一种USB设备集群控制装置及系统的制作方法

本发明涉及usb设备接入技术领域，特别涉及一种usb设备集群控制装置及系统。

背景技术：

在很多应用场合，通常需要将数目较多的usb（universalserialbus，通用串行总线）设备如u盘、电脑台灯、录音笔、数目相机等连接到计算机（主机）上，由于计算机自身的usb接口数量有限，因而直接接入的usb设备数量也受到限制。为了避免接入的usb设备数量受到计算机自身usb接口数量的限制，usb-hub应运而生，它是一种可以将一个usb接口扩展为多个usb接口（通常为4个）并可以使这些接口同时使用的装置；具体而言，usb-hub通常具有一个根端usb接口（简称根端口）和多个分端usb接口（简称分端口），在其内部根端口通过相应的分支控制电路与各分端口连接，在使用时，根端口通过usb数据线（一般为自带形式）与计算机的usb接口连接，各个分端usb接口分别与各usb设备的usb接口连接，这样能够使得各usb设备接入到同一计算机上。

上述方案的一种典型应用是在金税盘（属于usb设备）的业务使用上，具体地，现有技术中，为了实现多个金税盘开票，可以采用市面上常见的usb-hub以实现将数目较多的金税盘接入到同一计算机（可以称为主机或开票服务器）中，由于常见的usb-hub接口较少（通常只有4个），因此若有数量较多（如8个以上）的金税盘需要连接到同一计算机中时，所需的usb-hub的数量也随之增加，当然usb-hub的使用数量也会受到计算机本身接口数量的限制。此外，这种方案最重要的一个缺陷在于，当金税盘的数量较多时，在使用过程中，多个金税盘几乎同时上电接入计算机，极易造成计算机系统死机或者无法启动或重新启动等现象，降低了开票服务器的稳定性，也影响了金税盘开票的效率和开票数量。

因此，如何克服上述不足，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提供一种usb设备集群控制装置及系统，以有效避免多个usb设备同时上电工作时造成主机无法启动、系统死机或者重新启动的现象，使主机更加稳定。

具体而言，该usb设备集群控制装置包括具有至少一个根端口和多个分端口的usb-hub模块，其特征在于，所述usb设备集群控制装置还包括具有控制端口的上电控制模块，所述控制端口用于从主机接收控制命令，所述上电控制模块用于解析所述控制命令，获得目标分端口的上下电控制信息，并根据所述上下电控制信息控制所述目标分端口处于相应的上下电状态。

进一步地，所述控制端口为rs232串口。

进一步地，所述上电控制模块具体包括相关联的控制芯片电路和控制开关电路，其中，所述控制芯片电路用于解析所述控制命令，获得目标分端口的上下电控制信息，并根据所述上下电控制信息触发所述控制开关电路动作，使所述目标分端口处于相应的上下电状态。

进一步地，所述usb-hub模块采用芯片级联的方式，所述分端口的数目在10个以上。

进一步地，所述分端口为48个。

进一步地，所述usb设备集群控制装置还包括复位模块，所述复位模块用于在所述usb设备集群控制装置未接入主机时将各所述分端口复位至下电状态。

该usb设备集群控制系统包括主机、多个usb设备以及上述任一项所述的usb设备集群控制装置，其中，所述usb设备集群控制装置的根端口和控制端口分别通过数据线与所述主机连接，所述usb设备集群控制装置的多个分端口分别通过数据线与所述多个usb设备连接。

进一步地，所述usb设备为金税盘，所述主机为金税盘服务器。

进一步地，所述主机包括控制命令模块，所述控制命令模块每隔预定时间向所述usb设备集群控制装置发送一次控制指令，以使所述usb设备集群控制装置依次完成各所述分端口的上电。

进一步地，所述预定时间为5秒。

采用本发明的技术方案后，可以通过主机向usb设备集群控制装置发送控制命令，实现单个分端口的上电或下电控制，即实现单个usb设备的上电或下电控制，这样能够使整个集群应用更加灵活，例如可以使各个分端口依次或顺序完成上电，以避免出现多个usb设备同时上电工作而导致主机无法启动、系统死机或者重新启动的情况，使主机的运行更加稳定，这样能够有效提高usb设备以及主机的工作效率，增加工作量，使业务办理更加稳定、可靠。此外，还可以在各usb设备处于访问低峰时，关闭部分usb设备（使其对应的分端口下电），使系统负载降低，减少功耗。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的usb设备集群控制装置和系统的总体方案方框示意图；

图2为图1所示实施例的一种具体实施方式的方框示意图；

图3为图1所示实施例的一种典型运用的方框示意图。

具体实施方式

应当指出，本部分中对具体结构的描述及描述顺序仅是对具体实施例的说明，不应视为对本发明的保护范围有任何限制作用。此外，在不冲突的情形下，本部分中的实施例以及实施例中的特征可以相互组合。

请同时参考图1至图3，下面将结合附图对本发明实施例的usb设备集群控制系统及其采用的装置作详细的举例说明。

结合图1和图2所示，本发明实施例的usb设备集群控制系统可以包括主机、多个usb设备以及usb设备集群控制装置。其中，作为一种优选方案，该usb设备集群控制装置包括具有至少一个根端口（图中所示为一个）和多个分端口的usb-hub模块，还包括具有控制端口的上电控制模块，usb-hub的根端口和上电控制模块的控制端口分别通过数据线与主机连接，usb-hub的多个分端口分别通过数据线与多个usb设备连接；上电控制模块的控制端口用于从主机接收控制命令，上电控制模块具体可以包括相关联的控制芯片电路和控制开关电路，其中，控制芯片电路用于解析上述控制命令，获得目标分端口的上下电控制信息（即要么上电控制信息要么下电控制信息），并根据该上下电控制信息触发控制开关电路动作，使目标分端口处于相应的上下电状态（即要么开始上电要么下电）。

在具体实施过程中，主机可以采用pc架构，主机上安装有主控模块，主控模块按照预定的策略发出控制命令。上电控制模块的控制端口可以采用rs232串口，这样该控制端口通过串行数据线与主机连接，作为接收主机发送的控制命令的接口。

在具体实施过程中，为了提高分端口的数目，在usb-hub模块中，可以采用芯片级联的方式，使分端口的数目在10个以上，优选地，分端口的数目可以为48个，相应地usb设备的数目也可以为48个，通过实际测试表明，48个usb设备能够实现并行工作，有效提高了业务办理的效率和性能，此外，与现有技术相比，无需采用多个usb-hub即可满足数目较多的usb设备的接入及工作需要。

在具体实施过程中，各个usb-hub的分端口的初始状态可以设置在下电状态，在各usb设备接入后，可以依次控制各分端口的上电实现各usb设备的依次启用；优选地，usb设备集群控制装置还可以包括复位模块，该复位模块用于在usb设备集群控制装置在未使用时（未接入主机时）将各分端口复位至初始状态（即下电状态）。

另外，在具体实施过程中，上电控制模块的控制开关电路可以通过控制各分端口的电源接入通断实现其上电或下电控制。

为了更好地说明本发明实施例，下面结合图3的具体实施例进行说明。参见图3，这是上述usb设备集群控制系统在金税盘的一种典型应用，具体地，在这种应用场景中，金税盘作为usb设备，主机作为金税盘服务器，相应地，usb设备集群控制装置起到金税盘集群控制装置的作用，金税盘集群控制装置的根端口和控制端口（以rs232串口为例）可以直接通过usb数据线和rs232串口线与金税盘服务器进行通信，其中根端口是金税盘服务器与多个金税盘通信的接口，开票数据和命令等主要通过根端口来进行传输。rs232串口形式的控制端口是金税盘服务器向金税盘集群控制装置发送控制命令的接口，主要发送单个usb金税盘上电或下电控制命令，能够实现多个金税盘分步依次上电的功能。例如，作为一种优选方式，金税盘服务器可以包括一控制命令模块，该控制命令模块每隔预定时间向金税盘集群控制装置发送一次控制指令，以使所述金税盘集群控制装置依次完成各分端口的上电；控制模块可以采用程序配置文件，在控制指令中标注需要打开或者关闭的分端口号（或者金税盘号），金税盘集群控制装置收到串行传输的控制指令后，解析得到控制命令中的参数，并控制对应的分端口的状态。更近一步地，该预定时间可以为5秒，在这个时间段中，能够实现在稳定识别一个金税盘后，再启动下一个金税盘，这样就可以实现各个金税盘集群顺序稳定上电，使开票金税盘集群工作稳定、可靠。

从上述可知，采用图3所示的技术方案后，可以通过金税盘服务器向金税盘集群控制装置发送控制命令，实现单个分端口的上电或下电控制，即能够实现单个金税盘的上电或下电控制，这样能够使整个金税盘集群应用更加灵活，例如可以使各个分端口依次或顺序完成上电，以避免出现多个金税盘同时上电工作而导致主机无法启动、系统死机或者重新启动的情况，使金税盘服务器的运行更加稳定，这样能够有效提高金税盘开票的效率，有效增加开票数量，使业务办理更加稳定、可靠，为有对开票速度和数量有很大需求的用户提供了一套稳定的开票系统。此外，还可以在各金税盘处于访问低峰时，关闭部分金税盘（使其对应的分端口下电），使系统负载降低，减少功耗。

本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例的全部或者部分步骤/单元/模块/装置可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述实施例各单元中对应的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光碟等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。