服务器电源智能管理系统的研究

论文摘要

作为信息化建设的重要基础设施,服务器近年来增长迅猛,在各行各业发挥着越来越重要的作用。由于服务器承担着许多重要的关键业务,意外的宕机会导致巨大的损失甚至是灾难性的后果,因此,服务器必须满足7x24小时的不间断运行。虽然服务器有管理软件护航,但作为部件之一,电源的供电安全却是服务器稳健运行的基石。在服务器本身的管理功能越来越强大时,当前的服务器电源管理功能单一而有限,落后的管理模式无疑带来了许多的问题和安全隐患。为改变这一现状,本文致力于研究并开发更为智能的服务器电源管理系统。整个系统由电源子系统、管理子系统和网络子系统三部分构成,包括硬件电路和软件程序两大部分的设计与实现。电源子系统的主电路采用双管正激拓扑结构设计,数据采集则通过传感电路实现;管理子系统以STC89C53RC单片机为控制核心,进行数据的转换、传输、存储、显示和通信;网络子系统采用51单片机来控制网络芯片进行以太网通信,硬件采用外购的51以太网开发板,而软件部分则根根据系统的实现功能重新做了设计。在硬件电路和软件程序都通过调试后,系统实现了既定的管理功能。本系统是一套较为完整的基于服务器的电源管理解决方案,它具有高效、便捷、智能的特点。与国内现有的服务器电源管理系统相比,它具有的先进性和创新性体现在如下几个方面:1、监控的指标更加全面和丰富。系统除了监控电压、温度等重要指标外,还增加了对电流、风扇转速的监控,尤其是对电流的监控,使得无需借助额外的测量工具,即可获取服务器的动态能耗数据,而有这些重要的测试数据作参考,不但可以解决系统厂商多年来的电源功率配置难题,而且可以帮助客户更加稳妥地安排服务器的运行。2、管理的方式更加灵活多样。系统不仅提供了本机软件,而且提供了液晶显示屏和远程软件,通过三种不同的管理界面,可分别在本地和异地进行高效、便捷的管理。3、管理更具主动性和智能性。通过启动预先设置的自动管理功能,一旦发生异常,系统会发出故障报警或主动关机,以避免发生严重甚至灾难性的后果,这点在无人值守的场合尤显重要。4、增加了事件记录和数据保存功能。在发生异常时,能及时记录并保存相关的信息或数据,不仅有利于事后查找故障原因,而且更利于日后作出改善。5、采用液晶显示屏,用户无需登陆服务器系统即可实现管理,有效地降低了机密信息被窃取的风险,提高了数据的安全性;6、借助远程化操作,用户不必亲临现场即可实现异地管理,不仅降低了管理成本,而且提高了管理效率;本系统不仅具有可观的社会效益和经济效益,而且具有较高的实际应用和推广价值。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 服务器电源管理的现状
• 1.2 服务器电源智能管理系统的特色
• 1.3 服务器电源智能管理系统的研究意义
• 1.4 本论文的结构安排
• 第二章 系统设计方案
• 2.1 系统结构
• 2.2 系统功能
• 2.3 系统设计的主要任务
• 第三章 电源子系统设计
• 3.1 概述
• 3.1.1 开关电源简介
• 3.1.2 服务器电源技术要求
• 3.2 电路设计
• 3.2.1 CM6800芯片与控制电路
• 3.2.2 有源功率因数校正电路
• 3.2.3 双管正激电路
• 3.2.4 PS223芯片与保护电路
• 3.2.5 风扇温控调速电路
• 3.2.6 DS18820芯片与温度采集电路
• 第四章 管理子系统设计
• 4.1 概述
• 4.1.1 管理芯片简介
• 2C总线'>4.1.2 I²C总线
• 4.1.3 SPI总线
• 4.1.4 RS-232接口标准
• 4.2 硬件设计
• 4.3 软件设计
• 4.3.1 总体设计
• 4.3.2 TLC2543与AD转换程序
• 4.3.3 DS18820与温度采集程序
• 2C通信程序'>4.3.4 24CW08与I²C通信程序
• 4.3.5 串口通信程序
• 4.3.6 风扇测速原理及测速程序
• 4.3.7 LCD管理界面设计
• 4.3.8 本机管理界面设计
• 第五章 网络子系统设计
• 5.1 概述
• 5.1.1 以太网协议
• 5.1.2 TCP/IP协议
• 5.1.3 RTL8019AS简介
• 5.2 硬件设计
• 5.3 软件设计
• 5.3.1 Socket套接字概述
• 5.3.2 底层驱动程序设计
• 5.3.3 远程管理界面设计
• 第六章 系统的调试与运行
• 6.1 电源子系统的调试
• 6.2 管理子系统的调试
• 6.3 网络子系统的调试
• 6.4 系统整体的调试与运行
• 6.5 与现有系统的比较
• 第七章 结束语
• 7.1 总结
• 7.2 进一步的研究
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表