猫盘折腾记：Debian下的LED、风扇自动控制脚本

2019-10-01 本文已影响0人重案组知乎

一、背景

按照猫盘 (ARMADA A3720) 刷机教程给猫盘刷了Debian系统（顺便说一下：用SATA接口的硬盘安装不成功，必须用U盘），感觉良好。只是风扇呼呼转个不停，LED成了摆设，虽然可以用命令行控制风扇和LED，但作为一个有追求的人，显然不满足于玩具式的手动控制，必须得榨干猫盘的硬件潜力，为我服务！

二、目标与设计

经过一番搜索调研后，摸清技术方案后，设立了如下基本目标：

温度达到预设高值时，风扇启动；
温度降至预设低值时，风扇停转；
温度达到危险温度时，立即关机。
用LED指示系统的状态：
- 红色LED：指示风扇状态（可理解为温度）。点亮表示正在转动。
- 绿色LED：指示主硬盘工作状态。点亮表示工作状态，呼吸表示处于待机状态；
- 蓝色LED：未使用；

猫盘的红绿蓝三色LED，每个都可以独立设定启用0-255级亮度的常亮方式或呼吸方式。如果同时点亮则是混色效果，理论上可以产生非常多的组合（挺好玩的），不过颜色太多的话，混色后不好辨认，就失去指示的意义了。

三、准备工作

0.（已废弃，用下面的CPU温度取代）探测硬盘温度

因为smartmontools会干扰我的WD蓝盘进入休眠状态，故不再使用。

为了检测硬盘的温度，需要安装smartmontools:

apt-get install smartmontools

安装后，测试一下：

root@catdrive:~# smartctl -a -d ata /dev/sda | grep -m 1 Temperature | awk '{print $10}'
41
root@catdrive:~# smartctl -i -n standby /dev/sda | grep "mode"|awk '{print $4}'
ACTIVE

通过上面两行命令，查询到硬盘为41度，Active模式(即运转中)。

即使不安装smartmontools，也可以直接运行hdparm -C /dev/sda查询硬盘运行状态，但没有找到查询硬盘温度的方法。

1. 获取CPU温度

需要安装lm-sensors来获取~~CPU~~温度：

root@catdrive:~# apt-get install lm-sensors
Reading package lists... Done
Building dependency tree       
Reading state information... Done
...

安装完成后，通过sensors命令查询温度：

root@catdrive:~# sensors
d0032004mdiomii00-mdio-0
Adapter: MDIO adapter
temp1:        +41.0°C  (crit = +100.0°C)

gpio_fan-isa-0000
Adapter: ISA adapter
fan1:        1000 RPM  (min =    0 RPM, max = 1000 RPM)

上面的temp1就是~~CPU的~~温度，在后面的脚本中我们会使用代码把其中的数字抠出来。

刷机教程的作者libgcc指出这里读取到的是以太网phy的温度，猫盘的CPU似乎不带温度传感器。仔细一看，的确写的是MDIO adapter的温度，查了一下啥意思，果然如他所说。不过因为我没有更好的办法，将错就错继续用这个吧。作为一个linux入门水平者，感谢他的纠错！

2. 风扇控制

风扇的状态可以用下面的方式获得：

root@catdrive:~# cat /sys/class/thermal/cooling_device0/cur_state
1

返回1表示风扇处于运转状态，0表示停止状态。
向风扇设备输出1或0，就是控制风扇启停。

root@catdrive:~# echo 1 > /sys/class/thermal/cooling_device0/cur_state
root@catdrive:~# echo 0 > /sys/class/thermal/cooling_device0/cur_state

3. LED控制

LED控制方法在刷机教程中已经写的很清楚，这里不再赘述。只补充一点，brightness和blink只能有一个生效，后执行的生效。换句话说，要指定亮度就一定是常亮，要呼吸效果就不需要指定亮度。

4. 设置硬盘的待机参数

硬盘在无读写多久后进入待机状态，这是需要在操作系统中配置的。在这一点上花了大量的时间
才终于大致弄清楚我的WD蓝盘的电源管理机制，并正确配置待机参数。
简单说，你可以在下面两个地方配置，任选其一：

按照刷机教程所说，配置在/etc/udev/rules.d/99-hdparm.rules中最后的hdparm命令中。需要注意的是，如果你发现没有效果，请在-S参数前再加一个-B127参数。
删除上面的99-hdparm.rules文件，改为编辑/etc/hdparm.conf，在后面加入下面的配置：

/dev/sda {
  apm = 127
  spindown_time = 120
  write_cache = off
}

这里面的127和120分别对应第一种方法中的-B、-S参数值。其中120的每1个单位代表5秒钟，120就是10分钟，如果想要15分钟，则改为180，以此类推。在我的硬盘上，设置小于10分钟的结果仍然是10分钟。

四、脚本

根据调研所知的技术基础，确定脚本的主要逻辑是：

查询CPU的温度、硬盘的休眠状态；
如果温度高于危险值则直接关机；
如果温度高于高值则打开风扇，LED变为红色；
否则，
（1）如果温度低于下限值则关闭风扇，关闭红色LED；
（2）如果硬盘是待机状态，则LED变为绿色呼吸，否则为绿色常亮
定时循环执行上述逻辑

现在，在用户目录下新建文件cat.sh。当然别忘了用chmod +x cat.sh赋予可执行属性。

root@catdrive:~#touch cat.sh
root@catdrive:~#chmod +x cat.sh
root@catdrive:~#nano cat.sh

把下面的脚本拷贝进去：

#! /bin/bash
DISK="/dev/sda"
FAN_DEVICE=/sys/class/thermal/cooling_device0/cur_state
LOOP_TIME=30
# CPU temperature alert level
T_SHUTDOWN=65
T_HIGH=50
T_LOW=45
# command
LOG=/usr/bin/logger

funExec(){
# Detect CPU temperature
CPU_TEMP=$(sensors | grep temp | awk '{print $2}')
CPU_TEMP=${CPU_TEMP:1:2}
# Detect disk standby status
DISK_STATUS=$(hdparm -C $DISK | grep 'drive state' | awk '{print $4}' | tr [a-z] [A-Z] )
# Detect fan status
FAN_STATUS=$(cat $FAN_DEVICE)

#echo $(date) CPU temperature:$CPU_TEMP, Disk Status:$DISK_STATUS, Fan:$FAN_STATUS 

# shutdown if temperature is too high
if [ $CPU_TEMP -ge $T_SHUTDOWN ]
then
  $LOG "$DISK temperature $CPU_TEMP°C crossed its limit, will shutdown"
  #echo shutdown
  sync;sync
  shutdown -h now
  return
fi

# cross temperature limit, open fan
if [ $CPU_TEMP -ge $T_HIGH ]
then
  if [ $FAN_STATUS -eq 0 ]
  then 
    $LOG "CPU temperature $CPU_TEMP°C crossed its limit, will open fan"
    #echo open fan
    echo 1 > $FAN_DEVICE
  fi
  #echo "turn on red LED"
  echo 255 > /sys/class/leds/red/brightness
  return
fi

if [ $CPU_TEMP -le $T_LOW -a $FAN_STATUS -eq 1 ]
then
  $LOG "$DISK temperature $CPU_TEMP°C back to normal"
  if [ $FAN_STATUS -eq 1 ]
  then 
    #echo close fan
    echo 0 > $FAN_DEVICE
  fi
  #echo "turn off red led"
  echo 0 > /sys/class/leds/red/brightness
fi

if [ $DISK_STATUS = "STANDBY" -o $DISK_STATUS = "SLEEP" ]
then
  #echo "LED -> blink green"
  echo 2 > /sys/class/leds/green/blink
else
  #echo "LED -> green"
  echo 255 > /sys/class/leds/green/brightness
fi
} #end function

while true
do
  funExec
  # wait N seconds
  sleep $LOOP_TIME
done

脚本的前几行是基本参数，其中：

DISK：硬盘设备符，如有不同请自行修改
T_SHUTDOWN：关机温度
T_HIGH：风扇启动温度
T_LOW：风扇关闭温度。应该比风扇启动温度低几度，否则风扇可能会频繁启动/关闭。
LOOP_TIME：循环检查时间，默认是30秒。

五、运行效果

通过实测，程序运行效果达到目标，每30秒检查一次CPU温度、硬盘工作状态，并相应地控制风扇和LED。
LED灯的显示效果用下表说明：

状态	风扇不转(无红灯)	风扇转动(红灯)
硬盘转动中(绿色)	绿色	黄色
硬盘待机中(绿色呼吸)	绿色呼吸	黄-红呼吸

*黄色是绿色和红色混合后的颜色。

受我的交互设计能力所限，这个颜色指示方案可能有点让人困惑...网友们有更好的方案可以告诉我。

六、开机自动启动

编辑/etc/rc.local，在exit前加入一行:

/root/cat.sh &

这样就可以了。如果有强迫症，可以再多花点功夫把这个脚本包装成系统服务。我就懒得动手了。

七、调试的Tips

调试中需要频繁让硬盘来回切换工作/待机状态，需要快速升降CPU温度。可以使用下面的方法：

让硬盘进入待机：执行命令hdparm -y /dev/sda。
唤醒硬盘：执行命令hdparm -S 120 /dev/sda。
让CPU温度升高：电吹风暖风挡
让CPU温度降低：电吹风冷风档

好吧，我承认后面两个是臆想的，实际我是通过设置较低的温度阈值加开盖人工吹气降温来测试的...因为我宁愿坐在桌子前码几小时的字，也懒得走几步路去拿电吹风...惭愧

参考资料

猫盘 (ARMADA A3720) 刷机教程
 Monitor Hard Disk Temperature in Ubuntu/Debian