一種智能筆記本散熱系統(tǒng)及其風(fēng)扇調(diào)速方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種智能筆記本散熱系統(tǒng)及其風(fēng)扇調(diào)速方法，本系統(tǒng)包括散熱器外殼，上位機(jī)，電源，所述散熱器外殼內(nèi)裝有第一風(fēng)扇、第二風(fēng)扇及單片機(jī)控制模塊；所述第一風(fēng)扇、第二風(fēng)扇及單片機(jī)控制模塊均由電源供電，所述單片機(jī)控制模塊引出USB轉(zhuǎn)串口連接線；所述USB轉(zhuǎn)串口連接線連接在上位機(jī)上。本方法包括溫度檢測，通訊協(xié)議傳輸以及風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的控制。本發(fā)明根據(jù)筆記本裝置溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，取代了以往外部手動(dòng)調(diào)節(jié)，甚至無法調(diào)速的散熱器，實(shí)現(xiàn)了散熱器的智能化控制，有效的節(jié)約資源，而且操作簡單，使用方便。
【專利說明】—種智能筆記本散熱系統(tǒng)及其風(fēng)扇調(diào)速方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種智能筆記本散熱系統(tǒng)及其風(fēng)扇調(diào)速方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為了有效保持筆記本內(nèi)部的低溫工作環(huán)境，人們大都采用筆記本散熱器有效降低筆記本電腦溫度，而恒速調(diào)節(jié)既浪費(fèi)電，又不環(huán)保。雖然目前市場上也有可調(diào)速的散熱器，然而公知的筆記本散熱器都是由非可調(diào)速風(fēng)扇與電位器組合成可調(diào)速散熱器系統(tǒng)，這種形式的散熱器只可以手動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。這種散熱器風(fēng)扇不是標(biāo)準(zhǔn)的電腦風(fēng)扇，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍窄，更換非常不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有的筆記本散熱器不能自動(dòng)調(diào)速、且風(fēng)扇非標(biāo)準(zhǔn)的不足，提供了一種智能筆記本散熱系統(tǒng)及其風(fēng)扇調(diào)速方法，取代以往外部手動(dòng)調(diào)節(jié)，甚至無法調(diào)速的散熱器。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
一種智能筆記本散熱系統(tǒng)，包括散熱器外殼，上位機(jī)，電源；所述散熱器外殼內(nèi)裝有第一風(fēng)扇、第二風(fēng)扇及單片機(jī)控制模塊；所述第一風(fēng)扇、第二風(fēng)扇及單片機(jī)控制模塊均由電源供電，所述單片機(jī)控制模塊引出USB轉(zhuǎn)串口連接線，所述USB轉(zhuǎn)串口連接線連接在上位機(jī)上。
[0005]所述第一風(fēng)扇為吹風(fēng)，位于上位機(jī)底部進(jìn)氣口正下方；所述第二風(fēng)扇為吸風(fēng)，位于上位機(jī)底部出氣口正下方；所述第一風(fēng)扇、第二風(fēng)扇均為12V四Pin風(fēng)扇，所述四Pin線分別為12V+、GND、測速信號(hào)線和PWM信號(hào)線；所述12V+、GND連接電源，所述測速信號(hào)線及PWM信號(hào)線均連接在單片機(jī)控制模塊上。
[0006]一種智能筆記本散熱系統(tǒng)的風(fēng)扇調(diào)速方法，具有如下的步驟:
1)通過上位機(jī)上的散熱器服務(wù)程序不斷檢測上位機(jī)的CPU、硬盤和顯卡的溫度，將各部件的溫度與預(yù)先設(shè)定的溫度閾值進(jìn)行比較，從而設(shè)置并記錄控制信息參數(shù)；散熱器服務(wù)程序通過與USB驅(qū)動(dòng)程序通信，向其發(fā)送控制信息參數(shù)；
2)USB驅(qū)動(dòng)程序?qū)纳崞鞣?wù)程序得到的控制信息參數(shù)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的通訊協(xié)議幀，通過USB轉(zhuǎn)串口連接線發(fā)送到單片機(jī)控制模塊；
3)單片機(jī)控制模塊讀取USB驅(qū)動(dòng)程序發(fā)送的通訊協(xié)議幀，從通訊協(xié)議幀中獲取風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的控制數(shù)據(jù)，將此數(shù)據(jù)寫入單片機(jī)控制模塊的PWM寄存器中，來調(diào)整PWM信號(hào)線的輸出波形，通過調(diào)整風(fēng)扇的PWM空占比實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的控制。
[0007]所述步驟I)中的散熱器服務(wù)程序讀取CPU溫度是通過讀取操作系統(tǒng)中存儲(chǔ)在WMI中CPU信息來獲??；讀取硬盤溫度是通過讀取操作系統(tǒng)中存儲(chǔ)在WMI中的硬盤SMART數(shù)據(jù)來獲取；讀取顯卡溫度是通過調(diào)用顯卡廠商提供的API函數(shù)來獲??；將讀取的溫度信息與預(yù)先設(shè)定的溫度閾值進(jìn)行比較，當(dāng)溫度值低于閾值下限就發(fā)送風(fēng)扇停轉(zhuǎn)的控制信息；當(dāng)溫度高于閾值上限就發(fā)送風(fēng)扇滿轉(zhuǎn)的控制信息；當(dāng)溫度處于閾值上下限之間就動(dòng)態(tài)調(diào)整風(fēng)扇轉(zhuǎn)速使得溫度盡可能接近閾值下限，不斷讀取上位機(jī)的CPU、硬盤和顯卡的溫度，每隔一段時(shí)間發(fā)送一個(gè)降低風(fēng)扇轉(zhuǎn)速命令，如果溫度升高就立刻停止發(fā)送降低風(fēng)扇轉(zhuǎn)速命令，如果溫度持續(xù)升高，就發(fā)送風(fēng)扇增速命令直到溫度降低；散熱器服務(wù)程序通過操作系統(tǒng)提供的函數(shù)CreateFile、WriteFile、CloseFile與USB驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行連接、寫數(shù)據(jù)、斷開連接通信。
[0008]所述步驟2)和步驟3)中的通訊協(xié)議幀的格式為:幀頭:兩個(gè)字節(jié)，數(shù)據(jù)位:兩個(gè)字節(jié)，校驗(yàn)位:一個(gè)字節(jié)；其中幀頭的格式為0x01 0x02 ;數(shù)據(jù)位的兩個(gè)字節(jié)分別控制第一風(fēng)扇、第二風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，數(shù)據(jù)位每個(gè)字節(jié)的取值范圍為0-255，即O表示風(fēng)扇轉(zhuǎn)速為零，255表示風(fēng)扇轉(zhuǎn)速為滿速；校驗(yàn)位為數(shù)據(jù)位所有字節(jié)的異或值。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明根據(jù)筆記本裝置溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，取代了以往外部手動(dòng)調(diào)節(jié)，甚至無法調(diào)速的散熱器，實(shí)現(xiàn)了散熱器的智能化控制，有效的節(jié)約資源，而且操作簡單，使用方便。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2是本發(fā)明硬件原理圖。
[0012]圖3是本發(fā)明方法的流程圖。
[0013]圖4是本發(fā)明方法散熱器服務(wù)程序流程圖。
[0014]圖5是本發(fā)明方法USB驅(qū)動(dòng)程序流程圖。
[0015]圖6是本發(fā)明方法單片機(jī)控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0017]參見圖1，一種智能筆記本散熱系統(tǒng)，包括散熱器外殼1，上位機(jī)2,電源3 ;所述散熱器外殼I內(nèi)裝有第一風(fēng)扇4、第二風(fēng)扇5及單片機(jī)控制模塊6 ;所述第一風(fēng)扇4、第二風(fēng)扇5及單片機(jī)控制模塊6均由電源3供電，所述單片機(jī)控制模塊6引出USB轉(zhuǎn)串口連接線7，所述USB轉(zhuǎn)串口連接線7連接在上位機(jī)2上。
[0018]所述第一風(fēng)扇4為吹風(fēng)，位于上位機(jī)2底部進(jìn)氣口正下方；所述第二風(fēng)扇5為吸風(fēng)，位于上位機(jī)2底部出氣口正下方；所述第一風(fēng)扇4、第二風(fēng)扇5均為12V四Pin風(fēng)扇，所述四Pin線分別為12V+、GND、測速信號(hào)線和PWM信號(hào)線；所述12V+、GND連接電源3，所述測速信號(hào)線及PWM信號(hào)線均連接在單片機(jī)控制模塊6上。
[0019]參見圖2，本實(shí)施例中，單片機(jī)控制模塊6為ATMEGA 8A單片機(jī)，12V 4Pin風(fēng)扇兩個(gè)，RS232換TTL電路；所述12V 4Pin風(fēng)扇中PWM信號(hào)線連接ATMEGA 8A單片機(jī)PWM 1\0口即15，16引腳，單片機(jī)通過調(diào)節(jié)PWM寄存器中的占空比來調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，所述PWM頻率為21kHZ-28kHZ ；12V 4Pin風(fēng)扇中測速信號(hào)線連接ATMEGA 8A單片機(jī)外部中斷1\0 口即4，5引腳，單片機(jī)通過捕捉測速信號(hào)線的脈沖來計(jì)算風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，所述風(fēng)扇每轉(zhuǎn)一圈測速信號(hào)線將發(fā)出3個(gè)脈沖,單片機(jī)每個(gè)一分鐘計(jì)算一次轉(zhuǎn)速,公式為r=total/3, total為一分鐘末接收的脈沖數(shù)量，r為轉(zhuǎn)速,單位為r/min ;所述12V 4Pin風(fēng)扇中電源線接12 V電源；所述USB轉(zhuǎn)串口連接線連接ATMEGA 8A單片機(jī)RXD，TXD 1\0 口即2，3引腳，負(fù)責(zé)與筆記本通信。[0020]參見圖3至圖6，一種智能筆記本散熱系統(tǒng)的風(fēng)扇調(diào)速方法，具有如下的步驟:
O通過上位機(jī)2上的散熱器服務(wù)程序不斷檢測上位機(jī)2的CPU、硬盤和顯卡的溫度，將各部件的溫度與預(yù)先設(shè)定的溫度閾值進(jìn)行比較，從而設(shè)置并記錄控制信息參數(shù)；散熱器服務(wù)程序通過與USB驅(qū)動(dòng)程序通信，向其發(fā)送控制信息參數(shù)；
2)USB驅(qū)動(dòng)程序?qū)纳崞鞣?wù)程序得到的控制信息參數(shù)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的通訊協(xié)議幀，通過USB轉(zhuǎn)串口連接線7發(fā)送到單片機(jī)控制模塊6 ；
3)單片機(jī)控制模塊6讀取USB驅(qū)動(dòng)程序發(fā)送的通訊協(xié)議幀，從通訊協(xié)議幀中獲取風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的控制數(shù)據(jù)，將此數(shù)據(jù)寫入單片機(jī)控制模塊6的PWM寄存器中，來調(diào)整PWM信號(hào)線的輸出波形，通過調(diào)整風(fēng)扇的PWM空占比實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的控制。
[0021 ] 所述步驟I)中的散熱器服務(wù)程序讀取CPU溫度是通過讀取操作系統(tǒng)中存儲(chǔ)在WMI中CPU信息來獲??；讀取硬盤溫度是通過讀取操作系統(tǒng)中存儲(chǔ)在WMI中的硬盤SMART數(shù)據(jù)來獲??；讀取顯卡溫度是通過調(diào)用顯卡廠商提供的API函數(shù)來獲??；將讀取的溫度信息與預(yù)先設(shè)定的溫度閾值進(jìn)行比較，當(dāng)溫度值低于閾值下限就發(fā)送風(fēng)扇停轉(zhuǎn)的控制信息；當(dāng)溫度高于閾值上限就發(fā)送風(fēng)扇滿轉(zhuǎn)的控制信息；當(dāng)溫度處于閾值上下限之間就動(dòng)態(tài)調(diào)整風(fēng)扇轉(zhuǎn)速使得溫度盡可能接近閾值下限，不斷讀取上位機(jī)2的CPU、硬盤和顯卡的溫度，每隔一段時(shí)間發(fā)送一個(gè)降低風(fēng)扇轉(zhuǎn)速命令，如果溫度升高就立刻停止發(fā)送降低風(fēng)扇轉(zhuǎn)速命令，如果溫度持續(xù)升高，就發(fā)送風(fēng)扇增速命令直到溫度降低；散熱器服務(wù)程序通過操作系統(tǒng)提供的函數(shù)CreateFile、WriteFile、CloseFile與USB驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行連接、寫數(shù)據(jù)、斷開連接通?目。
[0022]所述步驟2)和步驟3)中的通訊協(xié)議幀的格式為:幀頭:兩個(gè)字節(jié)，數(shù)據(jù)位:兩個(gè)字節(jié)，校驗(yàn)位:一個(gè)字節(jié)；其中幀頭的格式為OxOl 0x02 ;數(shù)據(jù)位的兩個(gè)字節(jié)分別控制第一風(fēng)扇4、第二風(fēng)扇5的轉(zhuǎn)速，數(shù)據(jù)位每個(gè)字節(jié)的取值范圍為0-255，即O表示風(fēng)扇轉(zhuǎn)速為零，255表示風(fēng)扇轉(zhuǎn)速為滿速；校驗(yàn)`位為數(shù)據(jù)位所有字節(jié)的異或值。
【權(quán)利要求】
1.一種智能筆記本散熱系統(tǒng),包括散熱器外殼(I),上位機(jī)(2),電源(3);其特征在于，所述散熱器外殼(I)內(nèi)裝有第一風(fēng)扇(4)、第二風(fēng)扇(5)及單片機(jī)控制模塊(6);所述第一風(fēng)扇(4)、第二風(fēng)扇(5)及單片機(jī)控制模塊(6)均由電源(3)供電，所述單片機(jī)控制模塊(6)引出USB轉(zhuǎn)串口連接線(7)，所述USB轉(zhuǎn)串口連接線(7)連接在上位機(jī)(2)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種智能筆記本散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述第一風(fēng)扇(4)為吹風(fēng)，位于上位機(jī)(2)底部進(jìn)氣口正下方；所述第二風(fēng)扇(5)為吸風(fēng)，位于上位機(jī)(2)底部出氣口正下方；所述第一風(fēng)扇(4)、第二風(fēng)扇(5)均為12V四Pin風(fēng)扇，所述四Pin線分別為12V+、GND、測速信號(hào)線和PWM信號(hào)線；所述12V+、GND連接電源(3)，所述測速信號(hào)線及PWM信號(hào)線均連接在單片機(jī)控制模塊(6)上。
3.一種智能筆記本散熱系統(tǒng)的風(fēng)扇調(diào)速方法，其特征在于，具有如下的步驟: O通過上位機(jī)(2)上的散熱器服務(wù)程序不斷檢測上位機(jī)(2)的CPU、硬盤和顯卡的溫度，將各部件的溫度與預(yù)先設(shè)定的溫度閾值進(jìn)行比較，從而設(shè)置并記錄控制信息參數(shù)；散熱器服務(wù)程序通過與USB驅(qū)動(dòng)程序通信，向其發(fā)送控制信息參數(shù)； 2)USB驅(qū)動(dòng)程序?qū)纳崞鞣?wù)程序得到的控制信息參數(shù)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的通訊協(xié)議幀，通過USB轉(zhuǎn)串口連接線(7)發(fā)送到單片機(jī)控制模塊(6)； 3)單片機(jī)控制模塊(6)讀取USB驅(qū)動(dòng)程序發(fā)送的通訊協(xié)議幀，從通訊協(xié)議幀中獲取風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的控制數(shù)據(jù)，將此數(shù)據(jù)寫入單片機(jī)控制模塊(6)的PWM寄存器中，來調(diào)整PWM信號(hào)線的輸出波形，通過調(diào)整風(fēng)扇的PWM空占比實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種智能筆記本散熱系統(tǒng)的風(fēng)扇調(diào)速方法，其特征在于，所述步驟I)中的散熱器服務(wù)程序讀取CPU溫度是通過讀取操作系統(tǒng)中存儲(chǔ)在WMI中CPU信息來獲取；讀取硬盤溫度是通過讀取操作系統(tǒng)中存儲(chǔ)在麗I中的硬盤SMART數(shù)據(jù)來獲取；讀取顯卡溫度是通過調(diào)用顯卡廠商提供的API函數(shù)來獲取；將讀取的溫度信息與預(yù)先設(shè)定的溫度閾值進(jìn)行比較，當(dāng)溫度值低于閾值下限就發(fā)送風(fēng)扇停轉(zhuǎn)的控制信息；當(dāng)溫度高于閾值上限就發(fā)送風(fēng)扇滿轉(zhuǎn)的控制信息；當(dāng)溫度處于閾值上下限之間就動(dòng)態(tài)調(diào)整風(fēng)扇轉(zhuǎn)速使得溫度盡可能接近閾值下限，不斷讀取上位機(jī)(2)的CPU、硬盤和顯卡的溫度，每隔一段時(shí)間發(fā)送一個(gè)降低風(fēng)扇轉(zhuǎn)速命令，如果溫度升高就立刻停止發(fā)送降低風(fēng)扇轉(zhuǎn)速命令，如果溫度持續(xù)升高，就發(fā)送風(fēng)扇增速命令直到溫度降低；散熱器服務(wù)程序通過操作系統(tǒng)提供的函數(shù)CreateFile、WriteFile、CloseFile與USB驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行連接、寫數(shù)據(jù)、斷開連接通信。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能筆記本散熱系統(tǒng)的風(fēng)扇調(diào)速方法，其特征在于，所述步驟2)和步驟3)中的通訊協(xié)議幀的格式為:幀頭:兩個(gè)字節(jié)，數(shù)據(jù)位:兩個(gè)字節(jié)，校驗(yàn)位:一個(gè)字節(jié)；其中幀頭的格式為OxOl 0x02 ;數(shù)據(jù)位的兩個(gè)字節(jié)分別控制第一風(fēng)扇(4)、第二風(fēng)扇(5)的轉(zhuǎn)速，數(shù)據(jù)位每個(gè)字節(jié)的取值范圍為0-255，即O表示風(fēng)扇轉(zhuǎn)速為零，255表示風(fēng)扇轉(zhuǎn)速為滿速；校驗(yàn)位為數(shù)據(jù)位所有字節(jié)的異或值。
【文檔編號(hào)】F04D27/00GK103645786SQ201310700160
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】翟飛躍, 李洪強(qiáng), 曹亞飛, 周思躍, 周銘, 呂所軍, 王宇馳, 何旭棟 申請(qǐng)人:上海大學(xué)