[發(fā)明專(zhuān)利]一種遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)室控制器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210527592.3
• 申請(qǐng)日: 2012-12-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102968086A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳幸;孫立濤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G05B19/042
• 分類(lèi)號(hào): G05B19/042
• 代理公司: 南京蘇高專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)室控制器，屬于信息技術(shù)領(lǐng)域中遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)室控制平臺(tái)。

背景技術(shù)

隨著云計(jì)算的深入以及目前實(shí)驗(yàn)室硬件設(shè)備價(jià)格的攀升，云實(shí)驗(yàn)室也成為一種需求。用戶(hù)不需親臨實(shí)驗(yàn)室，在遠(yuǎn)程即可訪問(wèn)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)開(kāi)發(fā)板以及實(shí)驗(yàn)設(shè)備，并通過(guò)攝像頭觀看實(shí)驗(yàn)結(jié)果。云實(shí)驗(yàn)室中一個(gè)重要的設(shè)備是對(duì)實(shí)驗(yàn)室中已有設(shè)備、開(kāi)發(fā)板的遠(yuǎn)程管理控制硬件平臺(tái)，該平臺(tái)可獲取設(shè)備的狀態(tài)信息，通過(guò)控制電源管理板完成對(duì)設(shè)備、開(kāi)發(fā)板的上電/斷電；通過(guò)攝像頭向遠(yuǎn)程客戶(hù)提供實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)情況，便于用戶(hù)進(jìn)行控制。

目前遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)室控制平臺(tái)，一般采用基于X86架構(gòu)的服務(wù)器平臺(tái)，為用戶(hù)提供遠(yuǎn)程訪問(wèn)服務(wù)。圖像采集部分一般采用外置圖像采集卡，完成視頻圖像的采集，而視頻圖像的處理和壓縮傳輸均由服務(wù)器端處理器完成，這樣既增加了服務(wù)器的負(fù)擔(dān)，降低了性能，又增加了系統(tǒng)的成本。同時(shí)因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)帶寬的差異，視頻經(jīng)常會(huì)有延時(shí)發(fā)生，不能實(shí)時(shí)觀看現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。同時(shí)目前基于X86的服務(wù)器平臺(tái)一般只提供1-2個(gè)串口接口，因此往往需要額外購(gòu)買(mǎi)串口集線盒?（Hub)，實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)開(kāi)發(fā)板的訪問(wèn)控制，但可擴(kuò)展的串口的數(shù)量也是固定的。并且有些特殊接口往往需要定制轉(zhuǎn)接板，系統(tǒng)的局限性很大。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題與不足，本發(fā)明提供一種體積小、低成本、低功耗、配置靈活遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)室控制器，其在單芯片內(nèi)即可完成對(duì)實(shí)驗(yàn)室中已有設(shè)備、開(kāi)發(fā)板的遠(yuǎn)程管理控制工作，該控制器可獲取實(shí)驗(yàn)室設(shè)備或開(kāi)發(fā)板的狀態(tài)信息，通過(guò)控制電源管理板完成對(duì)設(shè)備或開(kāi)發(fā)板的上電/斷電；通過(guò)攝像頭向遠(yuǎn)程客戶(hù)提供實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)情況，便于用戶(hù)進(jìn)行控制。

技術(shù)方案：一種遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)室控制器，其連接到實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的開(kāi)發(fā)板或儀器設(shè)備，用于遠(yuǎn)程控制所述開(kāi)發(fā)板或儀器設(shè)備，并可遠(yuǎn)程觀看實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)視頻，該控制器包括：控制管理模塊、視頻圖像處理模塊、多用途接口模塊、電源管理模塊；

所述控制管理模塊通過(guò)雙核處理器實(shí)現(xiàn)，雙核處理器包括第一處理器和第二處理器，其中所述第一處理器運(yùn)行控制器所要求的操作系統(tǒng)，通過(guò)第一通用網(wǎng)絡(luò)接口完成與遠(yuǎn)程用戶(hù)的信息交互并獲取網(wǎng)絡(luò)帶寬信息，所述第二處理器運(yùn)行相應(yīng)的控制管理規(guī)則，其脫離所述操作系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，通過(guò)第二通用網(wǎng)絡(luò)接口與實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的部分開(kāi)發(fā)板或儀器設(shè)備連接，完成對(duì)所述部分開(kāi)發(fā)板或儀器設(shè)備的控制管理，通過(guò)AXI?Interconnect?互聯(lián)矩陣對(duì)所述視頻圖像處理模塊、多用途接口模塊、電源管理模塊進(jìn)行訪問(wèn)，并從第一處理器中獲取實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)帶寬信息；其中第一通用網(wǎng)絡(luò)接口、第二通用網(wǎng)絡(luò)接口均為雙核處理器的片內(nèi)外設(shè)；

所述視頻圖像處理模塊通過(guò)與其相連的多個(gè)攝像頭采集實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的高清圖像，并在所述視頻圖像處理模塊中完成視頻的拼接和縮放，將拼接和縮放后的視頻圖像通過(guò)AXI?Interconnect?互聯(lián)矩陣提供給控制管理模塊中的第二處理器，再由所述第二處理器送至第一處理器，并通過(guò)第一通用網(wǎng)絡(luò)接口傳送到遠(yuǎn)程用戶(hù)；所述多用途接口模塊，提供可與實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的另一部分開(kāi)發(fā)板或儀器設(shè)備連接的接口；電源管理模塊，根據(jù)遠(yuǎn)程用戶(hù)的指令對(duì)各個(gè)開(kāi)發(fā)板或?qū)嶒?yàn)室設(shè)備的電源開(kāi)關(guān)進(jìn)行操作；視頻圖像處理模塊、多用途接口模塊、電源管理模塊，均由現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列（FPGA）實(shí)現(xiàn)；雙核處理器、AXI?Interconnect?互聯(lián)矩陣、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列（FPGA）均在單一芯片內(nèi)實(shí)現(xiàn)。

所述視頻處理模塊可完成視頻圖像的預(yù)處理，其包括多個(gè)攝像頭視頻圖像的拼接，圖像的放大縮小，并可根據(jù)用戶(hù)帶寬的情況重配置壓縮算法模塊，以確保圖像傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。

所述多用途接口模塊不僅提供多個(gè)串口、RS485、JTAG等通用接口，也可根據(jù)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備情況，增加或減少這些通用接口，并可增加相應(yīng)專(zhuān)用接口，增加了系統(tǒng)的靈活性。

所述電源管理模塊與溫度、電流、電壓傳感器連接，將各傳感器檢測(cè)到的各開(kāi)發(fā)板或儀器設(shè)備的溫度、電流、電壓值交由第二處理器判斷所監(jiān)控的所述開(kāi)發(fā)板或儀器設(shè)備是否處于過(guò)載或短路的狀態(tài)，如所述開(kāi)發(fā)板或儀器設(shè)備處于過(guò)載或短路，及時(shí)切斷其電源。

有益效果：在單芯片中實(shí)現(xiàn)的控制器其功耗一般不超過(guò)10瓦，而基于服務(wù)器的設(shè)計(jì)方案系統(tǒng)功耗一般都在100瓦以上。因此本發(fā)明提供的遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)室控制器在功耗上也實(shí)現(xiàn)了大量的降低。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式