CN103916268B - 一种实现冗余通信***智能节能的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种实现冗余通信***智能节能的装置及方法，涉及冗余通信领域；装置包括主用***和备用***，主用***包括主用***功能模块，备用***包括备用***功能模块，所述主用***还包括主用节能控制模块，所述备用***还包括备用节能控制模块；主用***功能模块与主用节能控制模块相连，主用节能控制模块分别通过倒换控制总线、数据备份总线与备用节能控制模块相连，备用节能控制模块与备用***功能模块相连。本发明不仅能够降低冗余通信***的功耗，资源利用比较合理，而且能够降低冗余通信***的使用成本。
Description
技术领域
本发明涉及冗余通信领域，具体涉及一种实现冗余通信***智能节能的装置及方法。
背景技术
通信技术为人们的沟通提供了便捷，通信技术已经成为人们生活的一部分。通讯***的工作需要消耗大量的能源，据统计，一个城市一般有近十栋机楼和上千座基站。机楼和基站一年需要消耗近2亿度电，其中通信设备的耗电量大约占50％左右。
随着通信技术的发展，人们对通信设备可靠性的要求越来越高；目前，现网运行的大部分通信设备均使用冗余备份，通常是1+1热备份(主用***、备用***各一套，主用***和备用***同时上电工作)；若主用***出现异常，通信设备立即倒换至备用***。主用***和备用***的互换能够满足客户对通信质量的要求，实现可靠性较高的实时通信。
但是，现有的冗余***的主用***和备用***工作时，存在以下缺陷：
由于备用***属于热备份，而且备份***不参与实时通信，因此备份***会产生大量无效的能源消耗。在一个完全冗余的通信***中，通信***中一半的能源会被备份***消耗，不仅资源利用不够合理，而且备用***的使用增加了整个冗余通信***的散热成本，进而提高了冗余通信***的使用成本。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种实现冗余通信***智能节能的装置及方法，不仅能够降低冗余通信***的功耗，资源利用比较合理，而且能够降低冗余通信***的使用成本。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种实现冗余通信***智能节能的装置，包括主用***和备用***，主用***包括主用***功能模块，备用***包括备用***功能模块，所述主用***还包括主用节能控制模块，所述备用***还包括备用节能控制模块；主用***功能模块与主用节能控制模块相连，主用节能控制模块分别通过倒换控制总线、数据备份总线与备用节能控制模块相连，备用节能控制模块与备用***功能模块相连；
所述主用节能控制模块包括主用第一处理器、主用电源控制模块、主用倒换控制模块和主用数据备份模块；所述主用***功能模块包括主用第二处理器、主用数据处理模块、主用模拟接口模块和主用电源模块；
所述主用第一处理器通过主用电源控制模块与主用电源模块连接；主用第一处理器通过主用倒换控制模块与倒换控制总线连接；主用第一处理器通过主用数据备份模块与数据备份总线连接；
所述主用第二处理器通过主用倒换控制模块与倒换控制总线连接；主用第二处理器通过主用数据备份模块与数据备份总线连接；
所述主用***功能模块为休眠状态时，主用第一处理器分别控制主用倒换控制模块和主用数据备份模块工作；主用第一处理器控制主用电源控制模块启动主用电源模块时，主用电源模块唤醒主用***功能模块工作，主用第二处理器分别控制主用倒换控制模块和主用数据备份模块工作；
所述备用节能控制模块包括备用第一处理器、备用电源控制模块、备用倒换控制模块和备用数据备份模块；所述备用***功能模块包括备用第二处理器、备用数据处理模块、备用模拟接口模块和备用电源模块；
所述备用第一处理器通过备用电源控制模块与备用电源模块连接；备用第一处理器通过备用倒换控制模块与倒换控制总线连接；备用第一处理器通过备用数据备份模块与数据备份总线连接；
所述备用第二处理器通过备用倒换控制模块与倒换控制总线连接；备用第二处理器通过备用数据备份模块与数据备份总线连接；
所述备用***功能模块为休眠状态时，备用第一处理器分别控制备用倒换控制模块和备用数据备份模块工作；备用第一处理器控制备用电源控制模块启动备用电源模块时，备用电源模块唤醒备用***功能模块工作，备用第二处理器分别控制备用倒换控制模块和备用数据备份模块工作。
在上述技术方案的基础上，所述主用第二处理器和备用第二处理器均采用型号为P2020的处理器。
一种基于上述装置的实现冗余通信***智能节能的方法，包括以下步骤：
S101：设置备用***功能模块为休眠状态；
S102：判断主用倒换控制模块是否输出主***故障信号至备用倒换控制模块，若是，则主用***功能模块出现故障，转到步骤S103，否则重新执行步骤S102；
S103：备用第一处理器通过备用电源控制模块运行备用电源模块，备用电源模块唤醒备用***功能模块工作，备用第二处理器分别控制备用倒换控制模块和备用数据备份模块工作；备用***接管整个通信设备。
一种基于上述装置的实现冗余通信***智能节能的方法，包括以下步骤：
S201：根据通讯***工作的日常时间，设置备用第一处理器控制备用电源控制模块工作的间隔时间；备用第一处理器按照间隔时间定期控制备用电源控制模块运行备用电源模块，备用电源模块定期唤醒备用***功能模块工作；
S202：备用电源模块唤醒备用***功能模块工作后，备用第二处理器分别控制备用倒换控制模块和备用数据备份模块工作，判断主用倒换控制模块是否输出主***故障信号至备用倒换控制模块，若是，转到步骤S203，否则备用第一处理器通过备用电源控制模块停止运行备用电源模块，备用***功能模块处于休眠状态；
S203：备用***接管整个通信设备。
在上述技术方案的基础上，步骤S201中根据通讯***工作的日常时间，设置备用第一处理器控制备用电源控制模块工作的间隔时间包括以下流程：若通讯***工作的时间为am5：00～pm12：00，设置电源控制模块工作的间隔时间为10min～30min；若通讯***工作的时间为pm12：00～am5：00，设置电源控制模块工作的间隔时间为120min～180min。
一种基于上述装置的实现冗余通信***智能节能的方法，包括以下步骤：
S301：根据通讯***工作的日常时间，设置备用第一处理器控制备用电源控制模块工作的间隔时间；备用第一处理器按照间隔时间定期控制通过备用电源控制模块运行备用电源模块，备用电源模块定期唤醒备用***功能模块工作；
S302：备用电源模块唤醒备用***功能模块工作后，备用第二处理器分别控制备用倒换控制模块和备用数据备份模块工作，判断主用倒换控制模块是否输出主***故障信号至备用倒换控制模块，若是，转到步骤S303，否则转到步骤S304；
S303：备用***接管整个通信设备；
S304：备用第一处理器通过备用电源控制模块停止备用电源模块工作，备用***功能模块处于休眠状态，转到步骤S305；
S305：判断主用倒换控制模块是否输出主***故障信号至备用倒换控制模块，若是，转到步骤S306，否则重新执行步骤S305；
S306：备用第一处理器通过备用电源控制模块运行备用电源模块，备用电源模块唤醒备用***功能模块工作，备用第二处理器分别控制备用倒换控制模块和备用数据备份模块工作，备用***接管整个通信设备。
在上述技术方案的基础上，步骤S301中根据通讯***工作的日常时间，设置备用第一处理器控制备用电源控制模块工作的间隔时间包括以下流程：若通讯***工作的时间为am5：00～pm12：00，设置电源控制模块工作的间隔时间为10min～30min；若通讯***工作的时间为pm12：00～am5：00，设置电源控制模块工作的间隔时间为120min～180min。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明的备用节能控制模块始终工作，备用节能控制模块能够控制备用***功能模块的开关电，即控制了备用***的绝大部分能耗，实现备用***的节能。与现有技术中热备份(即不间断工作)的备用***相比，本发明的备用***只在主用***出现故障时工作，通过关闭备用***能够将冗余通信***的能耗降低约50％。因此，本发明能够降低冗余通信***的功耗，资源利用比较合理。
(2)本发明的备用电源控制模块、备用倒换控制模块和备用数据备份模块均始终工作，备用数据备份模块能够在主备切换后，提供相同的配置数据；备用倒换控制模块能够保证通讯***完成主备倒换后，冗余***正常工作。因此，本发明能够在降低能耗的同时仍然提供冗余备份，保证与现有冗余***相同的稳定性。
(3)本发明的第一种实现冗余通信***智能节能的方法所需的资源较少，主备倒换所需的时间较长；第二种实现冗余通信***智能节能的方法所需的资源较少，主备倒换所需的时间较短；第三种实现冗余通信***智能节能的方法所需的资源较多，能够保证通讯***运行的稳定性。用户能够根据通讯***智能节能的实际情况，选取不同的实现冗余通信***智能节能的方法，不仅能够避免资源的浪费，而且能够符合冗余通信***可靠性的要求。
(4)本发明的备用***工作的时间较少，不仅降低了冗余通信***的散热成本和使用成本，而且能够避免备用***由于长时间通电造成的***过早老化或失效的问题，进一步提高了冗余通信***的稳定性和可靠性。
附图说明
图1为本发明实施例中主用***和备用***配合的连接框图；
图2为本发明实施例中主用***内部的连接框图；
图3为本发明实施例中备用***内部的连接框图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1所示，本发明实施例中的实现冗余通信***智能节能的装置，包括主用***和备用***，主用***包括主用节能控制模块和主用***功能模块，备用***包括备用节能控制模块和备用***功能模块。主用***功能模块与主用节能控制模块相连，主用节能控制模块分别通过倒换控制总线、数据备份总线与备用节能控制模块相连，备用节能控制模块与备用***功能模块相连。
参见图2所示，主用节能控制模块包括主用第一处理器、主用电源控制模块、主用倒换控制模块和主用数据备份模块；主用***功能模块包括主用第二处理器、主用数据处理模块、主用模拟接口模块和主用电源模块。
主用第一处理器通过主用电源控制模块与主用电源模块连接；主用第一处理器通过主用倒换控制模块与倒换控制总线连接；主用第一处理器通过主用数据备份模块与数据备份总线连接；主用第二处理器通过主用倒换控制模块与倒换控制总线连接；主用第二处理器通过主用数据备份模块与数据备份总线连接。
主用***功能模块为休眠状态(未工作)时，主用第一处理器分别控制主用倒换控制模块和主用数据备份模块工作；主用第一处理器控制主用电源控制模块启动主用电源模块时，主用电源模块唤醒主用***功能模块工作，主用第二处理器分别控制主用倒换控制模块和主用数据备份模块工作。
参见图3所示，备用节能控制模块包括备用第一处理器、备用电源控制模块、备用倒换控制模块和备用数据备份模块；备用***功能模块包括备用第二处理器、备用数据处理模块、备用模拟接口模块和备用电源模块。
备用第一处理器通过备用电源控制模块与备用电源模块连接；备用第一处理器通过备用倒换控制模块与倒换控制总线连接；备用第一处理器通过备用数据备份模块与数据备份总线连接；备用第二处理器通过备用倒换控制模块与倒换控制总线连接；备用第二处理器通过备用数据备份模块与数据备份总线连接。
备用***功能模块为休眠状态(未工作)时，备用第一处理器分别控制备用倒换控制模块和备用数据备份模块工作；备用第一处理器控制备用电源控制模块启动备用电源模块时，备用电源模块唤醒备用***功能模块工作，备用第二处理器分别控制备用倒换控制模块和备用数据备份模块工作。
主用节能控制模块和备用节能控制模块均采用较少电路即可完成设计，其整体功耗较低。主用第二处理器和备用第二处理器均采用型号为P2020的高性能处理器；主用数据处理模块、主用模拟接口模块、备用数据处理模块和备用模拟接口模块均采用大容量和密集端口的设计。
本发明实施例提供3中实现冗余通信***智能节能的方法。
第一种实现冗余通信***智能节能的方法，包括以下步骤：
S101：设置备用***功能模块为休眠状态。
S102：判断主用倒换控制模块是否输出主***故障信号至备用倒换控制模块，若是，则主用***功能模块出现故障(即主用***出现故障)，转到步骤S103，否则重新执行步骤S102。
S103：备用第一处理器通过备用电源控制模块运行备用电源模块，备用电源模块唤醒备用***功能模块工作，备用第二处理器分别控制备用倒换控制模块和备用数据备份模块工作；备用***接管整个通信设备。根据故障情况维修主用***。
第一种实现冗余通信***智能节能的方法所需的资源较少，但是从主用***工作切换至备用***工作(以下简称主备倒换)所需时间较长。
第二种实现冗余通信***智能节能的方法，包括以下步骤：
S201：根据通讯***工作的日常时间，设置备用第一处理器控制备用电源控制模块工作的间隔时间；备用第一处理器按照间隔时间定期控制备用电源控制模块运行备用电源模块，备用电源模块定期唤醒备用***功能模块工作。
S202：备用电源模块唤醒备用***功能模块工作后，备用第二处理器分别控制备用倒换控制模块和备用数据备份模块工作，判断主用倒换控制模块是否输出主***故障信号至备用倒换控制模块，若是，转到步骤S203，否则备用第一处理器通过备用电源控制模块停止运行备用电源模块，备用***功能模块处于休眠状态。
S203：备用***接管整个通信设备；根据故障情况维修主用***。
根据通讯***工作的日常时间，设置备用第一处理器控制备用电源控制模块工作的间隔时间的过程为：通讯***工作的时间为白天时(am5：00～pm12：00)，通讯***的通信量较大，主用***容易出现故障，因此设置电源控制模块工作的间隔时间较短为宜，一般为10min～30min；通讯***工作的时间为晚上时(pm12：00～am5：00)，通讯***的通信量较少，主用***不易出现故障，因此设置电源控制模块工作的间隔时间较长为宜，一般为120min～180min。
第二种实现冗余通信***智能节能的方法能够定期唤醒备用***，备用***唤醒时，若主用***出现故障，通信***不需要唤醒备用***即可立即倒换为备用***工作，不仅所需的资源较少，而且主备倒换所需时间较短。
第三种实现冗余通信***智能节能的方法，包括以下步骤：
S301：根据通讯***工作的日常时间，设置备用第一处理器控制备用电源控制模块工作的间隔时间；备用第一处理器按照间隔时间定期控制通过备用电源控制模块运行备用电源模块，备用电源模块定期唤醒备用***功能模块工作。
S302：备用电源模块唤醒备用***功能模块工作后，备用第二处理器分别控制备用倒换控制模块和备用数据备份模块工作，判断主用倒换控制模块是否输出主***故障信号至备用倒换控制模块，若是，转到步骤S303，否则转到步骤S304。
S303：备用***接管整个通信设备；根据故障情况维修主用***。
S304：备用第一处理器通过备用电源控制模块停止备用电源模块工作，备用***功能模块处于休眠状态，转到步骤S305。
S305：判断主用倒换控制模块是否输出主***故障信号至备用倒换控制模块，若是，转到步骤S306，否则重新执行步骤S305。
S306：备用第一处理器通过备用电源控制模块运行备用电源模块，备用电源模块唤醒备用***功能模块工作，备用第二处理器分别控制备用倒换控制模块和备用数据备份模块工作，备用***接管整个通信设备。
根据通讯***工作的日常时间，设置备用第一处理器控制备用电源控制模块工作的间隔时间的过程为：通讯***工作的时间为白天时(am5：00～pm12：00)，设置电源控制模块工作的间隔时间较为10min～30min；通讯***工作的时间为晚上时(pm12：00～am5：00)，设置电源控制模块工作的间隔时间为120min～180min。
第三种实现冗余通信***智能节能的方法虽然所需的资源较多，但是能够在备用***工作或休眠的情况下，实施检测主用***是否故障，主用***故障后能够立即切换为备用***工作，保证通讯***运行的稳定性。
上文已经充分论述，第一种实现冗余通信***智能节能的方法所需的资源较少，主备倒换所需的时间较长；第二种实现冗余通信***智能节能的方法所需的资源较少，主备倒换所需的时间较短；第三种实现冗余通信***智能节能的方法所需的资源较多，能够保证通讯***运行的稳定性。
在实际应用中，用户可以根据通讯***智能节能的实际情况，选取不同的实现冗余通信***智能节能的方法。若通讯***剩余的资源较少，用户可选用第一种/第二种实现冗余通信***智能节能的方法；若通讯***剩余的资源较多，用户可选用第三种实现冗余通信***智能节能的方法，以保证通讯***运行的稳定性。
本发明实施例中三种实现冗余通信***智能节能的方法的工作原理如下：
因为主用节能控制模块和备用节能控制模块均始终工作，所以主用电源控制模块、主用倒换控制模块、主用数据备份模块、备用电源控制模块、备用倒换控制模块和备用数据备份模块均始终工作。
主用电源控制模块能够保证主用***控制主用***功能模块的开关电，即控制了主用***的绝大部分能耗，实现主用***的节能。备用电源控制模能够保证备用***控制备用***功能模块的开关电，即控制了备用***的绝大部分能耗，实现备用***的节能。
主用数据备份模块和备用数据备份模块能够在主备切换后，提供相同的配置数据。
主用倒换控制模块和备用倒换控制模块能够保证通讯***完成主备倒换后，冗余***正常工作。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (7)
1.一种实现冗余通信***智能节能的装置，包括主用***和备用***，主用***包括主用***功能模块，备用***包括备用***功能模块，其特征在于：所述主用***还包括主用节能控制模块，所述备用***还包括备用节能控制模块；主用***功能模块与主用节能控制模块相连，主用节能控制模块分别通过倒换控制总线、数据备份总线与备用节能控制模块相连，备用节能控制模块与备用***功能模块相连；
所述主用节能控制模块包括主用第一处理器、主用电源控制模块、主用倒换控制模块和主用数据备份模块；所述主用***功能模块包括主用第二处理器、主用数据处理模块、主用模拟接口模块和主用电源模块；
所述主用第一处理器通过主用电源控制模块与主用电源模块连接；主用第一处理器通过主用倒换控制模块与倒换控制总线连接；主用第一处理器通过主用数据备份模块与数据备份总线连接；
所述主用第二处理器通过主用倒换控制模块与倒换控制总线连接；主用第二处理器通过主用数据备份模块与数据备份总线连接；
所述主用***功能模块为休眠状态时，主用第一处理器分别控制主用倒换控制模块和主用数据备份模块工作；主用第一处理器控制主用电源控制模块启动主用电源模块时，主用电源模块唤醒主用***功能模块工作，主用第二处理器分别控制主用倒换控制模块和主用数据备份模块工作；
所述备用节能控制模块包括备用第一处理器、备用电源控制模块、备用倒换控制模块和备用数据备份模块；所述备用***功能模块包括备用第二处理器、备用数据处理模块、备用模拟接口模块和备用电源模块；
所述备用第一处理器通过备用电源控制模块与备用电源模块连接；备用第一处理器通过备用倒换控制模块与倒换控制总线连接；备用第一处理器通过备用数据备份模块与数据备份总线连接；
所述备用第二处理器通过备用倒换控制模块与倒换控制总线连接；备用第二处理器通过备用数据备份模块与数据备份总线连接；
所述备用***功能模块为休眠状态时，备用第一处理器分别控制备用倒换控制模块和备用数据备份模块工作；备用第一处理器控制备用电源控制模块启动备用电源模块时，备用电源模块唤醒备用***功能模块工作，备用第二处理器分别控制备用倒换控制模块和备用数据备份模块工作。
2.如权利要求1所述的实现冗余通信***智能节能的装置，其特征在于：所述主用第二处理器和备用第二处理器均采用型号为P2020的处理器。
3.一种基于权利要求1或2所述装置的实现冗余通信***智能节能的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S101：设置备用***功能模块为休眠状态；
S102：判断主用倒换控制模块是否输出主***故障信号至备用倒换控制模块，若是，则主用***功能模块出现故障，转到步骤S103，否则重新执行步骤S102；
S103：备用第一处理器通过备用电源控制模块运行备用电源模块，备用电源模块唤醒备用***功能模块工作，备用第二处理器分别控制备用倒换控制模块和备用数据备份模块工作；备用***接管整个通信设备。
4.一种基于权利要求1或2所述装置的实现冗余通信***智能节能的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S201：根据通讯***工作的日常时间，设置备用第一处理器控制备用电源控制模块工作的间隔时间；备用第一处理器按照间隔时间定期控制备用电源控制模块运行备用电源模块，备用电源模块定期唤醒备用***功能模块工作；
S202：备用电源模块唤醒备用***功能模块工作后，备用第二处理器分别控制备用倒换控制模块和备用数据备份模块工作，判断主用倒换控制模块是否输出主***故障信号至备用倒换控制模块，若是，转到步骤S203，否则备用第一处理器通过备用电源控制模块停止运行备用电源模块，备用***功能模块处于休眠状态；
S203：备用***接管整个通信设备。
5.如权利要求4所述的实现冗余通信***智能节能的方法，其特征在于：步骤S201中根据通讯***工作的日常时间，设置备用第一处理器控制备用电源控制模块工作的间隔时间包括以下流程：若通讯***工作的时间为am5：00～pm12：00，设置电源控制模块工作的间隔时间为10min～30min；若通讯***工作的时间为pm12：00～am5：00，设置电源控制模块工作的间隔时间为120min～180min。
6.一种基于权利要求1或2所述装置的实现冗余通信***智能节能的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S301：根据通讯***工作的日常时间，设置备用第一处理器控制备用电源控制模块工作的间隔时间；备用第一处理器按照间隔时间定期控制通过备用电源控制模块运行备用电源模块，备用电源模块定期唤醒备用***功能模块工作；
S302：备用电源模块唤醒备用***功能模块工作后，备用第二处理器分别控制备用倒换控制模块和备用数据备份模块工作，判断主用倒换控制模块是否输出主***故障信号至备用倒换控制模块，若是，转到步骤S303，否则转到步骤S304；
S303：备用***接管整个通信设备；
S304：备用第一处理器通过备用电源控制模块停止备用电源模块工作，备用***功能模块处于休眠状态，转到步骤S305；
S305：判断主用倒换控制模块是否输出主***故障信号至备用倒换控制模块，若是，转到步骤S306，否则重新执行步骤S305；
S306：备用第一处理器通过备用电源控制模块运行备用电源模块，备用电源模块唤醒备用***功能模块工作，备用第二处理器分别控制备用倒换控制模块和备用数据备份模块工作，备用***接管整个通信设备。
7.如权利要求6所述的实现冗余通信***智能节能的方法，其特征在于：步骤S301中根据通讯***工作的日常时间，设置备用第一处理器控制备用电源控制模块工作的间隔时间包括以下流程：若通讯***工作的时间为am5：00～pm12：00，设置电源控制模块工作的间隔时间为10min～30min；若通讯***工作的时间为pm12：00～am5：00，设置电源控制模块工作的间隔时间为120min～180min。
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