一種物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備的備份方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備的備份方法。在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)中，放置兩塊核心板(ARM最小系統(tǒng))，兩塊核心板采用Active/Standby工作模式，互為備份，共享系統(tǒng)總線和外部存儲(chǔ)，負(fù)責(zé)處理物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的相關(guān)任務(wù)。邏輯控制單元負(fù)責(zé)接收核心板的心跳信號(hào)，分配總線控制權(quán)以及復(fù)位故障核心板。本發(fā)明將物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)中最有可能出問題的部分獨(dú)立了出來，并將用戶關(guān)鍵數(shù)據(jù)存于外部存儲(chǔ)之上，采用雙核心互為備份的方式來降低系統(tǒng)的故障率，從而保證整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性和業(yè)務(wù)的連續(xù)性。
【專利說明】一種物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備的備份方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及物聯(lián)網(wǎng)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備的備份方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性和有效性要求越來越高，作為物聯(lián)網(wǎng)核心的網(wǎng)關(guān)，其穩(wěn)定性決定了整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0003]傳統(tǒng)的保證物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法往往基于硬件工程師的優(yōu)秀的電路設(shè)計(jì)和軟件工程師優(yōu)秀的代碼設(shè)計(jì)，但是這樣做依然不能保證物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)不會(huì)發(fā)生故障，在一些關(guān)鍵的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，比如智能家居系統(tǒng)，一旦負(fù)責(zé)控制整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備發(fā)生故障，整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)則處于癱瘓狀態(tài)，嚴(yán)重影響用戶體驗(yàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004](一 )要解決的技術(shù)問題
[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:如何進(jìn)一步提高物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的穩(wěn)定性。
[0006]( 二 )技術(shù)方案
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備的備份方法，整個(gè)方法的設(shè)計(jì)思想是:
[0008]在優(yōu)秀的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)軟硬件設(shè)計(jì)的條件下，將網(wǎng)關(guān)中有可能發(fā)生故障的部分獨(dú)立出來，即主備核心板(S101、S102)，采用雙備份的模式，減少系統(tǒng)故障的概率，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性；同時(shí)采用用戶數(shù)據(jù)共享的存儲(chǔ)方式，從而達(dá)到業(yè)務(wù)的連續(xù)性。
[0009]此備份方法中還有一個(gè)至關(guān)重要的部分是邏輯控制單元，它主要負(fù)責(zé)核心板工作狀態(tài)的監(jiān)測(cè)和故障處理。如圖2所示，邏輯控制單元主要包括:復(fù)位模塊、核心板工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊和系統(tǒng)總線控制模塊組成，下面分別闡述各個(gè)模塊的作用:
[0010]I)復(fù)位模塊，與邏輯控制單元中的核心板工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊協(xié)同工作，負(fù)責(zé)復(fù)位故障核心板，并且移除非故障核心板的復(fù)位信號(hào)。當(dāng)核心板工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊檢測(cè)到當(dāng)前核心板心跳信號(hào)丟失的時(shí)候，會(huì)通知復(fù)位模塊復(fù)位當(dāng)前核心板，同時(shí)移除非故障核心板的復(fù)位信號(hào)，使其進(jìn)入正常狀態(tài)，接替故障核心板工作。
[0011]2)核心板工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊，與邏輯控制單元中的復(fù)位模塊和系統(tǒng)總線控制模塊協(xié)同工作。核心板工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊監(jiān)測(cè)來自當(dāng)前工作核心板的心跳信號(hào)，如果在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，沒有接收到當(dāng)前工作核心板的心跳信號(hào)，則認(rèn)為當(dāng)前工作核心板發(fā)生故障，通知復(fù)位模塊復(fù)位故障核心板，并移除非故障核心板的復(fù)位信號(hào)使得非故障核心板接替故障核心板的工作，同時(shí)，通知系統(tǒng)總線控制模塊將系統(tǒng)總線的控制權(quán)移交給非故障核心板。
[0012]3)系統(tǒng)總線控制模塊，與核心板工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊協(xié)同工作，負(fù)責(zé)將系統(tǒng)總線的控制權(quán)在兩塊核心板之間切換。
[0013]此外，將用戶數(shù)據(jù)保存在外部存儲(chǔ)之上是保證業(yè)務(wù)連續(xù)性的關(guān)鍵。外部存儲(chǔ)(如圖1中S108所示)被兩塊核心板共享，當(dāng)其中一塊核心板由于故障無法繼續(xù)工作時(shí)，邏輯控制單元會(huì)啟動(dòng)另外一塊核心板接替故障核心板工作，無縫的使用外部存儲(chǔ)上的用戶數(shù)據(jù)，保證業(yè)務(wù)的連續(xù)性。
[0014](三)有益效果
[0015]本發(fā)明的方法充分考慮了物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)發(fā)生故障的原因，采用雙核心板互為備份的工作方式，共享系統(tǒng)總線和外部存儲(chǔ)，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時(shí)保證了業(yè)務(wù)的連續(xù)性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的方法結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖2為本發(fā)明的方法中邏輯控制單元結(jié)構(gòu)圖；
【具體實(shí)施方式】
[0018]為使本發(fā)明的目的、內(nèi)容、和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0019]本發(fā)明針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和業(yè)務(wù)的連續(xù)性，提出了一種物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的備份方法。
[0020]首先，將物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)中的ARM最小系統(tǒng)獨(dú)立出來，形成互為備份的主備核心板，這樣可以防止由于操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件不穩(wěn)定造成系統(tǒng)故障所帶來的系統(tǒng)穩(wěn)定性下降。當(dāng)一塊核心板故障時(shí)，另外一塊可以立刻接替其工作，從而保證系統(tǒng)穩(wěn)定。
[0021]其次，使用FPGA或者CPLD實(shí)現(xiàn)邏輯控制單元的功能，將復(fù)位模塊，核心板工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊和系統(tǒng)總線控制模塊置于同一片F(xiàn)PGA或者CPLD芯片中，用于監(jiān)測(cè)核心板的運(yùn)行狀態(tài)和處理故障。
[0022]最后，在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，將用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于外部存儲(chǔ)之上，比如SD卡或者EEPR0M，保證用戶數(shù)據(jù)的及時(shí)更新，從而不會(huì)因?yàn)槟硥K核心板故障引發(fā)業(yè)務(wù)間斷。
[0023]以上實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
【權(quán)利要求】
1.一種物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備的備份方法，該備份方法由主核心板、備核心板、邏輯控制單元、系統(tǒng)總線和外圍設(shè)備組成。其特征在于: S101、主核心板，硬件方面表現(xiàn)為ARM最小系統(tǒng)；軟件方面表現(xiàn)為系統(tǒng)邏輯核心，負(fù)責(zé)接收控制指令，根據(jù)指令對(duì)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)做出相應(yīng)的控制。主核心板為默認(rèn)核心板，首先參與整個(gè)系統(tǒng)工作，主核心板正常工作時(shí)，邏輯控制單元會(huì)復(fù)位備核心板，將系統(tǒng)總線的控制權(quán)交給主核心板； S102、備核心板，功能同主核心板，表現(xiàn)為主核心板的備份。邏輯控制單元在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)檢測(cè)不到主核心板的心跳信號(hào)時(shí)，會(huì)默認(rèn)主核心板發(fā)生故障，此時(shí)邏輯控制單元復(fù)位主核心板,取消備核心板的復(fù)位信號(hào)，同時(shí)將系統(tǒng)總線交給備核心板； S103、邏輯控制單元，負(fù)責(zé)接收核心板的心跳信號(hào)以確定核心板的工作狀態(tài)，復(fù)位故障核心板，控制系統(tǒng)總線的所有權(quán)。當(dāng)當(dāng)前工作的核心板出現(xiàn)故障時(shí)，邏輯控制單元將故障核心板的復(fù)位信號(hào)置為有效，同時(shí)取消非故障核心板的復(fù)位信號(hào)，并將系統(tǒng)總線的控制權(quán)由故障核心板轉(zhuǎn)移至非故障核心板；邏輯控制單元主要包含以下模塊: 1)復(fù)位模塊，負(fù)責(zé)向發(fā)生故障的核心板發(fā)送復(fù)位信號(hào)； 2)核心板工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊，負(fù)責(zé)接收核心板發(fā)來的心跳信號(hào)； 3)系統(tǒng)總線控制模塊，負(fù)責(zé)在主核心板和備核心板之間切換系統(tǒng)總線的控制權(quán)； S104、主核心板與邏輯控制單元間的通信總線，主要包括以下信號(hào): 1)邏輯控制單元到主核心板的復(fù)位信號(hào)； 2)主核心板到邏輯控制單元的心跳信號(hào)； 3)主核心板與邏輯控制單元間的系統(tǒng)總線信號(hào)； S105、備核心板與邏輯控制單元間的通信總線，主要包括以下信號(hào): 1)邏輯控制單元到備核心板的復(fù)位信號(hào)； 2)備核心板到邏輯控制單元的心跳信號(hào)； 3)備核心板與邏輯控制單元間的系統(tǒng)總線信號(hào)； S106、邏輯控制單元的總線出口，負(fù)責(zé)與物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備上的系統(tǒng)總線連接； S107、系統(tǒng)總線，負(fù)責(zé)與系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)設(shè)備通信； S108、外部存儲(chǔ)，主備核心板都會(huì)將數(shù)據(jù)存于外部存儲(chǔ)之上。當(dāng)當(dāng)前核心板出現(xiàn)故障時(shí)，非故障核心板會(huì)接替故障核心板工作,并且保證數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性。 S109、其他總線，包括音頻總線、視頻總線、串行通信總線等。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)中使用兩塊ARM的最小系統(tǒng)作為主核心板(SlOl)和備核心板(S102)，將物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)中極易發(fā)生故障的部分獨(dú)立出來。兩塊核心板采用Active/Standby模式,正常工作狀態(tài)下，有一個(gè)核心板工作，另外一個(gè)核心板處于復(fù)位狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，邏輯控制單元(S103)負(fù)責(zé)整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的故障邏輯處理，邏輯控制單元主要包含以下模塊: 1)復(fù)位模塊，與邏輯控制單元中的核心板工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊協(xié)同工作，負(fù) 責(zé)復(fù)位故障核心板，并且移除非故障核心板的復(fù)位信號(hào)。 2)核心板工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊，接收核心板發(fā)來的心跳信號(hào)，以確定核心板的工作狀態(tài)，與復(fù)位模塊和系統(tǒng)總線控制模塊協(xié)同工作，在檢測(cè)到心跳信號(hào)丟失時(shí)，則認(rèn)為當(dāng)前核心板發(fā)生故障，通知復(fù)位模塊復(fù)位故障核心板，同時(shí)移除非故障核心板的復(fù)位信號(hào)使其進(jìn)入正常工作狀態(tài)，并通知系統(tǒng)總線控制模塊將系統(tǒng)總線的控制權(quán)由故障核心板轉(zhuǎn)移至非故障核心板。 3)系統(tǒng)總線控制模塊，與核心板工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊協(xié)同工作，負(fù)責(zé)將系統(tǒng)總線的控制權(quán)在兩塊核心板之間切換。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所有的用戶數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)于外部存儲(chǔ)設(shè)備之上，兩塊核心板 共享相同的用戶數(shù)據(jù)，保證用戶數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新，在其中一塊核心板發(fā)生故障時(shí)，另外一塊核心板可以接管故障核心板繼續(xù)處理相關(guān)任務(wù)。
【文檔編號(hào)】H04L12/26GK103840956SQ201210478379
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2012年11月23日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月23日
【發(fā)明者】于智為, 黃靜波 申請(qǐng)人:于智為, 黃靜波, 北京廣碩通科技有限公司