專利名稱：一種計算機健康狀態監測指示裝置及方法
技術領域：
本發明涉及狀態監測技術，是一種計算機健康狀態監測指示裝置及方法。
背景技術：
目前大多計算機的主機上有一個電源指示燈，用來簡單地指示計算機的開啟狀態或關閉狀態。這種電源指示燈僅僅是直接和主機電源的+5V電壓或+3.3V電壓連接在一起，當計算機開啟時，+5V電壓或+3.3V電壓加載在指示燈上使電源指示燈變亮，關機后+5V或+3.3V的電壓消失而使電源指示燈熄滅，但是，這種電源指示燈沒有其他功能，而計算機在工作時有各種參數的變化狀態，包括電壓、電流、溫度、風扇轉速以及機箱是否開啟等狀態，上述這些參數由于反映了計算機的健康狀況及工作疲勞程度，因此被稱為計算機的健康狀態參數，但現有的計算機電源指示燈并不能指示這些參數的變化。
目前有具備“呼吸”、閃爍”功能的指示燈，所謂“呼吸”功能為指示燈由亮逐漸平滑地變暗，再由暗逐漸平滑地變亮的效果；所謂的“閃爍”功能為指示燈以一定頻率閃爍。但是，當前的這種指示燈只是單純體現美觀的可視化效果，不具備監測電壓、電流等參數的功能，因此也不能指示出這些參數的變化。
發明內容
有鑒于此，本發明的主要目的是提供一種計算機健康狀態監測指示裝置，能使用戶通過智能指示燈及時直觀地了解計算機的工作健康狀態。
本發明的另一目的是提供一種計算機健康狀態監測指示方法，能實時監測計算機的工作健康狀態，并能使用戶能夠及時直觀地了解計算機的工作健康狀態。
為了實現上述目的，本發明的技術方案具體是這樣實現的一種計算機健康狀態監測指示裝置，該裝置包括系統監控芯片，用于監測并處理計算機一個以上的健康狀態參數，并輸出控制信號給指示系統；固化有監測及控制程序的輸入輸出系統BIOS，與系統監控芯片相連，用于啟動并控制系統監控芯片的運行；指示系統，與系統監控芯片相連，用于接收系統監控芯片的控制信號，并根據控制信號顯示計算機的健康狀態。
所述的系統監控芯片包括監測模塊，接收一個以上計算機健康狀態參數的輸入，用于監測處理計算機的健康狀態參數，并存儲監測處理結果；控制模塊，與監測模塊和指示系統相連，用于讀取監測模塊中存儲的監測處理結果，輸出控制信號給指示系統。
所述的指示系統包括指示燈和開關器件，其中開關器件分別與所述指示燈和所述系統監控芯片相連，用于根據系統監控芯片輸出的控制信號控制指示燈的指示狀態。
所述的指示燈包括至少一個發光二極管，所述的開關器件為與所述發光二極管數目相同的三極管，每個三極管的集電極分別與一個發光二極管對應相連，基極與所述系統監控芯片相連。且所述指示燈包括一個以上顏色互不相同的發光二極管。
一種對計算機健康狀態進行監測和指示的方法，該方法利用一種包括系統監控芯片、固化有監測及控制程序的BIOS和指示系統的裝置對計算機的健康狀態進行監測和指示，該方法包括a、計算機開機后，系統監控芯片監測并處理計算機的健康狀態參數，并記錄監測處理結果；b、系統監控芯片讀取所記錄的計算機健康狀態參數監測處理結果；c、根據讀取到的計算機健康狀態參數監測處理結果控制指示系統中指示燈的顯示狀態。
所述的健康狀態參數包括機箱開啟參數、電壓參數、溫度參數和風扇轉速參數。
所述步驟a包括系統監控芯片監測機箱開啟參數，并記錄監測到的機箱開啟參數；系統監控芯片監測計算機的電壓參數，比較監測到的電壓參數和標準電壓參數，得到電壓比較參數，并記錄該電壓比較參數；系統監控芯片監測計算機的風扇轉速參數，比較監測到的風扇轉速參數和標準風扇轉速參數，得到風扇轉速比較參數，并記錄該風扇轉速比較參數；系統監控芯片監測計算機的溫度參數，比較監測到的溫度參數和標準溫度參數，得到溫度比較參數，并記錄該溫度比較參數。
所述的步驟c包括c1、根據機箱開啟參數判斷計算機機箱是否曾被開啟，如果是，則控制指示燈顯示該機箱開啟狀態，并結束流程；根據電壓參數判斷計算機的工作電壓是否異常，如果是，則控制指示燈顯示該工作電壓異常狀態，并結束流程；根據溫度參數和風扇轉速參數判斷計算機的溫度和風扇轉速是否異常，如果是，則控制指示燈顯示該溫度和風扇轉速異常狀態，并結束流程；c2、確定溫度參數的取值，如果溫度參數小于一預先設定的低溫工作門限值，則控制指示燈顯示低溫工作狀態；如果溫度參數大于低溫工作門限值，小于一預先設定的中溫工作門限值，則控制指示燈顯示中溫工作狀態；如果溫度參數大于所述中溫工作門限值，小于一預先設定的高溫工作門限值，則控制指示燈顯示高溫工作狀態。
所述指示燈的顯示方式為以一種顏色或一種以上顏色閃爍；或者，以一種顏色或一種以上顏色產生呼吸效果；或者，以一種顏色或一種以上顏色持續發光；或者，變換一種或一種以上的發光顏色。
所述控制指示燈閃爍的方法為系統監控芯片以一定的低頻率脈沖寬度調制PWM信號控制指示燈的開關器件以一定的低頻率做導通和關斷動作。
所述控制指示燈產生呼吸效果的方法為系統監控芯片以高頻率PWM信號控制指示燈的開關器件以高頻率做導通和關斷動作，并平滑調整該PWM信號的占空比。
本發明所述的裝置及方法利用系統監控芯片實時監測計算機的健康狀態參數，并根據監測到的健康狀態參數對指示燈進行控制，從而實現將計算機的健康狀況及工作疲勞程度等工作狀態用智能指示燈顯示出來，使用戶快捷直觀地了解計算機的工作健康狀態；同時，由于智能指示燈通過“呼吸”、“閃爍”以及“變顏色”的效果顯示計算機的工作健康狀態，因此可使用戶享受智能指示燈的美觀和人性化的效果。另外，由于本發明所述的系統監控芯片和指示系統成本較低，因此有利于本發明的推廣和應用。
圖1為本發明實施例所述裝置的系統結構圖；圖2為本發明實施例利用所述裝置對計算機健康狀態進行監測及顯示的流程圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施例進一步說明本發明的實施方法。
在以往的成熟技術中，有專門的一些系統監控芯片用來監測電壓、電流、溫度、風扇轉速等功能，用在計算機上就可以監測計算機系統中相應的參數比如包括計算機內各工作電壓；CPU的溫度；CPU風扇或機箱風扇的運轉；計算機機箱的開啟狀態，比如主人不在時曾被打開過機箱等。本發明利用這種系統監控芯片完成計算機工作健康狀態的監測和對指示系統的控制。
圖1為本發明實施例所述裝置的系統結構圖，如圖1所示，該裝置包括系統監控芯片101、基本輸入輸出系統(BIOS)102和指示系統103，其中系統監控芯片101用于監測計算機的待測健康狀態參數并對所監測的健康狀態參數進行處理及運算，輸出控制信號對指示系統103進行控制；BIOS102用于固化自編監測及控制程序；指示系統103通過智能指示燈104進行“呼吸”、“閃爍”以及“變顏色”來顯示計算機的健康狀態變化。
所述的系統監控芯片101具備機箱開啟參數監測、電壓監測、溫度監測、風扇轉速監測以及具備可編程脈沖寬度調制(PWM)輸出的功能，該系統監控芯片101可采用現有的W83627HF、W83627THF、IT8712、IT8722等多種型號的芯片，可選范圍很廣。
所述的系統監控芯片101包括監測模塊105、控制模塊106和定時器107，其中監測模塊105具有機箱開啟狀態監測引腳、電壓輸入監測引腳、溫度輸入監測引腳、風扇轉速輸入監測引腳以及具有專門存儲計算機的健康狀態參數的寄存器108，該寄存器108位于監測模塊105中，BIOS 102通過PCI總線或I2C總線可以訪問這些寄存器108。其中，機箱開啟狀態監測引腳用于接收計算機行程開關的開路和短路狀態信號；電壓輸入監測引腳用于接收電壓信號，本實施例中，用于接收CPU核心電壓、內存工作電壓、加速圖形接口(AGP)核心電壓以及北橋核心電壓；溫度輸入監測引腳用于接收CPU的溫度信號；風扇轉速輸入監測引腳用于接收CPU風扇和機箱風扇的轉速信號。
本發明相應的監測及控制程序固化在主板的BIOS 102中，該程序運行后會啟動監測模塊執行上述監測功能，并將監測到的結果進行處理后啟動控制模塊106對指示系統進行控制。
控制模塊上包括脈沖寬度調制(PWM)輸出引腳，用于控制指示系統對計算機的健康狀態進行顯示。
定時器107用于給系統監控芯片101發出周期性時鐘，每更新一次時鐘，系統監控芯片101就會刷新一遍監測到的健康狀態參數信息。該時鐘是系統監控芯片101正常工作所必須的，監控模塊105和控制模塊106都根據該定時器發射的時鐘信號進行邏輯動作的。
所述的指示系統103包括智能指示燈104和開關器件109，所述的智能指示燈104由多個不同顏色的發光二極管組成。本實施例中的智能指示燈集成了三個發光二極管110、111、112，發光二極管110的顏色為顏色I、發光二極管11 1的顏色為顏色II，發光二極管112的顏色為顏色III。所述開關器件109為三個三極管113、114、115，每個三極管的集電極分別與一個發光二極管相連，每個三極管的基極分別與控制模塊106上的一個PWM輸出引腳相連。本實施例所述裝置通過控制模塊106和開關器件109根據計算機健康狀態參數對智能指示燈104進行控制。所述PWM輸出引腳通過控制三極管的導通和關斷實現三個發光二極管進行“變顏色”、“呼吸”或“閃爍”動作，由此表示計算機系統的健康狀況及工作疲勞程度。
其中，“呼吸”的實現方案為利用系統監控芯片101的可編程輸入輸出引腳，即控制模塊106中的PWM輸出引腳，對開關器件109中的三極管進行脈寬調制控制，以高頻率例如幾百赫茲以上頻率來控制三極管，并平滑調整PWM的占空比，從而實現以高頻率和變化的脈寬平滑調整發光二極管的供電電壓，使發光二極管產生由亮平滑變暗再由暗平滑變亮的“呼吸”效果。所述的占空比是指高電平和低電平的比例。
“閃爍”的實現方案為利用控制模塊106中的PWM輸出引腳對開關器件109中的三極管進行脈寬調制控制，以一定的低頻率例如幾赫茲的頻率來控制三極管，并使PWM的占空比保持不變，從而實現三極管以一定頻率作導通和關斷動作，實現“閃爍”的功能。
“變顏色”的實現方案為該智能指示燈104中的每個發光二極管有特定的顏色，通過控制模塊106中的PWM輸出引腳來分別控制開關器件109中各個三極管的導通和關斷，完成對三個發光二極管的導通切換，使得任何時候只有一個發光二極管是導通的，從而完成智能指示燈104的“變顏色”功能。上述這些功能的實現方法是由系統監控芯片101、BIOS 102及指示系統103共同實現的。
圖2為本發明實施例利用上述裝置對計算機健康狀態進行監測及顯示的方法，如圖2所示，本發明實施例所述的方法包括步驟201計算機開機后，系統監控芯片101實時監測計算機的健康狀態參數信息，本實施例為電壓信息、溫度信息、風扇轉速信息以及機箱開啟狀態位，并將這些健康狀態參數信息存儲到寄存器108中。
所述的系統監控芯片101對計算機的健康狀態參數進行監測的方法為一旦機箱曾經被打開，則會造成機箱內的行程開關產生短路信號，該短路信號稱為機箱開啟狀態位，該機箱開啟狀態位由計算機主板上的電池保持。開機后，監測模塊105監測該機箱開啟狀態位，并以二進制代碼的形式記憶這一機箱開啟狀態位，如果該機箱開啟狀態位的值為1，則表示機箱曾被打開，如果該機箱開啟狀態位的值為0，則表示機箱沒有被打開，并把該機箱開啟狀態位存儲在寄存器108中等待讀取，即使機箱恢復正常后，而這一機箱開啟狀態位也會保存下來。
監測模塊105監測計算機內各工作電壓并將監測到的各工作電壓值讀取到監測模塊105中，并和預設的電壓標準值作比較，例如進行相減計算出具體紋波數值，即誤差值。將這一比較值存儲在寄存器108中。
監測模塊105監測CPU風扇及機箱風扇轉速，并將監測到的CPU風扇轉速和機箱風扇的轉速讀取到監測模塊105中，并和預設的轉速標準值作比較，計算出一比較值，將這一比較數值存儲在寄存器108中。此處的比較值是二進制數，表示風扇轉速是否異常，如果風扇轉速比預設的轉速標準值低，則比較值為1，風扇轉速異常；如果風扇轉速比預設的轉速標準值高，則風扇轉速正常，比較值為0。
監測模塊105監測CPU的溫度并將監測到的溫度讀取到監測模塊105中，并和預設的高溫工作門限值T3做比較，計算出比較值，將這一比較數值存儲在寄存器108中。此處的比較值是二進制數，表示溫度是否異常，如果讀取到的監測到的溫度比T3高，則溫度異常，比較值為1；如果讀取到的溫度比T3低，則溫度正常，比較值為0。
為了準確掌握CPU的工作溫度，在本發明中設置了三個溫度標準值，分別為低溫工作門限值T1，中溫工作門限值T2，高溫工作門限值T3，用于明確劃分CPU工作溫度的范圍。
步驟202系統從系統監控芯片101中的寄存器108中讀取健康狀態參數信息，包括電壓參數信息、溫度參數信息、風扇的轉送參數信息以及機箱開啟狀態位；步驟203根據讀取的機箱開啟狀態位判斷計算機的機箱是否被開啟過，如果是，則該機箱開啟狀態位的值為1，說明計算機機箱曾被開啟，系統監控芯片101通過PWM輸出引腳向三極管113輸出一定的低頻率PWM信號，使得三極管113以一定頻率做導通和關斷動作，從而使發光二極管110閃爍，進而實現智能指示燈104以顏色I閃爍，并結束此流程；如果該機箱開啟狀態位的值為0，則說明計算機機箱未被開啟，執行步驟204；步驟204根據讀取的電壓波紋數值判斷計算機內各工作電壓的紋波數值是否超出預先規定的正常范圍，如果是，則說明計算機內部工作電壓異常，系統監控芯片101通過PWM輸出引腳向三極管114輸出一定的低頻率PWM信號，使得三極管114以一定頻率做導通和關斷動作，從而使發光二極管111閃爍，進而實現智能指示燈104以顏色II閃爍，并結束此流程；否則，則執行步驟205；步驟205根據讀取的溫度信息和風扇轉速信息判斷CPU溫度比較值是否為1，即CPU溫度是否超出一預先設定的CPU溫度的最高極限值T3，或者CPU風扇轉速和機箱風扇轉速的比較值是否為1，即CPU風扇轉速和機箱風扇轉速是否低于預先設定的風扇轉速標準值，如果是，系統監控芯片101通過PWM輸出引腳向三極管115輸出一定的低頻率PWM信號，使得三極管115以一定頻率做導通和關斷動作，從而使發光二極管112閃爍，進而實現智能指示燈104以顏色III閃爍，并結束此流程；否則，執行步驟206；上述步驟203到步驟205可以并列執行，也可以其他的順序執行。
步驟206系統進入并處于正常運行狀態，系統監控芯片101實時監測CPU的工作溫度T，當CPU工作溫度T小于一預先設定的低溫工作門限值T1，則說明CPU工作在低溫狀態，并執行步驟207；當T大于T1小于一預先設定的中溫工作門限值T2，說明CPU工作在中溫狀態，此時執行步驟208；當T大于T2，小于T3，說明CPU工作在高溫狀態，執行步驟209；步驟207系統監控芯片101通過PWM輸出引腳向三極管113輸出高頻率的PWM信號，并平滑調整該PWM信號的占空比，從而實現以高頻率和變化的脈寬平滑調整發光二極管110的供電電壓，使發光二極管產生由亮平滑變暗再由暗平滑變亮的“呼吸”效果，從而使智能指示燈以顏色I“呼吸”，返回步驟206；步驟208系統監控芯片101通過PWM輸出引腳向三極管114輸出高頻率的PWM信號，并平滑調整該PWM信號的占空比，從而實現以高頻率和變化的脈寬平滑調整發光二極管111的供電電壓，使發光二極管產生由亮平滑變暗再由暗平滑變亮的“呼吸”效果，從而使智能指示燈以顏色II“呼吸”，返回步驟206；步驟209系統監控芯片101通過PWM輸出引腳向三極管115輸出高頻率的PWM信號，并平滑調整該PWM信號的占空比，從而實現以高頻率和變化的脈寬平滑調整發光二極管112的供電電壓，使發光二極管產生由亮平滑變暗再由暗平滑變亮的“呼吸”效果，從而使智能指示燈以顏色III“呼吸”，返回步驟206。
通過上述的方法，實現了在計算機的健康狀況和工作疲勞程度與智能指示燈104指示狀態之間建立一種動態的、實時的聯系，使計算機健康狀況和工作疲勞程度通過智能指示燈以“變顏色”、“呼吸”等的可視化效果呈現給用戶。
另外，本發明所述的系統監控芯片還可針對不同計算機的健康狀態參數輸出其他形式的控制信號，控制智能指示燈用其他形式的顯示方式進行顯示。例如，如果機箱開啟狀態位的值為1，則系統監控芯片可以向三極管113輸出導通信號，使發光二極管110持續發光，從而使智能指示燈104以顏色I持續發光；如果電壓異常，則系統監控芯片向三極管113和三極管114同時輸出導通信號，同時使發光二極管110和發光二極管111持續發光，從而使智能指示燈104以顏色I和顏色II持續發光；如果風扇轉速低于標準風扇轉速值，則系統監控芯片同時向三極管113、三極管114和三極管115輸出導通信號，使發光二極管110、發光二極管111和發光二極管112同時持續發光，從而使智能指示燈同時以顏色I、顏色II和顏色III持續發光。
另外，系統監控芯片也可向一個以上三極管同時輸出低頻率PwM信號，使得一個以上三極管以一定頻率做導通和關斷動作，從而實現智能指示燈以一種以上的顏色“閃爍”；系統監控芯片也可向一個以上三極管的開關器件同時輸出高頻率PWM信號并平滑調節占空比，實現以高頻率和變化的脈寬平滑調整一個以上發光二極管的供電電壓，從而實現智能指示燈以一種以上的顏色“呼吸”。
關于智能指示燈的顯示方式還有很多，基于上述技術方案實現的智能指示燈的顯示方式都在本發明的保護范圍之內。
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉該技術的人在本發明所揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種計算機健康狀態監測指示裝置，其特征在于，該裝置包括系統監控芯片，用于監測并處理計算機一個以上的健康狀態參數，并輸出控制信號給指示系統；固化有監測及控制程序的輸入輸出系統BIOS，與所述系統監控芯片相連，用于啟動并控制系統監控芯片的運行；指示系統，與系統監控芯片相連，用于接收系統監控芯片的控制信號，并根據控制信號顯示計算機的健康狀態。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的系統監控芯片包括監測模塊，接收一個以上計算機健康狀態參數的輸入，用于監測處理計算機的健康狀態參數，并存儲監測處理結果；控制模塊，與監測模塊和指示系統相連，用于讀取監測模塊中存儲的監測處理結果，輸出控制信號給指示系統。
3.如權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述的指示系統包括指示燈和開關器件，其中開關器件分別與所述指示燈和所述系統監控芯片相連，用于根據系統監控芯片輸出的控制信號控制指示燈的指示狀態。
4.如權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述的指示燈包括至少一個發光二極管，所述的開關器件為與所述發光二極管數目相同的三極管，每個三極管的集電極分別與一個發光二極管對應相連，基極與所述系統監控芯片相連。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述指示燈包括一個以上顏色互不相同的發光二極管。
6.一種對計算機健康狀態進行監測和指示的方法，該方法利用一種包括系統監控芯片、固化有監測及控制程序的BIOS和指示系統的裝置對計算機的健康狀態進行監測和指示，其特征在于，該方法包括a、計算機開機后，系統監控芯片監測并處理計算機的健康狀態參數，并記錄監測處理結果；b、系統監控芯片讀取所記錄的計算機健康狀態參數監測處理結果；c、根據讀取到的計算機健康狀態參數監測處理結果控制指示系統中指示燈的顯示狀態。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述的健康狀態參數包括機箱開啟參數、電壓參數、溫度參數和風扇轉速參數。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述步驟a包括系統監控芯片監測機箱開啟參數，并記錄監測到的機箱開啟參數；系統監控芯片監測計算機的電壓參數，比較監測到的電壓參數和標準電壓參數，得到電壓比較參數，并記錄該電壓比較參數；系統監控芯片監測計算機的風扇轉速參數，比較監測到的風扇轉速參數和標準風扇轉速參數，得到風扇轉速比較參數，并記錄該風扇轉速比較參數；系統監控芯片監測計算機的溫度參數，比較監測到的溫度參數和標準溫度參數，得到溫度比較參數，并記錄該溫度比較參數。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述的步驟c包括c1、根據機箱開啟參數判斷計算機機箱是否曾被開啟，如果是，則控制指示燈顯示該機箱開啟狀態，并結束流程；根據電壓參數判斷計算機的工作電壓是否異常，如果是，則控制指示燈顯示該工作電壓異常狀態，并結束流程；根據溫度參數和風扇轉速參數判斷計算機的溫度和風扇轉速是否異常，如果是，則控制指示燈顯示該溫度和風扇轉速異常狀態，并結束流程；c2、確定溫度參數的取值，如果溫度參數小于一預先設定的低溫工作門限值，則控制指示燈顯示低溫工作狀態；如果溫度參數大于低溫工作門限值，小于一預先設定的中溫工作門限值，則控制指示燈顯示中溫工作狀態；如果溫度參數大于所述中溫工作門限值，小于一預先設定的高溫工作門限值，則控制指示燈顯示高溫工作狀態。
10.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述指示燈的顯示方式為以一種顏色或一種以上顏色閃爍；或者，以一種顏色或一種以上顏色產生呼吸效果；或者，以一種顏色或一種以上顏色持續發光；或者，變換一種或一種以上的發光顏色。
11.如權利要求10所述的方法，其特征在于，所述控制指示燈閃爍的方法為系統監控芯片以一定的低頻率脈沖寬度調制PWM信號控制指示燈的開關器件以一定的低頻率做導通和關斷動作。
12.如權利要求10所述的方法，其特征在于，所述控制指示燈產生呼吸效果的方法為系統監控芯片以高頻率PWM信號控制指示燈的開關器件以高頻率做導通和關斷動作，并平滑調整該PWM信號的占空比。
全文摘要
本發明公開了一種計算機健康狀態監測指示裝置和方法，所述裝置包括系統監控芯片，用于監測處理并記錄計算機的健康狀態參數，輸出控制信號給指示系統；輸入輸出系統(BIOS)，與系統監控芯片相連，用于啟動并控制系統監控芯片的運行；指示系統，與系統監控芯片相連，用于接收控制信號并指示計算機的健康狀態。所述的方法包括a.系統監控芯片監測處理計算機的健康狀態參數，記錄監測處理結果；b.讀取監測處理結果；c.根據讀取到的計算機健康狀態參數的監測處理結果控制指示系統中指示燈的顯示狀態。利用本發明所述裝置和方法，可實現將計算機的健康狀態通過指示燈顯示出來，使用戶快捷直觀地了解計算機的健康狀態。
文檔編號G06F11/30GK1690977SQ20041003724
公開日2005年11月2日 申請日期2004年4月29日 優先權日2004年4月29日
發明者李曉龍, 張國, 劉靜 申請人:聯想(北京)有限公司