CN111736681A - 一种机箱设备及远程控制系统 - Google Patents

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CN111736681A CN202010562706.2A CN202010562706A CN111736681A CN 111736681 A CN111736681 A CN 111736681A CN 202010562706 A CN202010562706 A CN 202010562706A CN 111736681 A CN111736681 A CN 111736681A
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Abstract

本申请提供一种机箱设备及远程控制系统，其中，机箱设备包括：背板，其上设置有第一插接槽以及多个第二插接槽；控制卡，其插接于所述第一插接槽中；多个业务卡，所述多个业务卡分别插接在所述多个第二插接槽中，每一所述业务卡通过所述背板与所述控制卡电性连接；所述控制卡用于在完成上电后，控制所述多个业务卡依次上电。本申请实施例提供的机箱设备通过使用控制卡对各业务卡的电源进行管理，在上电时，控制各业务卡依次上电，更好地保护机箱供电模块及各业务卡内电源单元免受瞬态电流冲击。

Description

一种机箱设备及远程控制系统
技术领域
本申请涉及大型机箱设备技术领域，具体而言，涉及一种机箱设备及远程控制系统。
背景技术
大型机箱通常使用一个电源开关按钮来控制整个机箱通电与断电。但是这样的通断电方式存在如下问题：机箱内的所有板卡同时通电，产生较大的瞬态电流，对板卡内部的电源模块和机箱内的供电模块冲击较大，甚至对机房交流电都会有比较大的冲击，存在安全风险。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种机箱设备及远程控制系统，以解决上述技术问题。
第一方面，本申请实施例提供一种机箱设备，包括：背板，其上设置有第一插接槽以及多个第二插接槽；控制卡，其插接于所述第一插接槽中；多个业务卡，所述多个业务卡分别插接在所述多个第二插接槽中，每一所述业务卡通过所述背板与所述控制卡电性连接；所述控制卡用于在完成上电后，控制所述多个业务卡依次上电。
上述方案中，通过使用控制卡对各业务卡的电源进行管理，在上电时，控制各业务卡依次上电，更好地保护机箱供电模块及各业务卡内电源单元免受瞬态电流冲击。
在一种可选的实施方式中，每一所述业务卡设置有功能单元、开关单元以及电源管理单元，所述功能单元通过所述开关单元与设置于所述背板上的供电模块电性连接，所述电源管理单元与所述控制卡电性连接；所述控制卡用于在完成上电后，依次向每一所述业务卡的电源管理单元发送上电指令，每一所述电源管理单元用于根据所述上电指令控制对应开关单元导通。
在各业务卡内设有电源管理单元，用于对各业务卡的电源进行单独管理，控制卡通过向电源管理单元发送指令，从而实现各业务卡的上下电控制。
在一种可选的实施方式中，每一所述业务卡的电源管理单元还与所述功能单元连接以检测所述功能单元的工作电流，并在所述工作电流大于第一阈值时控制所述开关单元截止。
在机箱设备运行过程中，如果某张业务卡出现短路故障，其功能单元的工作电流立刻变大，电源管理单元通过对其工作电流进行检测，在电流值超过预设定的阈值后启动保护机制，自动断开开关单元，保护业务卡不会有烧毁的风险。
在一种可选的实施方式中，每一所述业务卡还设置有温度检测单元，所述温度检测单元与所述功能单元连接并设置于所述业务卡上，所述功能单元与所述控制卡电性连接；所述控制卡用于从所述功能单元读取业务卡的当前温度，并在所述当前温度大于第二阈值时向所述电源管理单元发送下电指令，所述电源管理单元用于根据所述下电指令控制所述开关单元截止。
在机箱设备运行过程中，控制卡会实时读取业务卡功能单元的温度信息，如果功能单元的当前温度过高，控制卡会向该业务卡的电源管理单元发出下电指令，保护业务卡不会有烧毁的风险。
在一种可选的实施方式中，所述控制卡用于每隔第一预设时长读取所述功能单元内的运行状态寄存器；在读取的运行状态寄存器的值与上一次读取的值相同时，向所述功能单元写入软复位命令，使所述功能单元内的程序重启；其中，所述运行状态寄存器的值被配置为每隔第二预设时长增加M。
控制卡通过读取运行状态寄存器的数值，监测功能单元内的程序运行是否异常，在运行异常时，控制卡向功能单元写入软复位命令，即通过软件命令方式控制功能单元内的程序实现复位，从而使功能单元内的程序重启。
在一种可选的实施方式中，所述控制卡用于在写入软复位命令后，每隔第一预设时长读取所述功能单元内的运行状态寄存器，并在读取的运行状态寄存器的值与上一次读取的值相同时，向对应业务卡的电源管理单元发送下电重启指令，使业务卡下电并在下电后重启。
控制卡在写入软复位命令后，如果监测到功能单元内的程序运行仍未恢复正常，那么向电源管理单元发送下电重启指令，保证业务卡可以自恢复。
在一种可选的实施方式中，所述开关单元以及所述电源管理单元被配置为一热插拔芯片。
在机箱设备运行过程中，基于每一热插拔芯片，使得每一业务卡可以具备热插拔功能，在带电状态下，可以将业务卡从背板的插接槽接入或者取下，有效防止插拔过程中引入的硬件冲击，同时，还可实现业务卡的电源管理。
在一种可选的实施方式中，所述控制卡设置有网络通信模块，所述控制卡用于通过所述网络通信模块接收远程控制设备传来的远程命令，并根据所述远程命令向对应业务卡的电源管理单元发送上电指令或下电指令，所述电源管理单元用于根据所述上电指令控制所述开关单元导通或者根据所述下电指令控制所述开关单元截止。
在一种可选的实施方式中，所述控制卡设置有计时电路，所述控制卡用于根据所述计时电路的计时，在预设的时间点向对应业务卡的电源管理单元发送上电指令或下电指令，所述电源管理单元用于根据所述上电指令控制所述开关单元导通或者根据所述下电指令控制所述开关单元截止。
上述两种实施方式可实现机箱设备的远程开关机和定时开关机功能。
第二方面，本申请实施例提供一种远程控制系统，包括：远程控制设备以及如第一方面、第一方面中任一可选实施方式所述的机箱设备。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的机箱设备的示意图；
图2为本申请实施例提供的远程控制系统的示意图。
图标：100-机箱设备；110-背板；111-第一插接槽；112-第二插接槽；120-控制卡；130-业务卡；200-远程控制系统；210-远程控制设备。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
本申请实施例提供一种机箱设备，通过使用控制卡对机箱内各业务卡的电源进行管理，避免所有板卡同时通电产生过大的瞬态电流，从而降低机箱设备的安全风险。图1示出了本实施例提供的机箱设备的示意图，机箱设备100包括：背板110、控制卡120以及多个业务卡130。
其中，该背板110上设置有第一插接槽111以及多个第二插接槽112；控制卡120插接于第一插接槽111中；该多个业务卡130分别插接在多个第二插接槽112中，每一业务卡130通过背板110与控制卡120电性连接。其中，上述控制卡120用于在完成上电后，控制该多个业务卡130依次上电。
具体的，机箱设备100内的背板110是一种承载子板的主板，其主要功能是支撑其他电路板卡、器件和器件之间的相互连接，并为所支撑的器件提供电源和数据信号，其上设置有多个插接槽，分别用于插接控制卡120和多个业务卡130。在该机箱设备内还设置有AC-DC电源单元，该AC-DC电源单元与机房内的交流电源相连，用于将交流电转换为机箱设备所需的直流电并将直流电输出给背板的供电模块，插接于背板上的控制卡和业务卡均可通过背板上的供电模块取电。AC-DC电源单元可通过一开关按钮进行控制，开关按钮用于控制AC-DC电源单元的导通和关断，开关按钮拨到“开”，则AC-DC电源单元输出电源电压，背板通电，开关按钮拨到“关”，则AC-DC电源单元关断，背板断电。背板通电后，所有业务卡均可通过背板取电，背板断电后，所有业务卡均断电。可选的，控制卡和业务卡可通过背板上的供电模块取电，也可通过一独立电源取电。
控制卡120内可包括：处理器、存储器、网络通信模块、通用输入输出引脚(GPIO)等。多个业务卡的业务实现受控制卡控制，每一业务卡通过背板上排布的连接线与控制卡电性连接，使各业务卡与控制卡可进行数据交流。控制卡可通过网络通信模块接收外部的远程控制设备发来的命令，并对机箱设备内各业务卡进行实时控制，如网络通信模块具有网口，通过网口与远程控制设备实现网络连接，或者网络通信模块以无线方式与远程控制设备网络连接，如WIFI或者GPRS。
每一业务卡130内可包括：功能单元、开关单元以及电源管理单元，功能单元通过开关单元与设置于背板上的供电模块电性连接，开关单元导通时，功能单元与供电模块连通，业务卡上电，开关单元截止时，功能单元与供电模块断开，业务卡下电。电源管理单元与控制卡电性连接，可接收控制卡发送的上电指令或下电指令，电源管理单元在收到上电指令后，控制开关单元导通，使业务卡上电，在收到下电指令后，控制开关单元截止，使业务卡下电。在本实施例中，通过每一业务卡上的电源管理单元实现各业务卡电源的单独管理。
其中，功能单元具体用于实现业务处理。在该机箱设备为显控设备时，插接于背板上的多个业务卡例如可包括：至少一个音频输入板卡、至少一个视频输入板卡、至少一个音频输出板卡、至少一个视频输出板卡等。业务卡的功能单元可用于实现对应的音视频输入处理、音视频输出处理等业务。每一业务卡的功能单元可通过数据总线与控制卡相连。
在本实施例中，控制卡可通过GPIO与各业务卡的电源管理单元相连。在机箱设备启动时，首先，将开关按钮拨到“开”，背板及控制卡立即通电，此时，各业务卡的开关单元处于默认截止状态，所以多个业务卡并不会立即上电。控制卡在上电完成后，依次向每一业务卡的电源管理单元发送上电指令，每一电源管理单元用于根据收到的上电指令控制对应的开关单元导通，于是，业务卡的功能单元与供电模块连通，各业务卡依次上电，从而避免了整个机箱设备内所有板卡同时上电时产生过大的瞬态电流，以致对AC-DC电源单元和各业务卡内各电源单元造成压力。
具体的，控制卡可按照程序内预先设定的顺序依次向各电源管理单元发送上电指令，例如，该顺序可以是：先控制多个业务卡中的音、视频输入卡依次上电，然后，控制多个业务卡中的音、视频输出卡依次上电，在还插接有其他类型的业务卡时，然后，控制多个业务卡中的其他类型的业务卡依次上电。当然，上述仅是其中一种按照业务卡类型设定上电顺序的示例，在实际场景中，可通过对控制卡内程序进行修改以自定义调整各业务卡的上电顺序。
在需要更改各业务卡的上电顺序时，可通过一远程控制设备向控制卡发送远程修改命令，该远程修改命令中携带更改后的上电顺序信息，控制卡通过网络通信模块接收该远程修改命令，并按照其中的上电顺序信息对程序内的上电顺序进行修改。可以理解，本实施例也可以直接对控制卡内程序进行手动修改，以更改该上电顺序。
进一步的，每一业务卡的电源管理单元还与功能单元连接，电源管理单元还用于通过与其相连的引脚检测功能单元的工作电流，并在功能单元的工作电流大于第一阈值时控制对应的开关单元截止，从而使对应业务卡下电。在机箱设备运行过程中，如果某张业务卡出现短路故障，其功能单元的工作电流立刻变大，电源管理单元通过对其工作电流进行检测，在电流值超过预设定的阈值后启动保护机制，自动断开开关单元，保护业务卡不会有烧毁的风险。
进一步的，每一业务卡还设置有温度检测单元，温度检测单元与功能单元连接并设置于业务卡上，温度检测单元用于检测功能单元表面的实时温度，并将测得的温度实时传给相连的功能单元，温度检测单元具体可以是任一型号的温度传感器，并具体可以设置于功能单元表面，且与功能单元表面相接触。每一业务卡的功能单元与控制卡电性连接；控制卡用于从功能单元读取业务卡的当前温度，并在当前温度大于第二阈值时向电源管理单元发送下电指令，电源管理单元用于根据该下电指令控制开关单元截止，从而使对应业务卡下电。在机箱设备运行过程中，控制卡会实时通过数据总线(例如SPI总线或者其他类型的总线)回读业务卡功能单元的温度信息，如果功能单元的当前温度过高，控制卡会向该业务卡的电源管理单元发出下电指令，保护业务卡不会有烧毁的风险。
进一步的，在机箱设备运行过程中，控制卡通过数据总线实时回读各业务卡的功能单元的运行状态信息，并根据该运行状态信息对各业务卡进行控制。具体的，控制卡每隔第一预设时长(例如500毫秒)读取每一功能单元内的运行状态寄存器，其中，运行状态寄存器的值被配置为每隔第二预设时长(例如100毫秒)增加M，M可以设置为一，比如，功能单元每隔100毫秒将运行状态寄存器内的值加一，当功能单元内的程序运行异常时，功能单元不会向运行状态寄存器内写入数据，此时，运行状态寄存器的值将停止增加，即数值将不会产生新的变化。控制卡在读取运行状态寄存器的值后，将本次读取的运行状态寄存器的值与上一次读取的同一运行状态寄存器的值进行比较，如果两者相同，表明功能单元内的程序运行异常，此时，控制卡向功能单元写入软复位命令，即通过软件命令方式控制功能单元内的程序实现复位，从而使功能单元内的程序重启。
在向功能单元写入软复位命令后，控制卡仍每隔第一预设时长读取功能单元内的运行状态寄存器，在本次读取的运行状态寄存器的值与上一次读取的同一运行状态寄存器的值相同时，表明功能单元内的程序仍未恢复正常，此时，向对应业务卡的电源管理单元发送下电重启指令，电源管理单元接收该下电重启指令，控制开关单元先截止然后导通，从而使业务卡先下电并在下电后重新上电，实现重启，这样保证业务卡可以自恢复。
前文提到，控制卡可设有网络通信模块，外部的远程控制设备可与控制卡建立网络连接，并向控制卡发送远程的控制命令。因此，远程管理员可以根据当前不需要工作的业务卡，通过网络向控制卡发出命令，在命令中指示将此部分业务卡进行断电，控制卡通过GPIO控制业务卡的电源管理单元，使业务卡断电，从而节约机箱设备功耗，也减少板卡的寿命损耗。而当某一张或某几张业务卡需要重新恢复工作状态时，远程管理员也可以通过网络向控制卡发出远程命令，使其恢复工作，其过程与远程断电过程一致。
具体的，控制卡用于通过网络通信模块接收远程控制设备传来的远程命令，该远程命令用于指示将对应业务卡进行上电或者下电，其中，对应业务卡可以是指全部业务卡，也可以是部分业务卡或者特定的某业务卡，例如，该远程命令中可携带对应的业务卡的标识，控制卡可根据远程命令中的业务卡的标识，仅控制对应的业务卡上电或者下电。控制卡根据收到的远程命令，向对应业务卡的电源管理单元发送上电指令或下电指令，该电源管理单元用于根据该上电指令控制开关单元导通，使业务卡上电，或者，根据该下电指令控制开关单元截止，使业务卡下电。
于是，在机箱设备运行过程中，在控制卡正常工作的前提下，远程管理员可以通过远程控制设备发送远程命令，实现设备内所有业务卡或者特定业务卡断电，同样的，可以通过远程控制设备发送远程命令，实现所有业务卡或者特定业务卡恢复通电，从而使机箱设备具备远程开关机功能。
进一步的，在本实施例中，控制卡内设置有计时电路，计时电路例如为实时时钟(Real_Time Clock，RTC)电路，用于为控制卡提供准确的时间基准，控制卡用于根据该计时电路的计时，在预设的时间点向对应业务卡的电源管理单元发送上电指令或下电指令，电源管理单元用于根据该上电指令控制开关单元导通，使业务卡上电，或者，根据该下电指令控制开关单元截止，使业务卡下电。根据以上实施例，可以在控制卡正常工作的前提下，通过设置于控制卡上的RTC电路进行计时，控制卡依据RTC电路的计时时间，在到达设定的时间点时实现特定业务卡的上下电，从而使机箱设备具备本地定时开关机功能。
基于以上两种实施例，可以在控制卡正常工作的前提下，通过远程控制设备实现机箱设备的远程定时开关机。
在一种实施例中，远程控制设备通过网络连接向控制卡发送定时上电命令，该定时上电命令中携带上电的定时时间，控制卡收到该定时上电命令后，根据计时电路的计时，在该定时时间向对应业务卡的电源管理单元发送上电指令，使业务卡上电。远程定时下电的过程与远程定时上电相同，在此不赘述。
在另一实施例中，远程控制设备进行定时，在设定的定时时间向控制卡发送定时上电命令，控制卡收到定时上电命令后，向对应业务卡的电源管理单元发送上电指令，使业务卡上电。远程定时下电的过程与远程定时上电相同，在此不赘述。
在本实施例中，开关单元以及电源管理单元被配置为一热插拔芯片。该热插拔芯片可实现业务卡的过流保护、电源管理、热插拔等功能，控制卡通过该热插拔芯片对业务卡进行通电、断电控制。在机箱设备运行过程中，基于每一热插拔芯片，使得每一业务卡可以具备热插拔功能，在带电状态下，可以将业务卡从背板的插接槽接入或者取下，有效防止插拔过程中引入的硬件冲击。
综上所述，本申请实施例提供的机箱设备使用控制卡对各业务卡的电源进行管理，在上电时，控制各业务卡依次上电，更好地保护机箱供电模块及各板卡内电源单元免受瞬态电流冲击，同时，还可实现业务卡在异常(比如短路、高温、程序运行异常)情况下的保护，降低安全隐患，并使机箱设备具备远程开关机、远程特定业务卡开关机、整机定时开关机等功能。此外，大型机箱设备的功耗一般都非常大，很多情况下并不需要使用到所有的业务卡功能，通过灵活对各业务卡的上下电进行管控，可有效节约功耗。
本申请实施例还提供一种远程控制系统，如图2所示，远程控制系统200包括：远程控制设备210以及前一实施例所提供的机箱设备100。
机箱设备100包括：背板、控制卡和多个业务卡，每一业务卡通过背板与控制卡电性连接，每一业务卡设置有功能单元、开关单元以及电源管理单元，功能单元通过开关单元与设置于背板上的供电模块电性连接，电源管理单元与控制卡电性连接，控制卡设置有网络通信模块，控制卡通过网络通信模块与远程控制设备建立通信连接。
其中，控制卡用于在完成上电后，按照预先设定的顺序依次向各电源管理单元发送上电指令，电源管理单元在收到上电指令后，控制开关单元导通，使业务卡上电。远程控制设备用于向控制卡发送远程修改命令，该远程修改命令中携带更改后的上电顺序信息，控制卡通过网络通信模块接收该远程修改命令，并按照其中的上电顺序信息对程序内的上电顺序进行修改。
进一步的，控制卡用于通过网络通信模块接收远程控制设备传来的远程命令，并根据远程命令向对应业务卡的电源管理单元发送上电指令或下电指令，电源管理单元用于根据该上电指令控制开关单元导通或者根据该下电指令控制开关单元截止。
于是，在机箱设备运行过程中，在控制卡正常工作的前提下，远程管理员可以通过远程控制设备发送远程命令，实现设备内所有业务卡或者特定业务卡的断电，同样的，可以通过远程控制设备发送远程命令，实现所有业务卡或者特定业务卡恢复通电，从而使机箱设备具备远程开关机功能。
基于此实施例，该远程控制系统还可实现对机箱设备内特定业务卡远程开关机、整机定时开关机等功能。该远程控制系统中远程控制设备的具体实施方式可以参照上一实施例中的说明，在此不赘述。
在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机箱设备，其特征在于，包括：
背板，其上设置有第一插接槽以及多个第二插接槽；
控制卡，其插接于所述第一插接槽中；
多个业务卡，所述多个业务卡分别插接在所述多个第二插接槽中，每一所述业务卡通过所述背板与所述控制卡电性连接；所述控制卡用于在完成上电后，控制所述多个业务卡依次上电。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，每一所述业务卡设置有功能单元、开关单元以及电源管理单元，所述功能单元通过所述开关单元与设置于所述背板上的供电模块电性连接，所述电源管理单元与所述控制卡电性连接；
所述控制卡用于在完成上电后，依次向每一所述业务卡的电源管理单元发送上电指令，每一所述电源管理单元用于根据所述上电指令控制对应开关单元导通。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，每一所述业务卡的电源管理单元还与所述功能单元连接以检测所述功能单元的工作电流，并在所述工作电流大于第一阈值时控制所述开关单元截止。
4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，每一所述业务卡还设置有温度检测单元，所述温度检测单元与所述功能单元连接并设置于所述业务卡上，所述功能单元与所述控制卡电性连接；
所述控制卡用于从所述功能单元读取业务卡的当前温度，并在所述当前温度大于第二阈值时向所述电源管理单元发送下电指令，所述电源管理单元用于根据所述下电指令控制所述开关单元截止。
5.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述控制卡用于每隔第一预设时长读取所述功能单元内的运行状态寄存器；在读取的运行状态寄存器的值与上一次读取的值相同时，向所述功能单元写入软复位命令，使所述功能单元内的程序重启；其中，所述运行状态寄存器的值被配置为每隔第二预设时长增加M。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述控制卡用于在写入软复位命令后，每隔第一预设时长读取所述功能单元内的运行状态寄存器，并在读取的运行状态寄存器的值与上一次读取的值相同时，向对应业务卡的电源管理单元发送下电重启指令，使业务卡下电并在下电后重启。
7.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述开关单元以及所述电源管理单元被配置为一热插拔芯片。
8.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述控制卡设置有网络通信模块，所述控制卡用于通过所述网络通信模块接收远程控制设备传来的远程命令，并根据所述远程命令向对应业务卡的电源管理单元发送上电指令或下电指令，所述电源管理单元用于根据所述上电指令控制所述开关单元导通或者根据所述下电指令控制所述开关单元截止。
9.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述控制卡设置有计时电路，所述控制卡用于根据所述计时电路的计时，在预设的时间点向对应业务卡的电源管理单元发送上电指令或下电指令，所述电源管理单元用于根据所述上电指令控制所述开关单元导通或者根据所述下电指令控制所述开关单元截止。
10.一种远程控制系统，其特征在于，包括：远程控制设备以及如权利要求8所述的机箱设备。
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CN101126997A (zh) * 2007-09-26 2008-02-20 中兴通讯股份有限公司 一种网络处理器微引擎活性检测的方法
CN107861596A (zh) * 2017-10-10 2018-03-30 锐捷网络股份有限公司 异常复位处理方法、装置及系统
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