CN101738954B

CN101738954B - 一种用于设备开关电的装置、系统和方法

Info

Publication number: CN101738954B
Application number: CN200910224824A
Authority: CN
Inventors: 柯志勇; 严勇
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2009-11-24
Filing date: 2009-11-24
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2029-11-24
Also published as: CN101738954A

Abstract

为了解决对现有技术不能对设备上的单板进行供电控制的问题，本发明公开了一种用于设备开关电的装置、系统和方法，该方法包括：接收单板供电控制指令，CPU以中断的方式处理单板供电控制指令并把指令解析后，对CPU的管脚电压进行控制，CPU的管脚与电源控制模块相连接，将CPU的管脚电压作为控制信号输出到电源控制模块，根据CPU的管脚电压来控制单板工作电源的供电状态，用来给单板槽位供电或断电，正是由于基于控制指令生成控制信号，进而实现对单板进行供电控制。

Description

一种用于设备开关电的装置、系统和方法

技术领域

本发明涉及通信技术技术领域，特别是涉及一种用于设备开关电的装置、系统和方法。

背景技术

目前，通讯设备主要采用多单板、多插槽，灵活配制的组成方式。在通讯设备开发和测试过程中，常常需要反复验证通讯设备的一个或者几个单板在通电状态下的运行状态，测试单板的上电功能，包括测试单板上电瞬间、上电稳定阶段、拔板瞬间的运行状态。目前，对通讯设备的单板反复供电控制通常是采用人工反复在设备上进行插、拔单板，执行效率比较低，插、拔一个单板需要较长的时间，单板插上电后还要等待并通过观察仪表和网管的状态来判断单板是否运行正常，如果对单板进行数百次的插、拔则需要很长时间；另外反复的插、拔单板还容易对插槽和单板造成物理损伤，此种供电方式劳动强度大，成本高，不安全。基于此，现有技术中采用一种开关电装置，通过上位机给微处理器MCU发送开关电指令达到对设备自动开关电的目的，但缺点是只能对设备进行开关电，不能对设备上的单板进行供电控制。

发明内容

为了解决对现有技术不能对设备上的单板进行供电控制的问题，本发明实施例提供的一种用于设备开关电的装置，包括：CPU和电源控制模块，CPU通过管脚与电源控制模块相连接，CPU，用于接收单板供电控制指令，以中断的方式处理单板供电控制指令并把指令解析后，对CPU的管脚电压进行控制，将管脚电压作为控制信号输出到电源控制模块；

电源控制模块，用于根据CPU的管脚电压来控制单板工作电源的供电状态，用来给单板槽位供电或断电。

本发明实施例还提供的一种用于设备开关电的系统，包括：

终端控制模块，位于上位机中通过接口电路与CPU连接，用于通过报文的方式向CPU发送单板供电控制指令；

CPU，位于下位机中，与电源控制模块电连接，用于接收报文方式的单板供电控制指令，以中断的方式处理报文方式的单板供电控制指令并把指令解析后，对CPU管脚电压进行控制，CPU管脚与电源控制模块相连接，将管脚电压作为控制信号输出到电源控制模块；

电源控制模块，位于下位机中与CPU电连接，用于根据CPU的管脚电压来控制单板工作电源的供电状态，用来给单板槽位供电或断电。

本发明实施例还提供的一种用于设备开关电的方法，包括：

接收单板供电控制指令；

CPU以中断的方式处理单板供电控制指令并把指令解析后，对CPU的管脚电压进行控制，CPU的管脚与电源控制模块相连接，将CPU的管脚电压作为控制信号输出到电源控制模块；

根据CPU的管脚电压来控制单板工作电源的供电状态，用来给单板槽位供电或断电。

本发明实施例中正是由于基于控制指令生成控制信号，进而对单板进行供电控制。

附图说明

图1为本发明实施例提供的系统结构图；

图2为本发明实施例提供的方法流程图。

具体实施方式

为了解决对现有技术不能对设备上的单板进行供电控制的问题，本发明实施例提供的一种用于设备开关电的系统，如图1所示，包括：CPU 11、终端控制模块12、手工控制模块13、电源控制模块14。其中终端控制模块12、手动控制模块13是单板供电控制指令的产生来源，它们通过接口电路和电路连线与CPU 11相连接，CPU 11通过电路连线与电源控制模块14相连接。

CPU 11，其主要功能是通过一种或多种中断方式，完成对CPU管脚电压的控制，用以配合电源控制模块来控制单板槽位的电源供电状态。CPU内烧录有嵌入式软件。其中嵌入式软件以多种中断的方式处理终端控制模块和手动控制模块发送来的单板供电控制指令，并把单板供电控制指令解析后对CPU的管脚电压值进行设置，即输出控制信号给电源控制模块11。本实施例中可以对一个或多个CPU的管脚电压值进行设置。然后将设置后CPU的管脚电压值和提示信息发送到终端控制模块显示给用户。CPU可采用ARM序列芯片，如LPC213X，LPC214X等芯片，也可采用EPLD系列芯片等。当然CPU可以是其它嵌入式软件的除CPU之外的专用微处理器。

终端控制模块12，位于上位机中，其主要功能是能通过串口、网口、USB口等方式与下位机硬件部分的CPU 11进行通讯，通过报文的方式向CPU 11发送单板供电控制指令。进而还可以显示用户发送的指令和接收CPU 11传来的提示信息，用户发送的指令和接收CPU传来的提示信息以日志的方式打印在上位机PC。

手动控制模块13，其主要功能是提供一种手动控制供电操作方式，通过手动控制的方法产生单板供电控制指令，并作为中断指令向CPU 11发送。进而还可以完成远程控制模式和手动控制的切换，手动控制模块13可采用按键、拨动开关等器件实现。

电源控制模块14主要功能是向单板提供-48V工作电压，向CPU 11、指示灯、通讯接口等提供3.3V工作电压。同时，根据CPU的管脚电压值通过由光耦和MOSFET驱动组成的上电部位，完成用CPU管脚的低电压来控制-48V电压，用来给单板槽位供电或断电。具体实施时，电源控制模块14可以通过多条电路与多个CPU的管脚相连，根据CPU的多个管脚电压值通过由光耦和MOSFET驱动组成的上电部位，完成用CPU多个管脚的低电压来控制给多个单板槽位供电的多路-48V电压。

本实施例提供两种运行模式：远程指令控制模式和背板手工控制模式。远程指令控制模式是，由上位机PC通过终端控制模块12下发单板供电控制指令信号给CPU 11来进行单板供电控制，具体实施时，上位机PC的串口、网口或USB口，与下位机的接口电路连接，将下发单板供电控制指令信号转换为CPU 11可识别的信号如3.3V的电平，CPU 11通过其串口与接口电路连接以接收单板供电控制指令信号；本地手工控制模式通过下位机上的手动控制模块13如控制面板按钮或者拨码开关来产生单板供电控制指令信号，具体实施时，手动控制模块13通过电路连线与CPU 11连接，根据控制面板按钮或者拨码开关来产生的单板供电控制指令信号，控制CPU 11输入输出I/O的电平的高低，CPU 11以输入输出I/O的电平的高低作为单板供电控制指令信号。以上两种控制方式都是由CPU 11的嵌入式软件对信号进行处理，进而对相应单板的供电状态进行控制。本实施例中远程控制模式的优先级高于手工控制模式，这个是由CPU 11的嵌入式软件部分实现的，当然根据实际需求也可以是远程控制模式的优先级低于手工控制模式。

下位机CPU管脚通过电路跟光耦和MOSFET驱动连接，MOSFET驱动跟单板插槽连接，如果CPU管脚电压值发生改变，光耦电压值也会跟着改变，光耦电压的改变会导致MOSFET驱动的输出端断开或接通，进而改变单板插槽的电压值，实现用低电压控制高电压，达到给不同单板供电的功能。

本系统具体实施时，还可以是不包括终端控制模块12，即只工作在背板手工控制模式。CPU 11只是接收由手工控制模块13发送的，通过手动控制的方式产生的单板供电控制指令。还可以是不包括手工控制模块13，即只工作在远程指令控制模式。CPU 11只是接收由端控制模块12以报文的方式发送的单板供电控制指令。若即包括终端控制模块12又包括手工控制模块13，同时工作在远程指令控制模式和背板手工控制模式，CPU 11，可以即接收手动控制的方式产生的单板供电控制指令，又接收位于上位机的终端控制模块12以报文的方式发送的单板供电控制指令，同时对以报文的方式发送的单板供电控制指令，和由通过手动控制的方式产生的单板供电控制指令优先级进行判断，并对优先级较高的进行解析生成控制信号。

为例，说明本系统应用于设备开关电时的方法，在本实施例中，上位机PC和上位机单板供电装置采用的是一种自定义的通信报文，如图3所示。报文包括六部分：报文头、报文长度、操作命令码、时间命令码、指令命令码、指令命令码有效标志。

报文头占用1个字节，来作报文的识别标识，也用来作一个新报文的开始标志，例如采用报文头来区别是一个报文是十九槽单板供电控制的系统中使用的报文，还是八槽单板供电控制的系统中使用的报文。

操作命令码长度占用1个字节，用来指示控制指令的类型，在本实施例中，定义了6个操作命令码：

0x01---下行指令，表示远程连接开始，此时控制中心处理模块处于接受远程控制中，按键中断被屏蔽。

0x02---下行指令，表示按键中断开始，此时控制中心处理模块处于接受按键中断，远程连接被屏蔽。

0x03---下行指令，上位机PC给控制中心处理模块下发的单板供电控制指令使能。

0x04---上行指令，表示控制中心收到的报文验证错误，上位机PC收到此指令后，可重新下发控制指令。

0x05---下行指令，表示在远程连接状态下，即在0x01条件下，启动一个时间中断处理。

0x06---下行指令，表示在按键中断状态下，即在0x02条件下，启动一个时间中断处理。

操作命令码0x05和0x06作为单板供电控制指令。

报文长度占用一个字节，用来表示报文的长度。

时间命令码用于表示单板的工作电源的供电状态改变后，定时器处理的时间，超过此时间，则给单板电源断电，此时间命令码在操作命令码启动时间中断处理即0x05或0x06时有效。

指令命令码作为单板供电控制指令占用3个字节，用来选择给哪些单板供电，指令命令码转换成二进制后形式如“110110010011010110100011”，其中从左到右的字符分别对应着单板在设备上的位置，‘1’表示给单板供电，‘0’表示给单板断电，这些识别工作是由CPU 11的嵌入式软件部分实现的。

指令命令码有效标志用3个字节，用来确定指令命令码每一位的有效性，指令命令码有效标志长度跟命令码一致，指令命令码有效标志转换成二进制后形式如“111110010111010110111100”，其中从左到右分别对应着指令命令码的每一位状态的有效性，如第一位‘1’表示指令命令码的第一位有效，最后一位‘0’表示指令命令码最后一位无效，这些识别工作是由CPU11的嵌入式软件部分实现的。指令命令码有效标志有一个重要的好处是在设置几路单板电源状态时可以不影响其它单板电源状态，例如，设置前两路单板的电源状态时，只需将指令命令码有效标志设置为110000000000000000000000，这样无论指令命令码除前两位之外的如何设置也不会生效，避免出现设置混乱。

指令命令码和指令命令码有效标志是不定长的，可根据实际情况进行任意扩展，在本实施例中可同时控制24路单板电源的供电状态。

另外还定义了一些异常情况下的命令码：

0xE1-上行指令，表示接收到的报文头不对。

0xE2-上行指令，表示报文的命令码不可识别；

0xE3-上行指令，表示报文不完整，超过指定长度；

0xE4-上行指令，表示报文不完整，低于指定长度；

0XE5-上行指令，表示有串口中断但读取字符失败；

0XE6-上行指令，表示有按键中断但读取字符失败；

0XE7-上行指令，表示对CPU管脚电压的设置没有达到预期值。

本发明实施例提供的一种用于设备开关电的方法如图2所示包括下列主要步骤：

步骤101：CPU 11的嵌入式软件部分根据终端控制模块12发过来的包括单板供电控制指令的报文，对单板供电控制指令进行解析，对CPU的管脚电压进行控制以生成控制信号。

步骤102：电源控制模块14的光耦和MOSFET驱动接收到CPU的控制信号后，打开或者关闭对应槽位单板的电源，以控制单板的工作电源的供电状态。

对于步骤101，在执行该步骤之前，需要在上位机设置与CPU 11建立通信的一些参数，如针对串口连接，可以设置串口号、波特率、校验位、数据位、停止位等。同时在上位机的指令输入栏设定好要发送报文的报文头、报文长度、操作命令码、时间命令码、指令命令码、指令命令码有效标志。

在本实施例中，上位机软件部分是通过用户手动执行的，下位机CPU的嵌入式软件部分，是以中断的方式处理单板供电控制指令并对指令解析。例如本步骤中，CPU 11的嵌入式软件部分根据接收到终端控制模块12发过来的报文中的操作命令码设为0x05(作为单板供电控制指令)，时间命令码设置为5000ms，对CPU发出控制信号为，根据指令命令码和指令命令码有效标志对CPU的对应的管脚电压进行控制，使得对应的槽位的单板通电5秒钟后，再次对CPU的对应的管脚电压进行控制，使得对应的槽位的单板电源又会自动关闭。例如指令命令码为111100000000000000000000，指令命令码有效标志为001100000000000000000000，对CPU的第三和第四个管脚的电压进行控制，其中CPU的第三和第四个管脚与指令命令码从左到右的第三个和第四个字符对应，使得第三个和第四个槽位的单板通电5秒钟，其中CPU 11的第三和第四个管脚与第三个和第四个槽位对应，之后再次对CPU 11的全部的管脚电压进行控制，使得所有槽位的单板断电。

本实施例中若报文中携带的操作命令码为0X01，则按键中断被屏蔽，表示远程连接开始，此时控制中心处理模块处于接受远程控制中，之后虽然既可接收手动控制的方式产生的单板供电控制指令，又可通过后续报文接收位于上位机的终端控制模块发送的单板供电控制指令，但此时CPU 11嵌入式软件部分根据按键中断被屏蔽，因为认为以报文的方式发送的单板供电控制指令的中断优先级，大于通过手动控制的方式产生的单板供电控制指令，因此CPU 11以中断的方式，只对以报文的方式发送的单板供电控制指令进行解析生成控制信号。若希望进行手动控制，则通过报文携带0X02，使得远程连接被屏蔽，表示按键中断开始，此时控制中心处理模块处于接受按键中断。此后CPU就可以以中断的方式，对手动控制的方式产生的单板供电控制指令进行解析了。

本实施例中单板的个数可以扩展，供电方式也不止仅限于单板，可以跟设备、仪表、电脑或其它装置供电。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种用于设备开关电的装置，其特征在于，包括：CPU和电源控制模块，中央处理单元CPU通过管脚与电源控制模块相连接，用于接收单板供电控制指令，以中断的方式处理单板供电控制指令并把指令解析后，对CPU的管脚电压进行控制，将管脚电压作为控制信号输出到电源控制模块；

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：与所述CPU电连接的手动控制模块，用于通过手动控制的方式产生单板供电控制指令，并向CPU发送。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，CPU通过接口电路与上位机的终端控制模块连接，具体用于接收位于上位机的终端控制模块以报文的方式发送的单板供电控制指令。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

与所述CPU电连接的手动控制模块，用于通过手动控制的方式产生单板供电控制指令，并向CPU发送；

CPU通过接口电路与上位机的终端控制模块连接，具体用于接收手动控制的方式产生的单板供电控制指令，以及接收位于上位机的终端控制模块以报文的方式发送的单板供电控制指令，并对以报文的方式发送的单板供电控制指令，和由通过手动控制的方式产生的单板供电控制指令优先级较高的进行解析。

5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述CPU通过多个管脚与电源控制模块电连接，每一个管脚分别用于不同单板的供电控制；

所述上位机的终端控制模块发送的报文中包含多个单板的供电控制指令，所述CPU对通过报文的方式发送的单板供电控制指令解析后，如果其中包含多个单板的控制指令，则分别控制对应管脚的管脚电压；

所述电源控制模块具体用于根据相应管脚的管脚电压来控制多个单板的工作电源的供电状态，用来给多个单板槽位供电或断电。

6.一种用于设备开关电的系统，其特征在于，包括：

终端控制模块位于上位机中通过接口电路与CPU连接，用于通过报文的方式向CPU发送单板供电控制指令；

CPU位于下位机中与电源控制模块电连接，用于接收报文方式的单板供电控制指令，以中断的方式处理报文方式的单板供电控制指令并把指令解析后，对CPU管脚电压进行控制，CPU管脚与电源控制模块相连接，将管脚电压作为控制信号输出到电源控制模块；

电源控制模块位于下位机中与CPU电连接，用于根据CPU的管脚电压来控制单板工作电源的供电状态，用来给单板槽位供电或断电。

7.一种用于设备开关电的方法，其特征在于，包括：

接收单板供电控制指令；

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，接收单板供电控制指令包括：接收位于上位机的终端控制模块以报文的方式发送的单板供电控制指令。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，以报文中的指令命令码作为单板供电控制指令，指令命令码为二进制字符串，通过字符为第一比特信息或第二比特信息表示给单板供电或断电，二进制字符串中各字符的位置与各单板槽位标识对应，对二进制字符串解析后，输出多个控制信号给电源控制模块。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，报文包括指令命令码有效标志用来确定指令命令码每一位的有效性。

11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，报文中包括表示启动一个时间中断处理的操作命令码，根据时间中断处理，在接收单板供电控制指令使得单板通电，并经过预定时间后，对CPU的管脚电压进行控制，使得单板电源断电，预定时间根据报文中的时间命令码确定。

12.如权利要求8所述的方法，其特征在于，接收单板供电控制指令，CPU以中断的方式处理单板供电控制指令并把指令解析包括：

接收手动控制的方式产生的单板供电控制指令，以及接收位于上位机的终端控制模块以报文的方式发送的单板供电控制指令，CPU以中断的方式，对以报文的方式发送的单板供电控制指令，和由通过手动控制的方式产生的单板供电控制指令中断优先级较高的进行解析。