专利名称：机群电源电流电压实时采集处理的系统和方法
技术领域：
本发明涉及一种电压电流实时采集处理的系统和方法，尤其涉及计算机机群电源电压电流实时采集处理的系统和方法。
背景技术：
计算机供电电源是计算机系统中不可缺少的部分，无论是对单机计算机系统还是机群系统。随着计算机，尤其是服务器在网络和计算中广泛应用，这些设备需要不间断的工作，因而对电网中的供电电源也有一定的要求。为了计算机或者机群的供电安全，需要对供电电源进行实时检测和管理控制。尤其在机群上，对供电电网的用电功率很大，对电网有一定的要求。
对电网的要求主要是电网必须满足机柜的供电功率要求。目前在计算机和服务器上，大多没有对供电电源的实时监控和管理，尤其在机群服务器上，对各机柜的电源电压和电流实时检测是非常必要的，如果能够实时检测到机群的电源电压和电流超出安全指标，就可以采取必要措施，避免事故发生。目前的机群上，要么没有设置电源电压和电流的检测管理系统，要么检测手段落后，要么检测精度低。
发明内容
本发明的目的之一是提供了一种对计算机和机群供电电源的电压和电流进行实时检测的系统和方法。
本发明的另一目的提供了一种对计算机和机群供电电源的电压和电流进行精确地实时检测的系统和方法。
本发明的又一目的是提供一种能对计算机和机群供电电源的电压和电流进行实时显示和报警的系统和方法，如果检测到供电电源的电压和电流超过设定的报警界限，系统就会产生报警。
本发明的再一目的是该方案能够模块化，可做到系统的移植，以用于系统供电电源电压和电流的检测与处理。
本发明的其它目的和优点将通过阅读和理解本发明的以下描述后得出。
本发明提供了一种计算机或服务器机群电源电压电流的实时检测处理系统，所述机群包括至少两个机组，每个机组至少有一台计算机或服务器，所述系统包括为所述各机组设置的至少一个电压检测装置(20)，用于检测所述各机组的电源电压并输出被检测的电源电压信号，为所述各机组设置的至少一个电流检测装置(40)，用于检测电源电流并输出被检测的电源电流信号，为所述各机组设置的至少一个电压电流采集装置(60)，用于采集所述电源电压信号和所述电源电流信号，并将所述电源电压信号和所述电源电流信号转换为所述被检测的电源电压和电流的实际数值，为系统设置至少一个主控装置(80)，用于存储采集的电压电流实际数值，一个串行总线(18)，将所述各机组的电压电流采集装置之间连接起来，以实时地输出所述各机组被检测的电源电压和电流的实际数值，用以对所述机群实时控制。
本发明还提供了一种计算机机群电源电压电流的实时检测处理方法，所述机群包括至少两个机组，每个机组至少有一台计算机或服务器，该方法包括以下步骤实时检测所述各机组电压；实时检测所述各机组电流；实时采集所述各机组被检测到的电压电流信号，并将所述各机组被检测到的电压电流信号转换为实际被检测电压电流值，通过一个串行总线将所述各机组的实际被检测电压电流值输出，用以对所述机群实时控制。
本系统还可以显示实际被检测电压电流值，如果实际被检测电压电流值超过设定的阈值，还将可以报警；本系统也可以存储被检测电压电流值，作为系统运行的记录，以备以后查询。
图1显示根据本发明的一个机群电压电流采集处理方案的系统示意图。
图2显示根据本发明的一个机柜电压电流采集处理的电路示意图。
图3显示根据本发明的一个电压电流采集装置的电路图。
图4显示根据本发明的一个系统对被测电压电流进行显示报警的工作流程图。
具体实施例方式
下面将结合附图对本发明较佳实施例进行详细说明。
图1显示根据本发明的一个机群电压电流采集处理系统的较佳实施例的示意图，该系统由至少一个主控装置80，至少一个电压检测装置20、至少一个电流检测装置40、至少一个电压电流采集装置60和至少一个检测值的显示报警装置100和串行总线18组成。
该系统在由256个节点计算机组成的机群的一个应用实施例中，该机群有16个机柜或机组15，各机柜或机组15上安装有16个节点机，每个机柜采用单独供电的方式。考虑机群的整个电源监控管理和运行的安全性，需要对全部机柜的供电电源进行实时的监控和管理。为了实施实时检测每个机柜的电压和电流，需要在每个机柜上安装至少一个电压检测装置20、至少一个电流检测装置40和至少一个电压电流采集装置60。电压检测的一个较佳实施例是通过分压电阻10将测试的电压转换成0～5V的电压，建立0～5V的电压与实际电压线性的关系。电流检测的一个较佳实施例是根据霍尔效应的原理将电流的大小线性转换成0～5V的电压。只要测量出0～5V的电压值，根据约定的线性计算关系，就可以得出实际的电流值。同时实施检测多个机柜的电压和电流值时，将不同机柜的电压电流采集装置60用串行总线18连接起来。每个电压电流采集装置60对该机柜的电压值和电流值测试得到结果后，通过串行总线18建立与主控装置80软件的通信(未显示)，从而可以将计算得到的电压电流值发送到显示报警装置100进行显示和告警等处理。
为了进一步说明本发明实时检测电压电流的工作原理，我们给出了一个机柜中的电源电压电流实时检测原理图。如图2所示，电压检测装置20用于对电压的检测，该装置可以是购买的产品化商品，在本本发明一较佳实施例例中采用的为北京科海电子技术有限公司生产的电流模块KT50A/P。通过分压电阻10，将电压检测装置20接到机柜电源火线11和机柜电源火线零线12上，分压电阻22的电阻值为25千欧姆。电阻10用于分压，也用于确定电压检测模块的量程。选用电阻22，测量的交流电压是250V，对应的电压检测信号是5V。在机群系统中，用于检测机柜15的供电电源，系统的供电电源是交流220V。
如图2所示，电流检测装置40用于对电流的检测，该装置也可以是购买的产品化商品，在本发明的一较佳实施例中使用的为北京科海电子技术有限公司生产的电流模块KV50A/P，采用非接触式的方法进行电流的检测。将机柜的电源线(火线)16通过电流检测装置，电流检测装置40将电流转换成0～5V的电压，5V对应的电流是50A。如果从电流检测装40检测到的电流信号是0.1V，那么通过机柜电源线的的电流就是1A。
如图2所示的电压电流采集装置60可以将检测到的电压和电流值转换成数字信号并转换为实际的电压和电流值；实际数值通过串行总线18传输显示报警装置100进行显示和报警。采集装置可以做成采集卡或者模块。
如图2所示的电压电流检测值的显示报警装置100主要包括有软件，其将检测到的电压和电流值进行显示，同时可以设定报警的阀值，将电压电流检测值与设定的报警阀值进行比较，当检测到供电电压或电流超过安全阀值时，系统会产生报警。即，显示报警装置100可以包括一个比较装置(未单独示出)，用于将电压电流检测值与设定的报警阀值进行比较。作为另一个实施例，比较装置也可以为主控机或主控装置的一部分。
图3为一较佳实施例中的电压电流采集装置60的电路图，如图所示，对电流和电压的数据采集是通过单片机65，在本发明的这一实施例中采用philips87C552，在单片机65上带有AD转换接口。在对电源和电流的检测中使用了单片机65的两个AD转换接口—端口P5.0和P5.1，分别用于查询电流和电压。图中的J9接头接到电压测试装置20和电流检测装置40，JP9_3是测量电流的输入，JP9_2是测量电压的输入。在JP9和单片机(65)之间设有一稳定电路，其用于滤去输入信号中的杂波。通过电流检测装置40和电压检测装置20得到的信号通过JP9输入，经过稳定电路输入到单片机65中，单片机65通过对测量的电压电流信号进行AD转换后，分别乘以一固定的系数来完成测量的电压电流信号与实际电流和电压值之间的转换，其中电压的转换精度≤±1V，电流精度≤±0.01A。
单片机65外部括有存储器RAM67和EPROM66，外扩的RAM67使用芯片32K的GM62256，扩展的EPROM66使用64K的39F512。在本发明的一较佳实施例中，单片机65每隔0.8秒采集一次电压和电流的数据值，将采集的数据存放在外扩的RAM67之中；主控装置80按照每隔4.8秒向单片机65采集一次数据。单片机65采集到的数据是覆盖的，后面采集的数据就将原来的数据覆盖；这样能够保证监控主机80从单片机65得到的数据始终是最新的。监控主机80能够将采集的数据历史记录存储到硬盘内保存下来。
单片机65将测量的实际电压和电流值计算完成之后，将测量计算的实际电压和电流值通过单片机65的串口P3.0和P3.1发送到显示报警装置100用于集中显示报警。其中图中的J7接到显示报警装置100上。为了改善单片机65的串口驱动能力的限制，在发送线路上设置了信号加强装置，从而将转换后的数据传输得较远，在本发明的这一较佳实施例中采用了MAX3081。测量计算的实际电压和电流值通过一稳定电路后接到J7上，J7到主控机采用485的串口传输协议，通过串行总线18连接到主控装置或显示报警装置100的一串口上。J7和MAX3081之间的稳定电路是为了提高信号的传输精度。
图4显示根据本发明的一个电压电流采集处理系统对测量的实际电压和电流值进行报警的一个工作流程图。主控机实时查询串口的数据，经串口初始化后，将检测的电压值与所设定的阀值比较(比如电压阀值设置为250V)，若串口接收的电压数据大于所设定的阀值，则显示报警装置100或主控装置80显示电压报警，若串口接收的电压数据小于所设定的阀值，则显示报警装置100或主控装置80显示正常值电压；同样，将检测的电流值与所设定的阀值比较(比如电流阀值设置为20A)，若串口接收的电流数据大于所设定的阀值，则显示报警装置100或主控装置80显示电流报警，若串口接收的电压数据小于所设定的阀值，则显示报警装置100或主控装置80显示正常值电流。
显然，本领域的技术人员可以对本发明的计算机机群的电压电流采集处理系统进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1.一种计算机或服务器机群电源电压电流的实时检测处理系统，所述机群包括至少两个机组，每个机组至少有一台计算机或服务器，所述系统包括为所述各机组设置的至少一个电压检测装置(20)，用于检测所述各机组的电源电压并输出被检测的电源电压信号，为所述各机组设置的至少一个电流检测装置(40)，用于检测电源电流并输出被检测的电源电流信号，为所述各机组设置的至少一个电压电流采集装置(60)，用于采集所述电源电压信号和所述电源电流信号，并将所述电源电压信号和所述电源电流信号转换为所述被检测的电源电压和电流的实际数值，一个串行总线(18)，将所述各机组的电压电流采集装置之间连接起来，以实时地输出所述各机组被检测的电源电压和电流的实际数值，用以对所述机群实时监控。
2.如权利要求1所述的实时检测处理系统进一步包括至少一个比较装置，将所述电源电压和电流的数值与内设的阀值进行比较，以输出比较的结果值，用以对所述机群实时监控。
3.如权利要求2所述的实时检测处理系统，所述比较装置是所述机群的主控机的一部分。
4.如权利要求2所述的实时检测处理系统，所述比较装置与所述串行总线(18)相连。
5.如权利要求1所述的实时检测处理系统，所述电压检测装置(20)，通过电阻装置(10)接到所述机组电源的火线(11)和零线(12)上，所述电阻装置用于分压，也用于确定电压检测装置的量程。
6.如权利要求1所述的实时检测处理系统，其中所述电流检测装置(40)以非接触式从电源线的火线(15)进行电流检测。
7.如权利要求1所述的实时检测处理系统，其中所述电压电流采集装置(60)具有对所述电源电流信号的模数转换和信号与数值的计算转换功能。
8.如权利要求1所述的实时检测处理系统，其中所述电压电流采集装置(60)包括一个输出信号增强装置。
9.如权利要求1所述的实时检测处理系统，进一步包括至少一个显示报警装置(100)。
10.一种计算机机群电源电压电流的实时检测处理方法，所述机群包括至少两个机组，每个机组至少有一台计算机或服务器，该方法包括以下步骤实时检测所述各机组电压；实时检测所述各机组电流；实时采集所述各机组被检测到的电压电流信号，并将所述各机组被检测到的电压电流信号转换为实际被检测电压电流值，通过一个串行总线将所述各机组的实际被检测电压电流值输出，用以对所述机群实时控制。
11.一种计算机或服务器机群电源电压电流的实时检测处理系统，所述机群包括至少一个机组，所述机组至少有一台计算机或服务器，所述系统包括为所述机组设置的至少一个电压检测装置(20)，用于检测所述各机组的电源电压并输出被检测的电源电压信号，为所述机组设置的至少一个电流检测装置(40)，用于检测电源电流并输出被检测的电源电流信号，为所述机组设置的至少一个电压电流采集装置(60)，用于采集所述电源电压信号和所述电源电流信号，并将所述电源电压信号和所述电源电流信号转换为所述被检测的电源电压和电流的实际数值，一个串行总线(18)，将所述机组的电压电流采集装置与一个监控装置连接起来，以实时地输出所述各机组被检测的电源电压和电流的实际数值，用以对所述机群实时监控。
全文摘要
可用于计算机机群的电源电压电流采集处理系统，包括主控装置、电压检测装置、电流检测装置、电压电流采集装置、和显示报警装置。电压检测装置和电流检测装置通过电压电流采集装置的转换接口与该电压电流采集装置相连，各机柜的电压电流采集装置通过串行总线建立与显示报警装置的通信，将电压电流采集装置检测到的信号经过处理计算后的值显示或报警在显示报警装置或主控装置上。本发明还包含对计算机机群的电压电流采集处理的方法。
文档编号G06F1/28GK1466028SQ0214216
公开日2004年1月7日 申请日期2002年8月27日 优先权日2002年6月10日
发明者吴雪丽, 崔吉顺, 田宏萍, 王涛, 程菊生 申请人:联想(北京)有限公司