一種智能立體車庫控制系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于智能立體車庫系統領域，特別是一種智能立體車庫控制系統及方法。
【背景技術】
[0002]智能立體車庫控制系統多采用PLC來實現控制，PLC可靠性高，易于編程，擴展性好，但PLC的價格因國外的品牌壟斷導致居高不下。實際產品中會使用較多的PLC來實現控制，尤其像智能立體車庫這類復雜的系統，這在成本上失去優勢，因而有很多廠家考慮使用嵌入式系統來替代PLC。嵌入式系統其穩定性不如PLC，如果想徹底解決穩定性問題，還需設計一套高可靠的備份系統。
【發明內容】
[0003]本發明提供一套主控板備份系統，為提高智能立體車庫控制系統的穩定性和可靠性，確保其連續無故障運行，實現很好的可維護性和可擴展性。
[0004]本發明的具體技術方案為:
[0005]—種智能立體車庫控制系統，包括:背板、第一槽位、第二槽位、第一主控板、第二主控板、第一外部接口帶、第二外部接口帶、監控板和外部共用接口帶，所述第一槽位、第二槽位、第一主控板、第二主控板、第一外部接口帶、第二外部接口帶位于背板上;所述第一槽位與第二槽位連接，所述第一主控板分別與第一槽位、第一外部接口帶連接，所述第二主控板分別與第二槽位、第二外部接口帶連接，所述監控板分別與第一外部接口帶、第二外部接口帶、外部共用接口帶連接;所述外部共用接口帶位于監控板上;所述第一槽位上設有第一微動開關，所述第二槽位上設有第二微動開關；
[0006]所述監控板上設有FPGA、M⑶、復位電路、RS422串口收發器、網口、串口、顯示接口和RTC接口，所述FPGA通過外部共用接口帶與網口、串口、顯示接口連接，所述FPGA通過第一外部接口帶與第一主控板連接，所述FPGA通過第二外部接口帶與第二主控板連接，所述MCU與FPGA、復位電路、RS422串口收發器、RTC接口連接；
[0007]所述M⑶用于監測第一主控板/第二主控板內部的硬件是否有故障;所述FPGA用于控制外部共用接口帶與第一外部接口帶或第二外部接口帶之間的電氣連通；當第一主控板內部的硬件出現故障時，FPGA負責將第二外部接口帶線路切換至外部共用接口帶；當第二主控板內部的硬件出現故障時，FPGA負責將第一外部接口帶線路切換至外部共用接口帶。
[0008]進一步的，所述MCU內部還設有ADC接口、I2C0接口、SPI接口、BOD接口、UART接口、FMC接口、GP10接口、WDT接口、IlMER接口，所述ADC接口和I2C0接口與FPGA連接，ADC接口和I2C0接口用于監測第一主控板/第二主控板內部的硬件是否有故障并進行報警;RS422串口收發器與外界的上位機連接，GP1接口與RTC接口連接。
[0009]進一步的，所述第一主控板/第二主控板上設有芯片組、CPU、內存、硬盤、網口、串口、顯示接口、smbus接口和多個TMP sensor組，所述芯片組分別與CPU、硬盤連接，所述芯片組與網口、串口、顯示接口連接，所述CPU與內存連接;所述第二主控板與第一主控板為同型號的主控板，第一主控板內部通過第一 PCIE總線連接，第二主控板內部通過第二 PCIE總線連接。
[0010]進一步的，所述FPGA通過第一外部接口帶與第一主控板上的網口、串口、顯示接口、smbus接口和多個TMP sensor組連接，所述FPGA通過第二外部接口帶與第二主控板上的網口、串口、顯示接口、smbus接口和多個TMP sensor組連接。
[0011]進一步的，所述監控板由外界的5V獨立電源供電;所述第一主控板/第二主控板由外界的12V電源供電。
[0012 ] —種智能立體車庫控制系統的方法，所述方法的步驟為:
[0013]a.系統上電階段處理:第一主控板上電后，第一主控板將第一PCIE總線配置為PCIE主模式;第二主控板上電后，第二主控板將第二 PCIE總線配置為PCIE從模式;監控板獲取第一主控板和第二主控板在位情況；
[0014]b.第一主控板上設有第一監控模塊，該第一監控模塊通過第一PCIE總線接口，將系統應用程序的數據信息以用戶指定的周期同步到第二主控板所在的系統；
[0015]c.第二主控板上設有第二監控模塊，該第二監控模塊通過第二PCIE總線接口，接收第一PCIE總線接口發送過來的數據信息，確保該數據信息在第二主控板上處于同步待命狀態；
[0016]d.監控板上的M⑶實時獲取第一主控板的狀態，如發生故障，M⑶發送指令給到FPGA，FPGA將外部共用接口帶線路切換到第二外部接口帶，同時監控板將發送指令給到第二主控板，第二主控板的監控模塊將PCIE從模式切換到PCIE主模式，同時，第二主控板上的監控模塊負責將系統應用程序的數據信息以用戶指定的周期同步到第一主控板所在的系統。
[0017]e.第二主控板替代第一主控板系統的應用程序繼續運行，確保整個系統應用能夠繼續工作。
[0018]進一步的，所述步驟a中，監控板接收到信號，當第一主控板和第二主控板都在位時，系統默認將外部共用接口帶和第一主控板上的第一外部接口帶進行物理上的連接，同時，第二主控板的第二外部接口帶和外部共用接口帶之間物理上則斷開；當監控板接收到信號，第一主控板發生故障時，系統將外部共用接口帶和第二主控板上的第二外部接口帶進行物理上的連接，同時，第一主控板的第一外部接口帶和外部共用接口帶之間物理上則斷開。
[0019]本發明所帶來的有益技術效果為:本發明設置有備份的第二主控板，可以確保第一主控板硬件故障后第二主控板繼續接替原來的工作，使得系統的安全性和可靠性大大增加，這對一些人體無法進入的場合，對系統連續性工作要求非常高的場合具有非常重要的意義和經濟價值。
【附圖說明】
[0020]圖1:本發明一種智能立體車庫控制系統監控板和第一/第二主控板硬件之間的連接結構示意圖；
[0021]圖2:本發明一種智能立體車庫控制系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0023]實施例一
[0024]智能立體車庫上一般只使用一片主控板，現增加一片主控板作為備份，這樣構建了一套冗余系統方案。當然，構建一套冗余系統，僅靠增加一片主控板是遠遠不夠的，需要其它的輔助模塊的配合，才能構建可行的方案。
[0025]—種智能立體車庫控制系統，包括:背板、第一槽位、第二槽位、第一主控板、第二主控板、第一外部接口帶、第二外部接口帶、監控板和外部共用接口帶，所述第一槽位、第二槽位、第一主控板、第二主控板、第一外部接口帶、第二外部接口帶位于背板上;所述第一槽位與第二槽位連接，所述第一主控板分別與第一槽位、第一外部接口帶連接，所述第二主控板分別與第二槽位、第二外部接口帶連接，所述監控板分別與第一外部接口帶、第二外部接口帶、外部共用接口帶連接;所述外部共用接口帶位于監控板上;所述第一槽位上設有第一微動開關，所述第二槽位上設有第二微動開關。
[0026]監控板上設有FPGA、MCU、復位電路、RS422串口收發器、網口、串口、顯示接口和RTC接口，所述FPGA通過外部共用接口帶與網口、串口、顯示接口連接，所述FPGA通過第一外部接口帶與第一主控板連接，所述FPGA通過第二外部接口帶與第二主控板連接，所述MCU與FPGA、復位電路、RS422串口收發器、RTC接口連接。
[0027]M⑶用于監測第一主控板或第二主控板內部的硬件是否有故障；該FPGA用于控制外部共用接口帶與第一外部接口帶或第二外部接口帶之間的電氣連通;當第一主控板內部的硬件出現故障時，FPGA負責將第二外部接口帶線路切換至外部共用接口帶；當第二主控板內部的硬件出現故障時，FPGA負責將第一外部接口帶線路切換至外部共用接口帶。
[0028]上述各個模塊的功能描述如下:
[0029]背板也就是一個PCB板，它是固定在機箱上的，不能插拔，而主控板則是可以方便插拔更換的。背板上的模塊是通過PCIE總線連接的。
[0030]第一槽位即作為第一主控板所在的槽位，其槽位上有相應的第一微動開關作為識別其在位與否進行監測。
[0031]第二槽位即作為第二主控板所在的槽位，其槽位上有相應的第二微動開關作為識別其在位與否進行監測。
[0032]第一主控板即當前作為活動的主控板。
[0033]第二主控板即當前作為備份的主控板。
[0034]第一/第二外部接口帶，是指邏輯上的由對應的槽位上所引出的外設接口，比如網口、串口、顯示接口、smbus總線接口等。
[0035]監控板則作為一個獨立的模塊，用于和當前的第一/第二主控板進行通訊，判斷當前的第一 /第二主控板是否在位，同時需要判斷第一主控板是否有出現硬件故障。
[0036]當第一主控板出現硬件故障后，監控板控制外部共用的接口帶和第二主控板的外部接口帶物理上連接，原來的第一主控板的外部接口帶則被物理上斷開，其角色變為第二主控板。
[0037]第一主控板和第二主控板之間通過PCIE總線連接，該連接通道位于背板上，主要用于系統軟件上下文由第一主控板到第二主控板之間的同步。
[0038]第一主控板和第二主控板信息完全一致，包括系統磁盤分區，內存大小，網卡MAC地址等相關信息都要求完全一致。
[0039]硬件部分主要實現了第一主控板和第二主控板之間的互聯，主要是PCIE接口。
[0040]背板需要實現一個微動開關，支持對當前的槽位上的主控板是否在位進行檢測，檢測需要通過傳感器傳遞相關信號到監控板上。
[0041]請參考圖1，所述MCU內部還設有ADC接口、I2C0接口、SPI接口、B0D接口、UART接口、FMC接口、GP10接口、WDT接口、IlMER接口，所述ADC接口和I2C0接口與FPGA連接，ADC接口和I2C0接口用于監測第一主控板/第二主控板內部的硬件是否有故障并進行報警;RS422串口收發器與外界的上位機連接，GP1接口與RTC接口連接。
[0042]具