一种多层管理系统及液冷散热器的制作方法

本发明涉及物联网管理领域，更具体地说，本发明涉及一种多层管理系统及液冷散热器。

背景技术：

1、随着物联网技术的不断进步，多层管理系统和液冷散热器在提高散热系统性能和效率方面发挥着重要作用。

2、目前的多层管理系统及液冷散热器缺乏监测散热系统内部的温度变化、冷却液的流动速度以及压力数据，无法实现对散热系统的实时优化控制，液冷散热器会带来额外的能耗开销，无法通过动态反馈控制液冷散热器的工作状态进行节能降耗，并缺少远程监控和控制。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种多层管理系统及液冷散热器，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：包括物理分层模块、控制监测模块、调节管理模块以及应用可视模块；

3、物理分层模块：连接系统的内部热源，根据内部热源的特性和系统的工作环境进行物理分层并设计物理散热硬件布局；

4、控制监测模块：安装温度传感器、流速传感器以及压力传感器并获取传感器的原始实时数据进行处理，利用神经网络模型实现温度、流速、压力控制；

5、调节管理模块：连接温度传感器、流速传感器以及压力传感器的通信端口，利用遗传算法优化调节管理散热效果；

6、应用可视模块：创建可视化界面并允许用户输入和修改散热系统的相关参数，利用可视化图表进行信息的直观展示，提供授权管理并允许授权用户通过可视化界面对散热系统进行远程控制；

7、在一个优选地实施方式中，所述物理分层模块连接系统的内部热源，根据内部热源的特性和系统的工作环境，其中内部热源的特性表示系统内不同电子组件对于温度的敏感程度不同，分成温度高敏部分和温度低敏部分，系统的工作环境表示系统所在位置的空气流动情况不同，分成自然对流部分和强制对流部分，设定散热目标，包括目标温度和热阻限制，其中目标温度根据内部热源的特性和最大允许温度，设定每个热源所在不同温度敏感部分的目标温度低于推荐最大工作温度，其中热阻限制根据目标温度和系统工作环境，设定每个热源所在不同空气流动情况的热阻限制低于推荐最小热阻。

8、进一步地，设计物理散热硬件布局，包括物理冷却块布局、物理散热管道布局以及物理散热器安装位置布局，其中物理冷却块布局选用铝制热导率高的材料制作表面积涂有导热膏的散热鳍片，用于快速从系统的内部热源的吸收热量并增强系统的内部热源与周围空气的热交换能力，其中物理散热管道布局通过散热管道接收散热鳍片吸收的热量，利用直通管道路径减少冷却液流动的距离和阻力，其中物理散热器安装位置布局利用不同空气流动情况选择液冷散热器的安装位置和方向。

9、在一个优选地实施方式中，所述控制监测模块安装温度传感器至系统的内部热源、散热鳍片、直通管道以及液冷散热器出口，用于实时监测散热系统内部的温度变化，安装流速传感器至直通管道以及液冷散热器进口，用于实时监测冷却液的流动速度，安装压力传感器至直通管道以及液冷散热器，用于实时监测直通管道以及液冷散热器内部冷却液的压力并防止冷却液泄露造成散热系统内部的压力损失，安装液泵连接流速传感器并通过调节液泵的转速控制冷却液的流量，安装风扇至液冷散热器出口连接温度传感器，通过温度传感器的反馈调节风扇转速进行散热调节。

10、进一步地，连接温度传感器、流速传感器以及压力传感器的通信端口，用于获取传感器的原始实时数据，利用最小-最大归一化将传感器的原始实时数据缩小到指定范围，并映射到相同尺度，所述最小-最大归一化公式为：

11、

12、其中q表示归一化后的传感器的实时数据，p表示传感器的原始实时数据，pmin表示传感器的原始实时数据的最小值，pmax表示传感器的原始实时数据的最大值，设计输入层节点数量与传感器维度匹配，其中每个节点匹配对应一个传感器，用于接收归一化后的传感器的实时数据，连接隐藏层和输入层并选择与输入层相同的节点数量和层数，对于隐藏层中的每个节点输入表示的具体公式为：

13、

14、其中zj表示第j个隐藏层节点的加权输入，wij表示第i个输入层节点和第j个隐藏层节点的权重，xi表示第i个输入层节点的输出，bj表示第j个隐藏层节点的偏置，n表示输入层节点的总数，对于隐藏层中的每个节点输出表示的具体公式为：

15、yj＝sigmoid(zj)

16、其中yj表示第j个隐藏层节点的非线性变化的输出，sigmoid()表示非线性变化的激活函数，将隐藏层中所有节点的输出构成隐藏层的输出，并作为另外的隐藏层和输出层的输入，通过调整第i个输入层节点和第j个隐藏层节点的权重和第j个隐藏层节点的偏置学习数据特征并进行循环平衡，连接隐藏层和输出层并选择与隐藏层层相同的节点数量，设计输出层节点数量与传感器维度匹配，其中每个节点匹配对应一个传感器，用于控制传感器的动态反馈。

17、在一个优选地实施方式中，所述调节管理模块利用无线传输方式连接温度传感器、流速传感器以及压力传感器的通信端口，用于接收控制监测模块的温度、流速、压力数据，将冷却液流速和散热路径调整量结合温度、流速、压力数据作为遗传算法的个体基因，随机生成初始种群，将冷却液流速和散热路径调整量结合温度、流速、压力数据的组合作为个体并表示成一个随机基因型，根据散热效果表示的适应度函数获取随机基因型的适应度值，当适应度值越高表示该随机基因型在当前环境下的优势性越强，所述适应度函数的具体公式为：

18、

19、其中u表示适应度值，v表示冷却液流速，d表示散热路径调整量，f()表示结合温度、流速、压力数据的散热效果的函数，利用选择算子选择随机基因型中部分个体基因作为父代并繁育下一代随机基因型，对选出的父代个体进行多点交叉操作，生成新的随机基因型并进行变异操作，将新的随机基因型与初始种群的基因型进行比较，保留适应度高的对随机基因型，选出个体并形成新的种群，重复迭代选择、交叉和变异操作，直至满足最大迭代次数10次。

20、在一个优选地实施方式中，所述应用可视模块创建可视化界面并允许用户输入和修改散热系统的相关参数，包括冷却液流速、散热路径调整量，使用折线图通过时间维度展示温度、流速、压力数据的趋势变化，利用环形图展示不同内部热源的特性和系统的工作环境占比情况，利用热力图展示温度、流速、压力数据的情况，并进行热力标记通过颜色深浅和标记点的密集程度展示不同内部热源的特性和系统的工作环境的散热情况，提供授权管理并允许授权用户通过可视化界面对散热系统进行远程控制，当散热系统出现异常情况，及时向用户发出警报并在可视化界面显示相应的错误信息和位置。

21、本发明还提供液冷散热器，包括：冷却液、液泵、散热鳍片、散热管道以及连接通信端口，通信端口至少一个指令，执行通信端中控制的指令以实现根据上述任一项的一种多层管理系统。

22、在一个优选地实施方式中，具体包括以下步骤：

23、s101.根据内部热源的特性和系统的工作环境分成温度高敏部分、温度低敏部分、自然对流部分和强制对流部分，设定散热目标并设计物理散热硬件布局；

24、s102.安装温度传感器、流速传感器以及压力传感器并获取传感器的原始实时数据并利用最小-最大归一化将传感器的原始实时数据缩小到指定范围，并映射到相同尺度，利用神经网络模型实现温度、流速、压力控制；

25、s103.连接温度传感器、流速传感器以及压力传感器的通信端口，利用遗传算法优化调节管理散热效果；

26、s104.创建可视化界面并允许用户输入和修改散热系统的相关参数，利用可视化图表进行信息的直观展示，提供授权管理并允许授权用户通过可视化界面对散热系统进行远程控制；

27、本发明的有益效果是：根据内部热源的特性和系统的工作环境区分温度高敏部分、温度低敏部分、自然对流部分和强制对流部分，使得散热系统更加精确地满足不同部分的散热需求，通过设计物理散热硬件布局有效地增强散热系统对内部热源的散热能力并提高散热系统的散热效率和稳定性，利用神经网络模型实现对冷却液流量和风扇散热效果的动态调节，有效地提高散热系统的效率和稳定性，预防冷却液泄露造成的压力损失，帮助系统更智能地响应环境变化，提高散热系统的自适应能力和效率，遗传算法有助于系统在不同工作条件下选择最适合的调节参数，提高散热效果和能效，通过可视化界面直观地了解系统参数的设置情况，从而更好地控制和管理散热系统，帮助用户直观地了解系统运行状态的变化，及时发现异常情况并采取相应的措施，并实现实时监测和调整系统参数，提高散热系统的灵活性和便捷性。