CN102065604A - 一种信号传输的冗余容错系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种信号传输的冗余容错系统，包括第一信号线、第二信号线和至少一控制单元；第一信号线传输第一信号，第二信号线传输第二信号；控制单元中：级联模块分别接收各信号，生成第一驱动信号和第一级联信号、以及第二驱动信号和第二级联信号；分析模块分析第一驱动信号是否故障，否则发送第一驱动信号至驱动模块，是则分析第二驱动信号，生成故障分析数据；合并模块根据故障分析数据，提取第一驱动信号中无故障的信号数据，与第二驱动信号合并重新生成第一驱动信号；驱动模块根据第一驱动信号驱动控制各LED。本发明可以自动分析线路故障，对故障的各条线路内包含的信号数据进行重新组合，使具有一条冗余线路的控制系统具有多重的保证。

Description

一种信号传输的冗余容错系统

技术领域

本发明涉及照明装置的控制技术，特别是涉及信号传输的冗余容错系统。

背景技术

随着LED显示技术的发展，LED显示屏应用及LED灯饰亮化应用因其能耗低，色彩还原性强，寿命长、尺寸巨大、造型别致等特点，已经越来越广泛地应用于各种场合，特别是大型LED显示屏，在是重大场合、或者世界性的活动中越显重要。

大型LED屏体具有元器件多、连线多、电源多、电路复杂，元器件众多的特点，保证不出问题需要系统具备非常高的可靠性。而现有技术中，一般都通过采用多条线路以保证系统在一条线路故障时，采用另一条线路来代替原有线路，可以达到一定的稳定性和可靠性，但是由于发生故障的线路只能整条切换，即每一条冗余线路仅具有一重的容错保证，效果仍然不够好，并且，现有技术中，一般每条线路由多根传输线组成，如需要多重容错保证，则会使得各传输线的设置非常复杂，成本提高，并且，不利于维护。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种可以自动分析线路故障，并且，对故障的各条线路内包含的信号数据进行重新组合，使具有一条冗余线路的控制系统具有多重容错保证的信号传输的冗余容错系统。

本发明的技术方案如下：一种信号传输的冗余容错系统，其中，包括第一信号线、第二信号线和至少一控制单元；其中，所述第一信号线用于传输第一信号，所述第二信号线用于传输第二信号，所述第二信号为所述第一信号的备份；所述控制单元包括级联模块、分析模块、合并模块和驱动模块；所述级联模块与所述第一信号线连接，用于接收所述第一信号，生成第一驱动信号和第一级联信号，将所述第一驱动信号发送到所述分析模块，以及通过所述第一信号线输出所述第一级联信号作为所述第一信号；并且，所述级联模块与所述第二信号线连接，用于接收所述第二信号，生成第二驱动信号和第二级联信号，将所述第二驱动信号发送到所述分析模块，以及通过所述第二信号线输出所述第二级联信号作为所述第二信号；所述分析模块分别与所述级联模块、所述驱动模块和所述合并模块连接，用于当所述第一驱动信号无故障时，将所述第一驱动信号发送至所述驱动模块，还用于当所述第一驱动信号故障时，分析所述第二驱动信号，生成故障分析数据，并且，将所述故障分析数据、所述第一驱动信号和所述第二驱动信号发送到所述合并模块；所述合并模块与所述驱动模块相连接，用于根据所述故障分析数据，分别提取所述第一驱动信号中无故障的信号数据，与所述第二驱动信号合并重新生成所述第一驱动信号，发送至所述驱动模块；所述驱动模块与外部的LED连接，用于根据所述第一驱动信号，驱动控制各LED。

应用于上述技术方案，所述的冗余容错系统中，所述第一信号线和所述第二信号线，分别包括至少一根线路，所述第一驱动信号和所述第二驱动信号分别至少包括时钟信号、输出使能信号、加载信号和数据信号，分别由时钟信号单元、输出使能信号单元、加载信号单元和数据信号单元生成。

应用于上述各个技术方案，所述的冗余容错系统中，所述控制单元设置至少两信号输入端口，各信号输入端口分别设置在所述控制单元的不同侧边。

应用于上述各个技术方案，所述的冗余容错系统中，所述驱动模块为恒流驱动模块或恒压驱动模块。

应用于上述各个技术方案，所述的冗余容错系统中，每一控制单元对应设置至少两驱动模块，各驱动模块串行连接。

应用于上述各个技术方案，所述的冗余容错系统中，每一控制单元还设置一故障报错模块，与所述分析模块相连接，用于当所述第一驱动信号故障时，生成故障报警信号，并输出所述故障报警信号和所述故障分析数据。

应用于上述各个技术方案，所述的冗余容错系统中，每一控制单元还设置一指示模块，与所述故障报错模块相连接，用于接收所述故障报警信号并发出故障指示信号。

应用于上述各个技术方案，所述的冗余容错系统中，所述分析模块包括故障分析子模块和信号发送子模块，所述故障分析子模块用于分别分析所述第一驱动信号和所述第二驱动信号，所述发送子模块用于根据分析结果，选择发送各驱动信号。

应用于上述各个技术方案，所述的冗余容错系统中，还包括各LED，每一控制单元对应驱动控制至少1红色LED、1绿色LED和1蓝色LED。

应用于上述各个技术方案，所述的冗余容错系统中，还包括至少两信号源，用于分别产生所述第一信号和所述第二信号。

采用上述方案，本发明通过设置第一信号和为第一信号的全部备份或部分备份的第二信号，并且，通过分析模块对第一驱动信号和第二驱动信号进行分析，在第一驱动信号无故障时，可以直接用于驱动外部的各LED，并且，在第一驱动信号故障时，可以通过生成故障分析数据，再由合并模块根据所述故障分析数据，将第一驱动信号中无故障部分与所述第二驱动信号合并重新生成所述第一驱动信号，从而驱动控制外部的LED。如此，可以使在第一信号线中某一根或多根线，或某些子信号故障，并且，第二信号线的某一根或多根线，或某些子信号故障时，所述系统仍然能够正常工作，使具有一条冗余线路的系统具有多重以上的容错保证，确保了所控制的LED显示屏或LED灯饰产品具有更好的稳定性和可靠性。

附图说明

图1是本发明的一种实施示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。

实施例1

如图1所示，本实施例提供了一种信号传输的冗余容错系统，所述冗余容错系统应用于各信号之间的冗余容错，使具有双重备份的信号数据中，某一信号线路的子信号发生故障时，备份的子信号可以与其他无故障的子信号重新组合，形成可用的信号数据，并用于驱动控制外部的各LED，使各LED的控制具有多重保证，稳定性和可靠性非常好，其中，各子信号指的是所述控制单元在正确执行某一项指令时所必须的信号，例如，时钟信号、输出使能信号、加载信号和数据信号等。

其中，所述冗余容错系统包括第一信号线、第二信号线和一个或多个控制单元。

其中，所述第一信号线用于传输第一信号，所述第二信号线用于传输第二信号，并且，所述第二信号为所述第一信号的备份，其中所述备份包括全部备份和部分备份，即所述第二信号为所述第一信号发生故障时，可以全部代替或部分代替所述第一信号的数据信号。

并且，所述控制单元包括级联模块、分析模块、合并模块和驱动模块。

其中，所述级联模块与所述第一信号线连接，用于接收所述第一信号，并根据所述第一信号，生成第一驱动信号和第一级联信号，将所述第一驱动信号发送到所述分析模块，以及通过所述第一信号线输出所述第一级联信号，所述第一级联信号作为下一控制单元的所述第一信号，即每一级联模块将第一信号中属于本控制单元的部分信号截留下来作为第一驱动信号，并将其他部分信号作为第一级联信号传输给下一控制单元。

例如，第一信号包括a、b、c、d信号，则所述级联模块X将接收a、b、c、d信号，并且，生产包括a信号的第一驱动信号和包括b、c、d信号的第一级联信号，并且，将包括b、c、d信号的第一级联信号作为第一信号，并继续传输到另一控制单元中的级联模块Y，级联模块Y接收包括b、c、d信号的第一信号，并且，生产包括b信号的第一驱动信号和包括c、d信号的第一级联信号，并且，将包括c、d信号的第一级联信号作为第一信号，并继续传输到另一控制单元中的级联模块Z，如此类推。

并且，所述级联模块还与所述第二信号线连接，用于接收所述第二信号，并根据所述第二信号，生成第二驱动信号和第二级联信号，并且，所述级联模块将所述第二驱动信号发送到所述分析模块，以及通过所述第二信号线输出所述第二级联信号，所述第二级联信号作为下一控制单元的所述第二信号，即每一级联模块还将第二信号中属于本控制单元的部分信号截留下来作为第二驱动信号，并将其他部分信号作为第二级联信号传输给下一控制单元。

并且，由于第二信号为第一信号的备份，对应的，所述第二驱动信号也为第一驱动信号的备份，即所述第二驱动信号包含与所述第一驱动信号一个或多个相同的子信号，其中，所述的子信号可以为时钟信号、输出使能信号、加载信号和数据信号等，由于第一级联信号和第二级联信号分别作为第一信号和第二信号，并且，可以通过第一信号线和第二信号，可以分别从不同的方向传输到不同的控制单元，因此，第一级联信号和第二级联信号可以为不同。

所述分析模块分别与所述级联模块、所述驱动模块和所述合并模块连接，其中，所述分析模块接收所述第一驱动信号和所述第二驱动信号，并且，优先选择对所述第一驱动信号进行分析，例如，所述分析模块可以分析第一驱动信号的电压、电流，或通过预存的校验代码来分析所述第一驱动信号是否故障，当所述第一驱动信号无故障时，所述分析模块则直接将所述第一驱动信号发送至所述驱动模块，此时，分析模块对所述第二驱动信号不作处理。

当所述第一驱动信号故障时，所述分析模块还用于分析所述第二驱动信号，同样，所述分析模块可以通过分析第二驱动信号的电压、电流，或通过预存的校验代码来分析所述第二驱动信号是否故障，生成故障分析数据，其中，所述故障分析数据包括第一驱动信号的故障分析数据，也可以包括第一驱动信号和第二驱动信号的分析数据，并且，将所述故障分析数据、所述第一驱动信号和所述第二驱动信号发送到所述合并模块。

又或者，所述分析模块还可以包括故障分析子模块和信号发送子模块，其中，所述故障分析子模块用于分别分析所述第一驱动信号和所述第二驱动信号是否故障，所述发送子模块用于根据分析结果，选择发送第一驱动信号或/和者第二驱动信号，例如，当第一驱动信号无故障时，选择发送第一驱动信号至所述驱动模块，或当第一驱动信号发生故障，第二驱动信号无故障时，选择发送第二驱动信号作为第一驱动信号至所述驱动模块，或当第一驱动信号和第二驱动信号均故障时，选择第一驱动信号和第二驱动信号发送至所述合并模块。

所述合并模块与所述驱动模块相连接，分别接收所述故障分析数据、所述第一驱动信号和所述第二驱动信号，并且，根据所述故障分析数据，分别提取所述第一驱动信号中无故障的信号数据，与所述第二驱动信号合并重新生成所述第一驱动信号，发送至所述驱动模块，当所述第二驱动信号为第二驱动信号的完全备份，并且，所述第二驱动信号无故障时，所述合并模块可以直接将所述第二驱动信号作为第一驱动信号，发送到所述驱动模块。

例如，所述第一信号线和所述第二信号线，可以分别包括一根或多根的线路，所述第一驱动信号和所述第二驱动信号分别包括时钟信号、输出使能信号、加载信号和数据信号等，第一信号线和第二信号线中，分别设置多根线来传输所述时钟信号、输出使能信号、加载信号和数据信号等。当第一驱动信号中的时钟信号发生故障时，则第二驱动信号的无故障的时钟信号可以与第一驱动信号的其他信号组合，形成新的第一驱动信号，或者，当第一驱动信号中的数据信号发生故障时，则第二驱动信号的无故障的数据信号可以与第一驱动信号的其他信号组合，形成新的第一驱动信号，如此类推。

并且，其中各时钟信号、输出使能信号、加载信号和数据信号分别由时钟信号单元、输出使能信号单元、加载信号单元和数据信号单元生成，各单元可以集成设置，也可以分别单独设置，并且，与所述第一信号线和第二信号线连接。

所述驱动模块与外部的LED连接，接收所述第一驱动信号后，将所述第一驱动信号驱动控制外部的各LED，其中，各LED可以是LED显示屏产品中的LED，或者，各LED还可以是各LED灯饰产品中的LED，使各LED显示屏产品或各LED灯饰产品中的各LED可以实现正常工作，达到预设的功能效果。

实施例2

在上述各例的基础上，本实施例所提供的冗余容错系统中，所述控制单元设置两个或多个信号输入端口，如，设置两各信号输入端口，各信号输入端口可以对应各信号线路，通过各信号输入端口输入所述第一信号和第二信号，并且各信号输入端口分别设置在所述控制单元的不同侧边，即所述第一信号和所述第二信号分别从两个不同的方向输入，如此，可以使所述控制单元某一侧边的第一信号线发生中断时，不影响另一侧的第二信号的输入，从而进一步保证了所述控制单元的驱动信号输出的稳定性和可靠性。

或者，所述驱动模块可以为恒流驱动模块或恒压驱动模块，即可以根据实际需要，通过恒定电流或恒定电压驱动控制各LED。

实施例3

在上述各例的基础上，本实施例所提供的冗余容错系统中，又或者，每一控制单元对应设置两或两个以上的驱动模块，各驱动模块串行连接，即所述第一驱动信号可以通过各串行连接的多个驱动模块，分别驱动控制各LED。

或者，另一个例子是，每一控制单元还设置一故障报错模块，所述故障报错模块与所述分析模块相连接，当所述分析模块分析所述第一驱动信号故障时，所述故障报错模块生成故障报警信号，并输出所述故障报警信号和所述故障分析数据，其中，所述故障报警信号可以通过各种报警信号接收并发出警告，如各种鸣声器、或者通过各种指示灯进行警告；并且，所述故障分析数据可以输出至显示单元进行显示，如此，可以知道故障的发生和发生的具体原因，从而可以及时进行维护。

又或者，每一控制单元还设置一指示模块，所述指示模块与所述故障报错模块相连接，通过接收所述故障报警信号，并发出故障指示信号。

或者，所述冗余容错系统还可以包括各LED，每一控制单元对应驱动控制1个或多个红色LED、1个或多个绿色LED和1个或多个蓝色LED，从而使每一控制单元可以控制全彩的各LED。

或者，所述冗余容错系统还包括两个或多个信号源，各信号源用于分别产生所述第一信号和所述第二信号，从而使所述冗余容错系统可以根据控制效果、传输的线路等来生成所述第一信号和所述第二信号。

需要说明的是，上述各技术特征的相互组合，形成各个实施例，应视为本发明说明书记载的范围。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种信号传输的冗余容错系统，其特征在于，包括第一信号线、第二信号线和至少一控制单元；

其中，所述第一信号线用于传输第一信号，所述第二信号线用于传输第二信号，所述第二信号为所述第一信号的备份；

所述控制单元包括级联模块、分析模块、合并模块和驱动模块；

所述级联模块与所述第一信号线连接，用于接收所述第一信号，生成第一驱动信号和第一级联信号，将所述第一驱动信号发送到所述分析模块，以及通过所述第一信号线输出所述第一级联信号作为所述第一信号；

并且，所述级联模块与所述第二信号线连接，用于接收所述第二信号，生成第二驱动信号和第二级联信号，将所述第二驱动信号发送到所述分析模块，以及通过所述第二信号线输出所述第二级联信号作为所述第二信号；

所述分析模块分别与所述级联模块、所述驱动模块和所述合并模块连接，用于当所述第一驱动信号无故障时，将所述第一驱动信号发送至所述驱动模块，还用于当所述第一驱动信号故障时，分析所述第二驱动信号，生成故障分析数据，并且，将所述故障分析数据、所述第一驱动信号和所述第二驱动信号发送到所述合并模块；

所述合并模块与所述驱动模块相连接，用于根据所述故障分析数据，分别提取所述第一驱动信号中无故障的信号数据，与所述第二驱动信号合并重新生成所述第一驱动信号，发送至所述驱动模块；

所述驱动模块与外部的LED连接，用于根据所述第一驱动信号，驱动控制各LED。

2.根据权利要求1所述的冗余容错系统，其特征在于，所述第一信号线和所述第二信号线，分别包括至少一根线路，所述第一驱动信号和所述第二驱动信号分别至少包括时钟信号、输出使能信号、加载信号和数据信号，分别由时钟信号单元、输出使能信号单元、加载信号单元和数据信号单元生成。

3.根据权利要求1所述的冗余容错系统，其特征在于，所述控制单元设置至少两信号输入端口，各信号输入端口分别设置在所述控制单元的不同侧边。

4.根据权利要求1所述的冗余容错系统，其特征在于，所述驱动模块为恒流驱动模块或恒压驱动模块。

5.根据权利要求1所述的冗余容错系统，其特征在于，每一控制单元对应设置至少两驱动模块，各驱动模块串行连接。

6.根据权利要求1所述的冗余容错系统，其特征在于，每一控制单元还设置一故障报错模块，与所述分析模块相连接，用于当所述第一驱动信号故障时，生成故障报警信号，并输出所述故障报警信号和所述故障分析数据。

7.根据权利要求6所述的冗余容错系统，其特征在于，每一控制单元还设置一指示模块，与所述故障报错模块相连接，用于接收所述故障报警信号并发出故障指示信号。

8.根据权利要求1所述的冗余容错系统，其特征在于，所述分析模块包括故障分析子模块和信号发送子模块，所述故障分析子模块用于分别分析所述第一驱动信号和所述第二驱动信号，所述发送子模块用于根据分析结果，选择发送各驱动信号。

9.根据权利要求1所述的冗余容错系统，其特征在于，还包括各LED，每一控制单元对应驱动控制至少1红色LED、1绿色LED和1蓝色LED。

10.根据权利要求1所述的冗余容错系统，其特征在于，还包括至少两信号源，用于分别产生所述第一信号和所述第二信号。