一种服务器电源故障预警方法、装置、设备及介质与流程

1.本发明涉及服务器电源管理领域，尤其涉及一种服务器电源故障预警方法、装置、设备及介质。


背景技术：

2.服务器电源系统正朝着高可靠性、高功率密度及智能化方向发展。服务器电源负责为服务器提供供电，是服务器稳定运行的基础，大多数服务器都是不间断运行，需要满负荷7
×
24小时连续工作。服务器电源以高稳定性为目标不断改进完善，因此通过电源系统的早期故障预警的方法来提高电源系统的稳定性，是重要的研究方向。
3.目前，对服务器电源设备进行状态检测和故障诊断常规的手段一般是采用电气量测量法，通过测量电压、电流、功率等纯电气量信息进行故障判断。然而，电气量所包含的故障信息一般性不明显、难以检测且无先兆性，使得早期准确地故障诊断十分困难。


技术实现要素：

4.有鉴于此，有必要针对以上技术问题，本发明提供一种服务器电源故障预警方法、装置、设备及介质。
5.根据本发明的第一方面，提供了一种服务器电源故障预警方法，所述方法包括：
6.采集服务器电源工作过程中产生的声音信号；
7.对所述声音信号进行预处理以得到处理后声音信号；
8.将所述处理后声音信号转换成用于表征服务器电源工作状态的电信号；
9.对所述电信号进行诊断分析以判定是否存在异常，并在存在异常时发出电源故障预警。
10.在一些实施例中，采集服务器电源工作过程中产生的声音信号，包括：
11.利用接触式超声波传感器检测服务器电源工作过程中局部放电器件产生的第一声波信号；
12.利用空间声波传感器检测服务器电源工作过程中发声器件产生的第二声波信号。
13.在一些实施例中，对所述声音信号进行预处理以得到处理后声音信号，包括：
14.利用运算放大器及滤波器对所述第一声波信号进行处理，以得到处理后第一波信号；
15.利用运算放大器及滤波器对所述第二声波信号进行处理，以得到处理后第二波信号。
16.在一些实施例中，将所述处理后声音信号转换成用于表征服务器电源工作状态的电信号，包括：
17.利用单片机对所述处理后第一波信号进行模数转换后采样以得到第一采样信号；
18.对所述第一采样信号依次进行fir带通滤波、数字检波、fir低通滤波，以提取出服务器电源工作时的局部放电包络；
19.利用单片机对所述处理后第二波信号进行模数转换后采样以得到第二采样信号；
20.对所述第二采样信号依次进行fir带通滤波器、高速傅里叶变换，以提取出服务器电源工作时的声音频谱。
21.在一些实施例中，对所述电信号进行诊断分析以判定是否存在异常，包括：
22.将所述局部放电包络的幅值和频次分别与预设幅值和频次进行比较；
23.响应于所述局部放电包络的幅值超过所述预设幅值和/或所述局部放电包络的频次超过预设频次，则确认存在异常；
24.将所述声音频谱和预设声音频谱进行比较；
25.响应于声音频谱和预设声音频谱差值超过预设值，则确认存在异常。
26.在一些实施例中，所述接触式超声波传感器的工作中心频率为40khz，单片机以80khz对所述处理后第一波信号进行采样。
27.在一些实施例中，所述空间声波传感器测量10hz-20khz的声频段，单片机以40khz对所述处理后第二波信号进行采样。
28.根据本发明的第二方面，提供了一种服务器电源故障预警装置，所述装置包括：
29.采集模块，配置用于采集服务器电源工作过程中产生的声音信号；
30.预处理模块，配置用于对所述声音信号进行预处理以得到处理后声音信号；
31.转换模块，配置用于将所述处理后声音信号转换成用于表征服务器电源工作状态的电信号；
32.预警模块，配置用于对所述电信号进行诊断分析以判定是否存在异常，并在存在异常时发出电源故障预警。
33.根据本发明的第三方面，还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括：
34.至少一个处理器；以及
35.存储器，存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时执行前述的服务器电源故障预警方法。
36.根据本发明的第四方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时执行前述的服务器电源故障预警方法。
37.上述一种服务器电源故障预警方法，将声波分析应用于电源状态管理，通过采集服务器电源工作过程中产生的声音信号，然后对声音信号进行处理后转换成电信号用以表征电源的工作状态，最后通过分析所转换的电信号以诊断服务器电源是否存在异常，利用服务器电源的声波参数发现电源的早期故障，比传统电气量测量法更为有效，可以从另外的维度上早期预警故障，弥补了电量监测的缺陷，丰富了电源故障预警方式，可适用于各种型号的电源，具有较强通用性。
38.此外，本发明还提供了一种服务器电源故障预警装置、一种计算机设备和一种计算机可读存储介质，同样能实现上述技术效果，这里不再赘述。
附图说明
39.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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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实施例。
40.图1为本发明一个实施例提供的一种服务器电源故障预警方法的流程图；
41.图2为本发明另一个实施例提供的实现一种服务器电源故障预警方法的硬件结构示意图；
42.图3为本发明另一个实施例提供的一种服务器电源故障预警装置的结构示意图；
43.图4为本发明另一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
44.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
45.需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
46.在一个实施例中，请参照图1所示，本发明提供了一种服务器电源故障预警方法100，具体来说，所述方法包括以下步骤：
47.步骤101，采集服务器电源工作过程中产生的声音信号；
48.步骤102，对所述声音信号进行预处理以得到处理后声音信号；
49.步骤103，将所述处理后声音信号转换成用于表征服务器电源工作状态的电信号；
50.步骤104，对所述电信号进行诊断分析以判定是否存在异常，并在存在异常时发出电源故障预警。
51.上述一种服务器电源故障预警方法，将声波分析应用于电源状态管理，通过采集服务器电源工作过程中产生的声音信号，然后对声音信号进行处理后转换成电信号用以表征电源的工作状态，最后通过分析所转换的电信号以诊断服务器电源是否存在异常，利用服务器电源的声波参数发现电源的早期故障，比传统电气量测量法更为有效，可以从另外的维度上早期预警故障，弥补了电量监测的缺陷，丰富了电源故障预警方式，可适用于各种型号的电源，具有较强通用性。
52.在一些实施例中，前述步骤101，采集服务器电源工作过程中产生的声音信号，包括：
53.利用接触式超声波传感器检测服务器电源工作过程中局部放电器件产生的第一声波信号；
54.利用空间声波传感器检测服务器电源工作过程中发声器件产生的第二声波信号。
55.在一些实施例中，前述步骤102，对所述声音信号进行预处理以得到处理后声音信号，包括：
56.利用运算放大器及滤波器对所述第一声波信号进行处理，以得到处理后第一波信号；
57.利用运算放大器及滤波器对所述第二声波信号进行处理，以得到处理后第二波信号。
58.在一些实施例中，前述步骤103，将所述处理后声音信号转换成用于表征服务器电源工作状态的电信号，包括：
59.利用单片机对所述处理后第一波信号进行模数转换后采样以得到第一采样信号；
60.对所述第一采样信号依次进行fir带通滤波、数字检波、fir低通滤波，以提取出服务器电源工作时的局部放电包络；
61.利用单片机对所述处理后第二波信号进行模数转换后采样以得到第二采样信号；
62.对所述第二采样信号依次进行fir带通滤波器、高速傅里叶变换，以提取出服务器电源工作时的声音频谱。
63.在一些实施例中，前述步骤104，对所述电信号进行诊断分析以判定是否存在异常，包括：
64.将所述局部放电包络的幅值和频次分别与预设幅值和频次进行比较；
65.响应于所述局部放电包络的幅值超过所述预设幅值和/或所述局部放电包络的频次超过预设频次，则确认存在异常；
66.将所述声音频谱和预设声音频谱进行比较；
67.响应于声音频谱和预设声音频谱差值超过预设值，则确认存在异常。
68.在一些实施例中，所述接触式超声波传感器的工作中心频率为40khz，单片机以80khz对所述处理后第一波信号进行采样。
69.在一些实施例中，所述空间声波传感器测量10hz-20khz的声频段，单片机以40khz对所述处理后第二波信号进行采样。
70.在另一个实施例中，为了便于理解本发明的方案，请参照图2所示下面arm单片机处理声波信号为例详细说明本发明的方案，本实施例提供了又一种服务器电源故障预警方法，其原理为：利用电气设备故障前尽管电气量还没有明显改变，设备尚能工作，但有些非电气量的变化信息如：异常的声响会伴随故障出现，这些异常的声音信息包含了故障将要发生或者已经发生的信息，因此与电气量测量法相比，利用非电气量检测法对电气设备进行故障诊断更为有效，可以从另外的维度上早期预警故障，通过测量服务器电源异常的声波参数发现电源的早期故障并发出预警，本实施例结合两种声波传感器进行早期故障的预警具体实施方案如下：
71.第一部分：通过接触式超声波声波传感器ae来评估电源系统的早期绝缘隐患。
72.通过接触式超声波传感器ae接收产生局部放电的器件所发出的超声波，感知器件的局部放电，用以监测电源内部电容器、变压器、功率管等高压器件的局部放电现象并提出预警。具体实现方案：系统使用了接触式超声波传感器ae，其工作中心频率为40khz，对可能发生的导致绝缘性能下降的局部放电进行检测，接触式超声波传感器ae传感器信号经运算放大器及滤波器进行信号调理后，进入arm单片机进行ad转换，单片机ad对超声波信号进行以80khz进行采样，采样后经过fir带通滤波器进行滤波，之后经数字检波，检波后的信号再次进行fir低通滤波，消除载波信息，这样就可以提取出局部放电信号的包络信息。连续监测局部放电包络的幅值及发生频次，当幅度及发生频次超过设定值时，发出早期局部放电及绝缘性能下降预警。
73.第二部分：通过空间声波传感器aa接收沿空间传播的声波信息，利用这些声波信息可以有效的监测电源系统中如：变压器、电容器、散热风扇发出的异常声波频谱。
74.当电源系统发生早期故障时，如变压器绝缘封装性能下降会产生蜂音、振动；器件工作在潮湿的环境中绝缘程度下降会产生闪络、打火等现象，风扇轴承缺陷会导致周期性
的振动，风扇的阻转、停转时也会发出异常的声音频谱，通过分析这些声音的频谱，与系统内置的正常频谱数据进行比较，可以发现服务器电源系统的早期异常。具体方案：声波传感器aa，对整个电源系统的工作噪声进行分析，其测量频率为10hz-20khz的声频段，aa传感器经运算放大器及滤波器进行信号调理后，进入arm单片机进行ad转换，单片机ad对声频信号进行以40khz进行采样，采样后经过fir带通滤波器进行滤波，并进行fft(高速傅里叶变换)得出声音的频谱。这些声音的频谱包括了：发生闪络、打火等产生的声谱、风扇的正常风噪声谱、以及风扇轴承缺陷、风扇阻转故障等导致的周期性的低频振动频谱，这些频谱与正常声谱的比较，判断其幅频的异常点，可以早期发现异常并预警。
75.本实施例的服务器电源故障预警方法具备以下有益效果：使用声波分析实现电源非电气量信息监控，从另外的维度进行服务器电源故障的早期监测，补充了电量监测的缺陷，有效的预警服务器电源的早期故障征对提高服务器电源的稳定性有着重要意义。
76.在一些实施例中，请参照图3所示，本发明还提供了一种服务器电源故障预警装置200，所述装置包括：
77.采集模块201，配置用于采集服务器电源工作过程中产生的声音信号；
78.预处理模块202，配置用于对所述声音信号进行预处理以得到处理后声音信号；
79.转换模块203，配置用于将所述处理后声音信号转换成用于表征服务器电源工作状态的电信号；
80.预警模块204，配置用于对所述电信号进行诊断分析以判定是否存在异常，并在存在异常时发出电源故障预警。
81.上述一种服务器电源故障预警装置法，将声波分析应用于电源状态管理，通过采集服务器电源工作过程中产生的声音信号，然后对声音信号进行处理后转换成电信号用以表征电源的工作状态，最后通过分析所转换的电信号以诊断服务器电源是否存在异常，利用服务器电源的声波参数发现电源的早期故障，比传统电气量测量法更为有效，可以从另外的维度上早期预警故障，弥补了电量监测的缺陷，丰富了电源故障预警方式，可适用于各种型号的电源，具有较强通用性。
82.在一些实施例中，所述采集模块201进一步配置用于：
83.利用接触式超声波传感器检测服务器电源工作过程中局部放电器件产生的第一声波信号；
84.利用空间声波传感器检测服务器电源工作过程中发声器件产生的第二声波信号。
85.在一些实施例中，所述预处理模块202进一步配置用于：
86.利用运算放大器及滤波器对所述第一声波信号进行处理，以得到处理后第一波信号；
87.利用运算放大器及滤波器对所述第二声波信号进行处理，以得到处理后第二波信号。
88.在一些实施例中于，所述转换模块203进一步配置用于：
89.利用单片机对所述处理后第一波信号进行模数转换后采样以得到第一采样信号；
90.对所述第一采样信号依次进行fir带通滤波、数字检波、fir低通滤波，以提取出服务器电源工作时的局部放电包络；
91.利用单片机对所述处理后第二波信号进行模数转换后采样以得到第二采样信号；
92.对所述第二采样信号依次进行fir带通滤波器、高速傅里叶变换，以提取出服务器电源工作时的声音频谱。
93.在一些实施例中，所述预警模块204进一步配置用于：
94.将所述局部放电包络的幅值和频次分别与预设幅值和频次进行比较；
95.响应于所述局部放电包络的幅值超过所述预设幅值和/或所述局部放电包络的频次超过预设频次，则确认存在异常；
96.将所述声音频谱和预设声音频谱进行比较；
97.响应于声音频谱和预设声音频谱差值超过预设值，则确认存在异常。
98.在一些实施例中，所述接触式超声波传感器的工作中心频率为40khz，单片机以80khz对所述处理后第一波信号进行采样。
99.在一些实施例中，所述空间声波传感器测量10hz-20khz的声频段，单片机以40khz对所述处理后第二波信号进行采样。
100.需要说明的是，关于服务器电源故障预警装置的具体限定可以参见上文中对服务器电源故障预警方法的限定，在此不再赘述。上述服务器电源故障预警装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
101.根据本发明的另一方面，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图请参照图4所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时实现以上所述的服务器电源故障预警方法，具体来说，所述方法包括以下步骤：
102.采集服务器电源工作过程中产生的声音信号；
103.对所述声音信号进行预处理以得到处理后声音信号；
104.将所述处理后声音信号转换成用于表征服务器电源工作状态的电信号；
105.对所述电信号进行诊断分析以判定是否存在异常，并在存在异常时发出电源故障预警。
106.在一些实施例中，采集服务器电源工作过程中产生的声音信号，包括：
107.利用接触式超声波传感器检测服务器电源工作过程中局部放电器件产生的第一声波信号；
108.利用空间声波传感器检测服务器电源工作过程中发声器件产生的第二声波信号。
109.在一些实施例中，对所述声音信号进行预处理以得到处理后声音信号，包括：
110.利用运算放大器及滤波器对所述第一声波信号进行处理，以得到处理后第一波信号；
111.利用运算放大器及滤波器对所述第二声波信号进行处理，以得到处理后第二波信号。
112.在一些实施例中，将所述处理后声音信号转换成用于表征服务器电源工作状态的电信号，包括：
113.利用单片机对所述处理后第一波信号进行模数转换后采样以得到第一采样信号；
114.对所述第一采样信号依次进行fir带通滤波、数字检波、fir低通滤波，以提取出服务器电源工作时的局部放电包络；
115.利用单片机对所述处理后第二波信号进行模数转换后采样以得到第二采样信号；
116.对所述第二采样信号依次进行fir带通滤波器、高速傅里叶变换，以提取出服务器电源工作时的声音频谱。
117.在一些实施例中，对所述电信号进行诊断分析以判定是否存在异常，包括：
118.将所述局部放电包络的幅值和频次分别与预设幅值和频次进行比较；
119.响应于所述局部放电包络的幅值超过所述预设幅值和/或所述局部放电包络的频次超过预设频次，则确认存在异常；
120.将所述声音频谱和预设声音频谱进行比较；
121.响应于声音频谱和预设声音频谱差值超过预设值，则确认存在异常。
122.在一些实施例中，所述接触式超声波传感器的工作中心频率为40khz，单片机以80khz对所述处理后第一波信号进行采样。
123.在一些实施例中，所述空间声波传感器测量10hz-20khz的声频段，单片机以40khz对所述处理后第二波信号进行采样。
124.根据本发明的又一方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以上所述的服务器电源故障预警方法，具体来说，包括执行以下步骤：
125.采集服务器电源工作过程中产生的声音信号；
126.对所述声音信号进行预处理以得到处理后声音信号；
127.将所述处理后声音信号转换成用于表征服务器电源工作状态的电信号；
128.对所述电信号进行诊断分析以判定是否存在异常，并在存在异常时发出电源故障预警。
129.在一些实施例中，采集服务器电源工作过程中产生的声音信号，包括：
130.利用接触式超声波传感器检测服务器电源工作过程中局部放电器件产生的第一声波信号；
131.利用空间声波传感器检测服务器电源工作过程中发声器件产生的第二声波信号。
132.在一些实施例中，对所述声音信号进行预处理以得到处理后声音信号，包括：
133.利用运算放大器及滤波器对所述第一声波信号进行处理，以得到处理后第一波信号；
134.利用运算放大器及滤波器对所述第二声波信号进行处理，以得到处理后第二波信号。
135.在一些实施例中，将所述处理后声音信号转换成用于表征服务器电源工作状态的电信号，包括：
136.利用单片机对所述处理后第一波信号进行模数转换后采样以得到第一采样信号；
137.对所述第一采样信号依次进行fir带通滤波、数字检波、fir低通滤波，以提取出服
务器电源工作时的局部放电包络；
138.利用单片机对所述处理后第二波信号进行模数转换后采样以得到第二采样信号；
139.对所述第二采样信号依次进行fir带通滤波器、高速傅里叶变换，以提取出服务器电源工作时的声音频谱。
140.在一些实施例中，对所述电信号进行诊断分析以判定是否存在异常，包括：
141.将所述局部放电包络的幅值和频次分别与预设幅值和频次进行比较；
142.响应于所述局部放电包络的幅值超过所述预设幅值和/或所述局部放电包络的频次超过预设频次，则确认存在异常；
143.将所述声音频谱和预设声音频谱进行比较；
144.响应于声音频谱和预设声音频谱差值超过预设值，则确认存在异常。
145.在一些实施例中，所述接触式超声波传感器的工作中心频率为40khz，单片机以80khz对所述处理后第一波信号进行采样。
146.在一些实施例中，所述空间声波传感器测量10hz-20khz的声频段，单片机以40khz对所述处理后第二波信号进行采样。
147.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。
148.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
149.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。