，所述振动采集模块用于采集服务器风扇模块运行时产生噪音的第一振动信号，并将第一振动信号发送至信号处理模块；所述信号处理模块根据第一振动信号的特征信息将第一振动信号转换为第一数字信号，获取第一数字信号的频率特征、振幅特征以及相位特征，并根据获取第一数字信号的频率特征、振幅特征以及相位特征生成第二数字信号，将第二数字信号转换为对应电信号，输出对应电信号至振动模块，通过振动模块产生第二振动信号，用于当第二振动信号与第一振动信号叠加时相互抵消，从而实现降低噪音；其中，第二振动信号与第一振动信号的频率、振幅相同但波形相反，有效解决由于现有技术造成服务器风扇降噪可靠性不高或成本高的问题，有效地提高服务器风扇降噪可靠性，降低服务器风扇降噪成本。

42、2、本发明技术方案中振动采集模块设置于服务器风扇模块的风扇框架处的风扇底部，以保证采集到的第一振动信号转发给信号处理模块；振动采集模块包括多个振动传感器，每个振动传感器的位置与风扇模块中的风扇位置一一对应，以保证准确地采集到风扇运行时产生噪音的振动信号。

43、3、本发明技术方案中信号处理模块包括依次通信连接的第一滤波子模块、信号转换子模块、信号处理子模块、第二滤波子模块，不仅可以对振动采集模块采集的第一振动信号进行滤波，而且也可以对转换后的电信号进行滤波，保证信号信息的全面性，从而提高了第二振动信号的准确性以及可靠性。

44、4、本发明技术方案中滤波后第一振动信号的振幅信息为滤波后第一振动信号的初始振幅与滤波后第一振动信号前后两个周期的振幅差值的和，相比于传统方案中振动幅度取值，优点在于能够捕捉第一振动信号中的振幅信息以及周期性信息，即包括振幅和周期，而传统方案只考虑振幅，保证信号信息的全面性，进一步提高了第二振动信号的准确性以及可靠性。

45、5、本发明技术方案中所述振动模块设置于在机箱内部两侧，振动模块下方附有软质包裹层，以避免振动模块和服务器机箱产生共振；振动模块将收到的电信号转换为第二振动信号，并及时的发射到机箱环境中，以实现服务器主动降噪，不仅不会影响服务器现有布局，而且避免了振动模块和服务器机箱产生共振，达到有效的实现服务器主动降噪。

46、6、本发明技术方案可以通过主动降噪减少噪音污染，有效降低声音的频率和强度，减少噪音的干扰，有利于为工作人员营造一个健康、舒适的工作环境，有利于轻松准确的沟通交流，提高工作效率；而且结构简单，成本低。

47、应当理解的是以上的一般描述以及后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。