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1. (JP2015029267) APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING ENVIRONMENTAL CONDITIONS IN DATA CENTER USING WIRELESS MESH NETWORKS
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Description

Title of Invention ワイヤレスメッシュネットワークを用いたデータセンター内の環境条件の制御装置及び方法 US 12/317,984 20081230 20170125 F24F3/00−3/16 H03J9/00−9/06 H04B7/24−7/26 H04Q9/00−9/16 H04W4/00−99/00 米国特許出願公開第2006/0225446(US,A1) 米国特許第07031870(US,B1) 特開平04−223796(JP,A) 特開2008−185271(JP,A) 2015029267 20150212 20140815 白川 瑞樹

Technical Field

0001  

Background Art

0002   0003   0004   0005  

Disclosure of Invention

0006   0007  

Brief Description of Drawings

0008  

産業上の利用性

0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073  

Claims

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21  

Drawings

1   2   3   4   5   6   7   8    

Description

ワイヤレスメッシュネットワークを用いたデータセンター内の環境条件の制御装置及び方法

US 12/317,984 20081230 20170125 F24F3/00−3/16 H03J9/00−9/06 H04B7/24−7/26 H04Q9/00−9/16 H04W4/00−99/00 patcit 1 : 米国特許出願公開第2006/0225446(US,A1)
patcit 2 : 米国特許第07031870(US,B1)
patcit 3 : 特開平04−223796(JP,A)
patcit 4 : 特開2008−185271(JP,A)
2015029267 20150212 20140815 白川 瑞樹

Technical Field

[0001]
本開示は、環境制御の分野に関し、特にデータセンター内の環境制御に関する。

Background Art

[0002]
データセンターは、計算システムなどの電子システムを収容するラック列などでモデル化できる。(コンピュータ、記憶装置、ネットワーク装置などの)計算システムは、その動作にパワーを消費する。また、こうした計算システムは、その動作中に大量の熱を発散する。計算システムは、データセンター内の湿度、気流、その他の環境条件に影響を与える。こうしたシステムをうまく動かすため、計算システムの環境条件(温度など)は、狭い動作範囲に維持される必要がある。計算システムは、望ましい湿度や気圧の範囲内に維持される必要があり、湿気や火災があってはならない。このような環境条件の維持に失敗すれば、システムが機能しない結果となる。
[0003]
従来のデータセンターは、異なる形式の環境制御装置や冷却メカニズムを利用して、計算システムを安全な温度範囲に維持している。例えば、ほとんどのデータセンターでは、コンピュータ室の空調(A/C)ユニットや空気処理ユニットなどの冷却ユニットが、冷えた空気や冷えた液体をラック間の通路を解して異なるラックに分配している。データセンターの計算システムはこうしたラックに収容されている。
[0004]
データセンターにおいて安全な環境条件を維持するにはエネルギー的に大きなコストがかかる。冷却した空気や冷却液を通路、ラック、及び計算システムを通して送らなければならない。環境条件を制御するためにこのエネルギー利用を最適化するため、データセンターの環境制御装置は、データセンターのサブ・プレナム(sub-plenum)やラックを通して送られる(pushed)冷却空気や冷却液の体積と温度を精密に制御しなければならない。残念ながら、多くのデータセンターは、過剰な冷却空気や冷却液を非常に低温で送っており、非常に大きい不必要なエネルギーコストをかけている。他のデータセンターでは、1つの計算デバイスのための環境的要件を満たすためだけに部屋全体を冷却して、その点において、データセンター内の他の計算装置に関してはエネルギーを浪費していることとなる。特許文献1は、データセンターにおいて、1つ以上の熱放出装置の吸気口と排気口での温度を検出する、1つ以上のコンポーネントを評価する方法を記載している。また、1つ以上のコンピュータ室空調(CRAC)ユニットにより供給される空気の温度も検出する。検出した吸気口温度、排気口温度、及び供給される空気の温度に基づき、熱放出装置の再循環(re-circulation)の指標を計算する。再循環の指標は、熱放出装置に供給する空気の様々な流れ場設定において決定され、その流れ場設定における熱放出装置の空気再循環の指標の変化にもとづき、コンポーネントを評価する。
[0005]
このように、ワイヤレスメッシュネットワークを用いてデータセンター内の環境条件を制御する装置と方法が必要である。
patcit 1 : 米国特許第7,031,870号

Disclosure of Invention

[0006]
本発明では、WSN内の複数のノードがワイヤレス送信器と受信器などにより互いに通信できるワイヤレスセンサネットワーク(WSN)を設ける。少なくともノードの一部は、電子機器が十分管理された雰囲気条件を必要とし、またはそれから利益を受けるようなデータセンター内の環境条件などの環境条件を検知するセンサを含む。これらの環境条件には、温度、圧力(気流レートに関するものなど)、その他の環境条件を含んでもよい。ノードは、無線通信距離内にある他のノードと通信できる通信プロトコルを利用して、複数の異なる経路をセンサ間のデータで追跡し、それらの経路で各センサからのデータを、ノードと通信しているゲートウェイ装置で受信できるようにして、ワイヤレスセンサネットワークの加熱、換気、及び空調(HCAC)システムを制御するようにする。
[0007]
少なくとも一実施形態では、少なくとも1つのゲートウェイと任意的に複数のゲートウェイを設ける。ゲートウェイはデータセンターなどのスペース用のHVAC制御装置ともインタフェースしている。例えば、ファンや空調ユニットは、制御システムが直接的に、または媒介ネットワーク装置を介して、ゲートウェイ装置に組み込まれている。1つ以上のノードに関連するWSN内のセンサが示す検知環境条件(例えば、温度)が所望パラメータ範囲の外にあるとき、最適でない条件を検出したセンサに関連する領域の環境制御ユニットに、その環境条件を補正するように動作させる。センサと環境制御機器との間の通信における冗長性の利益を有する制御システム全体が提供される。これによりさらに高い信頼性を提供できる。

Brief Description of Drawings

[0008]
[fig. 1] 様々な実施形態を動作させられるメッシュネットワーク環境を示す図である。
[fig. 2] メッシュネットワークで動作できるノードの一実施形態を示す図である。
[fig. 3] データセンターの冷却ラックの先行技術によるプロセス例を示す図である。
[fig. 4] スタックされた複数の電子機器をサポートする一組のラックを含む、一実施形態によるデータセンター構成を示す図である。
[fig. 5] データセンターにおける、一実施形態による展開例を示す図である。
[fig. 6] 影響ゾーン較正段階において決定された、異なるラックに関連する影響ゾーンを示す図である。
[fig. 7] 実施形態の処理フローを示すフロー図である。
[fig. 8] 実施形態の処理フローを示すフロー図である。
[0009]
以下の詳細な説明では、その一部である添付図面を参照する。図面には、例示により、開示の主題を実施できる具体的な実施形態を示した。言うまでもなく、これ以外の実施形態を用いてもよく、開示した主題の範囲から逸脱することなく、構造的な変更を施すこともできる。
[0010]
ここに説明する開示主題の様々な実施形態により、ワイヤレスメッシュネットワークを用いてデータセンターの環境条件を制御する装置と方法を提供する。一実施形態は、様々な環境条件を検知できる1つ以上の検知装置を含む、無線周波数(RF)装置(ワイヤレスノード)のネットワークに関する。ワイヤレスノードは、ワイヤレスデータ通信を用いて、ネットワークの他のノードと、またはネットワークコントローラ(例えば、ゲートウェイ)と、センサ情報や環境情報やネットワーク情報を通信できる。一実施形態におけるネットワークとノードの構成を以下に詳しく説明する。
[0011]
開示したシステムと方法の様々な実施形態は、データセンターを冷却するのに用いる冷却用空気や冷却液の体積と温度を制御する適応的方法を含む。以下に詳しく説明するように、様々な実施形態は複数の効果を奏する。これらの効果には次のものが含まれる。
[0012]
本システムと方法は、分散したワイヤレス圧力差センサを用い、データセンターに分配されている空気の体積をモニタし、特性を明らかにする。
[0013]
本システムと方法は、分散したワイヤレス温度センサを用いて、データセンター内の温度分布の特性を明らかにする。
[0014]
本システムと方法は、ワイヤレスベースの分散制御アーキテクチャを用いる。このアーキテクチャでは、制御装置のアレイがデータセンター内の冷却ユニットの動作を管理する。従来システムにおける集中制御方式と異なり、ここに説明する実施形態には単一障害点がない。こうしたアーキテクチャにより、分散意思決定、冗長性、及びフェイルオーバーが改善される。
[0015]
本システムと方法は、冷却の最適化のため、複数の冷却ユニットを管理する協調制御方式を用いる。
[0016]
本システムと方法は、コントローラがローカル検知情報を用いて関連冷却ユニットの動作を制御する、ローカル制御方式を用いる。
[0017]
本システムと方法は、温度や圧力差などの複数の検知モダリティに基づく制御方式を画定する。
[0018]
ここに説明する実施形態の上記その他の有利な効果は、当業者が本開示を読めば明らかになるであろう。
[0019]
ワイヤレスメッシュネットワーク技術は、いろいろな環境において、温度、圧力、湿度、気流/流体流、湿気、煙や火災などをモニタするため、センサをノードとして展開するために用いることができる。こうしたタイプのネットワークはワイヤレスセンサネットワーク(WSN)と呼ばれる。WSNの各センサは、一般的にはバッテリー駆動であり、それゆえワイヤレス構成で動作可能である。より詳細に説明するように、センサは、環境の様々な環境条件を継続的にモニタし、他のノード、及び/またはネットワークコントローラやゲートウェイと通信できる。
[0020]
図1は、ワイヤレスセンサ112のメッシュネットワーク110を含む、一実施形態のネットワーク環境を示す。各センサは、図2に示したコンポーネントの組み合わせとして実施でき、以下に詳しく説明する。ワイヤレスセンサネットワーク(WSN)110は一組のワイヤレスセンサ112(ノード)を含む。各ワイヤレスセンサ112は他の隣接ノードとデータ通信する。ノード112は、一般的には、メディアアクセスコントロール(MAC)レイヤにおいて、確立されたデータ通信プロトコルを用いて通信できる。MACレイヤは、周知のOSIネットワークモデルのデータリンクレイヤを構成する2つのサブレイヤのうちの1つである。MACレイヤは、一ノードのネットワークインタフェースから他のノードのネットワークインタフェースに、共有チャンネルを通して、データパケットを運ぶレイヤである。ノードは通信ネットワーク110中の任意の交点であり得る。ノードは受動的でもインテリジェントでもよい。一実施形態において、ノードは、情報を受信・分析し、受信情報の結果として何らかの動作をすることができるインテリジェントノードであると仮定する。この動作には、受信・処理した情報の記憶、受信情報の少なくとも一部の修正、情報の発信や再送信を含む。一実施形態のノードの詳細を図2に示す。
[0021]
引き続き図1を参照して、各ノード112は一意的な識別子を有し、WSN110のどの2つのノード間でもデータパケットやメッセージを送ることができる。データパケットやメッセージは、送信情報の自己充足的単位である。一般的に、データパケットは、ヘッダ、ペイロード、及び任意的なトレイラ(trailer)を有する。リンクは、一ノードから始まり他のノードで終わる経路である。ノード間のリンクすなわち経路は、行き先ノードに到達するまでに複数の中間ノード間の複数のホップを含むものであってもよい。ユニキャストまたはブロードキャスト送信におけるWSN110の2つのノード間のメッセージの転送はローカル通信と呼ぶ。
[0022]
WSN110の各ノード112は、ゲートウェイインタフェース106を介してゲートウェイ105とも通信できる。ゲートウェイ105は、WSN110と分析プロセッサ100との間の接続を提供する。分析プロセッサ100は、ゲートウェイ105を介してWSN110のノード112のいずれかからセンサデータを受信し、環境のモニタと制御のためにそのセンサデータを分析できる。ゲートウェイ105と分析プロセッサ100は、従来のデータ記憶装置104を用いてデータ記憶と読み出しをする。分析プロセッサ100は、インターネットなどのワイドエリアネットワーク108への接続もできる。このように、ゲートウェイ105とWSN110はインターネットへのアクセスをできる。
[0023]
WSN110は様々な方法で構成することができる。WSN110のノードアレイ内で、ノード112を追加、削除、または移動できる。各ノード112は、ノードが追加または移動したとき、WSN110において自機を加入または再構成する機能を含む。この機能の一部として、各ノード112は、自分の近くのノードをディスカバーし、自動的にネゴシエーションしてそれらとの通信経路を確立することができる。ノードは、その無線通信範囲内の近傍ノードと直接データ通信できる。各ノード112内のワイヤレストランシーバ(例えば、無線通信器)の強さに応じて、近傍ノード間の距離は可変である。アプリケーションによっては、WSN110を用いる環境では無線干渉が生じるとすると、ノード間のワイヤレスデータ通信が乱される可能性がある。こうした場合、各ノードは、近傍ノードとのデータ通信が失われたことを検知して、WSN110のその他の動作しているノードを通る代替的なデータ経路を用いるように、自機を再構成する。このように、WSN110は、環境における、及びワイヤレスネットワークの構成における条件変化に対して非常に適応的であり、
図2は、ノードに、ここに説明する方法を実行させる一組の命令を実行できる、ネットワークノードまたはセンサユニット200の形式のマシンを表す図である。別の実施形態では、ノードは、スタンドアロン装置として動作し、または他のマシンに(ネットワークで)接続されていてもよい。ネットワーク展開では、ノードは、クライアントーサーバネットワーク環境におけるサーバマシンまたはクライアントマシンとして動作でき、またはメッシュネットワークのようなピア・ツー・ピア(すなわち分散)ネットワーク環境のピアマシンとして動作できる。ノードは、コンピュータ、インテリジェントセンサ、ロジックデバイス、特定用途向け集積回路(ASIC)フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、ハードワイヤードモジュール、ネットワークルータ、ゲートウェイ、スイッチまたはブリッジ、マシンが行う動作を指定する一組の命令(順次またはそれ以外)を実行できる任意のマシンであり得る。さらに、図2には、1つのマシンを示したが、「マシン」または「ノード」は、個々に、または共同して、ここに説明するいずれかの方法を実行する一組の命令を実行する複数のマシンの集まりを含む。
[0024]
ノード例200は、プロセッサ202(例えば、中央処理ユニット(CPU))、メインメモリ204、任意的スタティックメモリ206を含み、これらはバス201を介して互いに通信する。ノード200は、1つ以上のセンサデバイス212、214、及び216をさらに含む。これらのセンサデバイスは、温度センサ、湿度センサ、気圧センサ、気流センサ、湿気検知器、一酸化炭素検出器、煙検出器、動き検知器、自身検出器、及び/または所望の環境条件を検出・測定するその他のタイプのセンサを含み得る。
[0025]
ノード200は、さらに、不揮発メモリ218、制御信号生成デバイス222、及びネットワークインタフェースデバイス208(例えば、ネットワークと接続できる無線トランシーバまたはワイヤレスデバイス)を含み得る。不揮発メモリ218は、マシン読み取り可能媒体219を含み、ここに開示する方法や機能を化体する1つ以上の組の命令(例えば、ソフトウェアとデータ220)を記憶している。命令220は、メインメモリ204、スタティックメモリ206内に、及び/またはノード200がそれを実行するときプロセッサ202内に、完全に、または部分的にある。メインメモリ204、スタティックメモリ206、及びプロセッサ202もマシン読み取り可能媒体を構成してもよい。ソフトウェア、命令、及び/または関連データ220は、さらに、ネットワークインタフェースデバイス208を介してネットワーク210で送信または受信してもよい。 ネットワークインタフェースデバイス208は、一実施形態のワイヤレスノード構成では、IEEE802.11標準のファミリなどのワイヤレスデータ転送プロトコルを用いて、ネットワーク210との間でデータを送受信する無線トランシーバを含む。このように、ノード200は、WSN110の他のノードとワイヤレスデータ通信を実行できる。制御信号生成デバイス222を用いて、暖房・換気・空調(HVAC)システム、ファン、ヒートポンプ、その他のセンサ212、214、216によりモニタされた環境条件を変更できるデバイスやシステムなどの環境管理システムの動作を制御できる。
[0026]
ワイヤレスネットワークシステムでは一般的に、ネットワークノードのワイヤレスデータトランシーバ(例えば、無線通信器)は、大きな電力を消費し、ノードのバッテリーパワーの最大ドレインである。そのため、ほとんどの時間は無線通信器を切り、ノードのバッテリー寿命を延ばす。一実施形態では、WSN110のすべてのノードは時間的に同期している。各ノードは、他のノードまたはゲートウェイとの無線通信のために、短時間だけウェイクアップする。そして、ノードの無線は切られ、次の通信サイクルまでスリープする。
[0027]
図3は、従来のデータセンターの構成と、センター内の標準的な温度制御プロセスを示す。図示した通り、周知のデータセンター構成は、電子機器をスタックした一組のラック310を含む。動作中の電子機器は熱を発生するので、コンピュータルーム空調(CRAC)ユニット312(コンピュータルームエアハンドラ(CRAH)とも呼ぶ)で、この機器を冷却しなければならない。CRAC312は冷却用空気を生成し、その空気は上げ床の下のスペース314を通ってラック310間の流路(例えば、流路316)にポンプで送られる。流路(例えば、流路316と318)には、低温流路と高温流路がある。流路316は低温流路である。流路318は高温流路である。低温流路(例えば、流路316)では、ラック310の電子機器の吸気口の入力側は低温流路(例えば、流路316)に向いている。冷却用空気は低温流路316にポンプで送られる。冷却用空気は、ラック310の電子機器の吸気口を通り、これらのシステムを冷却する。その空気は、ラック310を通ると、電子機器から熱を受け取る。加熱された空気はラック310を出て、高温流路(例えば、流路318)に行く。加熱された空気は高温流路を上って、最終的にCRAC312の入力側に戻り、再び冷却されてラック310に送られる。
[0028]
図3に示して説明した従来のデータセンターの空調システムは、データセンター内の温度を制御できるが、従来システムはエネルギー効率がよくない。さらに、従来のシステムは、ラック310中の電子装置の冷却需要を区別できない。例えば、ラック310中の電子システムは他のシステムよりも高い温度で操作する場合がある。システムによっては、必要とする気流レート(airflow rate)が大きいものもあれば小さいものもある。従来のシステムは、ラック310中の各電子機器の個別の環境需要に敏感でない。
[0029]
このように、ワイヤレスメッシュネットワークを用いてデータセンター内の環境条件を制御する装置と方法を開示する。一実施形態による装置と方法は、ワイヤレスセンサのネットワークを用いて、データセンター中の特定の場所の様々な環境条件を時間的にモニタし、将来の一時点におけるその場所の熱及び圧力の傾向を予測し、環境条件を所望の状態にする制御信号を生成する。ここに説明し特許請求する適応的環境制御方法と装置は、データセンター内の環境条件のより効率的な制御を可能とし、エネルギーを大幅に節約することができる。
[0030]
図4は、スタックされた複数の組の電子機器をサポートする一組のラック310を含む、一実施形態によるデータセンター構成を示す図である。例示では、ワイヤレスセンサデバイス410は、各ラック310の各側の様々な点に実装されている。ワイヤレスセンサデバイス410は、図2に示して説明したで梅雨として実施することができる。図1と図2を参照して説明したように、ワイヤレスセンサデバイス410は、ネットワーク110でワイヤレスにネットワークされ、ゲートウェイ105及び分析プロセッサ100とデータ通信している。各センサ410は、温度などの様々な環境条件を検知するように構成されている。センサ410は、所定の設定可能な時間間隔で、各センサロケーションにおいて、温度その他の環境条件を測定でき、環境データ測定値をそれに関連するタイムスタンプとともに保持する。センサ410は、データネットワーク110を用いて、タイムスタンプを付した環境データをセンサ識別子とともに分析プロセッサ100に送信する。このように、分析プロセッサ100は、ラック310に実装された各センサ410から、タイムスタンプを付した環境データを集めることができる。本開示を読んだ当業者には言うまでもなく、データセンターの各ラック内の任意の位置にあるラック310に、任意の個数のセンサ410を実装することができる。以下に詳しく説明するように、一般的に、センサ410の数が増えれば、データセンター内の環境条件のかすかな変化を検出できる。
[0031]
図5は、データセンターにおける、一実施形態による展開例を示す図である。以下に詳しく説明するように、典型的な展開には、分散ネットワークアーキテクチャでネットワークされたデバイスのアレイを含む。一実施形態では、ここに説明する適応システムは、ワイヤレスセンサ、ゲートウェイ、及びルータ、及びデータセンター中に分散したコントローラを含む複数種類のデバイスを含み得る。図5はシステム例500を示している。
[0032]
システム500に分散したデバイスの特徴を以下に説明し、図5と図6に示す。一データセンターは、複数のラック502を含み、環境制御を必要とする電子コンポーネントが配置されている。ラック502(i:)に関連してn個の環境センサ504(例えば、温度センサ)がある。ASHRAE(米国暖房冷凍空調学会)は、nを3とすることを推奨しているが、実際の展開では、nは望ましい検知粒度に応じて変化し得る。ある展開では、n個のセンサをラック502の高温側に配置する。ある展開では、すべてのラック502が温度センサ504を有する。他の展開では、1ラックおきに、または2ラックおきに、センサ504を有する。温度センサ504を有するラック502は、一般的に、そのラック上部に湿度センサを有する。図5に示したように、センサT1とT2は、ラック502の温度と湿度をモニタするラックセンサ504の例である。各センサ504は、上記の通り、ワイヤレスセンサネットワークに接続可能なワイヤレスネットワークセンサであり得る。
[0033]
図5に示した実施形態では、データセンター例は、4つの冷却ユニット(CU1、CU2、CU3、及びCU4)を含む。各冷却ユニットはそれに関連する2つのセンサを有する:冷却ユニットの供給側にあるセンサは、冷却ユニットが出す供給温度と湿度をモニタする。冷却ユニットの戻り側にある他のセンサは、冷却ユニットに入る戻り温度と圧力をモニタする。図5に示したように、センサC1は、例えば、冷却ユニットCU1における供給及び戻りの温度と湿度を提供する。他のセンサC2、C3、及びC4は、冷却ユニットCU2、CU3、及びCU4に対して同様の機能を行う。以下にもっと詳しく説明するように、センサC1、C2、C3、及びC4は、コントローラ機能と組み合わせて、対応する冷却ユニットの動作を制御することもできる。さらに、各センサC1、C2、C3、及びC4は、上記の通り、ワイヤレスセンサネットワークに接続可能なワイヤレスネットワークセンサであり得る。
[0034]
従来のデータセンターでは一般的であるように、上げ床タイプの供給空気分配の場合、上げ床の下に圧力センサを配置して、床下プレナム(sub-floor plenum)と室内の気圧差を測定する。圧力センサは上げ床の下に配置して、低温流路、高温流路、及び穴無しタイルと穴あきタイルがある低温流路の端にあるタイルの下側に取り付けできる。頭上空気分配の場合、圧力センサを配置して、供給空気ダクトと低温流路で測定した部屋との間の圧力差を測定する。図5に示した実施形態では、データセンター例は、4つの圧力センサP1、P2、P3、及びP4を含む。各圧力センサP1、P2、P3、及びP4は、上記の通り、ワイヤレスセンサネットワークに接続可能なワイヤレスネットワークセンサであり得る。各冷却ユニット(CU1、CU2、CU3、及びCU4)は2つの内部コントローラにより制御される:ユニットコントローラと、可変周波数駆動(VFD)コントローラ。ユニットコントローラは、通常、冷却ユニットとともに提供され、(a)冷却ユニットが供給(出力)する冷却用空気/冷却液の供給温度を変更し、(b)WSNを介して冷却ユニットの状態にアクセスするのに使われる。各冷却ユニットは、そのファンを制御する複数のVFDユニットを有していてもよい。各VFDユニットは、ファン速度の変更に用いるVFDコントローラを有する。
[0035]
図5に示した実施形態では、システム例500は、各冷却ユニットに関連するワイヤレスコントローラデバイス(WCD)を含む。ワイヤレスコントローラデバイスは、データを処理し、ローカル情報を記憶し、ワイヤレス無線を用いて情報をWSNに送信する点で、(上記の)ワイヤレスセンサデバイスと同様である。一実施形態では、WCD機能はセンサC1、C2、C3、及びC4のセンサ機能と結合することもできる。WCDは、冷却ユニット上のコントローラ(例えば、ユニットコントローラとVFDコントローラ)と接続する付加的ハードウェアインフラストラクチャも含む。例えば、WCDハードウェアインフラストラクチャは、(ModBus、BacNet、SNMP、LonTalkなどの)標準的プロトコルの1つにより、または4−20ma直接接続により、冷却ユニットのコントローラと通信できる。WCDは、(a)内部CRACコントローラの供給温度と湿度の設定点を修正し、(b)VFDコントローラにより冷却ユニットのファン速度を変更して、冷却ユニットの動作を制御する。図5に示した実施形態では、システム500は、上記の冷却ユニットセンサと結合して4つのWCD(C1、C2、C3、及びC4)を含む。各センサ/コントローラC1、C2、C3、及びC4は、上記の通り、ワイヤレスセンサネットワークで接続可能なワイヤレスネットワークセンサ/コントローラであり得る。
[0036]
ゲートウェイはワイヤレスセンサ504とセンサ/コントローラC1、C2、C3、C4を、インターネットなどのIPネットワークに接続する。図5に示した実施形態では、データセンターは、データネットワーク506に接続された2つのゲートウェイG1とG2を含む。センサ504とセンサ/コントローラC1、C2、C3、C4は、G1とG2を通して、IPベースネットワークに接続する。
[0037]
図5に示した実施形態では、システム500は、分析・制御ユニット(ACU)510と呼ばれる集中ソフトウェアシステムを含む。ACU510は、検知、制御、及び状態情報をすべて記憶する。この情報はワイヤレスセンサ504とセンサ/コントローラC1、C2、C3、及びC4によりゲートウェイG1とG2に転送される。ACU510は主に、情報のリポジトリであり、システム500のシステムワイドデータ処理をする。
[0038]
図5に示した実施形態では、ワイヤレスセンサ504、センサ/コントローラC1、C2、C3、及びC4、及びゲートウェイG1とG2(ここでは、ネットワークデバイスと総称する)は、メッシュデータ通信ネットワークを構成して、ネットワークデバイス間に接続性を提供する。一実施形態では、以下に説明する複数組の通信経路を、システム500のネットワークデバイス間に生成する。各検知または制御ネットワークデバイス(すなわち、ワイヤレスセンサ504と、センサ/コントローラC1、C2、C3、及びC4)は、ゲートウェイG1とG2にマルチホップ通信経路を有する。各検知または制御ネットワークデバイスは、定期的にセンサおよび/または制御情報、デバイス状態、冷却ユニット状態、などの情報を、ゲートウェイG1とG2に送信できる。センサ及び/または制御情報はACU510で集積される。例えば、図5に示したように、ネットワーク検知デバイスT1は、センサT1が集めた検知情報を、ネットワーク検知デバイスT2とT3を通して検知情報をルーティングすることにより、ゲートウェイG1に送信できる。
[0039]
ゲートウェイは、システム中のすべての検知及び制御デバイスへの通信経路を有する。ゲートウェイは、ネットワークデバイスにコマンド、状態情報、またはデータセンター関連情報を送信できる。例えば、図5に示した実施形態では、ゲートウェイG2は、コントローラC2、センサT1、T2、及びT3、及びその他のゲートウェイに、現在の状態を知らせるように要求できる。各検知デバイス504は、一定数のコントローラ(例えば、コントローラC1、C2、C3、及びC4)への通信経路を有する。各検知デバイス504は、その通信経路を用いて、定期的に、センサデータ(温度、圧力、湿度など)をワイヤレスセンサネットワークのコントローラに配信する。
[0040]
コントローラ(例えば、コントローラC1、C2、C3、及びC4)は、ネットワーク検知デバイス504の一部に通信経路を有する。コントローラは、状態情報を送信でき、または検知デバイス504に最新のセンサデータを提供するように要求できる。
[0041]
コントローラは、他のコントローラへの通信経路も有する。コントローラ(例えば、コントローラC1、C2、C3、及びC4)は、複数の冷却ユニットを協調的に制御するために、互いに通信できる。例えば、コントローラC1とC2は、互いに通信して、冷却ユニットCU1とCU2のファン速度が、冷却ユニットCU1とCU2により影響を受けるラックに、適量の冷却用空気/液を供給するようにする。
[0042]
環境適応システム500全体は、上記の通り、データセンター内に異なるワイヤレス検知及び制御デバイスを配置することにより動作できる。ネットワークデバイスのシステムを配置すると、システム500は複数の段階を通って動作する。これらの段階には、1)システム初期化段階、2)影響ゾーン較正段階、3)通常動作段階、及び4)システム適応段階、が含まれる。一実施形態によるこれらのシステム段階は以下に説明する。
[0043]
一環境適応システムのネットワークされたワイヤレス検知デバイス504、ルータ、コントローラ(例えば、コントローラC1、C2、C3、及びC4)、及びゲートウェイ(例えば、G1とG2)は、初期段階で互いに通信できる。この段階では、ネットワークデバイスに互いに情報を通信させるマルチホップメッシュネットワーキングインフラストラクチャを構成することができる。
[0044]
影響ゾーン較正段階において、コントローラ(例えば、コントローラC1、C2、C3、及びC4)と検知デバイス504は、較正プロセスを通って、データセンターの部分やゾーンに冷却ユニット(例えば、CU1、CU2、CU3、及びCU4)がいかに影響するか学習する。図6は、冷却ユニット、ラック、およびネットワークデバイスを有するデータセンターを示す。図6は、異なる冷却ユニットに関連する影響ゾーンも示す。冷却ユニットの影響ゾーンは、冷却ユニットが供給する冷却液の温度と体積に熱的状態が影響を受けるすべてのラックを含む。図6の例に示したように、ラック1の環境条件はCU1に影響され、一方、ラック7の環境条件はCU1とCU3の両方に影響される。すべての冷却ユニットの影響ゾーンを特定する較正プロセスは、マニュアルでも自動でもできる。較正プロセスにより、冷却ユニット(例えば、CU1、CU2、CU3、及びCU4)、コントローラ、及びネットワークされた検知デバイス504をデータセンターのゾーンと関連付ける情報を含む影響ゾーンテーブルが得られる。上記の通り、システム適応段階において、影響ゾーンテーブルを用いることができる。影響ゾーンテーブルは、ネットワークされた各検知デバイス504、制御ノードに記憶でき、及び/またはコントローラまたはACU510に集中的に記憶できる。
[0045]
通常動作において、ネットワークされた検知デバイス504は、環境条件を定期的にモニタし、環境状態情報をゲートウェイ(例えば、G1またはG2)とそれに関連するコントローラ(例えば、コントローラC1、C2、C3、及びC4)の一方に送信する。安定状態では、環境条件は所定限度内にあり、適応は必要ない。しかし、環境条件が所定限度外にあるとき、以下に説明するように、システム500のシステム適応段階に入る。
[0046]
ロードの増減や冷却ユニットの故障などの原因により、通常動作中にデータセンターの環境条件が変化するので、新しい動作条件に合わせて、データセンターの環境条件を所定限度内にするため、冷却用空気/液の体積と温度の両方を変更する必要がある。システム適応には、一般的に、異なる冷却ユニット(例えば、CU1、CU2、CU3、及びCU4)における、温度設定点の変更とファン速度の変更が必要である。ここに説明する一実施形態の分散適応システムは、(a)変化した環境条件を特定し、(b)影響を受けた冷却ユニットを特定し、(c)関係する冷却ユニットコントローラに、必要な変更を通知し、(d)必要な変更を行い、(e)配置したネットワークされたセンサ504をフィードバックメカニズムとして用いて、冷却ユニットにおける変更が安全に、効果的に、効率的に行われるようにするためのインフラストラクチャを提供する。一実施形態の分散適応システムの詳細を以下に説明する。
[0047]
一実施形態によるワイヤレス温度センサ504は、2つの設定可能閾値:最大(Tmax)と最小(Tmin)を維持する。温度がTmaxより高いと(すなわち、所定限度幅からはずれると)、ネットワークされた検知デバイス504の近くのラック502に収納されている電子システムの動作状態が安全でないことを意味する。温度がTminより低いと(すなわち、所定限度幅からはずれると)、冷却のし過ぎということであり、エネルギーを効率的に使っていないことになる。一実施形態の分散適応システムの一目的は、ラック502の吸気口における温度をTminとTmaxの間に(すなわち、所定限度範囲内に)維持することである。
[0048]
一実施形態では、システム500における温度適応は次のように行われる。最初に、各ネットワークされた検知デバイス504がその場所の温度(T)を定期的に測定する。測定した温度が事前に設定したTminとTmaxの間にあれば、ネットワークされた検知デバイス504はこの測定温度情報または現在の状態情報を最も近いゲートウェイ(すなわち、G1またはG2)に送ることができる。ゲートウェイはこの情報をネットワーク506を介してACU510に転送する。ACU510は、この情報を記憶して所定処理時間間隔で処理してもよいし、受信しだい処理してもよい。しかし、ネットワークされた検知デバイス506が測定した温度(T)が所定範囲[Tmin,Tmax]の外にあるとき、ネットワークされた検知デバイス504は適応モードに入る。適応モードでは、ネットワークされた検知デバイス504は、自分の影響ゾーンテーブルにアクセスして、自分に関連する(自分の近くの場所の環境条件に影響できる)冷却ユニット(例えば、CU1、CU2、CU3、またはCU4)とコントローラ(例えば、C1、C2、C3、及びC4)を特定する。ネットワークされた検知デバイス504は、その場所に影響できるコントローラを特定すると、そのコントローラ(例えば、C1、C2、C3、及びC4)と最も近いゲートウェイ(例えば、G1またはG2)にメッセージを送信できる。ネットワークされた検知デバイス504が送信するメッセージは、そのコントローラに、関連冷却ユニットに所望環境条件を求めさせる、その冷却ユニット宛のコマンドを発行するように要求する情報を含む。例えば、ネットワークされた検知デバイス504は、それが測定した温度(T)がTmaxより高いと判断すると、関連冷却ユニットに供給温度を下げるか、ファン速度を上げるか、または両方をさせる、その関連冷却ユニット宛のコマンドを発行するように、関連コントローラに要求できる。ネットワークされた検知デバイス504は、それが測定した温度(T)がTみnより低いと判断すると、関連冷却ユニットに供給温度を上げるか、ファン速度を下げるか、または両方をさせる、その関連冷却ユニット宛のコマンドを発行するように、関連コントローラに要求できる。同様に、ネットワークされた検知デバイス504は、それが測定した圧力または湿度が所定限度範囲外であると判断すると、関連冷却ユニットに環境条件を変更させる、その関連冷却ユニット宛のコマンドを発行するように、関連コントローラに要求できる。
[0049]
適応モードでは、ネットワークされた検知デバイス506は、システム500を所望の環境条件にするときに、より頻繁に環境条件を検知・測定して、変化を記録するように構成してもよい。ネットワークされた検知デバイス506は、環境条件が変化すると、その環境条件の変化を特定する情報を、ネットワークされたコントローラにフィードバックとして送信できる。このように、ネットワークされた検知デバイス506は、ネットワークされたコントロールを支援して、環境条件が変化するレートを判断できる。環境条件の変化が速すぎなければ、コントローラはこれに反応して冷却ユニットに然るべきコマンドを送れる。
[0050]
一実施形態では、ネットワークされた検知デバイスの振る舞いを以下のように記述できる。
デバイスの下記パラメータを設定:
L = デバイスの位置
Id = デバイスの識別子
Tmin = 位置Lにおける温度の下限
Tmax = 位置Lにおける温度の上限
sn = 通常モードにおける検知間の経過時間
sh = オーバーヒートモードにおける検知間の経過時間
mh = 温度が < Tmax となる最大待ち時間
si = オーバークールモードにおける検知間の経過時間
ml = 温度が > Tmin となる最大待ち時間
mode = 通常
[0051]
[Math. 1]




ネットワークされたコントローラデバイス(例えば、C1、C2、C3、C4)は、それが制御する冷却ユニットが供給する冷却用空気/液の供給温度を管理する。ネットワークされたコントローラは、それが制御する冷却ユニットの状態を継続的に(例えば、所定の時間間隔で)モニタする。ネットワークされたコントローラは、関連ゲートウェイに、ステータス情報及びその他の動作情報を送る。ネットワークされたコントローラは、ネットワークされたレポーティング検知デバイス504から、ネットワークされた検知デバイス504における温度が所定閾値より高い(すなわち、所定限度範囲外)ことを示す温度アラートメッセージを受信すると、オーバーヒート補正モードに入る。このモードでは、ネットワークコントローラは、影響ゾーンテーブルを用いて、このラックに影響するすべての冷却ユニットを決定する。
[0052]
次に、ネットワークコントローラは、これらの冷却ユニットと関連するコントローラとメッセージをやりとりして、ネットワークされた検知デバイスの位置における温度を許容範囲内(すなわち、所定限度範囲内)にするために、冷却ユニットで設定する必要がある供給温度を決定する。ネットワークされたコントローラは、計算された供給温度を用いて、冷却ユニットに設定点コマンドを送る。ネットワークされたコントローラは、オーバーヒート補正モードのままでいて、ネットワークされたレポーティング検知デバイス504からアクノレッジメントを受信するまで、冷却ユニット(CRAC/CRAHユニット)に設定点コマンドを定期的に送ってもよい。アクノレッジメントは、例えば、ネットワークされた検知デバイスの位置における温度が最大閾値より低い温度になったこと(すなわち、温度が所定限度内に下がったこと)を示すものである。ネットワークされたコントローラは、ネットワークされたレポーティング検知デバイス504からのアクノレッジメントに加えて、冷却ユニットの供給温度及び戻り温度のセンサをチェックして、冷却ユニットが制御コマンドに応答していることを確認してもよい。さらに、ネットワークされたコントローラは、ネットワークされたレポーティング検知デバイス506から、環境条件に生じた変化を特定する定期的な情報メッセージを受信することもできる。このように、ネットワークされた検知デバイス506は、ネットワークされたコントロールを支援して、環境条件が変化するレートを判断できる。ネットワークされたコントローラは、環境条件の変化が速すぎなければ、これに反応して冷却ユニットに対する設定点コマンドを然るべく調節できる。
[0053]
同様に、ネットワークされたコントローラは、ネットワークされたレポーティング検知デバイス504から、ネットワークされた検知デバイス504における温度が所定閾値より低い(すなわち、所定限度範囲外)ことを示す温度アラートメッセージを受信すると、アンダーテンプ補正モードに入る。このモードでは、ネットワークコントローラは、影響ゾーンテーブルを用いて、このラックに影響するすべての冷却ユニットを決定する。 次に、ネットワークコントローラは、これらの冷却ユニットと関連するコントローラとメッセージをやりとりして、ネットワークされた検知デバイスの位置における温度を許容範囲内(すなわち、所定限度範囲内)にするために、冷却ユニットで設定する必要がある新しい供給温度を決定する。ネットワークされたコントローラは、計算された供給温度を用いて、冷却ユニットに設定点コマンドを送り、冷却ユニットにその供給温度を上げさせる。この供給温度の上昇は、1ステップずつ行うことができる。例えば、冷却ユニットの設定点を約t度変更してから、ネットワークされたコントローラはレポーティング検知デバイス504からのアクノレッジメントまたは情報メッセージを待つ。コントローラは、レポーティング検知デバイス504からのアクノレッジメントまたはフィードバックが、温度が所望範囲内(すなわち、所定限度範囲内)に入ったことを示すまで、冷却ユニットの設定点温度を上昇させ続けることができる。また、コントローラは、自分の動作について、他のコントローラとゲートウェイに通知する。
[0054]
一実施形態では、温度制御するネットワークされたコントローラの振る舞いを以下のように記述できる。
デバイスの下記パラメータを設定:
Sa = コントローラがデバイスからのアックを待つ時間
smax = コントローラがアックを待つ最大時間
Tdef = 冷却ユニットに設定したデフォルト温度
CU = コントローラデバイスに関連する冷却ユニット
izt = CUが影響するデバイスのリスト
[0055]
[Math. 2]


ネットワークされたコントローラデバイス(例えば、C1、C2、C3、C4)は、ワイヤレス圧力差センサ504を用いて、適量の冷却用空気/液をデータセンターに供給する。一実施形態では、この体積制御は、各冷却ユニットに可変周波数ドライブ(VFD)を設けることにより行える。ネットワークされたコントローラデバイスは、冷却ユニットのVFDに設定した速度を制御するように構成してもよい。ネットワークされたコントローラは、VFDの速度を変更することにより、冷却ユニットにより供給される冷却用空気/液の体積を制御できる。ワイヤレス圧力差センサ504は、ユーザ選択可能閾値に対する圧力変化をモニタし、レポーティングセンサ504の位置における圧力条件を示す情報を、コントローラに提供する。ネットワークされたコントローラは、この情報を用いて、冷却ユニットのVFDに対して設定された速度を調節して、冷却ユニットが供給する冷却用空気/液の体積を調節して、レポーティングセンサ504の位置における圧力を所定限度幅内にする。
[0056]
一実施形態では、圧力差センサの振る舞いを以下のように記述できる。
デバイスの下記パラメータを設定:
L = デバイスの位置
Id = デバイスの識別子
Pmin = 位置Lにおける圧力差の下限
Pmax = 位置Lにおける圧力差の上限
sn = 通常モードにおける検知間の経過時間
sh = 過加圧モードにおける検知間の経過時間
mh = 圧力差 < Pmax となる最大待ち時間
si = 過小圧モードにおける検知間の経過時間
ml = 圧力差 > Pmax となる最大待ち時間
mode = 通常
[0057]
[Math. 3]




ネットワークされたコントローラデバイス(C1、C2、C3、C4など)は、ワイヤレス圧力差センサ504から圧力情報を受信する。あるレポーティングセンサ504の位置で測定した圧力差が所定閾値より小さい(または大きい)と(すなわち、所定限度幅外だと)、コントローラは圧力補正モードに入る。このモードでは、ネットワークコントローラは、影響ゾーンテーブルを用いて、このラックに影響するすべての冷却ユニットを決定する。次に、ネットワークコントローラは、これらの冷却ユニットと関連するコントローラとメッセージをやりとりして、ネットワークされた検知デバイスの位置における圧力を許容範囲内(すなわち、所定限度範囲内)にするために、冷却ユニットで設定する必要がある新しいVFD速度を決定(し、冷却ユニットにより供給される冷却用空気/液の体積を調節)する。ネットワークされたコントローラは、計算されたVFD速度を用いて、冷却ユニットに速度設定コマンドを送り、その冷却ユニットにファン速度を増減させ、それによりその冷却ユニットが供給する冷却用空気/液の体積を調整させる。あるレポーティングセンサ504の位置において測定した圧力差が所定閾値より低いとき、ネットワークされたコントローラは、その冷却ユニットに命令して、VFD速度を上げて、冷却ユニットにファン速度を上げさせて、それによりその冷却ユニットが供給する冷却用空気/液の体積を大きくさせる。冷却用空気/液の体積の体積を大きくすることにより、対応して、レポーティングセンサ504の位置における圧力が高くなる。同様に、あるレポーティングセンサ504の位置において測定した圧力差が所定閾値より高いとき、ネットワークされたコントローラは、その冷却ユニットに命令して、VFD速度を下げて、冷却ユニットにファン速度を下げさせて、それによりその冷却ユニットが供給する冷却用空気/液の体積を小さくさせる。冷却用空気/液の体積の体積を小さくすることにより、対応して、レポーティングセンサ504の位置における圧力が低くなる。
[0058]
一実施形態では、圧力制御するネットワークされたコントローラの振る舞いを以下のように記述できる。
デバイスの下記パラメータを設定:
Sa = コントローラがデバイスからのアックを待つ時間
smax = コントローラがアックを待つ最大時間
Pdef = 冷却ユニットのデフォルトファン速度
izt = デバイスのリストを含む影響ゾーンテーブル
CU = コントローラデバイスに関連する冷却ユニット
[0059]
[Math. 4]




図7は、一実施形態における基本的処理フロー700を示すフロー図である。図示したように、一実施形態は、複数のワイヤレスネットワークセンサのうちのレポーティングワイヤレスネットワークセンサからワイヤレスセンサネットワークを介して、環境条件に必要な修正を示す情報を含むアラートメッセージを受信する段階(処理ブロック710)と、ネットワークされたコントローラにおいて環境条件に必要な修正を示す前記情報を用いて、前記環境条件を修正できるデバイスに、前記アラートメッセージ中の情報に対応するやりかたで、前記環境条件を修正するよう命じる段階(処理ブロック710)とを含む。
[0060]
図8は、他の一実施形態における基本的処理フロー800を示すフロー図である。図示したように、一実施形態は、1つ以上の影響ゾーンであって、各影響ゾーンはその内部の環境条件を修正できるデバイスを制御できるネットワークされたコントローラを特定する情報を含む影響ゾーンを画定する段階(処理ブロック810)と、一影響ゾーン内の環境条件を検知する段階(処理ブロック815)と、前記影響ゾーン情報を用いて、ネットワークされたコントローラのうちどれが影響ゾーン内の環境条件を修正できるデバイスを制御できるか判断する段階(処理ブロック820)と、前記影響ゾーン内の環境条件を修正できるデバイスを制御できると判断されたネットワークコントローラに、ワイヤレスセンサネットワークを介して、前記環境条件に必要な修正を示す情報を含むアラートメッセージを送信する段階(処理ブロック825)とを含む。
[0061]
様々な実施形態の装置とシステムを含み得るアプリケーションは、いろいろな電子システムやコンピュータシステムを広く含む。ある実施形態は、モジュール間で、またはモジュールを通して関連制御信号及びデータ信号を通信する、相互接続された2つ以上のハードウェアモジュールやデバイスで、または特定用途集積回路の一部として、機能を実施する。このように、本システムはソフトウェア、ファームウェア、及びハードウェアで実施できる。
[0062]
ある実施形態では、アプリケーションにより構成されたノードは、ここに説明した一定の動作を実行するように構成され、動作する「モジュール」を構成する。他の実施形態では、「モジュール」は、機械的または電子的に実施することもできる。例えば、モジュールは、一定の動作を実行するように(例えば、特定目的プロセッサ内で)永久的に構成された専用回路またはロジックであってもよい。モジュールは、一定の動作をするソフトウェアにより一時的に構成されたプログラマブルロジックや回路(例えば、汎用プロセッサやその他のプログラマブルプロセッサに含まれるもの)であってもよい。言うまでもなく、モジュールを機械的に、または専用かつ永久的に構成された回路で、または一時的に構成された回路(例えば、ソフトウェアで構成されたもの)で実施する決定は、コストと時間を考慮して導かれ得る。したがって、「モジュール」との用語は、物理的に構成され、または永久的に構成され(例えば、ハードワイヤーにより)、または一時的に構成され(例えば、プログラムにより)、一定のやり方で動作し、ここに説明した一定の動作を実行する、機能的構成要素を含むと理解すべきである。
[0063]
マシン読み取り可能媒体219を実施形態では1つの媒体として示したが、「マシン読み取り可能媒体」は、1つ以上の組の命令を記憶する、単一媒体または複数媒体(例えば、集中または分散データベース、及び/または関連するキャッシュとサーバ)を含むと解すべきである。「マシン読み取り可能媒体」との用語は、そのマシンにより実行される一組の命令を記憶、エンコード、または担うことができ、そのマシンにここに説明した方法のいずれかを実行させる任意の媒体を含むと介すべきである。したがって、「マシン読み取り可能媒体」との用語は、固体メモリ、光及び磁気媒体、搬送波信号を含むが、これらに限定されない。
[0064]
ソフトウェア及び/または関連データは、送信媒体を用いてネットワークで送信できる。「送信媒体」との用語は、マシンに送信して実行するために、命令を記憶、エンコード、または担うことができる任意の媒体を含むと解すべきであり、デジタル通信信号、アナログ通信信号、またはかかるソフトウェア及び/またはデータの送信と通信を行うその他の無形媒体を含む。
[0065]
ここに説明した実施形態の例示は、様々な実施形態の構成を一般的に理解してもらうことを意図しており、ここに説明した構成を利用するコンポーネントやシステムの要素や特徴のすべてを完全に記述することを意図したものではない。ここに記載した説明を読めば、当業者には他の多くの実施形態が明らかとなるであろう。他の実施形態を利用したり導き出し、本開示の範囲から逸脱することなく、構成的かつ論理的な代替や変更を行うこともできる。図面は表示的なものであり、スケール通りに描かれてはない。ある比率は拡大されているものもあり、他の比率には縮小されているものもある。それゆえ、明細書と図面は例示であって限定ではないと考えるべきである。
[0066]
この説明中、「上」、「下」、「上部」、「下部」、「第1の」、「第2の」などの用語を含む場合があるが、これらは説明を目的としたものであり、限定をするものではない。要素、材料、ジオメトリ、寸法、動作順序は具体的なアプリケーションに合わせてすべて変更できる。一部の実施形態の部分を他の実施形態の部分に含めてもよいし、置き換えてもよい。上記の例の寸法や範囲は典型値であり、実施形態はこれらの寸法や範囲に限定されない。
[0067]
要約は37C.F.R.セクション1.74(b)に則り、読者に技術的開示の性質と要点をすばやく理解させるものである。要約は、請求項の範囲や意味を解釈したり限定したりするためには使用されないとの理解に基づき提出するものである。
[0068]
上記の詳細な説明では、開示を簡明にする目的で、いろいろな特徴を1つの実施形態としてグループ化した。この開示方法を、請求項に記載した実施形態が各請求項で明示的に記載した以上の特徴を有することを反映していると解釈してはならない。よって、以下に記載する請求項は詳細な説明に組み込まれ、各請求項がそれぞれ別々の実施形態を構成する。
[0069]
このように、ワイヤレスメッシュネットワークを用いてデータセンター内の環境条件を制御する装置と方法を開示する。開示の主題を複数の実施形態を参照して説明したが、言うまでもなく、用いた言葉は説明と例示用の言葉であり、限定をする言葉ではない。すべての態様において、開示した主題の範囲と精神から逸脱することなく、現在及び補正後の請求項の範囲内で変更をできる。開示の主題は具体的な手段、材料、及び実施形態を参照して説明したが、開示の主題はこれらの具体的な開示に限定されない。むしろ、本主題は、添付した請求項の範囲内に入る機能的に等価な構成、方法、及び使用にまで及ぶ。

産業上の利用性

[0070]
本発明の産業上の利用可能性は、ワイヤレスセンサネットワーク(WSN)内のノードにおいて環境条件を検知し、許容範囲外の条件を検出すると、HVAC機器と通信して、検出した性能が最適でない領域の環境条件を調整するWSNを提供することにある。
[0071]
本発明の他の目的は、制御システムのセンサと環境制御機器とを有し、ノードと、通信に冗長性を設け、HVACシステムとインタフェースした少なくとも1つのゲートウェイ装置との間に複数の通信経路を有するWSN内のノードを有する環境条件制御システムを提供することである。
[0072]
本発明の他の一目的は、環境センサを有するノードと、そのノードがある領域のための直接環境制御機器とを有するWSNを提供することである。ノードは、一領域と関連し、環境条件が望ましくないことを検出するように構成されている。制御機器は、WSNのセンサが望ましくない環境条件を検出した領域の環境の質を改善するように、その環境を制御する。
[0073]
産業上の利用可能性を示す本発明のさらに他の目的は、詳細な説明、添付した図面、及び特許請求の範囲を読めば、明らかになるであろう。
なお、上記実施形態に関連して以下の付記を記す。
(付記1) 複数のワイヤレスネットワークセンサのうちのレポーティングワイヤレスネットワークセンサからワイヤレスセンサネットワークを介して、環境条件に必要な修正を示す情報を含むアラートメッセージを受信する段階と、
ネットワークされたコントローラにおいて環境条件に必要な修正を示す前記情報を用いて、前記環境条件を修正できるデバイスに、前記アラートメッセージ中の情報に対応するやりかたで、前記環境条件を修正するよう命じる段階と、を有する、方法。
(付記2) 前記ネットワークコントローラが、前記環境条件を修正できるデバイスに命じてから、前記レポーティングワイヤレスネットワークセンサからフィードバック情報を受信する段階を含む、付記1に記載の方法。
(付記3) 前記環境条件を修正できるデバイスは冷却ユニットである、付記1に記載の方法。
(付記4) 前記環境条件は温度である、付記1に記載の方法。
(付記5) 前記環境条件は圧力である、付記1に記載の方法。
(付記6) レポーティングワイヤレスネットワークセンサから前記ワイヤレスセンサネットワーク中のゲートウェイを介して前記アラートメッセージを受信する段階を含む、付記1に記載の方法。
(付記7) 前記環境条件は所定限度内にあるか決定する段階を含む、付記1に記載の方法。
(付記8) 前記環境条件を修正できるデバイスに供給温度を修正するよう命じる段階を含む、付記1に記載の方法。
(付記9) 前記環境条件を修正できるデバイスにファン速度を修正するよう命じる段階を含む、付記1に記載の方法。
(付記10) 1つ以上の影響ゾーンであって、各影響ゾーンはその内部の環境条件を修正できるデバイスを制御できるネットワークされたコントローラを特定する情報を含む影響ゾーンを画定する段階と、
一影響ゾーン内の環境条件を検知する段階と、
前記影響ゾーン情報を用いて、ネットワークされたコントローラのうちどれが影響ゾーン内の環境条件を修正できるデバイスを制御できるか判断する段階と、
前記影響ゾーン内の環境条件を修正できるデバイスを制御できると判断されたネットワークコントローラに、ワイヤレスセンサネットワークを介して、前記環境条件に必要な修正を示す情報を含むアラートメッセージを送信する段階と、を含む、方法。
(付記11) 前記影響ゾーン内の環境条件を修正できるデバイスを制御できると判断されたネットワークコントローラに、前記ネットワークコントローラが環境条件を修正できるデバイスに命じてから、フィードバック情報を送信する段階を含む、付記10に記載の方法。
(付記12) 前記環境条件を修正できるデバイスは冷却ユニットである、付記10に記載の方法。
(付記13) 前記環境条件は温度である、付記10に記載の方法。
(付記14) 前記環境条件は圧力である、付記10に記載の方法。
(付記15) 前記ワイヤレスセンサネットワーク中のゲートウェイを介して前記アラートメッセージを送信する段階を含む、付記10に記載の方法。
(付記16) 前記環境条件は所定限度内にあるか決定する段階を含む、付記10に記載の方法。
(付記17) ネットワークされた検知デバイスであって、
1つ以上の影響ゾーンであって、各影響ゾーンはその内部の環境条件を修正できるデバイスを制御できるネットワークされたコントローラを特定する情報を含む影響ゾーンに関連する情報を記憶する記憶コンポーネントと、
影響ゾーン内の環境条件を検知する検知コンポーネントであって、影響ゾーン情報を用いてネットワークされたコントローラのうちどれが前記影響ゾーン内の環境条件を修正できるデバイスを制御できるか判断する検知コンポーネントと、
前記影響ゾーン内の環境条件を修正できるデバイスを制御できると判断されたネットワークコントローラに、ワイヤレスセンサネットワークを介して、前記環境条件に必要な修正を示す情報を含むアラートメッセージを送信するネットワーク通信コンポーネントと、を含む、検知デバイス。
(付記18) 前記影響ゾーン内の環境条件を修正できるデバイスを制御できると判断されたネットワークコントローラに、前記ネットワークコントローラが環境条件を修正できるデバイスに命じてから、フィードバック情報を送信するようにさらに較正された、付記17に記載のネットワークされた検知デバイス。
(付記19) 機械により実行されると、前記機械に次の段階を実行させる機械実行可能命令を記憶した機械読み取り可能媒体を有する製品:
1つ以上の影響ゾーンであって、各影響ゾーンはその内部の環境条件を修正できるデバイスを制御できるネットワークされたコントローラを特定する情報を含む影響ゾーンに関連する情報を記憶する段階と、
一影響ゾーン内の環境条件を検知する段階と、
前記影響ゾーン情報を用いて、ネットワークされたコントローラのうちどれが影響ゾーン内の環境条件を修正できるデバイスを制御できるか判断する段階と、
前記影響ゾーン内の環境条件を修正できるデバイスを制御できると判断されたネットワークコントローラに、ワイヤレスセンサネットワークを介して、前記環境条件に必要な修正を示す情報を含むアラートメッセージを送信する段階。
(付記20) 前記影響ゾーン内の環境条件を修正できるデバイスを制御できると判断されたネットワークコントローラに、前記ネットワークコントローラが環境条件を修正できるデバイスに命じてから、フィードバック情報を送信するようにさらに較正された、付記19に記載の製品。
(付記21) ワイヤレスセンサネットワークと、
前記ワイヤレスセンサネットワークを介してデータ通信する1つ以上のネットワークされたコントローラであって、1つ以上の影響ゾーン内の環境条件を修正できるデバイスを制御するように較正されたコントローラと、
前記1つ以上のネットワークされたコントローラと前記ワイヤレスセンサネットワークを介してデータ通信する複数のネットワークされた検知デバイスであって、
各検知デバイスは前記1つ以上の影響ゾーンに関する情報を記憶するように構成され、
各影響ゾーンはその内部の環境条件を修正できるデバイスを制御できる1つ以上のネットワークされたコントローラを特定する情報を含み、
各ネットワークされた検知デバイスは、さらに、影響ゾーン内の環境条件を検知し、影響ゾーン情報を用いて、ネットワークされたコントローラのうちどれが前記影響ゾーン内の環境条件を修正できるデバイスを制御できるか判断するように較正され、
各ネットワークされた検知デバイスは、さらに、影響ゾーン内の環境条件を修正できるデバイスを制御できると判断されたネットワークコントローラに、前記ワイヤレスセンサネットワークを介して、アラートメッセージを送信するように個性され、
前記アラートメッセージは環境条件に必要な修正を示す情報を含む、システム。
(付記22) 各ネットワークされた検知デバイスは、前記影響ゾーン内の環境条件を修正できるデバイスを制御できると判断されたネットワークコントローラに、前記ネットワークコントローラが環境条件を修正できるデバイスに命じてから、フィードバック情報を送信するようにさらに構成されている、付記21に記載のシステム。

Claims

[1]
1つの部屋において2つ以上の影響ゾーンを画定する段階であって、 前記部屋には、前記2つ以上の影響ゾーン内の環境条件を修正できる2つ以上のデバイスを協調的に制御するようにネットワーク化された2つ以上のコントローラが含まれ、該コントローラには、前記2つ以上の影響ゾーンのうちの特定の影響ゾー ン内の環境条件を修正できる 特定のデバイスを制御できる 少なくとも1つのコントローラを特定する情報 まれる、段階と
レポーティングワイヤレスネットワークセンサからワイヤレスセンサネットワークを介してアラートメッセージを受信する段階であって、前記ワイヤレスセンサネットワークは、ワイヤレスデータ通信する複数の静止したワイヤレスネットワークセンサを有し、各ワイヤレスネットワークセンサは、少なくとも1つの環境条件を検知するように構成され、 且つ前記ワイヤレスセンサネットワークの他のワイヤレスセンサネットワークセンサとの間でデータをルーティングするように構成され、前記アラートメッセージは、前記ワイヤレスセンサネットワークの少なくとも1つの中間の静止したワイヤレスネットワークセンサを経由することにより、前記レポーティングワイヤレスネットワークセンサからゲートウェイにルーティングされ、前記アラートメッセージは、前記特定の影響ゾーン内の環境条件に必要な修正を示す情報を含む、段階と、
前記特定の影響ゾーンの情報を用いて、前記ネットワーク された2つ以上のコントローラのうちどれが、前記特定の影響ゾーン内の環境条件を修正できる 特定のデバイスを制御できるか判断する段階と、
ネットワーク されたコントローラにおいて環境条件に必要な修正を示す前記情報を用いて、前記特定の影響ゾーン内の前記環境条件を修正できる 特定のデバイスに、前記アラートメッセージ中の情報に対応するやりかたで、前記環境条件を修正するよう命じる段階と、
を有する、方法。
[2]
前記ネットワーク 化されたコントローラ が前記環境条件を修正できる 特定のデバイスに命じてから、前記レポーティングワイヤレスネットワークセンサからフィードバック情報を受信する段階を含む、請求項1に記載の方法。
[3]
前記環境条件を修正できる 特定のデバイスは冷却ユニットである、請求項1に記載の方法。
[4]
前記環境条件は温度である、請求項1に記載の方法。
[5]
前記環境条件は圧力である、請求項1に記載の方法。
[6]
前記ゲートウェイから前記アラートメッセージを受信する段階を含む、請求項1に記載の方法。
[7]
前記環境条件は所定限度内にあるか決定する段階を含む、請求項1に記載の方法。
[8]
前記特定のデバイスにファン速度を修正するよう命じる段階を含む、請求項1に記載の方法。
[9]
1つの部屋にお いて2つ以上の影響ゾーンを画定する段階であって、 前記部屋には、前記2つ以上の影響ゾーン内の環境条件を修正できる2つ以上のデバイスを協調的に制御するようにネットワーク化された2つ以上のコントローラが含まれ、該コントローラには、前記2つ以上の影響ゾーンのうちの特定の影響ゾー ン内の環境条件を修正できる 特定のデバイスを制御できる 少なくとも1つのコントローラを特定する情報 含む まれる、影響ゾーンを画定する段階と、
前記特定の影響ゾーン内の環境条件を検知する段階と、
前記特定の影響ゾーンの情報を用いて、ネットワーク されたコントローラのうちどれが前記特定の影響ゾーン内の環境条件を修正できる 特定のデバイスを制御できるか判断する段階と、
前記特定の影響ゾーン内の環境条件を修正できる 特定のデバイスを制御できると判断されたネットワークコントローラに、ワイヤレスセンサネットワークを介して、アラートメッセージを送信する段階であって、前記ワイヤレスセンサネットワークは、ワイヤレスデータ通信する複数の静止したワイヤレスネットワークセンサを有し、各ワイヤレスネットワークセンサは、少なくとも1つの環境条件を検知するように構成され、前記ワイヤレスセンサネットワークの他のワイヤレスセンサネットワークセンサとの間でデータをルーティングするように構成され、前記アラートメッセージは、前記ワイヤレスセンサネットワークの少なくとも1つの中間の静止したワイヤレスネットワークセンサを経由することにより、前記ネットワークコントローラにルーティングされ、前記アラートメッセージは、前記特定の影響ゾーン内の環境条件に必要な修正を示す情報を含み、前記環境条件に必要な修正を示す情報は、前記環境条件を修正 でき特定のデバイスに、前記アラートメッセージ中の情報に対応するように、前記環境条件を修正するように命令するように用いられる段階と、を含む、方法。
[10]
前記特定の影響ゾーン内の環境条件を修正できる 特定のデバイスを制御できると判断されたネットワークコントローラに、前記ネットワークコントローラが環境条件を修正できる 特定のデバイスに命じてから、フィードバック情報を送信する段階を含む、請求項9に記載の方法。
[11]
前記環境条件を修正できる 特定のデバイスは冷却ユニットである、請求項9に記載の方法。
[12]
前記環境条件は温度である、請求項9に記載の方法。
[13]
前記環境条件は圧力である、請求項9に記載の方法。
[14]
前記ワイヤレスセンサネットワーク中のゲートウェイを介して前記アラートメッセージを送信する段階を含む、請求項9に記載の方法。
[15]
前記環境条件は所定限度内にあるか決定する段階を含む、請求項9に記載の方法。
[16]
1つの部屋における2つ以上の影響ゾーン内の環境条件を修正できる2つ以上のデバイスを協調的に制御するようにネットワーク された 2つ以上の検知デバイスであって、
1つの部屋における2つ以上の影響ゾーン に関連する情報を記憶する記憶コンポーネントであって、 該記憶コンポーネントには、前記2つ以上の影響ゾーンのうちの特定の影響ゾー ン内の環境条件を修正できる 特定のデバイスを制御できる 少なくとも1つのコントローラを特定する情報 まれる、記憶コンポーネントと、
前記特定の影響ゾーン内の環境条件を検知する検知コンポーネントであって、前記特定の影響ゾーンの情報を用いてネットワーク された2つ以上のコントローラのうちどれが前記特定の影響ゾーン内の環境条件を修正できる 特定のデバイスを制御できるか判断する検知コンポーネントと、
前記特定の影響ゾーン内の環境条件を修正できる 特定のデバイスを制御できると判断されたネットワークコントローラに、ワイヤレスセンサネットワークを介して、アラートメッセージを送信するネットワーク通信コンポーネントであって、前記ワイヤレスセンサネットワークは、ワイヤレスデータ通信する複数の静止したワイヤレスネットワークセンサを有し、各ワイヤレスネットワークセンサは、少なくとも1つの環境条件を検知するように構成され、前記ワイヤレスセンサネットワークの他のワイヤレスセンサネットワークセンサとの間でデータをルーティングするように構成され、前記アラートメッセージは、前記ワイヤレスセンサネットワークの少なくとも1つの中間の静止したワイヤレスネットワークセンサを経由することにより、ネットワークコントローラにルーティングされ、前記アラートメッセージは、前記特定の影響ゾーン内の環境条件に必要な修正を示す情報を含み、前記環境条件に必要な修正を示す情報は、前記環境条件を修正 でき特定のデバイスに、前記アラートメッセージ中の情報に対応するように、前記環境条件を修正するように命令する、ネットワーク通信コンポーネントと、を含む、 ネットワーク化された検知デバイス。
[17]
前記特定の影響ゾーン内の環境条件を修正できる 特定のデバイスを制御できると判断されたネットワークコントローラに、前記ネットワークコントローラが環境条件を修正できる 特定のデバイスに命じてから、フィードバック情報を送信するようにさらに構成された、請求項16に記載のネットワーク された検知デバイス。
[18]
コンピュータプログラムであって、コンピュータにより実行されると、前記コンピュータに、
1つの部屋における2つ以上の影響ゾーン に関連する情報を記憶する段階であって、 前記部屋には、前記2つ以上の影響ゾーン内の環境条件を修正できる2つ以上のデバイスを協調的に制御するようにネットワーク化された2つ以上のコントローラが含まれ、該コントローラには、前記2つ以上のうちの特定の影響ゾー ン内の環境条件を修正できる 特定のデバイスを制御できる 少なくとも1つのコントローラを特定する情報 まれる、記憶する段階と、
前記特定の影響ゾーン内の環境条件を検知する段階と、
前記特定の影響ゾーンの情報を用いて、ネットワーク された2つ以上のコントローラのうちどれが前記特定の影響ゾーン内の環境条件を修正できる 特定のデバイスを制御できるか判断する段階と、
前記特定の影響ゾーン内の環境条件を修正できる 特定のデバイスを制御できると判断されたネットワークコントローラに、ワイヤレスセンサネットワークを介して、アラートメッセージを送信する段階であって、前記ワイヤレスセンサネットワークは、ワイヤレスデータ通信する複数の静止したワイヤレスネットワークセンサを有し、各ワイヤレスネットワークセンサは、少なくとも1つの環境条件を検知するように構成され、前記ワイヤレスセンサネットワークの他のワイヤレスセンサネットワークセンサとの間でデータをルーティングするように構成され、前記アラートメッセージは、前記ワイヤレスセンサネットワークの少なくとも1つの中間の静止したワイヤレスネットワークセンサを経由することにより、前記ネットワークコントローラにルーティングされ、前記アラートメッセージは、前記特定の影響ゾーン内の環境条件に必要な修正を示す情報を含み、前記環境条件に必要な修正を示す情報は、前記環境条件を修正 でき特定のデバイスに、前記アラートメッセージ中の情報に対応するように、前記環境条件を修正するように命令する段階と、
を実行させるコンピュータプログラム。
[19]
前記特定の影響ゾーン内の環境条件を修正できる 特定のデバイスを制御できると判断されたネットワークコントローラに、前記ネットワークコントローラが環境条件を修正できる 特定のデバイスに命じてから、フィードバック情報を送信するようにさらに構成された、請求項18に記載のコンピュータプログラム。
[20]
ワイヤレスデータ通信する複数の静止したワイヤレス センサネットワー クを有し、各ワイヤレスネットワークセンサは、少なくとも1つの環境条件を検知するように構成され、前記ワイヤレスセンサネットワークの他のワイヤレスセンサネットワークセンサとの間でデータをルーティングするように構成されたワイヤレスセンサネットワークと、
前記ワイヤレスセンサネットワークを介してデータ通信するネットワーク された2つ以上のコントローラであって、 該ネットワーク化された2つ以上のコントローラは、1つの部屋における 2つ以上の影響ゾーン内の環境条件を修正できる2つ以上のデバイスを協調的に制御し、前記2つ以上のデバイスのうちの少なくとも1つのデバイスは、前記2つ以上の影響ゾーンのうちの特定の影響ゾーン内の環境条件を修正できる 特定のデバイスを制御するように構成され 、コントローラと、
前記ネットワーク された2つ以上のコントローラと前記ワイヤレスセンサネットワークを介してデータ通信する前記複数の静止したワイヤレスネットワークセンサであって、各ワイヤレスネットワークセンサは1つ以上の影響ゾーンに関する情報を記憶するように構成され、 前記コントローラには、前記2つ以上の影響ゾーンのうちの特定の影響ゾーン の環境条件を修正できる 特定のデバイスを制御できる 少なくとも1つのコントローラを特定する情報 まれ、各ネットワーク されたワイヤレスネットワークセンサは、さらに、前記特定の影響ゾーン内の環境条件を検知し、前記特定の影響ゾーンの情報を用いて、ネットワーク された2つ以上のコントローラのうちどれが前記特定の影響ゾーン内の環境条件を修正できる 特定のデバイスを制御できるか判断するように構成され、各ネットワーク されたワイヤレスネットワークセンサは、さらに、前記特定の影響ゾーン内の環境条件を修正できる 特定のデバイスを制御できると判断されたネットワークコントローラに、前記ワイヤレスセンサネットワークを介して、アラートメッセージを送信するように構成され、前記アラートメッセージは、前記ワイヤレスセンサネットワークの少なくとも1つの中間の静止したワイヤレスネットワークセンサを経由することにより、前記ネットワークコントローラにルーティングされ、前記アラートメッセージは、前記特定の影響ゾーン内の環境条件に必要な修正を示す情報を含み、前記環境条件に必要な修正を示す情報は、前記環境条件を修正 でき特定のデバイスに、前記アラートメッセージ中の情報に対応するように、前記環境条件を修正するように命令するように用いられる、ワイヤレスネットワークセンサと
を含むシステム。
[21]
各ネットワーク されたワイヤレスネットワークセンサは、前記特定の影響ゾーン内の環境条件を修正できる 特定のデバイスを制御できると判断されたネットワークコントローラに、前記ネットワークコントローラが環境条件を修正できる 特定のデバイスに命じてから、フィードバック情報を送信するようにさらに構成されている、請求項20に記載のシステム。


Drawings

[ Fig. 1]

[ Fig. 2]

[ Fig. 3]

[ Fig. 4]

[ Fig. 5]

[ Fig. 6]

[ Fig. 7]

[ Fig. 8]