一种开关机系统及方法与流程

本发明涉及智能设备技术领域，特别涉及一种开关机系统及方法。

背景技术：

随着科技的日新月异，各种电子设备与人们的日常生活越来越密不可分。工作中，人们离不开笔记本、台式机、服务器等办公设备；生活中，家用热水器、冰箱、电视机、空调等家电设备随时为人们提供日常服务。实现各种办公设备和家用电器的远程开关机成为用户现阶段的新需求。

远程开机，又可以被称为远程唤醒技术，英文简称wol，是指可以通过局域网、互联网或者通讯网实现远程开机，无论被访问的计算机离用户有多远、处于什么位置，只要通过局域网、互联网或者通讯网，就都能够被随时启动。

目前，多人使用同一台服务器进行办公或者开发时，一般使用vnc、xmanager等软件来实现访问。但是一旦通过上述软件将远端服务器关机，那么就无法再远程将服务器开机。该方法无法保障用户随时随地开机的需求，不方便用户使用，无法保障用户的信息安全和办公需求。

同时，现有的远程开关机方法大多都是针对特定设备开发的特定设备和系统，不仅兼容性差，不能适应现阶段用户的新需求；而且使用和维护成本高，在发生故障时必须要及时找到同款设备和系统替换才能保障远程开关机的顺利实现。

基于上述情况，本发明提出了一种开关机系统及方法，旨在提高远程开关机系统的兼容性，降低使用和安装成本。

技术实现要素：

本发明为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种简单高效的开关机系统及方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种开关机系统，其特征在于：包括rj45接口，以太网phy芯片，fpga芯片，pmos开关阵列和本地pc串口接口，所述太网phy芯片通过rj45接口接入以太网，所述以太网phy芯片连接到fpga芯片，所述fpga芯片通过pmos开关阵列连接到设备主板输入电源pin脚；系统输入电源接入到pmos开关阵列，通过pmos开关阵列将系统输出电源接入设备主板输入电源pin脚，实现对设备开关机的控制；所述fpga芯片还连接有本地pc串口接口，可以在本地通过pc串口接口实现开关机控制。

所述设备主板输出电源pin脚还连接有本地开关电源系统的输出电源，兼容原设备的按钮开关机机制。

根所述fpga芯片包括sgmiiip核，tri-modeethernetmacip核，帧解析模块和串口模块，所述以太网phy芯片通过sgmiiip核连接到tri-modeethernetmacip核，所述tri-modeethernetmacip核与帧解析模块相连，可以通过帧解析模块进行以太网包的解析；所述本地pc串口接口通过串口模块连接到帧解析模块，可以通过帧解析模块解析串口帧；所述tri-modeethernetmacip核和串口模块均通过帧解析模块连接到pmos开关阵列。

所述pmos开关阵列包括n个并联的p型mos管，各个p型mos管分别连接到所述fpga芯片的各个pin脚。

所述fpga芯片连接各个p型mos管的栅极g，所述系统输入电源连接各个p型mos管的漏极d，所述系统输出电源连接各个p型mos管的源极s。

当所述fpga芯片驱动n个p型mos管全部导通时，系统输出电源的电流量不小于设备主板开关机所需的电流量。

所述pmos开关阵列中p型mos管的个数n根据fpga芯片中帧解析模块的控制寄存器control_reg寄存器设定，control_reg寄存器的每一位对应一个p型mos管，control_reg寄存器的数值可以编程。

基于本发明远程开关机系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)用户通过以太网ip协议的自定义二层协议，即在以太网ip帧的基础上规定的私有协议，发送设备开机信号，设备开机信号的取值受到设备主板开关机所需电流量的影响，设备主板开关机所需的电流量和一个p型mos管能够承载的电流量计算得到需要导通的p型mos管的数量；

(2)fpga芯片收到通过以太网发送的设备开机信号后，帧解析模块根据私有协议进行解析，并将解析数值发送到control_reg寄存器；

(3)control_reg寄存器按照解析数值发出若干高电平信号，使对应个数的p型mos管导通，即可使系统输出电源的电流量达到设备主板开关机所需的电流量，实现远程开机；

(4)用户通过以太网设备关机信号，fpga芯片收到设备关机信号后，通过control_reg寄存器发出低电平信号，使导通的p型mos管断开，即可使系统输出电源与系统输入电源断开，实现远程关机。

还可以通过本地pc串口接口发出开/关机信号，串口模块将开/关机信号发送到帧解析模块，fpga芯片通过control_reg寄存器发出驱动信号，通过控制p型mos管的通断即可实现设备的开/关机。

本发明的有益效果是：该开关机系统及方法，兼容多种不同电流量需求的设备，同时兼容现有的设备本地开关电源，不仅兼容性强、系统集成度高，而且实施简便，降低了使用成本，极大地提高了用户体验，具有广阔的应用前景。

附图说明

附图1为本发明开关机系统示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行详细的说明。应当说明的是，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

该开关机系统，包括rj45接口，以太网phy芯片，fpga芯片，pmos开关阵列和本地pc串口接口，所述太网phy芯片通过rj45接口接入以太网，所述以太网phy芯片连接到fpga芯片，所述fpga芯片通过pmos开关阵列连接到设备主板输入电源pin脚；系统输入电源接入到pmos开关阵列，通过pmos开关阵列将系统输出电源接入设备主板输入电源pin脚，实现对设备开关机的控制；所述fpga芯片还连接有本地pc串口接口，可以在本地通过pc串口接口实现开关机控制。

所述设备主板输出电源pin脚还连接有本地开关电源系统的输出电源，兼容原设备的按钮开关机机制。

根所述fpga芯片包括sgmiiip核，tri-modeethernetmacip核，帧解析模块和串口模块，所述以太网phy芯片通过sgmiiip核连接到tri-modeethernetmacip核，所述tri-modeethernetmacip核与帧解析模块相连，可以通过帧解析模块进行以太网包的解析；所述本地pc串口接口通过串口模块连接到帧解析模块，可以通过帧解析模块解析串口帧；所述tri-modeethernetmacip核和串口模块均通过帧解析模块连接到pmos开关阵列。

所述sgmiiip核，tri-modeethernetmacip核，帧解析模块和串口模块均可以通过fpga芯片固件进行升级，实现可编程。

所述pmos开关阵列包括n个并联的p型mos管，各个p型mos管分别连接到所述fpga芯片的各个pin脚。只要一个p型mos管导通了，系统输出电源就有电流，只是该电流只能驱动一个p型mos管所能承载的电流量。fpga芯片可根据该远程开关机系统实际挂载的设备主板开关机所需的电流量，若干个控制pin脚发出高电平可以打开若干个p型mos管，使得若干个p型mos管并联从而加大系统输出电源的电流承载量，从而满足设备主板开关机对电流量的需求。

所述fpga芯片连接各个p型mos管的栅极g，所述系统输入电源连接各个p型mos管的漏极d，所述系统输出电源连接各个p型mos管的源极s。

当所述fpga芯片驱动n个p型mos管全部导通时，系统输出电源的电流量不小于设备主板开关机所需的电流量。

所述pmos开关阵列中p型mos管的个数n根据fpga芯片中帧解析模块的控制寄存器control_reg寄存器设定，control_reg寄存器的每一位对应一个p型mos管，control_reg寄存器的数值可以编程。

基于该开关机系统的控制方法，包括以下步骤：

(1)用户通过以太网ip协议的自定义二层协议，即在以太网ip帧的基础上规定的私有协议，发送设备开机信号，设备开机信号的取值受到设备主板开关机所需电流量的影响，设备主板开关机所需的电流量和一个p型mos管能够承载的电流量计算得到需要导通的p型mos管的数量；

(2)fpga芯片收到通过以太网发送的设备开机信号后，帧解析模块根据私有协议进行解析，并将解析数值发送到control_reg寄存器；

(3)control_reg寄存器按照解析数值发出若干高电平信号，使对应个数的p型mos管导通，即可使系统输出电源的电流量达到设备主板开关机所需的电流量，实现远程开机；

(4)用户通过以太网设备关机信号，fpga芯片收到设备关机信号后，通过control_reg寄存器发出低电平信号，使导通的p型mos管断开，即可使系统输出电源与系统输入电源断开，实现远程关机。

当用户在设备旁边时，可以通过原有本地开关电源系统进行开关机，也还可以通过本地pc串口接口发出开/关机信号，串口模块将开/关机信号发送到帧解析模块，fpga芯片通过control_reg寄存器发出驱动信号，通过控制p型mos管的通断即可实现设备的开/关机。

该开关机系统及方法，兼容多种不同电流量需求的设备，同时兼容现有的设备本地开关电源，不仅兼容性强、系统集成度高，能够实现本地和远程两种开关机机制，最大限度的方便用户使用设备；而且实施简便，降低了使用成本，极大地提高了用户体验，具有广阔的应用前景。