一种用于边缘服务器的低温自动识别加热系统及方法与流程

1.本发明涉及服务器设计技术领域，特别是一种用于边缘服务器的低温自动 识别加热系统及方法。


背景技术：

2.随着5g通讯的逐渐普及，目前用于基站的边缘服务器市场越来越大，考 虑到边缘服务器的特殊运营场景，该服务器要求具备零下五度低温启动的功 能，这就要求服务器相关的零部件都满足低温启动的规格，目前是采用工业级 部件来支持上述要求，但是工业级的部件成本都是普通部件的几倍，成本巨大。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种用于边缘服务器的低温自动识别加热系统及方 法，旨在解决现有技术中低温启动采用工业级部件造成成本巨大的问题，实现 避免边缘服务器全部使用耐低温部件，降低边缘服务器的生产成本。
4.为达到上述技术目的，本发明提供了一种用于边缘服务器的低温自动识别 加热系统，所述系统包括：
5.控制模块、ptc加热模块、温度传感器矩阵；
6.所述控制模块分别与ptc加热模块以及温度传感器矩阵电连接；
7.所述温度传感器矩阵设置于机箱内部顶部或底部平面上；所述ptc加热模 块在平面上沿横纵方向移动，并通过加热电极进行加热；
8.所述控制模块接收温度传感器矩阵的温度信息，并根据温度信息控制ptc 加热模块移动到服务器低温区域位置处进行加热。
9.优选地，所述控制模块包括mcu、滤波电路、5v-3.3v电源转换电路、电 源接口、usb接口、i2c接口以及调试接口，所述usb接口连接边缘服务器的 bmc芯片，所述i2c接口连接温度传感器。
10.优选地，所述ptc加热模块包括ptc加热电极以及移动单元，所述ptc加 热电极贴在机箱和其他主要部件上，通过加热使得温度达到工作温度；所述移 动单元包括横纵移动的两个步进电机、横纵导轨以及步进电机驱动芯片，步进 电机驱动芯片连接mcu，根据mcu的指令，驱动芯片驱动两个步进电机在横纵 导轨上进行移动，带动ptc加热电极移动。
11.优选地，所述系统还包括锂电池供电模块，对控制模块以及ptc加热模块 进行供电；当边缘服务器正常运行时，所述锂电池供电模块为充电模式，控制 模块以及ptc加热模块处于休眠状态。
12.本发明还提供了一种利用所述系统实现的用于边缘服务器的低温自动识 别加热方法，所述方法包括以下操作：
13.边缘服务器启动时，温度传感器矩阵检测服务器内部温度，将温度信息传 送至mcu；
14.mcu获得温度低于边缘服务器启动温度的低温区域位置，并根据低温区域 位置计算横纵两个方向上距离坐标零点的距离，并驱动横纵方向上的电机转动 相应的角度，带动ptc加热电极移动到低温区域后进行加热；
15.当温度传感器监测到低温区域温度上升至启动温度以上时，停止加热，并 进行步进电机复位移动，并通知bmc开机启动。
16.优选地，所述步进电机的旋转角度分别为：
17.θ1＝l/3.14*1.5*1.8
18.θ2＝h/3.14*1.5*1.8
19.式中，l、h分别为面板左下方为0坐标计算出的横纵坐标，l为横向距离， h为纵向距离；1.8为步进电机转动最小角度；3.14为齿轮周长半径系数；1.5 为步进电机的齿轮半径。
20.发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效 果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
21.与现有技术相比，本发明通过mcu控制多个温度传感器对边缘服务器的环 境温度进行采集和判定，当环境温度低于边缘服务器的启动温度时，根据低温 区域的温度传感器的位置，进行横纵坐标的分解计算，分别得到两个步进电机 的步数，通过mcu控制启动位于机箱和主要部件上的ptc加热电极移动到相应 的低温位置并进行加热，实现定点加热，使得边缘服务器的温度上升至边缘服 务器启动温度以上，mcu自动通知边缘服务器的bmc，使得边缘服务器自动正 常开机，缩短预热时间，避免边缘服务器全部使用耐低温部件，降低了边缘服 务器的生产成本。
附图说明
22.图1为本发明实施例中所提供的控制模块电路结构图；
23.图2为本发明实施例中所提供的ptc加热模块结构示意图。
具体实施方式
24.为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附 图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来 实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和 设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这 种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置 之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省 略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
25.下面结合附图对本发明实施例所提供的一种用于边缘服务器的低温自动 识别加热系统及方法进行详细说明。
26.如图1-2所示，本发明公开了一种用于边缘服务器的低温自动识别加热系 统，所述系统包括：
27.控制模块、ptc加热模块、温度传感器矩阵；
28.所述控制模块分别与ptc加热模块以及温度传感器矩阵电连接；
29.所述温度传感器矩阵设置于机箱内部顶部或底部平面上；所述ptc加热模 块在平面上沿横纵方向移动，并通过加热电极进行加热；
30.所述控制模块接收温度传感器矩阵的温度信息，并根据温度信息控制ptc 加热模块移动到服务器低温区域位置处进行加热。
31.控制模块包括mcu、滤波电路、5v-3.3v电源转换电路、电源接口、usb 接口、i2c接口以及调试接口，所述mcu型号为ti msp430，usb接口连接边缘 服务器的bmc芯片，i2c接口连接温度传感器。
32.在服务器机箱内部设置温度传感器矩阵，以测量边缘服务器的内部温度， 相邻温度传感器的距离约10cm即可，采用横纵等距布局即可，由于边缘服务 器的高度一般低于2u，因此温度传感器布局只考虑横纵布局，不需要高度布局， 即所有温度传感器在同一平面。
33.ptc加热模块包括ptc加热电极以及移动单元，所述ptc加热电极贴在机 箱和其他主要部件上，通过加热使得温度达到工作温度；所述移动单元包括横 纵移动的两个步进电机、横纵导轨以及步进电机驱动芯片，步进电机驱动芯片 连接mcu，根据mcu的指令，驱动芯片驱动两个步进电机在横纵导轨上进行移 动，将ptc加热电极移动到指定位置处。
34.锂电池供电模块，用于对锂电池进行充放电控制，对控制模块以及ptc加 热模块进行供电，同时当边缘服务器正常运行时，该加热模块处于休眠状态， 使用服务器主板的电源对该电池进行充电，为以后的低温启动作准备，实现该 系统的长期多次使用。
35.当边缘服务器启动时，mcu通过温度传感器矩阵检测服务器内部的低温区 域，并将测得低温区域的温度传感器位置发送至mcu，mcu获得低温的具体区 域位置，同时根据低温区域位置计算出横纵两个方向的步进电机的步数，使得 位于初始位置的步进电机转动螺杆使得滑轨上滑块移动并能够带动ptc加热电 极移动到低温区域后进行加热。ptc加热电极先移动l方向，再移动h方向， 即l方向的导轨固定，h方向的导轨和ptc加热电极一起移动，实现加热电极 的两维定位，由于边缘服务器高度低于2u，加热电极的l、h二维移动即可满 足加热需求，即没有加热电极的高度移动。两个步进电机的旋转角度分别为：
36.θ1＝l/3.14*1.5*1.8
37.θ2＝h/3.14*1.5*1.8
38.式中，l、h分别为面板左下方为0坐标计算出的横纵坐标，l为横向距离， h为纵向距离；1.8为步进电机转动最小角度；3.14为齿轮周长半径系数；1.5 为步进电机的齿轮半径。
39.当mcu通过温度传感器监测到该区域加热到0度之后，通过指令停止加热，
40.本发明实施例通过mcu控制多个温度传感器对边缘服务器的环境温度进行 采集和判定，当环境温度低于边缘服务器的启动温度时，根据低温区域的温度 传感器的位置，进行横纵坐标的分解计算，分别得到两个步进电机的步数，通 过mcu控制启动位于机箱和主要部件上的ptc加热电极移动到相应的低温位置 并进行加热，实现定点加热，使得边缘服务器的温度上升至边缘服务器启动温 度以上，mcu自动通知边缘服务器的bmc，使得边缘服务器自动正常开机，缩 短预热时间，避免边缘服务器全部使用耐低温部件，降低了边缘服务器的生产 成本。
41.本发明实施例还公开了一种利用所述系统实现的用于边缘服务器的低温 自动识
别加热方法，所述方法包括以下操作：
42.边缘服务器启动时，温度传感器矩阵检测服务器内部温度，将温度信息传 送至mcu；
43.mcu获得温度低于边缘服务器启动温度的低温区域位置，并根据低温区域 位置计算横纵两个方向上距离坐标零点的距离，并驱动横纵方向上的电机转动 相应的角度，带动ptc加热电极移动到低温区域后进行加热；
44.当温度传感器监测到低温区域温度上升至启动温度以上时，停止加热，并 进行步进电机复位移动，并通知bmc开机启动。
45.当边缘服务器启动时，mcu通过温度传感器矩阵检测服务器内部的低温区域， 并将测得低温区域的温度传感器位置发送至mcu，mcu获得低温的具体区域位置， 同时根据低温区域位置计算出横纵两个方向的步进电机的步数，使得位于初始 位置的步进电机转动螺杆使得滑轨上滑块移动并能够带动ptc加热电极移动到 低温区域后进行加热。ptc加热电极先移动l方向，再移动h方向，即l方向的 导轨固定，h方向的导轨和ptc加热电极一起移动，实现加热电极的两维定位， 由于边缘服务器高度低于2u，加热电极的l、h二维移动即可满足加热需求，即 没有加热电极的高度移动。两个步进电机的旋转角度分别为：
46.θ1＝l/3.14*1.5*1.8
47.θ2＝h/3.14*1.5*1.8
48.式中，l、h分别为面板左下方为0坐标计算出的横纵坐标，l为横向距离， h为纵向距离；1.8为步进电机转动最小角度；3.14为齿轮周长半径系数；1.5 为步进电机的齿轮半径。
49.当mcu通过温度传感器监测到该区域加热到0度之后，通过指令停止加热， 同时对步进电机发送复位移动指令，使得步进电机重新回到初始位置。
50.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明 的保护范围之内。