专利名称：双机切换延长设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种实现双主机互为主备相互切换的设备，尤其涉及一种双机切换延长设 备。
背景技术：
用于铁路运输安全生产的计算机系统，必须具备7X24小时不间断运行的工作能力，为保证系统的高可靠性和安全性，在技术上经常采用双主机互为主备的形式。同一功能的主机，有两套同时运行，一台为主机，一台为备用机。当主机出现故障不能正常运行时，要求备用机自动转为主机，继续运行，同时报警。在主备机转换的时候，要同时切换操作设备， 使用户可以操作新的主机。为了提高计算机工作的可靠性，需要将计算机放置在温度、湿度、卫生、供电等环境较好的机房里，远离指挥中心或运转室等人员流动性大、室内环境较差的地点；同时，将计算机与键盘、鼠标、显示器等操作设备分开放置，能有效降低工作间的噪音，改善人员的劳动环境。通过安装和设置计算机操作设备(键盘、鼠标、音频、串口、多屏显示)的延长设备，可以实现这一目标。在双机控制与管理方面，尚没有满足以上要求的设备。目前一般是将KVM切换器、 音频切换器等众多的独立设备组合起来使用，有的还需要单独设置一个双机仲裁设备。发生报警时，需要人工进行切换，不能自动切换。对于操作设备延长，目前多使用加长线缆或使用双绞线的方式进行延长，这两种方式都存在延长距离有限、不稳定、易受干扰的问题， 因此不能满足上述关键应用的需求。以上可以看出，现有技术中至少存在以下不足多设备组合使用，功能上、应用上，都不方便，互相配合也不协调，连线杂乱，占用空间，易成为新的故障点。主备机管理设备智能性差，专用性差，不能联动；计算机操作设备的切换要在多台设备上手工操作，不能自动切换；延长功能不稳定，延长距离有限，不能满足要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种双机切换延长设备，该设备具有延长设备和仲裁设备的功能，可实现双机热备仲裁、外设延长的功能，同时改善安装、使用、维护条件。本发明的目的是通过以下技术方案实现的本发明的双机切换延长设备，包括发送端设备、接收端设备，所述发送端设备与两台计算机分别连接；所述发送端设备设有双机仲裁单元、计算机外设设备模拟单元、发送端视频驱动单元、发送端编码/解码单元、发送端光电转换单元、A/D转换单元，所述双机仲裁单元和计算机外设设备模拟单元分别通过所述发送端编码/解码单元与发送端光电转换单元连接， 所述发送端视频驱动单元通过A/D转换单元与发送端光电转换单元连接；
所述接收端设备设有接收端光电转换单元、接收端编码/解码单元、D/A转换单元、接收端视频驱动单元，所述接收端光电转换单元通过接收端编码/解码单元与计算机外设设备连接，所述接收端光电转换单元依次通过D/A转换单元和接收端视频驱动单元与计算机外设显示屏连接；所述发送端光电转换单元与所述接收端光电转换单元通过光纤连接。 由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明提供的双机切换延长设备，由于发送端设备设有双机仲裁单元，将计算机外设延长设备的发送端和双机热备的仲裁设备合并为双机切换延长设备发送端，接收端设备通过数字化编码/解码及光纤延长，使整套设备具有延长设备和仲裁设备的功能，可实现双机热备仲裁、外设设备延长，同时改善安装、 使用、维护条件。
图1为本发明实施例提供的双机切换延长设备的原理示意图。
具体实施例方式下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明的双机切换延长设备，其较佳的具体实施方式
如图1所示包括发送端设备、接收端设备，所述发送端设备与两台计算机分别连接；所述发送端设备设有双机仲裁单元、计算机外设设备模拟单元、发送端视频驱动单元、发送端编码/解码单元、发送端光电转换单元、A/D转换单元，所述双机仲裁单元和计算机外设设备模拟单元分别通过所述发送端编码/解码单元与发送端光电转换单元连接， 所述发送端视频驱动单元通过A/D转换单元与发送端光电转换单元连接；所述接收端设备设有接收端光电转换单元、接收端编码/解码单元、D/A转换单元、接收端视频驱动单元，所述接收端光电转换单元通过接收端编码/解码单元与计算机外设设备连接，所述接收端光电转换单元依次通过D/A转换单元和接收端视频驱动单元与计算机外设显示屏连接；所述发送端光电转换单元与所述接收端光电转换单元通过光纤连接。
所述发送端设备通过串口或网口与计算机连接。所述计算机外设设备包括键盘、鼠标、音频、视频接口、I/O接口等。本发明的双机切换延长设备，将计算机外设延长设备的发送端和双机热备的仲裁设备合并为双机切换延长设备发送端，接收端设备通过数字化编码/解码及光纤延长，具有延长设备和仲裁设备的功能，可实现双机热备仲裁、外设设备延长，同时改善安装、使用、 维护条件。具体实施例如图1所示，以双屏显示为例(一台计算机外设两台显示器)，系统由发送端和接收端组成，发送端设备接口包括键盘、鼠标、音频、DVI、显示器、串口等，根据需要可增加其他I/O接口。双机仲裁单元通过串口接收计算机心跳信息，判断双机状态，决定主备关系并通过串口发送给计算机。当主备机切换时，接收端设备自动切换为主用机。键盘、鼠标、音频、DVI信号等经解编码和转换，通过光纤发送给接收端。
接收端设备接口包括键盘、鼠标、音频、DVI、串口等。经转换和解编码将键盘、鼠标、音频、DVI、串口信号等还原。下面对本发明实施例的功能和原理进行详细的描述1、智能的主备机监测管理功能原理发送端设备同时接收主机和备机的工作状态信号，经过双机仲裁单元分析， 生成主备机工作状态编码，再将编码发回主机和备机，主机和备机根据编码的命令，确定自己的工作状态(主机还是备机)，发送端设备同时向接收端设备发出是否切换的命令。实现方法将主备机的串口与发送端设备连接进行通信，主备机定时向发送端设备发送状态信号，双机仲裁单元根据接收到信号的时间间隔及信号的数值，确定主备机的工作状态，生成命令编码，再将编码通过串口发送回主机和备机。如果主备机有转换时，向接收端设备发出切换的指令。2、计算机外部操作设备的全部切换原理及实现方法外部设备包括键盘、鼠标、音频、串口、多屏显示等。对这些信号分别进行处理。键盘、鼠标采用一片MCU与两台计算机的键盘鼠标连接，模拟主机的键盘鼠标设备，应答主机对设备的问询和命令，使主机不会认为未连接设备。MCU同时连接键盘鼠标，接收键盘鼠标的信号，并将信号发送到主机。发送到哪一台主机，取决于切换命令。串口信号，通过协议转换芯片，将RS232电平信号，转换成TTL电平信号，通过模拟切换开关进行切换，再通过协议转换芯片，将TTL电平信号，转换成RS232电平的信号。音频直接通过模拟开关进行切换，再经过音频驱动芯片，驱动音箱发音。多屏显示按显示屏的数量，分别进行切换，对于DVI数字信号，采用专用的DVI数字切换芯片，进行切换。3、光纤为介质的外部操作设备延长原理发送端将计算机的键盘、鼠标、串口、音频信号，统一进行数字化编码处理， 转换成频率为40M的差分串行信号，经过电平转换，驱动光模块，输出光信号。接收端将光模块输出的信号，经过解码，再分离成相应的键盘、鼠标、串口、音频信号，与相应的设备相连接。实现方式发送端与接收端的信号编码与解码，均采用现场可编程门阵列FPGA进行处理。即将键盘、鼠标、TTL电平的串口信号，经过数字处理的音频信号，与FPGA相连接， 由FPGA进行统一的编码，并加入容错信息，以串行格式发送，串行频率为40MHz。音频信号在经过专用音频处理芯片进行A/D或D/A转换后，再与FPGA通信。4、以上技术集成至一套设备中原理与实现实现全部的功能，要包括主机备机运行状态监测控制、接收端设备切换、接收端设备数据的A/D、D/A转换、串行化编码、光输出光输入等众多的功能，并能统一操作。因此各项功能采用模块化设计，充分考虑电源供给、串扰、散热等各方面的因素，合理组织实施。本发明的双机切换延长设备，在发送端集成双机切换仲裁设备，可实现双机热备自动切换、手动切换，并监视双机运行状态。采用光纤作为延长传输介质，保证传输质量，支持远距离传输，确保设备稳定运行。实现了双主机运行状态监测，主机、备机智能设定管理， 主机、备机操作终端设备(包括键盘、鼠标、多屏显示、音频、串口)联动切换，操作终端设备数字化编码及光纤延长。
集成度高，将DVI、键盘、鼠标、音频、网络、串口、USB等多种信号的解编码和传送功能及双机热备仲裁功能集成于一套设备中；接口清晰，简单明了 ；采用标准设计，适合机架安装；采用光缆传输，施工便捷，传输性能佳。以上特点为设备的安装、维护、使用都提供了极大便利。将以上技术集成至一套设备中，减少安装维护工作。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
权利要求
1.一种双机切换延长设备，其特征在于，包括发送端设备、接收端设备，所述发送端设备与两台计算机分别连接；所述发送端设备设有双机仲裁单元、计算机外设设备模拟单元、发送端视频驱动单元、 发送端编码/解码单元、发送端光电转换单元、A/D转换单元，所述双机仲裁单元和计算机外设设备模拟单元分别通过所述发送端编码/解码单元与发送端光电转换单元连接，所述发送端视频驱动单元通过A/D转换单元与发送端光电转换单元连接；所述接收端设备设有接收端光电转换单元、接收端编码/解码单元、D/A转换单元、接收端视频驱动单元，所述接收端光电转换单元通过接收端编码/解码单元与计算机外设设备连接，所述接收端光电转换单元依次通过D/A转换单元和接收端视频驱动单元与计算机外设显示屏连接；所述发送端光电转换单元与所述接收端光电转换单元通过光纤连接。
2.根据权利要求1所述的双机切换延长设备，其特征在于，所述发送端设备通过串口或网口与计算机连接。
3.根据权利要求1或2所述的双机切换延长设备，其特征在于，所述计算机外设设备包括键盘、鼠标、音频、视频接口、I/O接口。
全文摘要
本发明公开了一种双机切换延长设备，包括发送端设备、接收端设备，发送端设备与两台计算机分别连接。发送端设备设有双机仲裁单元、编码/解码单元等，发送端设备与接收端设备通过光纤连接。将计算机外设延长设备的发送端和双机热备的仲裁设备合并为双机切换延长设备发送端，接收端设备通过数字化编码/解码及光纤延长，使整套设备具有延长设备和仲裁设备的功能，可实现双机热备仲裁、外设设备延长，同时改善安装、使用、维护条件。
文档编号G06F3/033GK102221905SQ20111019751
公开日2011年10月19日 申请日期2011年7月14日 优先权日2011年7月14日
发明者冯晓波, 刘青, 吴翠雅, 姚宇峰, 宋宇, 曹桂均, 沃华欧, 王健, 王振宏, 甘露, 蒋元华, 蒋继磊, 许展瑛, 赵启明, 邢科家 申请人:中国铁道科学研究院通信信号研究所, 北京市华铁信息技术开发总公司, 北京锐驰国铁智能运输系统工程技术有限公司