一种物联网网关设备的备份方法
【专利摘要】本发明公开了一种物联网网关设备的备份方法。在物联网网关中，放置两块核心板(ARM最小系统)，两块核心板采用Active/Standby工作模式，互为备份，共享系统总线和外部存储，负责处理物联网系统中的相关任务。逻辑控制单元负责接收核心板的心跳信号，分配总线控制权以及复位故障核心板。本发明将物联网网关中最有可能出问题的部分独立了出来，并将用户关键数据存于外部存储之上，采用双核心互为备份的方式来降低系统的故障率，从而保证整个物联网系统的可靠性和业务的连续性。
【专利说明】一种物联网网关设备的备份方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及物联网【技术领域】，具体涉及一种物联网网关设备的备份方法。
【背景技术】
[0002]近年来，随着物联网技术的高速发展，对物联网系统的可靠性和有效性要求越来越高，作为物联网核心的网关，其稳定性决定了整个物联网系统的稳定性。
[0003]传统的保证物联网网关系统稳定性的方法往往基于硬件工程师的优秀的电路设计和软件工程师优秀的代码设计，但是这样做依然不能保证物联网网关不会发生故障，在一些关键的物联网应用中，比如智能家居系统，一旦负责控制整个系统的网关设备发生故障，整个物联网系统则处于瘫痪状态，严重影响用户体验。
【发明内容】
[0004](一 )要解决的技术问题
[0005]本发明要解决的技术问题是:如何进一步提高物联网网关的稳定性。
[0006]( 二 )技术方案
[0007]为解决上述技术问题，本发明提供了一种物联网网关设备的备份方法，整个方法的设计思想是:
[0008]在优秀的物联网网关软硬件设计的条件下，将网关中有可能发生故障的部分独立出来，即主备核心板(S101、S102)，采用双备份的模式，减少系统故障的概率，提高系统稳定性；同时采用用户数据共享的存储方式，从而达到业务的连续性。
[0009]此备份方法中还有一个至关重要的部分是逻辑控制单元，它主要负责核心板工作状态的监测和故障处理。如图2所示，逻辑控制单元主要包括:复位模块、核心板工作状态监测模块和系统总线控制模块组成，下面分别阐述各个模块的作用:
[0010]I)复位模块，与逻辑控制单元中的核心板工作状态监测模块协同工作，负责复位故障核心板，并且移除非故障核心板的复位信号。当核心板工作状态监测模块检测到当前核心板心跳信号丢失的时候，会通知复位模块复位当前核心板，同时移除非故障核心板的复位信号，使其进入正常状态，接替故障核心板工作。
[0011]2)核心板工作状态监测模块，与逻辑控制单元中的复位模块和系统总线控制模块协同工作。核心板工作状态监测模块监测来自当前工作核心板的心跳信号，如果在规定的时间内，没有接收到当前工作核心板的心跳信号，则认为当前工作核心板发生故障，通知复位模块复位故障核心板，并移除非故障核心板的复位信号使得非故障核心板接替故障核心板的工作，同时，通知系统总线控制模块将系统总线的控制权移交给非故障核心板。
[0012]3)系统总线控制模块，与核心板工作状态监测模块协同工作，负责将系统总线的控制权在两块核心板之间切换。
[0013]此外，将用户数据保存在外部存储之上是保证业务连续性的关键。外部存储(如图1中S108所示)被两块核心板共享，当其中一块核心板由于故障无法继续工作时，逻辑控制单元会启动另外一块核心板接替故障核心板工作，无缝的使用外部存储上的用户数据，保证业务的连续性。
[0014](三)有益效果
[0015]本发明的方法充分考虑了物联网网关发生故障的原因，采用双核心板互为备份的工作方式，共享系统总线和外部存储，提高系统稳定性的同时保证了业务的连续性。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明的方法结构图；
[0017]图2为本发明的方法中逻辑控制单元结构图；
【具体实施方式】
[0018]为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0019]本发明针对物联网网关系统的稳定性和业务的连续性，提出了一种物联网网关的备份方法。
[0020]首先，将物联网网关中的ARM最小系统独立出来，形成互为备份的主备核心板，这样可以防止由于操作系统和应用软件不稳定造成系统故障所带来的系统稳定性下降。当一块核心板故障时，另外一块可以立刻接替其工作，从而保证系统稳定。
[0021]其次，使用FPGA或者CPLD实现逻辑控制单元的功能，将复位模块，核心板工作状态监测模块和系统总线控制模块置于同一片FPGA或者CPLD芯片中，用于监测核心板的运行状态和处理故障。
[0022]最后，在系统运行过程中，将用户数据存储于外部存储之上，比如SD卡或者EEPR0M，保证用户数据的及时更新，从而不会因为某块核心板故障引发业务间断。
[0023]以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关【技术领域】的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
【权利要求】
1.一种物联网网关设备的备份方法，该备份方法由主核心板、备核心板、逻辑控制单元、系统总线和外围设备组成。其特征在于: S101、主核心板，硬件方面表现为ARM最小系统；软件方面表现为系统逻辑核心，负责接收控制指令，根据指令对物联网系统做出相应的控制。主核心板为默认核心板，首先参与整个系统工作，主核心板正常工作时，逻辑控制单元会复位备核心板，将系统总线的控制权交给主核心板； S102、备核心板，功能同主核心板，表现为主核心板的备份。逻辑控制单元在规定的时间内检测不到主核心板的心跳信号时，会默认主核心板发生故障，此时逻辑控制单元复位主核心板,取消备核心板的复位信号，同时将系统总线交给备核心板； S103、逻辑控制单元，负责接收核心板的心跳信号以确定核心板的工作状态，复位故障核心板，控制系统总线的所有权。当当前工作的核心板出现故障时，逻辑控制单元将故障核心板的复位信号置为有效，同时取消非故障核心板的复位信号，并将系统总线的控制权由故障核心板转移至非故障核心板；逻辑控制单元主要包含以下模块: 1)复位模块，负责向发生故障的核心板发送复位信号； 2)核心板工作状态监测模块，负责接收核心板发来的心跳信号； 3)系统总线控制模块，负责在主核心板和备核心板之间切换系统总线的控制权； S104、主核心板与逻辑控制单元间的通信总线，主要包括以下信号: 1)逻辑控制单元到主核心板的复位信号； 2)主核心板到逻辑控制单元的心跳信号； 3)主核心板与逻辑控制单元间的系统总线信号； S105、备核心板与逻辑控制单元间的通信总线，主要包括以下信号: 1)逻辑控制单元到备核心板的复位信号； 2)备核心板到逻辑控制单元的心跳信号； 3)备核心板与逻辑控制单元间的系统总线信号； S106、逻辑控制单元的总线出口，负责与物联网网关设备上的系统总线连接； S107、系统总线，负责与系统内各个设备通信； S108、外部存储，主备核心板都会将数据存于外部存储之上。当当前核心板出现故障时，非故障核心板会接替故障核心板工作,并且保证数据的统一性。 S109、其他总线，包括音频总线、视频总线、串行通信总线等。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将物联网网关系统中使用两块ARM的最小系统作为主核心板(SlOl)和备核心板(S102)，将物联网网关系统中极易发生故障的部分独立出来。两块核心板采用Active/Standby模式,正常工作状态下，有一个核心板工作，另外一个核心板处于复位状态。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，逻辑控制单元(S103)负责整个物联网网关系统的故障逻辑处理，逻辑控制单元主要包含以下模块: 1)复位模块，与逻辑控制单元中的核心板工作状态监测模块协同工作，负 责复位故障核心板，并且移除非故障核心板的复位信号。 2)核心板工作状态监测模块，接收核心板发来的心跳信号，以确定核心板的工作状态，与复位模块和系统总线控制模块协同工作，在检测到心跳信号丢失时，则认为当前核心板发生故障，通知复位模块复位故障核心板，同时移除非故障核心板的复位信号使其进入正常工作状态，并通知系统总线控制模块将系统总线的控制权由故障核心板转移至非故障核心板。 3)系统总线控制模块，与核心板工作状态监测模块协同工作，负责将系统总线的控制权在两块核心板之间切换。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所有的用户数据都存储于外部存储设备之上，两块核心板 共享相同的用户数据，保证用户数据的实时更新，在其中一块核心板发生故障时，另外一块核心板可以接管故障核心板继续处理相关任务。
【文档编号】H04L12/26GK103840956SQ201210478379
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年11月23日 优先权日:2012年11月23日
【发明者】于智为, 黄静波 申请人:于智为, 黄静波, 北京广硕通科技有限公司