一种多散热设备智能联动的机房节能管理系统的制作方法

本发明涉及设备智能管理，尤其涉及一种多散热设备智能联动的机房节能管理系统。

背景技术：

1、随着ai等应用的快速发展，数据中心的算力密度和能耗不断增加，高功率密度的服务器和机柜对散热提出了更高的要求，传统的散热方式如空气冷却技术面临着能耗高、散热效果差等问题，智能联动系统可以通过优化散热设备的运行模式和参数设置，降低整体能耗，实现节能减排，智能联动系统可以实现机房散热设备的集中监控和管理，降低人工巡检的频率和难度，灵活调整散热设备的运行模式和参数设置，随着数据中心产业的快速发展和散热需求的不断提升，智能联动散热系统将成为未来机房散热的主流趋势。

2、中国专利公开号：cn101581933a公开了一种多散热设备智能联动的机房节能控制系统。其包括主控模块，主控模块包括风机组、加热器，主控微处理器和rs232/rs485接口电路，rs232/rs485接口电路与主控微处理器相连接，rs232/rs485接口电路的输出端依次与传感器模块、空调控制模块和监控上位机相连。但该方案仅对多散热设备的控制方式进行设置，为实现多散热设备在机房中进行散热时的智能协同联动效果，且能耗高，为进行热能转换，机房散热管理效率低。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种多散热设备智能联动的机房节能管理系统，用以克服现有技术中机房多散热设备无法进行智能联动，且多散热设备能耗高导致的机房散热管理效率低的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种多散热设备智能联动的机房节能管理系统，包括：

3、数据采集模块，用以采集散热设备的散热信息；

4、数据分析模块，用以根据实时环境温度对散热状态和散热策略进行判断，还用以根据散热设备运行状态对机房运行区域进行划分，并根据划分结果对散热状态的判断过程进行优化，还用以根据散热设备使用时段对散热设备使用状态进行判断，并根据判断结果对优化过程进行调整；

5、联动控制模块，用以根据散热策略对散热设备进行控制，并在散热策略为开启高功率散热时根据联动控制模型输出联动控制决策，还用以对联动控制决策有效性进行判断，并根据验证结果对联动控制模型进行优化，还用以对机房波动运行区域联动控制有效性进行实时监测，并根据监测结果对联动控制决策进行调整；

6、热电转换模块，用以根据联动控制决策对热电转换的串并联连接结构进行设置。

7、进一步地，所述数据分析模块设有散热分析单元，用以根据实时环境温度对散热状态进行判断，并根据散热状态对散热策略进行设置；

8、所述散热分析单元将实时环境温度t与各预设温度进行比对，并根据比对结果对散热状态进行判断，根据散热状态对散热策略进行设置，其中：

9、当t≤t1时，所述散热分析单元判定处于过散热状态，并设置散热策略为停止散热；

10、当t1＜t≤t2时，所述散热分析单元判定处于正常散热状态，并设置散热策略为保持低功耗散热；

11、当t2＜t时，所述散热分析单元判定处于异常散热状态，并设置散热策略为开启高功率散热。

12、进一步地，所述数据分析模块设有区域分析单元，用以根据散热设备运行状态生成辐射距离，并对机房运行区域进行划分，并根据划分结果对散热状态的判断过程进行优化；

13、所述区域分析单元获取散热设备运行状态，并根据散热设备运行状态生成辐射距离d，其中：

14、当散热设备运行状态处于关闭状态时，设定d＝0；

15、当散热设备运行状态处于开启状态时，设定d＝α×d0，d0为预设温度采集距离，其为预设温度采集范围的单边长度距离，α为散热功率参数，所述区域分析单元将散热设备运行功率p与各预设运行功率进行比对，并根据比对结果对散热功率参数α进行设定，其中：

16、当p≤p1时，所述区域分析单元设定散热功率参数α＝0.5；

17、当p1＜p≤p2时，所述区域分析单元设定散热功率参数α＝0.8；

18、当p2＜p时，所述区域分析单元设定散热功率参数α＝1.2；

19、p1为第一预设运行功率，p2为第二预设运行功率，p1＜p0＜p2，p0为正常运行功率；

20、所述区域分析单元将各散热设备的体心在机房中的坐标作为各基点，将各基点及其对应的辐射距离d输入至mayavi中，并使用ml ab.po i nts3d函数绘制机房作为三维空间时，各基点在三维空间中的坐标点，根据辐射距离使用ml ab.pi pe l i ne.sphere_source创建从各基点发散得到的球体，并使用ml ab.pipe l i ne.glyph_source将球体放置在每个基点上表示辐射区域，修改各辐射区域的球体颜色，并对球体颜色进行编码，根据空间内的编码数量得到重叠层次n，将重叠层次n与预设重叠层次n0进行比对，并根据比对结果对机房运行区域进行划分，其中：

21、当n≤n0时，所述区域分析单元将该区域划分为机房波动运行区域，并对该区域的散热状态的判断过程进行优化，设定波动优化系数β1，0.87＜β1＜1，根据波动优化系数β1对第二预设温度t2进行优化，优化后的第二预设温度为t21，设定t21＝β1×t2；

22、当n＞n0时，所述区域分析单元将该区域划分为机房稳定运行区域，并对该区域的散热状态的判断过程进行优化，设定稳定优化系数β2，1＜β2＜1.12，根据波动优化系数β2对第一预设温度t1进行优化，优化后的第一预设温度t12，设定t12＝β2×t1。

23、进一步地，所述数据分析模块设有时段分析单元，用以根据高频时间段到达时间间隔对散热设备使用状态进行判断，并根据判断结果对优化过程进行调整；

24、所述时段分析单元获取时段分析周期内每天机房设备的cpu使用率大于预设cpu使用率的时段分布，将其作为目标分析时段，将一天中目标分析时段重叠次数j与预设重叠次数j0进行比对，并根据比对结果对使用时段进行预测划分，其中：

25、当j≤j0时，所述时段分析单元划分该时间段为低频使用时间段；

26、当j＞j0时，所述时段分析单元划分该时间段为高频使用时间段；

27、所述时段分析单元获取高频时间段到达时间间隔tr，并将高频时间段到达时间间隔tr与预设到达时间间隔tr0进行比对，根据比对结果对散热设备使用状态进行判断，其中：

28、当tr＞tr0时，所述时段分析单元判定散热设备不处于即将使用状态；

29、当tr≤tr0时，所述时段分析单元判定散热设备处于即将使用状态；

30、所述时段分析单元在散热设备处于即将使用状态时对优化过程中的预设重叠层次n0进行调整，设定调整系数1.1＜r＜1.3，调整后的预设重叠层次为nr0，设定nr0＝n0×r。

31、进一步地，所述联动控制模块设有散热控制单元，用以根据散热策略对散热设备进行控制，并在散热策略为开启高功率散热时根据联动控制模型输出联动控制决策；

32、所述散热控制单元获取散热分析单元的散热策略，并根据散热策略对散热设备进行控制，其中：

33、当散热策略为停止散热时，所述散热控制单元控制散热设备停止运行；

34、当散热策略为保持低功耗散热时，所述散热控制单元控制散热设备低功率运行；

35、当散热策略为开启高功率散热时，所述散热控制单元将当前散热数据输入至联动控制模型中并输出联动控制决策，根据联动控制决策对散热设备进行控制。

36、进一步地，所述散热控制单元在构建联动控制模型时，获取最优散热数据，并对最优散热数据进行数据划分，将其30％划分为联动控制模型测试集，70％划分为联动控制模型训练集，并将联动控制模型训练集输入至神经网络模型中对神经网络模型进行训练，根据联动控制模型测试集对训练后的神经网络模型进行测试，在测试准确率达到98％时将神经网络模型作为联动控制模型进行输出，在测试准确率未达到98％时，对神经网络模型进行参数优化，直至测试准确率达到98％时，将神经网络模型作为联动控制模型进行输出。

37、进一步地，所述联动控制模块设有决策验证单元，用以根据仿真环境温度对联动控制决策有效性进行判断，并根据验证结果对联动控制模型进行优化；

38、所述决策验证单元将当前散热数据和联动控制决策输入至仿真模型中，并输出仿真环境温度tp，将仿真环境温度tp与各预设温度进行比对，并根据比对结果对联动控制决策有效性进行判断，其中：

39、当tp≤t1时，所述决策验证单元判定联动控制决策无效；

40、当t1＜tp≤t2时，所述决策验证单元判定联动控制决策有效；

41、当t2＜tp时，所述决策验证单元判定联动控制决策无效；

42、所述决策验证单元在联动控制决策无效时，对联动控制模型进行优化，根据重新采集的机房的三维模型、各散热设备的基点点位和散热数据构建仿真模型，重新生成最优散热数据，并将重新生成的最优散热数据作为联动控制模型的优化训练集对联动控制模型进行优化训练。

43、进一步地，所述联动控制模块设有区域监测单元，用以根据机房波动运行区域最高温度对机房波动运行区域联动控制有效性进行判断，并根据监测结果对联动控制决策进行调整；

44、所述区域监测单元获取联动控制时段内机房波动运行区域最高温度tm，将机房波动运行区域最高温度tm与第二预设温度t2进行比对，并根据比对结果对机房波动运行区域联动控制有效性进行判断，其中：

45、当tm＜t2时，所述区域监测单元判定所述机房波动运行区域联动控制有效；

46、当tm≥t2时，所述区域监测单元判定所述机房波动运行区域联动控制无效；

47、所述区域监测单元在机房波动运行区域联动控制无效时，获取所述机房波动运行区域中各重叠层次对应的散热设备，将其作为重点散热设备，并对重点散热设备在联动控制决策中的目标功率值g进行调整，调整后的目标功率值为ga，设定ga＝g×θ，θ为重点调整系数，设定1.2＜θ＜1.4。

48、进一步地，所述热电转换模块根据联动控制决策中各散热设备的目标功率值g与预设目标功率值g0进行比对，并根据比对结果对热电转换散热设备进行判断，其中：

49、当g≤g0时，所述热电转换模块判定该散热设备不是热电转换散热设备；

50、当g＞g0时，所述热电转换模块判定该散热设备是热电转换散热设备。

51、进一步地，所述热电转换模块获取热电转换散热设备的基点坐标，并根据热电转换散热设备的基点坐标计算各热电转换散热设备的基点距离，获取各热电转换散热设备的基点距离的最大值，将其作为连接结构距离k，将连接结构距离k与预设连接结构距离k0进行比对，并根据比对结果对热电转换的串并联连接结构进行判断，其中：

52、当k≤k0时，所述热电转换模块判定将热电转换的串并联连接结构切换为并联结构；

53、当k＞k0时，所述热电转换模块判定将热电转换的串并联连接结构切换为串联结构。

54、与现有技术相比，本发明的有益效果在于，所述系统通过数据采集模块采集散热设备的散热信息，以便于后续对散热设备的散热信息进行分析，所述系统通过数据分析模块对散热状态和散热策略进行判断，以便于根据实时环境温度对散热设备进行控制，所述系统还通过数据分析模块对机房运行区域进行划分，并根据划分结果对散热状态的判断过程进行优化，以便于根据散热设备和机房运行设备的空间分布对多个散热设备进行智能联动管理，所述系统还通过数据分析模块根据散热设备使用时段对散热设备使用状态进行判断，并根据判断结果对优化过程进行调整，以便于根据散热设备使用时段对多个散热设备进行智能联动管理，所述系统通过联动控制模块根据散热策略对散热设备进行控制，并在散热策略为开启高功率散热时根据联动控制模型输出联动控制决策，以对开启高功率散热时的多个散热设备进行联动控制，从而提高机房散热管理效率，所述系统还通过联动控制模块对联动控制决策有效性进行判断，并根据验证结果对联动控制模型进行优化，以便于提高联动控制决策输出的准确性，进一步提高机房散热管理效率，所述系统还通过联动控制模块对机房波动运行区域联动控制有效性进行实时监测，并根据监测结果对联动控制决策进行调整，以对机房波动运行区域进行针对性调整，进一步提高机房散热管理效率，所述系统通过热电转换模块根据联动控制决策对热电转换的串并联连接结构进行设置，以实现高效率的热电转化，进一步提高机房散热管理效率。

55、尤其，所述散热分析单元根据实时环境温度对散热状态进行判断，并根据散热状态对散热策略，以便于对散热设备的散热效果进行实时监测，以便于对机房的散热情况进行控制，从而对机房散热进行精确管理，避免多余能耗产生，提高机房散热管理效率。

56、尤其，所述区域分析单元根据散热设备运行状态生成辐射距离，以考虑散热设备位置和运行功率对机房产生的不同散热效果，所述区域分析单元根据重叠层次对机房运行区域进行划分，以便于识别机房波动运行区域和机房稳定运行区域并优化散热分析过程，从而对不同区域进行针对性散热分析，以对机房散热进行针对性管理，进一步提高机房散热管理效率。

57、尤其，所述决策验证单元对联动控制决策有效性进行判断，以对联动控制过程进行实时监测，所述决策验证单元在联动控制决策无效时，对联动控制模型进行优化，以适应机房的环境变化或设备挪动的情况，实现机房变化后的自适应变更需求，进一步提高机房散热管理效率。

58、尤其，所述区域监测单元根据联动控制时段内机房波动运行区域最高温度对机房波动运行区域联动控制有效性进行判断，以针对机房散热时最不稳定的区域进行监测，所述区域监测单元在机房波动运行区域联动控制无效时，对重点散热设备在联动控制决策中的目标功率值g进行调整，以增大重点散热设备在联动控制决策中的目标功率值，从而补足机房波动运行区域的控制力度，以保障多设备进行智能联动散热时，各区域的稳定性，进一步提高机房散热管理效率。

59、尤其，所述热电转换模块根据各散热设备的目标功率值对热电转换散热设备进行判断，以识别出高产热散热设备，从而针对高产热散热设备进行热能转换，所述热电转换模块根据连接结构距离对热电转换的串并联连接结构进行判断，以便于根据连接结构距离对热电转换的串并联连接结构进行切换，实现高效率的热电转化，进一步提高机房散热管理效率。