Система контроля параметров работы и условий эксплуатации фермы для майнинга криптотокенов
Владельцы патента RU 2681336:
Общество с ограниченной ответственностью "ФЕЙСМЭН ТЕКНОЛОДЖИ" (RU)
Изобретение относится к системе контроля параметров работы и условий эксплуатации фермы для майнинга криптотокенов. Технический результат заключается в обеспечении контроля параметров работы и условий эксплуатации фермы для майнинга криптотокенов. Система содержит блок питания, управляющий микрокомпьютер, установленный в блоке питания, устройства для регистрации рабочих параметров фермы, установленные на хэш-платах в майнерах фермы, и устройство для регистрации эксплуатационных параметров фермы, расположенное в блоке питания. 2 ил.
Изобретение относится к системам, предназначенным для обеспечения безопасной и эффективной работы фермы для добычи (майнинга) криптотокенов на базе платежных систем Bitcoin (далее – ферма), в частности, для контроля параметров ее работы и эксплуатационных параметров оборудования фермы.
Ферма для майнинга криптотокенов состоит из нескольких майнеров, представляющих собой электронно-вычислительные устройства, которые, как правило, включают: материнскую плату, хеш-платы, микрокомпьютер, блок питания для микрокомпьютера.
Известны устройства, предназначенные для работы Web-фермы, включающие в себя программное обеспечение, и позволяющие осуществлять синхронизацию данных, с возможностью контроля в процессе работы Web-фермы, имеются ли новые данные для Web-фермы, переведения Web-фермы в подготовительное состояние в случае их наличия, переведения Web-фермы в состояние фиксирования изменений, если элементы Web-фермы успешно примут новые данные и переведения Web-фермы в состояние преждевременного завершения, если какой-либо из элементов Web-фермы неуспешно примет новые данные (патент РФ №2314547,10.04.2005).
Однако, данные устройства не предполагают регистрации рабочих параметров фермы, эксплуатационных параметров и их анализа с целью предотвращения возможного возникновения различных внештатных ситуаций при несоответствии указанных параметров оптимальным при работе фермы.
Техническая проблема, на решение которой направлено заявляемое изобретение заключается в разработке системы, обеспечивающей непрерывный контроль рабочих параметров и условий эксплуатации фермы для майнинга криптотокенов, включающий регистрацию и анализ рабочих параметров фермы, позволяющей повысить оперативность реагирования для предупреждения внештатных ситуаций и, как результат, исключения ошибок в работе фермы.
Техническим результатом изобретения является повышение надежности защиты работы фермы для майнинга криптотокенов от повреждения важных рабочих узлов при возникновении нештатных ситуаций и обеспечение стабильной работы фермы с сохранением производительности на заданном уровне на протяжении всего процесса майнинга.
Указанный технический результат достигается за счет того, что система контроля параметров работы и условий эксплуатации (например, температуры хеш-плат, количества тока, проходящего через хеш-платы, температуры и влажности окружающей среды) фермы для майнинга криптотокенов содержит блок питания, управляющий микрокомпьютер (далее – мастер), установленный в блоке питания, устройства для регистрации рабочих параметров фермы, установленные на хэш-платах в майнерах фермы и устройство для регистрации эксплуатационных параметров фермы, расположенное в блоке питания (далее - устройства для регистрации), при этом, устройства для регистрации, расположенные на хэш-платах, выполнены с возможностью передачи данных по последовательному периферийному интерфейсу на микрокомпьютеры майнеров,
прибор автоматического выключения питания фермы, установленный в блоке питания, при этом, мастер имеет возможность подключения к микрокомпьютерам майнеров фермы по локальной вычислительной сети для получения данных с устройств для регистрации и статистических данных с микрокомпьютеров майнеров, а также к устройству для регистрации, расположенном в блоке питания, для получения данных по проводной связи. Кроме того, мастер выполнен с возможностью передачи данных об эксплуатационных параметрах фермы и показателях ошибки работы фермы в интерфейс, а также содержит блок приема и сбора данных, обеспечивающий прием, обработку статистических данных работы фермы, информации о рабочих параметрах и эксплуатационных параметрах фермы, выполненный с возможностью передачи текущих значений эксплуатационных параметров фермы в интерфейс, а информации о рабочих параметрах фермы и статистических данных- в блок принятия решений мастера для проведения анализа параметров работы фермы, статистических данных и принятия решения о дальнейших действиях, при этом, блок принятия решений мастера связан с интерфейсом для отправки информации о показателях ошибки работы фермы, исполнительный блок, связанный с блоком принятия решения для получения от него сигнала и служащий для передачи команды на микропроцессор мастера о необходимости аварийного отключения фермы при несоответствии рабочих параметров фермы оптимальным для ее работы и блок запуска, связанный с блоком принятия решения для получения от него сигнала и выполненный с возможностью отправки команды микропроцессору мастера о сохранении состояния прибора автоматического выключения и подачи электроэнергии при соответствии рабочих параметров фермы стандартным допустимым при работе фермы, прибор автоматического выключения питания фермы связан с микропроцессором мастера, при этом, микропроцессор выполнен с возможностью управления прибором автоматического выключения питания фермы.
Система позволяет регистрировать и контролировать такие параметры работы фермы для майнинга, как: температура хеш-плат, количество тока, потребляемое хеш-платами и эксплуатационные параметры фермы: температуру окружающей среды, влажность воздуха.
В качестве устройства для регистрации рабочих параметров фермы и эксплуатационных параметров оборудования могут использоваться соответствующие датчики.
Для контроля рабочих параметров фермы датчики температуры и датчики тока, встроены в хеш-платы каждого майнера – электронно-вычислительного устройства для добычи криптотокенов.
Кроме того, система выполнена с возможностью определения на основе данных, полученных с устройств регистрации, снижения количества хеш-плат в каждом майнере и майнеров в цепи. Это достигается в системе за счет детектирования устройствами регистрации отсутствия тока на хеш-платах, что позволяет сделать вывод о выходе из строя хеш-платы или всех хеш-плат майнера и провести оперативное устранение неполадок, что в свою очередь, позволяет поддерживать стабильную и эффективную работу фермы и исключить снижение производительности за счет обеспечения максимально оперативного и своевременного устранения неполадок.
Для контроля эксплуатационных параметров оборудования датчик температуры окружающей среды и влажности воздуха устанавливают в блоке питания.
Мастер содержит микропроцессор с установленным на нем программным обеспечением. Мастер работает посредством программного обеспечения и содержит следующие блоки: блок приема и сбора данных, блок принятия решений, исполнительный блок, блок запуска.
Мастер выполнен с возможностью получения информации об эксплуатационных параметрах оборудования фермы с устройства для регистрации, расположенном в блоке питания, по проводной связи, а также получения информации о рабочих параметрах фермы с устройств регистрации, расположенных в майнерах, и статистических данных с микрокомпьютеров майнеров фермы по локальной вычислительной сети.
При этом система выполнена с возможностью передачи информации о рабочих параметрах фермы с устройств для регистрации, установленных на хеш-платах майнеров, в микрокомпьютер соответствующего майнера.
Кроме того, система посредством мастера позволяет собирать, обрабатывать и анализировать информацию о параметрах работы фермы, полученных с микрокомпьютеров майнеров, эксплуатационных параметрах, полученных с устройства для регистрации, расположенном в блоке питания и статистических данных, таких как: ошибка работы хеш-платы (доля неверно выполненных операций хеширования), производительность хеш-плат (хэшрейт – вычислительная мощность, количество операций хэширования в секунду). Статистические данные регистрируются микроконтроллерами хеш-плат и материнских плат в микрокомпьютере каждого майнера.
Мастер позволяет производить сбор, обработку статистических данных, параметров работы фермы, полученных с микрокомпьютеров майнеров, а также эксплуатационных параметров, полученных с устройства для регистрации, расположенном в блоке питания. При этом, мастер выполнен с возможностью установки в нем временного интервала для сбора статистических данных, данных о параметрах работы фермы и эксплуатационных параметрах. Таким образом, система позволяет осуществлять их непрерывный контроль для чего блок приема и сбора данных мастера принимает данные через заданные промежутки времени с майнеров, собирающих зарегистрированные параметры с датчиков и формирующих статистические данные, через указанные промежутки времени, а также датчика, установленного в блоке питания, для передачи в последующие блоки мастера для анализа и принятия решений.
При этом, система посредством блока приема и сбора данных позволяет отражать текущие эксплуатационные параметры работы фермы (температуру и влажность окружающей среды) в интерфейсе оператора/пользователя. Возможность непрерывного отображения регистрируемых системой эксплуатационных параметров, реализованная в системе, в интерфейсе, обеспечивает своевременное оповещение оператора, что позволяет оператору осуществлять непрерывный контроль и корректировку эксплуатационных параметров для поддержания оптимальных. Это позволяет не допустить перегрева оборудования фермы в случае повышения температуры окружающей среды и выход его из строя, а также не допустить повреждения оборудования вследствие его коррозии, обусловленной длительной повышенной влажностью воздуха окружающей среды. Таким образом, система позволяет достичь повышения надежности защиты работы фермы от повреждения важных рабочих узлов за счет повышения оперативности реагирования для принятия мер по предотвращению нештатных ситуаций.
Блок принятия решений мастера содержит информацию о значениях параметров работы фермы (стандартные допустимые параметры), являющихся оптимальными для ее функционирования, а также допустимой ошибке работы хеш-плат, заданной оптимальными параметрами работы хеш-плат, оптимальной производительности хеш-плат.
Блок принятия решений позволяет осуществлять анализ статистических данных: ошибок работы хеш-плат, производительности хеш-плат, для чего блок принятия решений сравнивает полученные данные с допустимой ошибкой работы хеш-плат, заданной оптимальными параметрами работы хеш-плат, оптимальной производительностью хеш-плат с получением данных по отклонению текущих параметров от заданных и допустимых при работе фермы (показатели ошибки работы фермы). Результат анализа направляется на интерфейс. Ошибка работы фермы является результатом неисправности хеш-плат и ведет к снижению производительности фермы. Возможность получения оператором показателей ошибки работы фермы позволяет осуществлять оперативный контроль за ошибкой работы фермы и принимать оперативные меры по их устранению (например, осуществлять оперативную замену хеш-плат), что обеспечивает стабильную работу фермы и сохранение ее производительности на заданном уровне на протяжении всего процесса майнинга.
Кроме того, блок принятия решений выполнен с возможностью анализа параметров работы фермы путем сравнения текущих параметров работы фермы, полученных с блока приема данных с хранящимися стандартными допустимыми параметрами работы фермы и принятия решения об изменении или не изменении состояния прибора автоматического выключения питания фермы.
Система позволяет при несоответствии регистрируемых датчиками параметров работы фермы стандартным допустимым параметрам при работе фермы передавать посредством блока принятия решения сигнала о необходимости завершения работы фермы на исполнительный блок.
Таким образом, мастер выполнен с возможностью осуществления управления прибором автоматического выключения питания фермы на основе полученных данных путем отправки исполнительным блоком команды о необходимости аварийного выключения фермы через микропроцессор мастера, на прибор автоматического выключения при несоответствии рабочих регистрируемых параметров оптимальным.
Возможность непрерывного контроля параметров работы фермы и ее автоматического выключения при несоответствии рабочих параметров фермы стандартным допустимым параметрам для работы фермы позволяет повысить надежность защиты работы фермы от повреждения важных рабочих узлов при возникновении нештатных ситуаций.
Прибор автоматического выключения питания фермы связан с микропроцессором мастера посредством проводной связи.
В качестве прибора автоматического выключения могут использоваться транзисторы, реле и другие устройства для замыкания/размыкания электрической цепи. Мастер может осуществлять управление прибором автоматического выключения и включения слаботочными электрическими сигналами.
Для осуществления соединения для передачи данных между микрокомпьютерами майнеров и мастером может быть использован коммутатор.
Блок питания также осуществляет функцию снабжения майнеров фермы электроэнергией и подключается к ней проводной связью.
Сущность изобретения поясняется фигурами 1, 2, на которых изображена общая схема работы системы (фиг. 1) и блок-схема последовательности операций, выполняемых программным обеспечением мастера и иллюстрирующей общий вид примерного процесса информационного обмена между устройствами системы и фермой в варианте осуществления настоящего изобретения (фиг. 2).
На фигурах позициями 1-17 обозначены:
1 – майнер;
2 – хеш-плата (в каждом майнере);
3 – датчик температуры (на каждой хеш-плате);
4 – датчик тока (на каждой хеш-плате);
5 – материнская плата (в каждом майнере);
6 – микрокомпьютер (в каждом майнере);
7 – блок питания фермы;
8 – датчик температуры окружающей среды и влажности;
9 – IGBT транзистор;
10 – мастер;
11 – коммутатор,
12 – блок приема и сбора данных,
13 – блок принятия решений,
14 – исполнительный блок,
15 – микропроцессор,
16 – блок запуска,
17 – интерфейс.
Система работает следующим образом.
В ферме может содержаться n-ое количество майнеров, имеющих аналогичный состав и укомплектованных одинаковым набором датчиков.
Датчики 3 и 4, встроенные в хеш-платы 2 материнских плат 5 майнеров 1, непрерывно осуществляют регистрацию температуры хеш-плат, потребления тока хеш-платами (параметры работы фермы). Микрокомпьютеры майнеров собирают данные с датчиков 3 и 4. Каждые 10 секунд блок приема и сбора данных мастера 12 осуществляет прием указанных данных с майнеров по локальной вычислительной сети через коммутатор 11.
Одновременно, датчик 8, расположенный в блоке питания 7, регистрирует температуру и влажность окружающей среды (эксплуатационные параметры фермы), при этом блок приема и сбора данных 12 мастера 10 принимает соответствующую информацию по проводной связи каждые 10 секунд.
Блок приема и сбора данных 12 мастера 10 также с интервалом 10 секунд принимает статистические данные: производительность фермы, ошибку работы хеш-плат, отправляемые микрокомпьютерами 6 майнеров по локальной вычислительной сети через коммутатор 11.
Поступившая в блок приема данных 12 мастера 10 информация обрабатывается, одновременно информация об эксплуатационных параметрах фермы опосредовано направляются на интерфейс 17, а статистические данные и информация о параметрах работы фермы отправляется на анализ в блок принятия решений 13. Блок принятия решений 13 мастера анализирует полученные данные путем сравнения полученных с блока приема данных 12 о температуре хеш-плат, потреблении тока хеш-платами (параметрах работы фермы) с хранящимися в блоке принятия решений 13 стандартными допустимыми параметрами работы фермы, и данных о производительности фермы, ошибке работы хеш-плат - с хранящимися данными о допустимой ошибке работы хеш-плат, заданной оптимальной производительности хеш-плат. Результаты анализа статистических данных, а именно, вычисленная ошибка работы фермы направляется на интерфейс. На основании результатов анализа параметров работы фермы в блоке принятия решений 13 принимается решение об изменении или не изменении через исполнительный блок 14 состояния IGBT транзистора 9. При несоответствии регистрируемых датчиками параметров работы фермы стандартным допустимым параметрам при работе фермы, блок принятия решения 13 передает сигнал о необходимости завершения работы фермы на микропроцессор 15 мастера 10 через исполнительный блок 14. Микропроцессор 15 изменяет напряжение на выходе, в результате чего IGBT транзистор 9, расположенный в блоке питания 7, размыкает электрическую цепь, что приводит к аварийному отключению питания фермы.
Если в результате анализа данных о параметрах работы фермы блок принятия решения 13 устанавливает, что параметры работы фермы являются допустимыми, то блок принятия решения направляет сигнал блоку запуска 16 для отправки команды микропроцессору 15 мастера 10, управляющему IGBT транзистором 9 о сохранении состояния IGBT транзистора (если он уже включен) и подачи электроэнергии майнерам через IGBT транзистор. При этом, получив команду блока запуска 16, микропроцессор 15 сохраняет управляющее напряжение на прежнем уровне, в результате чего не происходит размыкание электрической цепи IGBT транзистором 9 и продолжается подача электроэнергии к ферме (В случае, когда IGBT транзистор выключен, при этом регистрируемые параметры работы фермы являются допустимыми, то блок запуска отправляет сигнал на изменение состояние выходного напряжение для включения IGBT транзистора для подачи электроэнергии на майнеры).
Возможность осуществления системой непрерывного контроля рабочих параметров фермы и автоматического выключения питания фермы в случае несоответствия параметров работы фермы установленным позволяет повысить надежность защиты работы фермы и исключить возникновение нештатных ситуаций, при этом обеспечивается эффективная работа фермы.
Контроль за температурой хеш-плат позволяет предотвратить их перегрев и, как следствие, выход из строя. Осуществление контроля за потреблением тока хеш-платами также позволяет исключить перегрев хеш-плат при потреблении тока выше установленного значения.
Реализация изобретения также позволяет достичь повышения надежности защиты работы фермы от повреждения важных рабочих узлов за счет повышения оперативности реагирования для принятия мер по предотвращению нештатных ситуаций, возникающих в результате проведения процесса майнинга при повышенных влажности и температуре окружающей среды. Возможность оперативного реагирования для принятия мер по предотвращению нештатных ситуаций обусловлена непрерывным выводом системой текущих параметров температуры и влажности окружающей среды в интерфейс. Температура и влажность окружающей среды имеют большое значение при проведении процесса майнинга фермами. Повышение температуры окружающей среды может оказывать негативное влияние на процесс работы фермы, что может привести к перегреву оборудования фермы и его выходу из строя. Влажность также является одним из факторов, влияющих на работу фермы, поскольку работа фермы в помещении с повышенной влажностью приводит к стремительной коррозии железных деталей электротехнических устройств, что приводит к изнашиваемости и выходу из строя оборудования фермы, а работа фермы в помещении с пониженной влажностью приводит к перегреву, т.к. при понижении влажности снижается теплопроводность воздуха.
Система контроля параметров работы и условий эксплуатации фермы для майнинга криптотокенов, содержащая блок питания, управляющий микрокомпьютер, установленный в блоке питания, устройства для регистрации рабочих параметров фермы, установленные на хэш-платах в майнерах фермы, и устройство для регистрации эксплуатационных параметров фермы, расположенное в блоке питания, при этом устройства для регистрации рабочих параметров фермы выполнены с возможностью передачи данных на микрокомпьютеры майнеров, прибор автоматического выключения питания фермы, установленный в блоке питания, при этом управляющий микрокомпьютер имеет возможность подключения к микрокомпьютерам майнеров фермы для получения данных с устройств для регистрации рабочих параметров фермы, расположенных на хэш-платах, и статистических данных с микрокомпьютеров майнеров, а также к устройству для регистрации эксплуатационных параметров фермы, расположенному в блоке питания, для получения данных, кроме того, управляющий микрокомпьютер выполнен с возможностью передачи данных об эксплуатационных параметрах фермы и показателях ошибки работы фермы в интерфейс, а также содержит блок приема и сбора данных, обеспечивающий прием, обработку статистических данных работы фермы, информации о рабочих параметрах и эксплуатационных параметрах фермы, выполненный с возможностью передачи текущих значений эксплуатационных параметров фермы в интерфейс, а информации о рабочих параметрах фермы и статистических данных - в блок принятия решений управляющего микрокомпьютера для проведения анализа параметров работы фермы, статистических данных и принятия решения о дальнейших действиях, при этом блок принятия решений управляющего микрокомпьютера связан с интерфейсом для отправки информации о показателях ошибки работы фермы, исполнительный блок, связанный с блоком принятия решения для получения от него сигнала и служащий для передачи команды на микропроцессор управляющего микрокомпьютера о необходимости аварийного отключения фермы при несоответствии рабочих параметров фермы оптимальным для ее работы, и блок запуска, связанный с блоком принятия решения для получения от него сигнала и выполненный с возможностью отправки команды микропроцессору управляющего микрокомпьютера о сохранении состояния прибора автоматического выключения и подачи электроэнергии при соответствии рабочих параметров фермы стандартным допустимым при работе фермы, прибор автоматического выключения питания фермы связан с микропроцессором управляющего микрокомпьютера, при этом микропроцессор выполнен с возможностью управления прибором автоматического выключения питания фермы.
