CN106201380A - 一种支持多cpu插件显示切换的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种支持多CPU插件显示切换的方法和装置，其特征在于：含人机显示终端的显示板与多块需要人机显示功能服务支持的各功能CPU插件基于背板显示用通讯总线相连，在该总线通讯中人机终端显示模块充当主站角色，待显示的其它各功能CPU插件充当从站角色，人机显示终端主站通过与一或多个不同且可选择的功能CPU插件建立主从通讯，可独立为各功能CPU插件提供人机显示接口服务，并能够灵活切换显示目标功能CPU插件，满足多功能集成一体化装置各功能CPU插件独立显示与人机交互需求。

Description

一种支持多CPU插件显示切换的方法和装置

技术领域

本发明涉及工业自动化领域，更具体地说，涉及一种支持多CPU插件显示切换的方法和装置。

背景技术

随着芯片和微处理器技术的发展，原来由各多个装置设备实现的功能越来越多的被集成到了同一台物理设备中。其中一些在对功能独立可靠性要求不高的场合，多个功能模块可以采用集成在一块CPU插件的中，该集成方案可以延续采用常规RS-232单点一对一显示通讯方案实现；而又有另外一些多功能一体化装置，考虑到各功能独立稳定性的高需求，采用各功能CPU模块独立硬件CPU插件实现的方法，该方案使得通常RS-232一对一通讯显示方案难以满足应用需求。

发明内容

为了解决上述问题，本方法和装置实现采用RS-485或CAN-BUS等通讯总线技术实现，该方案硬件在常规RS-232显示通讯硬件基础小改动的情况下，使得共同的一块人机终端显示模块可以支持多块功能CPU插件的各自独立显示功能，并能在应用中进行灵活显示切换控制。

为了达到上述目的，本发明的解决方案为：一种支持多CPU插件显示切换的方法，其特征在于人机终端显示模块与一块或多块需要人机显示功能支持的功能CPU插件基于通讯总线相连，在该总线通讯中人机终端显示模块充当主站角色，待显示的其它各功能CPU插件充当从站角色，人机终端显示模块主站通过与不同且可选择的功能CPU插件进行主从显示内容数据通讯，为各功能CPU插件提供人机显示接口服务，并能够灵活切换显示目标功能CPU插件。

上述方案中，人机终端显示模块主站每隔一个可设置时间周期如5～60秒向各功能CPU插件从站轮询发送心跳报文，人机终端显示模块主站根据目标功能CPU插件是否回复心跳报文确定该CPU插件是否处于在线活跃状态，以此在主站中建立或更新在线活跃功能CPU插件列表；主站将超时没有收到报文回复的插件在线活跃功能CPU插件列表中删除。

上述方案中，在显示内容数据主从通讯中，每个从站CPU插件对应一个1～254通讯地址；在当前功能CPU插件向其它目标功能CPU插件进行人机显示切换时，当前显示功能CPU插件的相应菜单项切换指令中携带切换目标功能CPU插件通讯地址，人机终端显示模块主站收到目标切换功能CPU插件通讯地址后，如查询确认该插件属于在线CPU插件列表，即与目标功能CPU插件从站进行菜单画面内容数据通讯，刷新当前人机显示内容，实现至目标功能CPU插件的显示切换；如目标功能CPU插件不属于在线CPU插件列表，提示切换不成功，保持原显示画面。

上述方案中，该方法支持各功能CPU插件的独立热插拔，即装置上电后增加或拔除某一块或多块功能CPU插件，无需装置上电重启，显示模块即可选择为增加后的功能CPU插件提供显示功能，如当前正在进行显示的功能CPU插件被拔除，其显示功能终止并将切换至其它在线功能CPU插件，且对应新功能CPU插件以及其它功能CPU插件的其它非显示功能不受影响。

本发明还提供一种支持多CPU插件显示切换的装置，其特征在于，装置由人机终端显示模块，总线板以及一块或多块功能CPU插件及包含电源插件在内的其他辅助插件组成；人机终端显示模块上含有支持总线通讯收发处理和其它辅助计算功能处理的处理器CPU单元，总线板中含有支持人机终端显示模块与各功能CPU插件显示通讯的总线；人机终端显示模块独立为各功能CPU插件提供人机显示接口服务，并能够灵活切换显示目标功能CPU插件。

上述方案中，人机终端显示模块每隔一个可设置时间周期如5～60秒时间周期向各功能CPU插件从站轮询发送心跳报文，各功能CPU插件从站接收后即通讯回复确认，人机终端显示模块主站根据目标功能CPU插件是否回复心跳报文确定该功能CPU插件是否处于活跃状态，以此在主站中建立或更新活跃CPU插件列表。

上述方案中，人机终端显示模块在总线显示内容数据通讯中充当主站角色，待显示的其它各功能CPU插件充当从站角色，每个从站CPU插件对应一个1～254通信地址；在当前功能CPU插件向目标功能CPU插件进行人机显示切换时，当前显示功能CPU插件的相应菜单项切换指令中携带切换目标功能CPU插件通讯地址，人机终端显示模块主站收到目标切换功能CPU插件通讯地址后，查询确认该插件属于在线CPU插件列表，即与目标功能CPU插件从站进行菜单画面内容数据通讯，刷新当前人机显示界面，实现至目标功能CPU插件的显示切换。如目标功能CPU插件不属于在线CPU插件列表，提示切换不成功，保持原显示画面。

上述方案中，该装置支持各功能CPU插件的独立热插拔显示支持，即装置上电后增加或拔除某一块或多块功能CPU插件，无需装置上电重启，装置即可选择为增加后的功能CPU插件提供人机显示功能，如当前正在进行显示的功能CPU插件被拔除，其显示功能将终止并将切换至其它在线功能CPU插件，且相应功能CPU插件的非显示应用功能不受影响。

本发明的有益效果是：

1：同一人机终端显示模块即支持多个功能CPU插件的人机显示，结构紧凑节省成本。

2：硬件实现简单，在传统RS-232显示硬件设计基础上只需少量修改。

3：各功能CPU插件可以解耦独立运行，互不影响，可靠性高。

4：支持热插拔，各功能CPU插件可独立更换，调试及维护方便。

5：扩展性强，功能扩展而只需很小的更改，有利于现场功能拓展。

6：兼容原有独立功能装置菜单操作习惯，学习适应性强。

附图说明

图1为多CPU插件显示切换支持总线通讯示意图。

图2为保护测控通信一体化装置硬件板卡及显示通讯功能图。

图3为人机终端显示模块主站和功能CPU插件从站显示程序流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图对本发明实施例进行描述。以应用在新能源发电中的箱变智能保护测控装置为例，该装置将常规由两台独立装置实现的保护测控功能和通信管理功能集成到了同一台装置中，考虑到保护测控功能的高稳定可靠性需求以及通信管理功能的高复杂度，系统针对两大功能采用各自独立的CPU插件配置。由于装置系统中仅有一块人机显示终端模块，这要求人机显示终端模块能够独立为两个独立功能CPU插件提供人机显示接口服务。为此，人机终端显示模块上设计有支持总线通讯收发处理和其它辅助计算功能处理的处理器CPU单元，它在与其它功能CPU插件总线通讯中充当主站角色，待显示服务的其它各功能CPU插件充当从站角色(见图1)。整个装置的配置情况为保护测控CPU插件、温度采集插件、交流头插件、串口通信插件、通信管理CPU插件、开入插件、电源及开出插件、总线板卡、显示板卡，面板及箱体。其中总线板卡上含有RS-485总线，该总线将显示板卡的CPU以及保护测控CPU插件的CPU和通信管理插件的CPU进行相连，它们基于RS-485协议进行显示信息总线通讯交互，显示板充当通信主站，保护测控CPU插件和通信管理插件分别充当通讯从站1和通讯从站2(如图2所示).

在显示内容数据主从通讯中，每个从站功能CPU插件对应一个1～254通信地址；在当前功能CPU插件向其它目标功能CPU插件进行人机显示切换时，当前显示功能CPU插件的相应菜单项切换指令中携带切换目标功能CPU插件通讯地址，人机终端显示模块主站收到目标切换CPU插件通讯地址后，如发现目标功能CPU插件当前在线有效，即与目标功能CPU插件从站进行菜单画面内容通讯，刷新当前人机显示内容，实现至目标功能CPU插件显示的切换；如目标功能CPU插件不属于在线CPU插件列表，提示切换不成功，保持原显示画面。

人机终端显示模块主站每隔一个可设置时间周期如5～60秒时间周期向各功能CPU插件从站轮询发送心跳报文，各功能CPU插件从站接收后即通讯回复确认，人机终端显示模块主站根据目标功能CPU插件是否回复心跳报文确定该CPU插件是否处于在线活跃状态，以此在主站中建立或更新在线活跃功能以此在主站中建立或更新在线活跃功能CPU插件列表；超时没有收到报文回复的插件在线活跃功能CPU插件列表。

当装置上电显示通讯时，人机终端显示模块主站将轮询通讯所有待显示目标功能CPU插件，本装置中，仅检查CPU插件1和CPU插件2，各目标功能CPU插件收到人机终端显示模块主站通讯报文后，通讯回复确认自身插件当前工作状态，人机终端显示模块主站收集记录各功能CPU插件工作状态。开机未选择目标显示功能CPU插件前，人机终端显示模块主站人机终端显示模块主站在当前轮询通讯正常的CPU插件中按照默认显示优选级选出一个作为默认显示通讯目标功能CPU插件，人机终端显示模块主站即建立与该功能CPU插件的完整显示内容数据主从通讯，显示默认目标功能CPU插件提供的菜单显示内容。各功能CPU插件显示菜单界面中均含有向其它功能CPU插件板显示切换的菜单项接口，当选定目标功能CPU插件切换时，当前功能CPU插件将目标切换CPU插件地址通讯发送至人机终端显示模块主站，人机终端显示模块主站即开始建立与目标功能CPU插件的通讯，接收该目标板的菜单和画面显示内容数据，并刷新人机显示界面，完成至目标功能CPU插件显示功能的切换(主从通讯程序流程详见图3)。

具体实现方法如下：

(1)装置上电启动后，人机终端显示模块主站依次轮询每个CPU插件，轮询到当前通讯CPU插件从机时，该功能CPU插件从机给出数据通讯响应，与主机显示板建立正常通讯；主站建立已通讯正常的各功能CPU插件通讯地址与功能名称记录表。

(2)主从通讯建立后，主机将配置信息(如液晶面板的相关寄存器配置)发送给从机，从机使用该配置进行后续通讯。

(3)开机未选择目标功能CPU插件前，人机终端显示模块主站在当前轮询通讯正常的CPU插件中按照默认显示优选级选出一个作为默认显示通讯目标功能CPU插件，并按相应通讯地址进行通讯。

(4)人机终端显示模块主站即建立与目标功能CPU插件的完全通讯，人机终端显示模块主站接收目标功能CPU插件提供的菜单显示内容，刷新液晶界面，进行菜单及画面显示。

(5)各功能CPU插件显示菜单界面中均含有向其它功能CPU插件显示切换的菜单项接口，当切换时，通过菜单项人机接口，当前CPU插件将获得的目标切换通讯CPU插件地址发送至人机终端显示模块主站，人机终端显示模块主站即开始建立与目标功能CPU插件的通讯，接收该目标板的菜单和画面显示内容数据，并刷新人机显示界面，完成至目标功能CPU插件显示功能的切换。

(6)人机终端显示模块主站每隔一个可设置时间周期如5～60秒通讯轮询各功能CPU插件，刷新各功能CPU插件通讯状态并保持通讯热备用。

(7)切换后，主机按照步骤(4)～(6)，与新的目标功能CPU插件从机进行通讯。

所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (8)

1.一种支持多CPU插件显示切换的方法，其特征在于,人机终端显示模块与一块或多块需要人机显示功能支持的功能CPU插件基于通讯总线相连，在该总线通讯中人机终端显示模块充当主站角色，待显示的其它各功能CPU插件充当从站角色，人机终端显示模块主站通过与不同且可选择的功能CPU插件建立主从显示内容数据通讯，为各功能CPU插件提供人机显示接口服务，并能够灵活切换显示目标功能CPU插件。

2.如权利要求1所述的一种支持多CPU插件显示切换的方法，其特征在于，人机终端显示模块主站每隔一个可设置时间周期5～60秒向各功能CPU插件从站轮询发送心跳报文，人机终端显示模块主站根据目标功能CPU插件是否回复心跳报文确定该CPU插件是否处于在线活跃状态，以此在主站中建立或更新在线活跃功能列表，主站将超时没有收到报文回复的插件在线活跃功能CPU插件列表中删除。

3.如权利要求1所述的一种支持多CPU插件显示切换的方法，其特征在于，在显示内容数据主从通讯中，每个从站CPU插件对应一个1～254通讯地址；在当前功能CPU插件向其它目标功能CPU插件进行人机显示切换时，当前显示功能CPU插件的相应菜单项切换指令中携带切换目标功能CPU插件通讯地址，人机终端显示模块主站收到目标切换功能CPU插件通讯地址后，查询确认该插件属于在线CPU插件列表，即与目标功能CPU插件从站进行菜单画面内容数据完整通讯，刷新当前人机显示内容，实现至目标功能CPU插件的显示切换；如目标功能CPU插件不属于在线CPU插件列表，提示切换不成功，保持原显示画面。

4.如权利要求1所述的一种支持多CPU插件显示切换的方法，其特征在于，该方法支持功能CPU插件的独立热插拔，即装置上电后增加或拔除某一块或多块功能CPU插件，无需装置上电重启，显示模块即能选择为增加后的功能CPU插件提供显示接口支持服务，如当前正在进行显示的功能CPU插件被拔除，其显示功能将终止并将切换至其它在线功能CPU插件，且对应新功能CPU插件以及其它功能CPU插件的其它非显示功能不受影响。

5.一种支持多CPU插件显示切换的装置，其特征在于，装置由人机终端显示模块，总线板以及一块或多块功能CPU插件及包含电源插件在内的其他辅助插件组成；人机终端显示模块上含有支持总线通讯收发处理和其它辅助计算功能处理的处理器CPU单元，总线板中含有支持人机终端显示模块与各功能CPU插件显示通讯的总线；在该总线通讯中人机终端显示模块充当主站角色，待显示的其它各功能CPU插件充当从站角色，人机终端显示模块主站通过与不同且可选择的功能CPU插件建立主从显示内容数据通讯，为各功能CPU插件提供人机显示接口服务，并能够灵活切换显示目标功能CPU插件。

6.如权利要求5所述的一种支持多CPU插件显示切换的装置，其特征在于，人机终端显示模块主站每隔一个可设置时间周期如5～60秒时间周期向各功能CPU插件从站轮询发送心跳报文，各功能CPU插件从站接收后即通讯回复确认，人机终端显示模块主站根据目标功能CPU插件是否回复心跳报文确定该功能CPU插件是否处于活跃状态，以此建立或更新活跃功能CPU插件列表。

7.如权利要求5所述的一种支持多CPU插件显示切换的装置，其特征在于，在与人机终端显示模块的总线显示内容数据主从通讯中，每个从站CPU插件对应一个1～254通信地址；在当前功能CPU插件向目标功能CPU插件进行人机显示切换时，当前显示功能CPU插件的相应菜单项切换指令中携带切换目标功能CPU插件通讯地址，人机终端显示模块主站收到目标切换功能CPU插件通讯地址后，如查询确认该插件属于在线CPU插件列表，即与目标功能CPU插件从站进行菜单画面内容通讯，刷新当前人机显示内容，实现至目标功能CPU插件的显示切换；如目标功能CPU插件不属于在线CPU插件列表，提示切换不成功，保持原显示画面。

8.如权利要求5所述的一种支持多CPU插件显示切换的装置，其特征在于，该装置支持各功能CPU插件的独立热插拔显示服务支持，即装置上电后增加或拔除某一块或多块功能CPU插件，无需装置上电重启，装置即能选择为增加后的功能CPU插件提供人机显示功能服务支持，如当前正在进行显示的功能CPU插件被拔除，其显示功能将终止并将切换至其它在线功能CPU插件，且对应新功能CPU插件的非显示应用功能不受影响。