基于计算机电源的节电控制系统的制作方法

本发明涉及节电控制系统的，尤其涉及基于计算机电源的节电控制系统。

背景技术：

1、随着全球对能源资源的日益紧张，以及环保意识的增强，节能减排成为各行业的重要目标，计算机和数据中心的广泛应用导致整体能耗显著增加，尤其在高性能计算和云计算环境中，能效问题尤为突出。随着用户对电费和设备性能的关注，智能节能控制系统可以有效降低运营成本，提升用户体验。

2、目前，申请号为cn200610113243.1的中国发明专利公开了计算机系统节电状态下的电源管理方法，提出的系统节电状态下的电源管理方法具有系统进入第一节电状态后，仍然可以执行不同的电源方案，切换的动作完全由固件自动控制，不需要用户手动操作，完全通过修改固件和上层软件实现，不需要改变硬件，改动小，成本低的优势；但是现有技术不能做到实时更新节电目标和节能效果反馈，并且不能从硬件层面上对计算机电源进行电源节电效率的精准控制，不能达到目前能够达到的最优节电水平。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是：现有技术不能做到实时更新节电目标和节能效果反馈，并且不能从硬件层面上对计算机电源进行电源节电效率的精准控制，达到目前能够达到的最优节电水平。

2、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：基于计算机电源的节电控制系统，包括电源监控模块、节电控制模块、智能调度模块和用户交互界面：

3、所述电源监控模块用于实时监测计算机电源的电源数据，所述电源数据包括电压、电流和功耗，并将所述电源数据传输至节电控制算法模块；

4、所述节电控制模块基于收集到的电源数据，获取最优的电源管理策略；

5、所述智能调度模块根据控制算法输出的策略，自动调整计算机硬件的电源配置，实现节能目标；

6、所述用户交互界面用于用户查看电源状态、设定节能目标和接收节能效果反馈。

7、优选地，所述电源监控模块包括：

8、所述电压、电流和功耗为所述计算机电源的硬件板块器件分别通过内置传感器测量得到，将所述电压、电流和功耗输入到计算机电源内置的滤波器中进行预处理，所述预处理包括滤波和去除噪声的操作，将预处理后的电压、电流和功耗集中存储在队列中，分别得到电压队列、电流队列和功耗队列；

9、所述计算机电源的硬件板块器件包括变压器、整流器、滤波电容、电感器、稳压器、开关管、保护电路、风扇、连接器、电感和电阻。

10、优选地，所述计算机电源外接plc控制面板，所述plc控制面板用于节电控制模块的电源管理策略计算和所述智能调度模块的配置调整策略计算，所述plc控制面板负责的节电控制模块和智能调度模块的控制任务同时进行。

11、优选地，所述节电控制模块包括：

12、在所述plc控制面板上嵌入数字电源管理芯片，所述数字电源管理芯片用于基于收集到的电压、电流和功耗计算最优的电源管理策略；

13、在所述plc控制面板上嵌入数据采集卡，所述数据采集卡用于实现数据采 集功能，所述数据采集卡包括模拟信道和数字信道，所述数字信道用于传输电压、电流和功耗至所述数字电源管理芯片，所述模拟信道用于传输所述数字电源管理芯片的计算结果至智能调度模块。

14、优选地，计算最优的电源管理策略包括：

15、将所述数字电源管理芯片引脚分别分配给用户期望的电压、用户期望的电流、用户期望的功耗、当前电压、当前电流、当前功耗、电压队列、电流队列和功耗队列和节电率，所述节电率的数学表达式为：

16、；

17、其中，为节电率，为当前功耗，为顺序从所述功耗队列取出的功耗；

18、分别计算单位时间内的节电率积分、微分、方差和期望值，将当前功耗换为用户期望的功耗二次计算单位时间内的节电率积分、微分、方差和期望值，根据时间计算单位时间内的节电率积分、微分、方差和期望值和二次计算的节电率积分、微分、方差和期望值对应相减的差值，分别得到节电率的积分差值、微分差值、方差差值和期望差值，所述积分差值、微分差值、方差差值和期望差值分别表示所述数字电源管理芯片内包括的算法对所述计算机电源的节电效率成果评估，调整所述数字电源管理芯片的引脚分配，得到不同成果的计算机电源的节电效率，对所述计算机电源进行动态规划电源管理；

19、根据时间先后顺序记录不同成果的计算机电源的节电效率作为历史数据，将所述历史数据输入模糊逻辑控制算法模型中，得到所述计算机电源的当前功耗指标和性能指标。

20、优选地，所述数字电源管理芯片的引脚分配包括：

21、基于计算机电源的电路板传输线路构建软件算法的硬件网络，对所述硬件网络进行快速虚拟建模与仿真包括：

22、输入所述电路板传输线路的要求包括电源规格、信号完整性和布线密度，初始化硬件网络拓扑结构，确定各硬件板块器件之间的连接关系，将所述硬件网络拓扑结构输入ap遗传算法来优化布线路径，利用cad软件构建优化后的电路板的虚拟线路模型，所述虚拟线路模型包括硬件板块器件和连接，对所述虚拟线路模型进行电源分布和信号完整性分析，将所述虚拟线路模型进行多次迭代输入ap遗传算法，调整电路板的虚拟线路，直到不需要调整电路板的虚拟线路，得到最优电路板传输线路布局。

23、优选地，动态规划电源管理包括：

24、确定节电效率优化目标包括最大化能效、降低热输出或系统性能稳定，根据绘制电流信号输入特性曲线，根据所述特性曲线找到曲线转折点定义为阶段转变点，将两个阶段转变点中间的曲线对应的收集到的电压、电流和功耗分别划为不同阶段的电压、电流和功耗，计算得到不同阶段对应的计算机电源的节电效率成果评估；

25、设置正常节电效率成果评估阈值，若所述节电效率成果评估的数值不在所述正常节电效率成果评估阈值的数值区间内，则设为节电效率成果评估异常值，去掉所有阶段的节电效率成果评估异常值，得到各个阶段的节电效率成果评估平均值，将所述节电效率成果评估平均值输入智能调度模块。

26、优选地，所述智能调度模块包括：

27、在所述plc控制面板上嵌入数字电源调度芯片，将所述数字电源调度芯片与所述数字电源管理芯片相连接，根据所述数字电源管理芯片的引脚分配的过程对所述数字电源调度芯片的引脚进行分配，得到分配好引脚的数字电源调度芯片，利用所述数字电源调度芯片实时记录节电效率成果评估平均值，将所述节电效率成果评估平均值输出到用户交互界面，根据用户交互界面中用户设定的节能目标反推得到当前应测得的电压、电流和功耗，将所述当前应测得的电压、电流和功耗输入所述节电控制模块，得到最优的电源管理策略，根据所述电源管理策略构建虚拟线路模型，得到最优电路板传输线路布局。

28、优选地，所述用户交互界面包括：

29、将所述电源监控模块、节电控制模块和智能调度模块得到的电源数据、节电效率、节电效率成果评估显示在用户交互界面上，并设置节能目标自选窗口用于用户的节能目标设定，并设置用户满意度窗口用于用户对所述计算机电源的节电控制系统的评价反馈。

30、本发明的有益效果：实时更新节电目标和节能效果反馈，并且从硬件层面上对计算机电源进行电源节电效率的精准控制，达到目前能够达到的最优节电水平，实现高效能耗管理和可持续发展。