CN102520611A

CN102520611A - 双机热冗余控制系统及方法

Info

Publication number: CN102520611A
Application number: CN2011104099169A
Authority: CN
Inventors: 张奕文
Original assignee: Vtron Technologies Ltd
Current assignee: Vtron Group Co Ltd
Priority date: 2011-12-09
Filing date: 2011-12-09
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2031-12-09
Also published as: CN102520611B

Abstract

本发明涉及双机显示控制技术领域，公开了一种双机热冗余控制系统及方法，该系统包括：多个显示单元，各显示单元均包括第一投影机和第二投影机，各显示单元中的第一投影机组成第一组投影机，第二投影机组成第二组投影机，在所述显示单元工作于冗余模式时，其中一组投影机处于正常工作状态，另一组投影机处于冗余工作状态；集中控制器，分别与各显示单元中的投影机相连，用于实时获取所述显示单元中投影机的状态信息，并在其中任意一个投影机出现故障时，控制故障投影机所在显示单元切换到该显示单元中的另一个投影机，或者控制所有显示单元切换到另外一组投影机。利用本发明，可以保证系统的正常显示，满足实时性要求较高的应用。

Description

双机热冗余控制系统及方法

技术领域

本发明涉及双机显示控制技术领域，具体涉及一种双机热冗余控制系统及方法。

背景技术

双机显示系统主要是用在高可靠性要求的场合，双机显示系统主要的功能包括信号备份显示、投影机备份显示、同步信号备份显示等功能。双机显示系统普遍的用法是用于双机热冗余备份使用，也就是说一个显示单元内同时使用两个投影机进行冗余备份。冗余的功能包括投影机的故障热冗余、信号显示的热冗余、同步信号的热冗余等功能。正常使用的情况下，两个机芯都处于某种特定的工作状态，比如，同一个单元内，一个机芯处于100％的亮度模式，另外一个机芯处于0％的亮度模式，或者是两个机芯都处于50％亮度的工作模式。

在现有技术中，这些机芯相互之间的通讯机制都是采用单元内互联+网络的方式进行，各显示单元之间通过广播方式进行通讯。这种通讯方式普遍存在以下问题：

1.信息反馈采用网络的方式比较慢，不能满足实时性要求较高的应用场合。

2.无法实时反馈显示单元中显示信号和同步信号丢失的异常，从而使控制系统无法及时通知系统中的其它单元，故障投影机所在的单元显示异常，从而导致整个系统显示画面的异常。

3.当其中一台投影机出现故障时，由于受限于网络的延迟，故障信息无法实时快速地传递给其它显示单元。

发明内容

本发明实施例针对上述现有技术存在的问题，提供一种双机热冗余控制系统及方法，以保证系统的正常显示，满足实时性要求较高的应用。

为此，本发明实施例提供如下技术方案：

一种双机热冗余控制系统，包括：

多个显示单元，各显示单元均包括第一投影机和第二投影机，各显示单元中的第一投影机组成第一组投影机，第二投影机组成第二组投影机，在所述显示单元工作于冗余模式时，其中一组投影机处于正常工作状态，另一组投影机处于冗余工作状态；

集中控制器，分别与各显示单元中的投影机相连，用于实时获取所述显示单元中投影机的状态信息，并在其中任意一个投影机出现故障时，控制故障投影机所在显示单元切换到该显示单元中的另一个投影机，或者控制所有显示单元切换到另外一组投影机。

优选地，所述集中控制器通过直通线缆与各显示单元中的投影机相连，每个显示单元对应一组直通线缆，每组直通线缆包括状态反馈线和投影机控制线。

优选地，所述集中控制器通过所述状态反馈线以电平的方式获取所述显示单元中投影机反馈的状态信息。

可选地，所述状态反馈线包括以下任意一种或多种：

输入信号状态反馈线、输入同步信号状态反馈线、投影机光路状态反馈线、以及投影机电源状态反馈线。

优选地，所述集中控制器还用于实时记录各投影机的状态信息，并显示所述状态信息。

优选地，所述集中控制器由FPGA实现。

一种双机热冗余控制方法，包括：

实时获取各显示单元中投影机的状态信息，所述显示单元包括第一投影机和第二投影机，各显示单元中的第一投影机组成第一组投影机，第二投影机组成第二组投影机，在所述显示单元工作于冗余模式时，其中一组投影机处于正常工作状态，另一组投影机处于冗余工作状态；

根据所述状态信息确定是否有投影机出现故障；

如果有，则控制故障投影机所在显示单元切换到该显示单元中的另一个投影机，或者控制所有显示单元切换到另外一组投影机。

优选地，所述获取各显示单元中投影机的状态信息包括：

通过状态反馈线以电平的方式获取所述显示单元中投影机反馈的状态信息。

优选地，所述状态反馈线为分别与各显示单元相连的直通线缆，每个显示单元对应一组直通线缆。

优选地，所述方法还包括：

实时记录各投影机的状态信息，并显示所述状态信息。

本发明实施例提供的双机热冗余控制系统及方法，通过实时获取各显示单元中投影机的状态信息，并在其中任意一个投影机出现故障时，控制故障投影机所在显示单元切换到该显示单元中的另一个投影机，或者控制所有显示单元切换到另外一组投影机。从而可以在系统中任意投影机出现故障时，可以快速实现切换，保证系统的正常显示，满足实时性要求较高的应用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例双机热冗余控制系统的一种结构示意图；

图2是本发明实施例双机热冗余控制方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。

本发明实施例提供的双机热冗余控制系统及方法，针对现有技术中双机显示系统存在的问题，采用集中控制方式实时获取各显示单元中投影机的状态信息，并在其中任意一个投影机出现故障时，控制故障投影机所在显示单元切换到该显示单元中的另一个投影机，或者控制所有显示单元切换到另外一组投影机。从而可以在系统中任意投影机出现故障时，可以快速实现切换，保证系统的正常显示，满足实时性要求较高的应用，比如广电、实时监控、录播等对显示画面实时性要求较高的行业应用。

如图1所示，是本发明实施例双机热冗余控制系统的一种结构示意图。

图1示出了一个具有2x4显示单元的双机热冗余控制系统，需要说明的是，本发明实施例中，显示单元可以有任意多个。

各显示单元均包括第一投影机和第二投影机，各显示单元中的第一投影机组成第一组投影机，第二投影机组成第二组投影机，在所述显示单元工作于冗余模式时，其中一组投影机处于正常工作状态，另一组投影机处于冗余工作状态。比如，正常情况下，第一组投影机处于100％的亮度模式，第二组投影机处于0％的亮度模式；或者，两组投影机都处于50％亮度的工作模式。

在该系统中，由集中控制器对各显示单元进行实时集中控制。所述集中控制器分别与各显示单元中的所有投影机相连，用于获取各投影机的状态信息，并在其中任意一个投影机出现故障时，控制故障投影机所在显示单元切换到该显示单元中的另一个投影机，或者控制所有显示单元切换到另外一组投影机。

上述集中控制器可以通过直通线缆与各显示单元中的投影机相连，每个显示单元对应一组直通线缆，每组直通线缆包括状态反馈线和投影机控制线。这样，每一个投影机都可以将自身的状态反馈信息通过状态反馈线反馈到集中控制器。相应地，所述集中控制器通过所述状态反馈线获取各投影机反馈的状态信息，从而可以对所有的投影机的工作状态进行判断，实时进行调度，实时监控每个投影机的工作状态，实现投影机、输入显示信号、输入同步信号的实时切换。

由于每个投影机都有一些关键工作状态信息，如有无信号输入、同步信号是否正常和光路是否正常等，这些信息也是投影机能否正常工作的状态之一。这些状态信息大致分为两类，一类是光学类状态信息，包括缺色、光路异常等；另外一类是信号类状态信息，包括视频输入信号丢失和同步信号丢失等。因此，上述每组直通线缆可以由N根连接线来实现，N＝投影机需要反馈的状态数量+1～2根的投影机控制线组成。比如，所述状态反馈线可以包括以下任意一种或多种：输入信号状态反馈线、输入同步信号状态反馈线、投影机光路状态反馈线、以及投影机电源状态反馈线。

该系统工作过程中，如果任意一个或者多个显示单元中的某个投影机出现故障，故障的投影机通过自身对应的状态反馈线，以电平的方式反馈给集中控制器，集中控制器实时监测到对应的显示单元的故障投影机的故障反馈后，立即通过投影机控制线来控制整个显示系统进行相应的切换(切换投影机、切换信号源、切换同步信号)等动作，或者控制故障投影机所在显示单元切换到该显示单元中的另一个投影机等，从而在极短的时间内保证系统的正常显示。

在本发明实施例双机热冗余控制系统中，显示单元有多种工作模式，下面分别举例说明。

1.信号冗余工作模式

显示单元工作于信号冗余模式时，该显示单元中的第一投影机、第二投影机都处于工作状态，其中第一投影机处于正常工作状态，第二投影机处于信号冗余的工作状态。

当该显示单元中的第一投影机自己检测到自身的输入信号异常时，第一投影机立即通过与集中控制器相连的状态反馈线将故障信息反馈给集中控制器，集中控制器收到第一投影机反馈的故障信息后，立即通过与第二投影机连接的投影机控制线对第二投影机进行控制，控制第二投影机进行信号切换，由于投影机与集中控制器之间的连接采用的是硬件直连的方式进行通信，从而可以在极短的时间内保证该显示单元的显示正常。

当该系统中的第一组投影机与第二组投影机输入的信号不同时，如第一组投影机或者第二组投影机中的一个或者多个投影机发生信号丢失时，集中控制器可以快速监测到相应的信号丢失的故障信息，快速进行信号的整组切换，由于投影机与集中控制器之间的连接采用的是硬件直连的方式进行通信，从而可以保证所有显示单元可以在极短的时间内实现整组信号的切换，保证画面的显示正常。

2.投影机光路冗余工作模式

显示单元工作于投影机冗余模式时，该显示单元中的第一投影机、第二投影机都处于工作状态，其中第一投影机处于正常工作状态，输出图像，第二投影机处于投影机冗余的工作状态，不输出图像。

当该显示单元中的第一投影机自己检测到自身发生异常时，第一投影机立即通过与集中控制器相连的状态反馈线将故障信息反馈给集中控制器，集中控制器收到第一投影机反馈的故障信息后，立即通过与第二投影机相连的投影机控制线对第二投影机进行控制，控制第二投影机进行投影机切换，由于投影机与集中控制器之间的连接采用的是硬件直连的方式进行通信，从而可以在极短的时间内保证该显示单元的显示正常。

当该系统中的第一组投影机与第二组投影机输入的信号不同时，如第一组投影机或者第二组投影机中的一个或者多个投影机发生投影机故障而不能正常显示时，集中控制器可以快速监测到相应的投影机故障信息，快速进行投影机的整组切换，保证所有显示单元可以在极短的时间内实现整组投影机与信号的切换，从而保证画面的显示正常。

3.输入同步信号冗余工作模式

显示单元工作于输入同步信号冗余模式时，第一投影机、第二投影机都处于工作状态，其中第一投影机处于正常工作状态，第二投影机处于输入同步信号冗余的工作状态。所述显示单元当前使用的是第一组投影机的输入同步信号。

当该系统中的第一组投影机与第二组投影机输入的同步信号异常时，第一组中的投影机立即通过与集中控制器相连的状态反馈线反馈同步信号故障信息给集中控制器，集中控制器收到第一组中的投影机的同步信号故障信息后，立即通过与第二组投影机相连的投影机控制线对第二组投影机进行控制，控制第二组投影机进行同步信号切换，从而在极短的时间内保证显示单元的显示正常。

4.电源冗余工作模式

当系统中的第一组投影机或者第二组投影机中的任意一个投影机(为了便于描述，将其称为投影机C)的电源出现故障时，投影机C立即通过与集中控制器相连的状态反馈线将电源故障信息反馈给集中控制器，集中控制器收到投影机C反馈的电源故障信息后，立即通过与投影机C所在的显示单元的硬件连接线对C投影机所在单元的另外一台投影机进行控制切换，从而在极短的时间内保证该显示单元的显示正常。

当系统中的第一组投影机与第二组投影机输入的信号不同时，如第一组投影机或者第二组投影机中的一个或者多个投影机发生电源故障而不能正常显示时，集中控制器可以快速监测到相应的电源故障信息，快速进行投影机的整组切换，保证所有显示单元可以在极短的时间内实现整组投影机的切换，从而保证画面的显示正常。

以上的四种工作模式只是几种比较常用的工作模式，当然还可以有其它工作模式，具体可以根据实际应用场景所需和设备冗余要求来决定，对此本发明实施例不做限定。

利用本发明实施例的系统，在系统中任意的投影机发生任意的故障时，都可以通过类似的方法进行快速的故障信息的实时采集及对任意一个投影机进行控制，从而保证系统在极短的时间内就可以恢复正常。

本发明实施例中的集中控制器可以采用硬件电路实现，硬件电路包括但不限于以下的控制电路：FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)控制电路、其它硬件控制电路。

前面提到，在本发明实施例中，所述集中控制器通过状态反馈线以电平的方式获取各投影机反馈的状态信息。为此，本发明实施例中，所述集中控制器还可进一步用于实时记录各投影机的状态信息，并显示所述状态信息。也就是说，在所述集中控制器中保存相应的状态信息表，这样也可以方便系统管理人员查看并及时了解系统中各投影机的状态，对出现故障的投影机及时进行处理。

比如，该系统中显示单元均正常时，集中控制器的状态表如下表1所示：

表1

其中，最后两列中的“1”表示投影机为正常工作状态，0表示投影机处于热冗余状态

当第一组投影机中任意一台出现输入信号、输入同步信号、投影机光路、投影机电源等四种故障中的任意一种时，(假设现在的故障为0-3单元的A组投影机的输入同步信号故障)，集中控制器会根据投影机反馈的故障信息，更新状态信息表，并将0-3显示单元的第二投影机切换到正常工作状态，同时将0-3显示单元的第一投影机切换到待机状态，从而保证系统的正常显示。

更新后的状态信息表如下表2所示：

表2

同理，当集中控制器监测到第一组投影机中的任意一个或者多个投影机故障时，立即根据投影机反馈的故障信息，更新状态信息表，并控制切换到与故障投影机属于同一显示单元的第二组投影机上，从而保证系统的正常显示。

比如，更新后的状态信息表如下表3所示：

通过上面描述可以看出，本发明实施例双机热冗余控制系统，采用集中控制方式实时获取各显示单元中投影机的状态信息，并在其中任意一个投影机出现故障时，控制故障投影机所在显示单元切换到该显示单元中的另一个投影机，或者控制所有显示单元切换到另外一组投影机。从而可以在系统中任意投影机出现故障时，可以快速实现切换，保证系统的正常显示，满足实时性要求较高的应用。

相应地，本发明实施例还提供一种双机热冗余控制方法，如图2所示，是该方法的一种流程图，包括以下步骤：

步骤201，实时获取各显示单元中投影机的状态信息。

在本发明实施例中，所述显示单元包括第一投影机和第二投影机，各显示单元中的第一投影机组成第一组投影机，第二投影机组成第二组投影机，在所述显示单元工作于冗余模式时，其中一组投影机处于正常工作状态，另一组投影机处于冗余工作状态。

具体地，可以通过状态反馈线以电平的方式获取所述显示单元中投影机反馈的状态信息，所述状态反馈线为分别与各显示单元相连的直通线缆，每个显示单元对应一组直通线缆。所述直通线缆中状态反馈线的数量可以根据需要监控的投影机的状态的数量来确定，比如，可以包括以下任意一种或多种：输入信号状态反馈线、输入同步信号状态反馈线、投影机光路状态反馈线、以及投影机电源状态反馈线。

当然，具体情况还要根据实际应用需要来确定，并不仅限于上面提到的各种状态反馈线。

步骤202，根据所述状态信息确定是否有投影机出现故障；如果有故障，则执行步骤203；否则返回步骤201。

步骤203，控制故障投影机所在显示单元切换到该显示单元中的另一个投影机，或者控制所有显示单元切换到另外一组投影机。

本发明实施例双机热冗余控制方法，采用集中控制方式实时获取各显示单元中投影机的状态信息，并在其中任意一个投影机出现故障时，控制故障投影机所在显示单元切换到该显示单元中的另一个投影机，或者控制所有显示单元切换到另外一组投影机。从而可以在系统中任意投影机出现故障时，可以快速实现切换，保证系统的正常显示，满足实时性要求较高的应用。

进一步地，在本发明方法另一实施例中，还可进一步包括以下步骤：实时记录各投影机的状态信息，并显示所述状态信息。从而可以方便系统管理人员查看并及时了解各投影机的状态，对出现的故障及时进行处理。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于方法实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。

以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体实施方式对本发明进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及设备；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种双机热冗余控制系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述集中控制器通过直通线缆与各显示单元中的投影机相连，每个显示单元对应一组直通线缆，每组直通线缆包括状态反馈线和投影机控制线。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述集中控制器通过所述状态反馈线以电平的方式获取所述显示单元中投影机反馈的状态信息。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述状态反馈线包括以下任意一种或多种：

5.根据权利要求1至4任一项所述的系统，其特征在于，所述集中控制器还用于实时记录各投影机的状态信息，并显示所述状态信息。

6.根据权利要求1至4任一项所述的系统，其特征在于，所述集中控制器由FPGA实现。

7.一种双机热冗余控制方法，其特征在于，包括：

根据所述状态信息确定是否有投影机出现故障；

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述获取各显示单元中投影机的状态信息包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述状态反馈线为分别与各显示单元相连的直通线缆，每个显示单元对应一组直通线缆。

10.根据权利要求7至9任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

实时记录各投影机的状态信息，并显示所述状态信息。