CN115705267A - 监控采集设备、基于监控采集设备的主备切换方法及*** - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种监控采集设备、基于监控采集设备的主备切换方法及***，属于监控技术领域。所述监控采集设备包括：第一CPU模块、第二CPU模块、通讯模块、共享硬件模块、主备切换模块和信号切换开关阵列；第一CPU模块通过通讯模块与第二CPU模块相连；第一CPU模块和第二CPU模块均与主备切换模块的输入端相连，主备切换模块的输出端与信号切换开关阵列的控制端相连；第一CPU模块通过信号切换开关阵列与共享硬件模块相连，第二CPU模块通过信号切换开关阵列与共享硬件模块相连。本申请能够实现在第一CPU模块发生软硬件故障时，监控采集设备可快速切换到第二CPU模块继续工作，有效提升了***的稳定性。

Description

监控采集设备、基于监控采集设备的主备切换方法及***

技术领域

本申请涉及边缘计算设备领域、物联网网关设备领域或监控领域，特别涉及一种监控采集设备、基于监控采集设备的主备切换方法及***。

背景技术

随着科学技术的快速发展，监控***在各个领域得到了广泛应用。监控采集设备是指对分布的各个独立的数据中心、机房、电信基站等动力环境场景或智慧医疗场景或物联网网关场景进行数据的采集，并上报至监控中心，以便对机房设备、环境数据进行实时监控，以维护各应用场景设备的正常运作。

为了提高监控采集***的可靠性，相关技术中，往往采用双机热备方案，即监控采集***中部署两台监控采集设备，两台监控采集设备通过网络或其它通讯接口进行通讯，同步双方的状态信息。正常状态下只有主采集器工作，当主采集器发生故障时，立即切换到备用采集器继续工作。这种方案不仅可以对电源故障、网络故障起到冗余容错的作用，也可以对采集器的其它软硬件故障有效容错。

但是在监控采集***中部署两台监控采集设备，一方面会带来昂贵的成本，另一方面在部署两台监控采集设备时，两台监控采集设备都需要单独布线，导致给施工、布线等带来较大的工作量。

发明内容

本申请提供了一种监控采集设备、基于监控采集设备的主备切换方法及***，可以在第一CPU模块发生软件故障、硬件故障时，快速切换到第二CPU模块继续工作。所述技术方案如下：

根据本申请的一方面，提供了一种监控采集设备，所述监控采集设备包括：第一CPU模块、第二CPU模块、通讯模块、共享硬件模块、主备切换模块和信号切换开关阵列；

第一CPU模块通过通讯模块与第二CPU模块相连；

第一CPU模块和第二CPU模块均与主备切换模块的输入端相连，主备切换模块的输出端与信号切换开关阵列的控制端相连；

第一CPU模块通过信号切换开关阵列与共享硬件模块相连，第二CPU模块通过信号切换开关阵列与共享硬件模块相连；

其中，主备切换模块用于将与共享硬件模块相连的CPU模块从第一CPU模块切换为第二CPU模块。在本申请的可选设计中，通讯模块包括：并列的第一通讯模块和第二通讯模块；

第一通讯模块用于在第一CPU模块和第二CPU模块之间传输第一心跳信号和第一主备切换命令中的至少一种；

第二通讯模块用于在第一CPU模块和第二CPU模块之间传输第二心跳信号和第二主备切换命令中的至少一种。

在本申请的可选设计中，第一通讯模块包括以太网交换芯片；

第二通讯模块包括硬件握手电路，硬件握手电路采用的接口协议包括串口、通用输入/输出口(General-purpose input/output，GPIO)、通用异步收发传输接口(UniversalAsynchronous Receiver/Transmitter，UART)、通用串行总线接口(Universal SerialBus，USB)、高清多媒体接口(High Definition Multimedia Interface，HDMI)中的至少一种。

在本申请的可选设计中，第一CPU模块还包括第一看门狗电路，第二CPU模块还包括第二看门狗电路。

在本申请的可选设计中，共享硬件模块包括监控数据模块、移动通信模块、固态硬盘SSD中的至少一种。

监控数据模块包括：远程通信协议接口RS485、近距离数据传输通信协议接口RS232、数字信号输入接口DI、数字信号输出接口DO、通用串行总线接口USB、高清多媒体接口HDMI中的至少一种。

根据本申请的另一方面，提供了一种监控采集设备的主备切换方法，所述方法包括：

第一CPU模块通过共享硬件模块采集监控数据；

第二CPU模块在第一CPU模块满足主备切换条件的情况下，向主备切换模块发送第一切换信号；

主备切换模块根据第一切换信号，将与共享硬件模块相连的CPU模块从第一CPU模块切换为第二CPU模块。

在本申请的可选设计中，第二CPU模块在第一CPU模块满足主备切换条件的情况下，向主备切换模块发送第一切换信号，还包括：

第二CPU模块在通过通讯模块接收到远程服务器发送的主备切换命令的情况下，向主备切换模块发送第一切换信号。

根据本申请的另一方面，提供了一种监控采集***，所述***包括：

数据传感器、监控采集设备和监控中心服务器，数据传感器通过共享硬件模块与监控采集设备连接，监控采集设备通过通讯模块与监控中心服务器连接。

根据本申请的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行以实现如上方面所述的视频数据的追踪方法。

本申请提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

通过在一个监控采集设备中同时设置两个CPU模块：第一CPU模块和第二CPU模块，实现了在第一CPU模块发生软硬件故障时，监控采集设备可快速切换到第二CPU模块继续工作，有效提升了***的稳定性，提高了单机方案的容错能力。同时，相比于双机热备方案，本申请中的两个CPU模块共用一组共享硬件模块，能够保持了和单机方案一样的接线施工方式，且免去了双机热备方案中复杂的施工布线工作，具有更大的成本优势。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。

图1是本申请一个示例性实施例提供的监控采集***的示意图；

图2是本申请一个示例性实施例提供的监控采集设备的示意图；

图3是本申请一个示例性实施例提供的监控采集设备的主备切换方法的示意图；

图4是本申请一个示例性实施例提供的监控采集设备的示意图；

图5是本申请一个示例性实施例提供的监控采集设备的主备切换方法的示意图；

图6是本申请一个示例性实施例提供的监控采集设备的主备切换方法的示意图；

图7是本申请一个示例性实施例提供的监控采集设备的主备切换方法的示意图；

图8是本申请一个示例性实施例提供的监控采集设备的锁存电路的示意图；

图9是本申请一个示例性实施例提供的监控采集设备的第一信号切换开关的示意图；

图10是本申请一个示例性实施例提供的监控采集设备的第二信号切换开关的示意图；

图11是本申请一个示例性实施例提供的监控采集设备的第三信号切换开关的示意图；

图12是本申请一个示例性实施例提供的监控采集设备的第四信号切换开关的示意图；

图13是本申请一个示例性实施例提供的监控采集设备的计算机设备结构框图。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

图1示出了本申请一个实施例提供的监控采集***的示意图。监控采集***包括：数据传感器110、监控采集设备120和监控中心服务器130。

数据传感器110用于采集动力环境场景或智慧医疗场景或物联网网关场景中的信息，以动力环境应用场景为例。

动力环境是指应用在数据中心、机房、电信基站等的机房环境。数据传感器110可以是电池监控仪、温度传感器、湿度传感器、门磁传感器、声光报警器、摄像头、触摸显示屏中的至少一个传感器，但并不局限于此。数据传感器110可以是一个或多个传感器，上述数据传感器110的数量可以更多或更少，本实施例对此不加以限定。比如上述数据传感器110可以仅为一个，或者上述数据传感器110为几十个或几百个，或者更多数量。可选地，数据传感器110与监控采集设备120通过有线或无线通信方式进行直接或间接地连接，本实施例对此不作限定，在本申请实施例中，数据传感器110与监控采集设备120通过共享硬件模块207连接。共享硬件模块207与数据传感器110一一对应。

监控采集设备120用于采集数据传感器110采集到的监控数据并上报至监控中心服务器130。监控采集设备120包括第一CPU模块201、第二CPU模块202、第一通讯模块203、第二通讯模块204、主备切换模块205、信号切换开关阵列206和共享硬件模块207。

监控采集设备的第一CPU模块201是指在监控采集设备120的正常工作状态下承担主要工作任务的控制单元。第二CPU模块202是指在第一CPU模块201正常时不承担主要工作任务的控制单元，或者第二CPU模块202是指在第一CPU模块201异常时承担主要工作任务的控制单元，或第二CPU模块202是指在第一CPU模块201正常时承担一部分工作任务的控制单元。每个CPU模块至少包括处理器和存储器，可选还包括电源电路、看门狗电路等辅助电路。两个CPU模块可以完全相同，也可以存在差异。

第一CPU模块201通过第一通讯模块203与第二CPU模块202相连，以及，第一CPU模块201通过第二通讯模块204与第二CPU模块202相连。第一CPU模块201可以通过第一通讯模块203或第二通讯模块204传输信息给第二CPU模块202。可选地，第一通讯模块203或第二通讯模块204传输的信息包括心跳信号和主备切换命令中的至少一种，且该信息种类不限于此，本申请对此不作限定。

主备切换模块205用于接收第二CPU模块202发出的第一切换信号，在接收到的第一切换信号满足时序条件的情况下，向信号切换开关阵列206发送第二切换信号。信号切换开关阵列206包括多组信号切换开关，每一组信号切换开关对应一个共享硬件模块207，或者，每个共享硬件模块207对应各自的信号切换开关，不同的共享硬件模块207的信号切换开关互相独立，用于接收主备切换模块205发出的第二切换信号。

第一CPU模块201与第二CPU模块202均与主备切换模块205的输入端相连，主备切换模块205的输出端与信号切换开关阵列206的控制端相连，同时，第一CPU模块201与第二CPU模块202均通过信号切换开关阵列206与共享硬件模块207相连。第二CPU模块202在第一CPU模块201满足主备切换条件的情况下，第二CPU模块202向主备切换模块205发送第一切换信号。主备切换模块205在接收到第一切换信号后，主备切换模块205向信号切换开关阵列206发送第二切换信号，从而控制信号切换开关阵列206将与共享硬件模块207相连的CPU模块从第一CPU模块201切换为第二CPU模块202，避免了业务工作的中断。

可选地，主备切换条件包括如下三种条件中的至少一种：

第一，第二CPU模块202通过第一通讯模块203和第二通讯模块204接收第一CPU模块201周期性发送的心跳信号，第二CPU模块202在预定时长内未接收到心跳信号的情况下，向主备切换模块205发送第一切换信号；

第二，第一CPU模块201通过第一通讯模块203和第二通讯模块204向第二CPU模块202发送主备切换命令，第二CPU模块202同时接收到两个主备切换命令的情况下，向主备切换模块205发送第一切换信号；

第三，在第二CPU模块202接收到远程服务器发送的主备切换命令的情况下，第二CPU模块202向主备切换模块205发送第一切换信号。

本申请对主备切换条件不作限定。

监控采集设备120与监控中心服务器130可以通过有线或无线通信方式进行直接或间接地连接，本申请实施例对此不作限定。

监控中心服务器130用于接收和储存监控采集设备120采集的监控数据，实现对动力环境的监控。监控中心服务器130包括一台服务器、多台服务器、云计算平台和虚拟化中心中的至少一种。监控中心服务器130为监控采集设备120对应的服务器，用于为监控采集设备120提供服务。

本领域技术人员可以知晓，上述监控中心服务器130的数量可以更多或更少。比如上述监控中心服务器130可以仅为一个，或者上述监控中心服务器130为几十个或几百个，或者更多数量。本申请实施例对监控中心服务器130的数量和设备类型不加以限定。

在一个示意性的例子中，数据传感器110中的温度传感器采集到动力环境当前的温度，通过有线或无线通信的方式直接或间接地传送给监控采集设备120，当监控采集设备120中的第一CPU模块201正常运行时，上述温度信息通过第一CPU模块201上传至监控中心服务器130；在监控采集设备120的第一CPU模块201发生软硬件故障或接收到远程服务器发出的主备切换命令的情况下，上述温度信息通过第二CPU模块202上传至监控中心服务器130，实现了对动力环境的实时监控。在第一CPU模块201满足主备切换条件的情况下，第一CPU模块201可以快速切换到第二CPU模块202继续工作的方案，不仅大大提升了监控采集设备120的可靠性，不造成业务中断，而且有效提升了整个***的稳定性。

本申请能够实现在第一CPU模块201发生软硬件故障或满足主备切换条件的情况下，监控采集设备可快速从第一CPU模块201切换为第二CPU模块202，保证了业务工作的连续性。

图2示出了本申请一个示例性实施例提供的监控采集设备的示意图。该监控采集设备包括第一CPU模块201、第二CPU模块202、主备切换模块205、信号切换开关阵列206、共享硬件模块207和通讯模块210。

第一CPU模块201通过通讯模块210与第二CPU模块202相连，第一CPU模块201和第二CPU模块202还通过通讯模块210与远程服务器相连。

第一CPU模块201是指在监控采集设备120的正常工作状态下承担主要工作任务的控制单元。第二CPU模块202是指在第一CPU模块201正常时不承担主要工作任务的控制单元，或者第二CPU模块202是指在第一CPU模块201异常时承担主要工作任务的控制单元，或第二CPU模块202是指在第一CPU模块201正常时承担一部分工作任务的控制单元。每个CPU模块至少包括处理器和存储器，可选还包括电源电路、看门狗电路等辅助电路。两个CPU模块可以完全相同，也可以存在差异。

通讯模块210可以实现第一CPU模块201与第二CPU模块202之间的信息传输。传输的信息包括心跳信号或主备切换命令中的至少一种，且该信息种类不限于此，本申请对此不作限定。

第一CPU模块201和第二CPU模块202均与主备切换模块205的输入端相连，主备切换模块205的输出端与信号切换开关阵列206的控制端相连；

主备切换模块205用于接收第二CPU模块202发送的第一切换信号，并向信号切换开关阵列206发送第二切换信号。主备切换模块205的输出端与信号切换开关阵列206的控制端可以通过有线或无线通信方式进行直接或间接地连接，本申请实施例对此不作限定。信号切换开关阵列206包括多组信号切换开关，每一组信号切换开关对应一个共享硬件模块207，或者，每个共享硬件模块207对应各自的信号切换开关，不同的共享硬件模块207的信号切换开关互相独立，用于接收主备切换模块205发出的第二切换信号。

主备切换模块205对信号切换开关阵列206的控制实现可通过直接连接实现控制或通过芯片实现或通过锁存电路实现控制的方式进行直接或间接地控制，本申请实施例对此不作限定。

主备切换模块205对信号切换开关阵列206通过直接连接的方式实现控制，该实现方式中，可通过简单的高低电平信号便可直接控制信号切换开关阵列206，但该实现方式过于简单容易发生误操作。

主备切换模块205对信号切换开关阵列206通过芯片的方式实现控制，可选地，芯片包括单片机或可编程硬件芯片(Field Programmable Gate Array，FPGA)中的至少一种，本申请实施例对此不作限定。该实现方式由第二CPU模块202发送第一切换信号给单片机或FPGA芯片，再由单片机和FPGA芯片输出第二切换信号给信号切换开关阵列206，该实现方式通过复杂的单片机或FPGA芯片逻辑控制实现，该实现方式过于复杂，同时也会带来额外的成本。

本实施例中采用了锁存电路的方式实现控制，由第二CPU模块202配合一定的时序输出第一切换信号，在第一切换信号满足时序要求的情况下，向信号切换开关阵列206输出第二切换信号，该实现方式既增加了切换的可靠性，同时成本也较低。第一CPU模块201通过信号切换开关阵列206与共享硬件模块207相连，第二CPU模块202通过信号切换开关阵列206与共享硬件模块207相连；

共享硬件模块207是用于连接外部数据的硬件接口，共享硬件模块包括RS485接口、RS232接口、DI接口、DO接口、USB接口、HDMI接口、移动通信模块、SSD硬盘中的至少一种，本申请实施例对此不作限定。

信号切换开关阵列206与共享硬件模块207可以通过有线或无线的方式进行直接或间接地连接，本申请实施例对此不作限定。信号切换开关阵列206在接收到主备切换模块205输出的第二切换信号后，对切换开关阵列实施切换，将与共享硬件模块相连的CPU模块从第一CPU模块切换为第二CPU模块。

综上所述，本实施例提供的监控采集设备，第一CPU模块201通过通讯模块210与第二CPU模块202相连；第一CPU模块201和第二CPU模块202均与主备切换模块205的输入端相连，主备切换模块205的输出端与信号切换开关阵列206的控制端相连；第一CPU模块201通过信号切换开关阵列206与共享硬件模块207相连，第二CPU模块202通过信号切换开关阵列206与共享硬件模块207相连。采集到的监控数据可以通过共享硬件模块207传送到第一CPU模块201，在需要主备切换的情况下，主备切换模块205输出第一切换信号控制信号切换开关阵列206实现信号切换开关切换，实现了采集到的监控数据可以通过共享硬件模块207传送到第二CPU模块202，保证了业务工作的不中断。

图3示出了本申请一个示例性实施例提供的监控采集设备的主备切换方法的示意图。该方法可以应用于上述监控采集设备120，在本申请实施例中，以监控采集设备120作为执行主体，对该监控采集方法进行介绍。该实施例具体包括以下步骤：

步骤302：第一CPU模块201通过共享硬件模块207采集监控数据；

第一CPU模块201是指在监控采集设备正常工作状态下承担主要工作任务的控制单元。共享硬件模块207用于连接外部的数据传感器，数据传感器包括温度计、湿度计、电池监控仪、门磁传感器、摄像头、触摸显示屏中的至少一种，本申请实施例对此不作限定。共享硬件模块207包括RS485接口、RS232接口、DI采集接口、DO控制接口、USB接口、HDMI接口、移动通信模块、SSD硬盘中的至少一种，本申请实施例对此不作限定。监控数据可以是温度信息、湿度信息、门磁传感器信息、声光报警器信息、摄像头画面信息中的一种或多种，本申请实施例对此不作限定。

示例性地，外部数据传感器中的温度传感器显示此刻为32摄氏度，温度传感器将该温度信息通过共享硬件模块207中的串口传至第一CPU模块201。

步骤304：第二CPU模块202在第一CPU模块201满足主备切换条件的情况下，向主备切换模块205发送第一切换信号；

主备切换条件包括如下切换条件中的至少一种：第一，第二CPU模块202在第一时长内未收到心跳信号；第二，第一CPU模块201向第二CPU模块202发送主备切换命令；第三，远程服务器向第二CPU模块202发送主备切换命令中的一种或多种，本申请实施例对此不作限定。

第一CPU模块201和第二CPU模块202均与主备切换模块205的输入端相连，主备切换模块205用于接收第二CPU模块202发送的第一切换信号。

步骤306：主备切换模块205根据第一切换信号，将与共享硬件模块相连的CPU模块从第一CPU模块切换为第二CPU模块。

第一CPU模块201与第二CPU模块202通过信号切换开关阵列206与共享硬件模块207相连接，根据信号切换开关的开关状态，第一CPU模块201与第二CPU模块202中的一个与共享硬件模块207导通，本申请实施例对此不作限定。在第一CPU模块201工作的情况下，第一CPU模块201与共享硬件模块207导通；第二CPU模块202与共享硬件模块207不导通。在主备切换模块205接收到第二CPU模块202发送的第一切换信号满足主备切换条件的情况下，主备切换模块205控制与这个共享硬件模块207对应的信号切换开关阵列206进行信号切换开关状态变化，在信号切换开关状态变化后，第一CPU模块201与共享硬件模块207不导通；第二CPU模块202与共享硬件模块207导通。

示例性地，外部数据传感器中的温度传感器显示此刻为32摄氏度，温度传感器将该温度信息通过共享硬件模块207中的串口传至第一CPU模块201。在第一CPU模块201发生故障后，第二CPU模块202向主备切换模块205发送第一切换信号，主备切换模块205在判断第一切换信号满足主备切换条件的情况下，将与共享硬件模块相连的CPU模块从第一CPU模块切换为第二CPU模块，所以，在第一CPU模块201发生故障后，温度传感器检测到的温度信息会通过共享硬件模块207中的串口直接传至第二CPU模块202。

综上所述，本实施例提供的监控采集设备的主备切换方法，第一CPU模块通过共享硬件模块采集监控数据，第二CPU模块在第一CPU模块满足主备切换条件的情况下，向主备切换模块发送第一切换信号；主备切换模块根据第一切换信号，将与共享硬件模块相连的CPU模块从第一CPU模块切换为第二CPU模块。由于在第一CPU模块满足主备切换条件的情况下，与共享硬件模块相连的CPU模块可以从第一CPU模块切换为第二CPU模块，提供了一种监控采集设备的主备切换方法，能够保证业务工作的不中断。

图4示出了本申请另一个示例性实施例提供的监控采集设备的示意图，该监控采集设备包括：第一CPU模块201、第二CPU模块202、主备切换模块205、信号切换开关阵列206、共享硬件模块207、以太网交换芯片208、硬件握手电路209、以太网接口电路211和供电模块212。

第一CPU模块201通过通讯模块210与第二CPU模块202相连，第一CPU模块201和第二CPU模块202还通过通讯模块210与远程服务器相连。

第一CPU模块201包括：第一CPU、第一存储器、第一集成电路PMIC、第一看门狗电路和第一电源电路，第一存储器包括第一内存DDR和第一闪存Flash中的一种或多种，但不限于此，本申请实施例对此不做限制。第一集成电路PMIC用于管理第一CPU模块201内的电源设备；第一看门狗电路用于定期的查看第一CPU模块201内部的情况，一旦发生错误就向第一CPU模块201发出重启信号；第一电源电路用于为第一CPU模块201提供电能。

第二CPU模块202包括：第二CPU、第二存储器、第二PMIC、第二看门狗电路和第二电源电路，第二存储器包括第二DDR和第二Flash中的一种或多种，但不限于此，本申请实施例对此不做限制。第二集成电路PMIC用于管理第二CPU模块202内的电源设备；第二看门狗电路用于定期的查看第二CPU模块202内部的情况，一旦发生错误就向第二CPU模块202发出重启信号；第二电源电路用于为第二CPU模块202提供电能。

第一CPU模块201和第二CPU模块202具有独立配置，所以第一CPU模块201和第二CPU模块202可以完全独立工作。

第一CPU模块201通过通讯模块210与第二CPU模块202相连，通讯模块210可以实现第一CPU模块201与第二CPU模块202之间的信息传递。传输的信息包括心跳信号或主备切换命令中的至少一种，且该信息种类不限于此，本申请实施例对此不作限定。

通讯模块210包括并列的第一通讯模块和第二通讯模块。第一通讯模块用于在所第一CPU模块和第二CPU模块之间传输第一心跳信号和第一主备切换命令中的至少一种，本申请对此不作限定。第二通讯模块用于在第一CPU模块和第二CPU模块之间传输第二心跳信号和第二主备切换命令中的至少一种，本申请对此不作限定。

示意性的，第一通讯模块包括以太网交换芯片208，第一CPU模块201通过以太网交换芯片208与第二CPU模块202相连，第一CPU模块201、第二CPU模块202与以太网交换芯片208通过媒体独立接口MII连接。可选地，媒体独立接口(Media Independent Interface，RMII)包括百兆媒体独立接口(Reduced Media Independent Interface，RMII)、千兆媒体独立接口(Gigabit Medium Independent Interface，GMII)、万兆媒体独立接口(10Gigabit Media Independent Interface，XGMII)中的至少一种，本申请实施例对此不作限定。以太网交换芯片208还包括以太网接口电路211及扩展接口PHY，以太网交换芯片208通过以太网接口电路211将PHY接口引出到监控采集设备的外侧作为通用网口使用。

示意性的，第二通讯模块包括硬件握手电路209，第一CPU模块201通过硬件握手电路209与第二CPU模块202相连，硬件握手电路采用的接口协议包括串口、GPIO、UART、USB、HDMI中的至少一种，但不限于此，本申请实施例对此不作限定。第一CPU模块201可通过硬件握手电路向第二CPU模块202进行信息传输。传输的信息包括心跳信号或主备切换命令中的至少一种，且该信息种类不限于此，本申请对此不作限定。

第一CPU模块201和第二CPU模块202均与主备切换模块205的输入端相连，主备切换模块205的输出端与信号切换开关阵列206的控制端相连；

主备切换模块205用于接收第二CPU模块202发送的第一切换信号，并向信号切换开关阵列206发送第二切换信号。

主备切换模块205包括锁存电路，锁存电路用于在第二CPU模块202发送的第一切换信号满足时序条件的情况下，向信号切换开关阵列206发送第二切换信号。

锁存电路的输入端与第一CPU模块201、第二CPU模块202可通过信号线、UART、GPIO、USB、HDMI、PCLE中的一种或多种来实现连接，本申请实施例对此不作限定。

锁存电路的输出端与信号切换开关阵列206的控制端可以通过有线或无线通信方式进行直接或间接地连接，本申请实施例对此不作限定。信号切换开关阵列206中的信号切换开关包括一个或多个模拟信号开关、差分信号开关，本申请实施例对此不作限定。示例性地，比如，在共享硬件模块207接收到UART和GPIO信号的情况下，由于信号速度较低，与该共享硬件模块207对应的信号切换开关可采用模拟信号开关；在共享硬件模块207接收到USB信号、PCIE信号和HDMI信号的情况下，由于该信号是高速差分信号，较为敏感，与该共享硬件模块207对应的信号切换开关可采用差分信号开关。

第一CPU模块201通过信号切换开关阵列206与共享硬件模块207相连，第二CPU模块202通过信号切换开关阵列206与共享硬件模块207相连；

信号切换开关阵列206在接收到主备切换模块205输出的第二切换信号后，对切换开关阵列实施切换，将与共享硬件模块相连的CPU模块从第一CPU模块切换为第二CPU模块。

共享硬件模块207用于连接外部的数据传感器，共享硬件模块包括RS485接口、RS232接口、DI采集接口、DO控制接口、USB接口、HDMI接口、SSD硬盘、移动通信模块中的至少一种，本申请实施例对此不作限定。信号切换开关阵列206的控制端与共享硬件模块207可以通过有线或无线通信方式进行直接或间接地连接，本申请实施例对此不作限定。信号切换开关阵列206包括多组信号切换开关，每一组对应一个共享硬件模块207，或者，每个共享硬件模块207对应各自的开关，不同的共享硬件模块207，互相独立，本申请对此不作限定。

共享硬件模块207包括一个或多个共享硬件模块207，本实施例中以至少包括第一共享硬件模块和第二共享硬件模块来举例说明，但对共享硬件模块207的数量不加以限定，第一共享硬件模块与信号切换开关阵列206中的第一切换开关阵列对应；第二共享硬件模块与信号切换开关阵列206中的第二切换开关阵列对应。

监控采集设备还包括供电模块212，供电模块212包括并列的第一供电电路和第二供电电路。第一供电电路包括电源接口1和电源模块1；第二供电电路包括电源接口2和电源模块2。供电模块212的输出端分别与第一CPU模块201和第二CPU模块202的供电端相连。

综上所述，本实施例提供的监控采集设备，第一CPU模块201通过以太网交换芯片208、硬件握手电路209与第二CPU模块202相连；第一CPU模块201可以通过以太网交换芯片208、硬件握手电路209发送心跳信号或主备切换命令，第一CPU模块201和第二CPU模块202均与主备切换模块205的输入端相连，主备切换模块205的输出端与信号切换开关阵列206的控制端相连。

第二CPU模块202基于收到的心跳信号或主备切换命令，在满足主备切换条件的情况下，主备切换模块205输出第一切换信号控制信号切换开关阵列206实现信号切换开关的切换，实现了采集到的监控数据可以通过共享硬件模块207传送到第二CPU模块202，保证了业务工作的不中断。

图5示出了本申请另一个示例性实施例提供的监控采集设备的主备切换方法的示意图。该方法可以应用于上述监控采集设备120，在本申请实施例中，以监控采集设备120作为执行主体，对该监控采集方法进行介绍。该实施例具体包括以下步骤：

步骤302：第一CPU模块201通过共享硬件模块207采集监控数据；

监控数据可以是温度信息、湿度信息、门磁传感器信息、声光报警器信息、摄像头画面信息中的一种或多种，本申请实施例对此不作限定。

第一CPU模块201周期性的向第二CPU模块202发送第一心跳信号；第一CPU模块201周期性的向第二CPU模块202发送第二心跳信号。

步骤304a：第二CPU模块202通过第一通讯模块接收第一CPU模块201周期性发送的第一心跳信号；

示意性地，第一通讯模块以以太网交换芯片208为例，第一CPU模块201通过以太网交换芯片208周期性地以以太网数据包的方式发送第一心跳信号，比如，第一CPU模块201与以太网交换芯片208上的第一接口相连，第二CPU模块202与以太网交换芯片208上的第二接口相连，第一接口和第二接口相通，第一CPU模块201发出的第一心跳信号，先后经过第一接口、以太网交换芯片208、第二接口后达到第二CPU模块。

步骤304b：第二CPU模块202通过第二通讯模块接收第一CPU模块201周期性发送的第二心跳信号；

示意性地，第二通讯模块以硬件握手电路209为例，第一CPU模块201通过硬件握手电路209以硬件握手信号的方式发送第一心跳信号，硬件握手电路采用的接口协议包括串口、GPIO、UART、USB、HDMI中的至少一种，但不限于此，本申请实施例对此不作限定。

步骤304c：第二CPU模块202在第一时长内未收到第一心跳信号和第二心跳信号；

第一CPU模块201分别通过以太网交换芯片208和硬件握手电路209向第二CPU模块202发送第一心跳信号和第二心跳信号，若第二CPU模块202在第一时长内未收到第一心跳信号和第二心跳信号，则第二CPU模块202向主备切换模块205发送所述第一切换信号。若第二CPU模块202在第一时长内收到第一心跳信号或第二心跳信号或同时收到第一心跳信号，第二心跳信号，则忽略该时长内的心跳信号，上述第一时长大于第一CPU模块201分别通过以太网交换芯片208和硬件握手电路209向第二CPU模块202发送第一心跳信号和第二心跳信号的周期，可选地，第一时长可以是2个周期或3个周期等，本实施例对此不作限定。

示例性地，第一CPU模块201通过以太网交换芯片208向第二CPU模块202每隔8秒发送一个第一心跳信号，第一CPU模块201通过硬件握手电路209向第二CPU模块202每隔8秒发送一个第二心跳信号，设置第一时长为10秒，以10秒为第一时长，第二CPU模块202在第一时长即10秒内只收到第一心跳信号或第二心跳信号或同时收到第一心跳信号，第二心跳信号的情况下，则在该第一时长即该10秒内，忽略该时长内的心跳信号，从而降低误切换的风险；第二CPU模块202在第一时长即10秒内没有收到第一心跳信号和第二心跳信号的情况下，第二CPU模块202向主备切换模块205发送第一切换信号。

304h：发送第一切换信号；

第二CPU模块202在第一时长内未收到第一心跳信号和第二心跳信号，则第二CPU模块202向主备切换模块205发送第一切换信号。

步骤306：在第一切换信号满足时序条件的情况下，主备切换模块205向信号切换开关阵列206发送第二切换信号，将与共享硬件模块相连的CPU模块从第一CPU模块切换为第二CPU模块。

第一CPU模块201与第二CPU模块202均通过信号切换开关阵列206与共享硬件模块207相连接，连接方式可以通过有线或无线通信方式进行直接或间接地连接，本申请实施例对此不作限定。

主备切换模块205包括锁存电路，锁存电路用于在第二CPU模块202发送的第一切换信号满足时序条件的情况下，向信号切换开关阵列206发送第二切换信号。在锁存电路接收到第二CPU模块202发送的第一切换信号满足时序条件的情况下，锁存电路向信号切换开关阵列206发送第二切换信号，信号切换开关阵列206将与共享硬件模块相连的CPU模块从第一CPU模块切换为第二CPU模块。

综上所述，本实施例提供的监控采集设备的主备切换方法，第一CPU模块201通过共享硬件模块采集监控数据，第二CPU模块202通过第一通讯模块接收第一CPU模块201周期性发送的第一心跳信号，第二CPU模块202通过第二通讯模块接收第一CPU模块201周期性发送的第二心跳信号，第二CPU模块202在第一时长内未收到第一心跳信号和第二心跳信号，则忽略此次信号，从而降低误切换的风险；第二CPU模块202在第一时长内收到第一心跳信号和第二心跳信号的情况下，第二CPU模块202向锁存电路发送第一切换信号；在锁存电路接收到第二CPU模块202发送的第一切换信号满足时序条件的情况下，锁存电路向信号切换开关阵列206发送第二切换信号，信号切换开关阵列206将与共享硬件模块相连的CPU模块从第一CPU模块切换为第二CPU模块。通过判断在第一时长能否收到第一心跳信号和第二心跳信号来判断第一CPU模块201是否满足切换条件，提供了一种监控采集设备的主备切换方法，能够保证业务工作的不中断。

图6示出了本申请另一个示例性实施例提供的监控采集设备的主备切换方法的示意图。该方法可以应用于上述监控采集设备120，在本申请实施例中，以监控采集设备120作为执行主体，对该监控采集方法进行介绍。该实施例具体包括以下步骤：

步骤302：第一CPU模块201通过共享硬件模块207采集监控数据；

监控数据可以是温度信息、湿度信息、门磁传感器信息、声光报警器信息、摄像头画面信息中的一种或多种，本申请实施例对此不作限定。

第一CPU模块201向第二CPU模块202发送第一主备切换命令；第一CPU模块201向第二CPU模块202发送第二主备切换命令。

步骤304d：第一CPU模块201通过第一通讯模块向第二CPU模块202发送第一主备切换命令；

示意性地，第一通讯模块以太网交换芯片208为例，第一CPU模块201通过以太网交换芯片208以以太网数据包的方式发送第一主备切换命令，比如，第一CPU模块201与以太网交换芯片208上的第一接口相连，第二CPU模块202与以太网交换芯片208上的第二接口相连，第一接口和第二接口相通，第一CPU模块201发出的第一主备切换命令，先后经过第一接口、以太网交换芯片208、第二接口后达到第二CPU模块。

步骤304e：第一CPU模块201通过第二通讯模块接收第二CPU模块发送第二主备切换命令；

示意性地，第二通讯模块以硬件握手电路209为例，第一CPU模块201通过硬件握手电路209以硬件握手信号的方式发送第一心跳信号，硬件握手电路采用的接口协议包括串口、GPIO、UART、USB、HDMI中的至少一种，但不限于此，本申请实施例对此不作限定。

步骤304f：第二CPU模块202在第二时长内同时接收到第一主备切换命令和第二主备切换命令；

第一CPU模块201分别通过以太网交换芯片208和硬件握手电路209向第二CPU模块202发送第一主备切换命令和第二主备切换命令，若第二CPU模块202在第二时长内同时收到第一主备切换命令和第二主备切换命令，则第二CPU模块202向主备切换模块205发送第一切换信号。若第二CPU模块202在第二时长内未同时收到第一主备切换命令和第二主备切换命令，则忽略该第一主备切换命令和第二主备切换命令，上述第二时长是指第二CPU模块202在接收到第一主备切换命令后的第二时长内接收到第二主备切换命令，则第二CPU模块202向主备切换模块205发送第一切换信号。可选地，第二时长可选用默认值，也可以根据客户需求进行设置，本实施例对此不加以限制。

示例性地，第一CPU模块201通过以太网交换芯片208向第二CPU模块202发送第一主备切换命令，第一CPU模块201通过硬件握手电路209向第二CPU模块202发送第二主备切换命令，设置第二时长为10秒。在第二CPU模块202收到第一主备切换命令的10秒内第二CPU模块202没有收到第二主备切换命令的情况下，则忽略该第二时长内的第一主备切换命令和第二主备切换命令，从而降低误切换的风险；在第二CPU模块202同时收到第一主备切换命令和第二主备切换命令的情况下，第二CPU模块202向主备切换模块205发送第一切换信号。

304h：发送第一切换信号；

第二CPU模块202在第一时长内未收到第一心跳信号和第二心跳信号，则第二CPU模块202向主备切换模块205发送第一切换信号。

步骤306：在第一切换信号满足时序条件的情况下，主备切换模块205向信号切换开关阵列206发送第二切换信号，将与共享硬件模块相连的CPU模块从第一CPU模块切换为第二CPU模块。

第一CPU模块201与第二CPU模块202均通过信号切换开关阵列206与共享硬件模块207相连接，连接方式可以通过有线或无线通信方式进行直接或间接地连接，本申请实施例对此不作限定。

主备切换模块205包括锁存电路，锁存电路用于在第二CPU模块202发送的第一切换信号满足时序条件的情况下，向信号切换开关阵列206发送第二切换信号。在锁存电路接收到第二CPU模块202发送的第一切换信号满足时序条件的情况下，锁存电路向信号切换开关阵列206发送第二切换信号，信号切换开关阵列206将与共享硬件模块相连的CPU模块从第一CPU模块切换为第二CPU模块。

示例性地，在第一CPU模块201发生故障后，第二CPU模块202向锁存电路发送第一切换信号，锁存电路在判断接收到的第一切换信号满足时序条件的情况下，锁存电路向信号切换开关阵列206发送第二切换信号，信号切换开关阵列206接收到第二切换信号后，将与共享硬件模块相连的CPU模块从第一CPU模块切换为第二CPU模块。

综上所述，本实施例提供的监控采集设备的主备切换方法，第一CPU模块201通过共享硬件模块采集监控数据，第二CPU模块202通过第一通讯模块接收第一CPU模块201发送的第一主备切换命令，第二CPU模块202通过第二通讯模块接收第一CPU模块201发送的第二主备切换命令，第二CPU模块202在第二时长内未同时收到第一主备切换命令和第二主备切换命令的情况下，则忽略该第二时长内的第一主备切换命令和第二主备切换命令，从而降低误切换的风险；在第二CPU模块202同时收到第一主备切换命令和第二主备切换命令的情况下，第二CPU模块202向锁存电路发送第一切换信号；在锁存电路接收到第二CPU模块202发送的第一切换信号满足时序条件的情况下，锁存电路向信号切换开关阵列206发送第二切换信号，信号切换开关阵列206将与共享硬件模块相连的CPU模块从第一CPU模块切换为第二CPU模块。通过判断在第二时长能否同时收到第一主备切换命令和第二主备切换命令来判断第一CPU模块201是否满足切换条件，提供了一种监控采集设备的主备切换方法，能够保证业务工作的不中断。

图7示出了本申请另一个示例性实施例提供的监控采集设备的主备切换方法的示意图。该方法可以应用于上述监控采集设备120，在本申请实施例中，以监控采集设备120作为执行主体，对该监控采集方法进行介绍。该实施例具体包括以下步骤：

步骤302：第一CPU模块201通过共享硬件模块207采集监控数据；

监控数据可以是温度信息、湿度信息、门磁传感器信息、声光报警器信息、摄像头画面信息中的一种或多种，本申请实施例对此不作限定。

步骤304g：第二CPU模块202通过通讯模块210接收到远程服务器发送的主备切换命令；

通讯模块210包括并列的第一通讯模块和第二通讯模块。第一通讯模块包括以太网交换芯片208，第一CPU模块201通过以太网交换芯片208与第二CPU模块202相连，第一CPU模块201、第二CPU模块202与以太网交换芯片208通过媒体独立接口MII连接。可选地，媒体独立接口MII包括百兆媒体独立接口RMII、千兆媒体独立接口GMII、万兆媒体独立接口XGMII中的至少一种，本申请实施例对此不作限定。以太网交换芯片208还包括以太网接口电路211及至少一个扩展接口PHY，以太网交换芯片208通过以太网接口电路211将PHY接口引出到监控采集设备的外侧作为通用网口使用，上述PHY接口可以互通，本实施例以第一PHY接口和第二PHY接口为例，共享硬件模块207采集的监控数据通过第一PHY接口传送至外界监控中心服务器130，在第一PHY接口与外界监控中心服务器130之间的通信链路发生故障的情况下，以太网交换芯片208可及时切换第一PHY接口至第二PHY接口，即共享硬件模块207采集的监控数据通过第二PHY接口传送至外界监控中心服务器130。

示意性地，第一CPU模块201、第二CPU模块202分别与以太网交换芯片208相连接，以太网交换芯片208通过第一PHY接口与外界监控中心服务器130相连，远程服务器通过以太网交换芯片208将主备切换命令传送至第二CPU模块202。第二CPU模块202在接收到主备切换命令后向主备切换模块205发送第一切换信号。在目的性的切换第一CPU模块201、第二CPU模块202的情况下，目的性的切换情况包括检修、更换、更新第一CPU模块201中的至少一种，本实施例对此不作限制。以检修第一CPU模块201为例，在检修第一CPU模块201时，需要主动对第一CPU模块201、第二CPU模块202进行主备切换，可通过远程服务器向第二CPU模块202发送主备切换命令完成主备切换。

304h：发送第一切换信号；

第二CPU模块202在第一时长内未收到第一心跳信号和第二心跳信号，则第二CPU模块202向主备切换模块205发送第一切换信号。

步骤306：在第一切换信号满足时序条件的情况下，主备切换模块205向信号切换开关阵列206发送第二切换信号，将与共享硬件模块相连的CPU模块从第一CPU模块切换为第二CPU模块。

第一CPU模块201与第二CPU模块202均通过信号切换开关阵列206与共享硬件模块207相连接，连接方式可以通过有线或无线通信方式进行直接或间接地连接，本申请实施例对此不作限定。

主备切换模块205包括锁存电路，锁存电路用于在第二CPU模块202发送的第一切换信号满足时序条件的情况下，向信号切换开关阵列206发送第二切换信号。在锁存电路接收到第二CPU模块202发送的第一切换信号满足时序条件的情况下，锁存电路向信号切换开关阵列206发送第二切换信号，信号切换开关阵列206将与共享硬件模块相连的CPU模块从第一CPU模块切换为第二CPU模块。示例性地，在第一CPU模块201和第二CPU模块202未发生主备切换前，共享硬件模块207采集的监控数据通过第一CPU模块201、以太网交换芯片208的第一PHY接口将监控数据传至监控中心服务器130；在远程服务器通过以太网交换芯片208的PHY接口将主备切换命令传送至第二CPU模块202，第二CPU模块202向锁存电路发送第一切换信号，锁存电路在判断接收到的第一切换信号满足时序条件的情况下，锁存电路向信号切换开关阵列206发送第二切换信号，信号切换开关阵列206接收到第二切换信号后，将与共享硬件模块相连的CPU模块从第一CPU模块201切换为第二CPU模块202，在发生主备切换后，共享硬件模块207采集的监控数据则通过第二CPU模块202、以太网交换芯片208的第一PHY接口将监控数据传至监控中心服务器130。

综上所述，本实施例提供的监控采集器的主备切换方法，第一CPU模块201通过共享硬件模块采集监控数据，第二CPU模块202通过通讯模块210接收远程服务器发送的主备切换命令，在接收到远程服务器发送的主备切换命令后，第二CPU模块202向锁存电路发送第一切换信号；在锁存电路接收到第二CPU模块202发送的第一切换信号满足时序条件的情况下，锁存电路向信号切换开关阵列206发送第二切换信号，信号切换开关阵列206将与共享硬件模块相连的CPU模块从第一CPU模块切换为第二CPU模块。通过判断在第二时长能否同时收到第一主备切换命令和第二主备切换命令来判断第一CPU模块201是否满足切换条件，提供了一种监控采集器的主备切换方法，能够保证业务工作的不中断。

图8示出了本申请另一个示例性实施例提供的监控采集设备的锁存电路的示意图。

主备切换模块205用于接收第二CPU模块202发送的第一切换信号，并向信号切换开关阵列206发送第二切换信号。

主备切换模块205包括锁存电路，锁存电路用于在第二CPU模块202发送的第一切换信号满足时序条件的情况下，向信号切换开关阵列206发送第二切换信号。示意性的，本实施例采用SN54LS273芯片作为第一锁存电路的核心，SN54LS273芯片可对第二CPU模块202发送的第一切换信号的时序做出判断，在第一切换信号的时序满足时序条件的情况下，锁存电路向信号切换开关阵列206发送第二切换信号；在第一切换信号的时序不满足时序条件的情况下，信号切换开关阵列206忽略该第一切换信号，防止干扰信号导致信号切换开关阵列206产生误切换。

锁存电路的输入端与第一CPU模块201、第二CPU模块202可通过信号线、UART、GPIO、USB、HDMI、PCLE中的一种或多种来实现连接，本申请实施例对此不作限定。

示意性的，在锁存电路接收第二CPU模块202发送的第一切换信号时，第二CPU模块202发送的开启芯片工作信号EN，时钟信号CLK以及第一切换信号D0-D7按照SN54LS273的时序逻辑要求进行输出，在锁存电路接收到第二CPU模块202发送的第一切换信号满足时序条件的情况下，锁存电路通过引脚向信号切换开关阵列206发送第二切换信号。同时，第一CPU模块201和第二CPU模块202可以通过第二锁存电路读取信号切换开关阵列206的引脚SWT0～SWT7的状态，本实施例采用SN54LS244芯片作为第二锁存电路的核心。

图9示出了本申请另一个示例性实施例提供的监控采集设备的第一信号切换开关的示意图。

信号切换开关阵列206包括多组信号切换开关，每一组对应一个共享硬件模块207，或者，每个共享硬件模块207对应各自的信号切换开关，不同的共享硬件模块207互相独立，对于不同类型的信号需要使用不同种类的信号切换开关。

针对UART接口的信号，由于其信号速度较低，选用普通的模拟信号开关便可满足需求。示意性地，本实施例采用NX3DV3899芯片，NX3DV3899芯片包括SWT0、SWT1控制引脚，与锁存电路输出端相连接，用于控制信号切换开关中各通道的主备切换；CPU0-TXD0引脚、CPU1-TXD0引脚及TXD0引脚为一组组合通道，CPU0-TXD0引脚、CPU1-TXD0引脚分别与第一CPU模块201、第二CPU模块202相连接，TXD0引脚与共享硬件模块207相连接。同样的，NX3DV3899芯片中CPU0-RXD0引脚、CPU1-RXD0引脚及RXD0引脚为另一组组合通道；CPU0-TXD1引脚、CPU1-TXD1引脚及TXD1引脚为另一组组合通道；CPU0-RXD0引脚、CPU1-RXD0引脚及RXD1引脚为另一组组合通道。示例性地，NX3DV3899芯片中以一组通道为例，在SWT0、SWT1控制引脚未收到第二切换信号的情况下，监控数据通过CPU0-TXD0引脚向TXD0引脚传输；在SWT0、SWT1控制引脚收到第二切换信号的情况下，监控数据通过CPU1-TXD0引脚向TXD0引脚传输。

图10示出了本申请另一个示例性实施例提供的监控采集设备的第二信号切换开关的示意图。

针对GPI0接口的信号，由于其信号速度较低，选用普通的模拟信号开关便可满足需求。示意性地，本实施例采用NX3DV3899芯片，NX3DV3899芯片包括SWT2、SWT3控制引脚，与锁存电路输出端相连接，用于控制信号切换开关中各通道的主备切换；CPU0-DI0引脚、CPU1-DI0引脚及DI0引脚为一组组合通道，CPU0-DI1引脚、CPU1-DI1引脚分别与第一CPU模块201、第二CPU模块202相连接，DI1引脚与共享硬件模块207相连接。同样的，NX3DV3899芯片中CPU0-DO0引脚、CPU1-DO0引脚及DO0引脚为另一组组合通道；CPU0-DO1引脚、CPU1-DO1引脚及DO1引脚为另一组组合通道；CPU0-DI1引脚、CPU1-DI1引脚及DI1引脚为另一组组合通道。示例性地，NX3DV3899芯片中以一组通道为例，在SWT2、SWT3控制引脚未收到第二切换信号的情况下，监控数据通过DI0引脚向CPU0-DI0引脚传输；在SWT2、SWT3控制引脚收到第二切换信号的情况下，监控数据通过DI0引脚向CPU1-DI0引脚传输。

图11示出了本申请另一个示例性实施例提供的监控采集设备的第三信号切换开关的示意图。

针对USB接口的信号，由于其为高速差分信号，较为敏感，需选用差分信号开关。示意性地，本实施例采用NX3DV221芯片，NX3DV221芯片包括CTL0控制引脚、SWT4控制引脚。SWT4引脚与锁存电路输出端相连接，用于控制信号切换开关中各通道的主备切换；CTL0引脚与第二CPU模块相连接，用于控制信号切换开关中功能引脚的选择。

CPU0-USBD+引脚、CPU0-USBD-引脚为一组输入通道；CPU1-USBD+引脚、CPU1-USBD-引脚为另一组输入通道，两组通道共用一组输出通道USB+、USB-。示例性地，在CTL0控制引脚选择使用该USB功能引脚的情况下，在SWT4控制引脚未收到第二切换信号时，监控数据通过CPU0-USBD+、CPU0-USBD-引脚向USB+、USB-引脚传输；在SWT4控制引脚收到第二切换信号的情况下，监控数据通过CPU1-USBD+、CPU1-USBD-引脚向USB+、USB-引脚传输。

图12示出了本申请另一个示例性实施例提供的监控采集设备的第四信号切换开关的示意图。

针对PCIE接口和HDMI接口的信号，由于其为高速差分信号，较为敏感，需选用差分信号开关。示意性地，本实施例采用CBTL06GP213芯片，CBTL06GP213芯片包括CTL1控制引脚、SWT5控制引脚。SWT5引脚与锁存电路输出端相连接，用于控制信号切换开关中各通道的主备切换；CTL1引脚与第二CPU模块相连接，用于控制信号切换开关中功能引脚的选择。

本实施例以两组数据通道为例，CPU0-PCIE-RX+引脚、CPU0-PCIE-RX-引脚为一组输入通道；CPU1-PCIE-RX+引脚、CPU1-PCIE-RX-引脚为另一组输入通道，两组通道共用一组输出通道PCIE-RX+、PCIE-RX-，PCIE接口的信号可以更多，本实施例对此不作限定。示例性地，在CTL1控制引脚选择使用该PCIE功能引脚的情况下，在SWT5控制引脚未收到第二切换信号时，监控数据通过CPU0-PCIE-RX+、CPU0-PCIE-RX-引脚向PCIE-RX+、PCIE-RX-引脚传输；在SWT5控制引脚收到第二切换号的情况下，监控数据通过CPU0-PCIE-RX+、CPU0-PCIE-RX-引脚向PCIE-RX+、PCIE-RX-引脚传输。

本申请还提供了一种监控采集设备的另外一种实施方案。在本申请实施例中第一CPU模块201与第二CPU模块202均通过信号切换开关阵列206与共享硬件模块207相连。共享硬件模块207包括第一共享硬件模块和第二共享硬件模块。

第一种方案：在同一时间内，第一共享硬件模块和第二共享硬件模块可以均与第一CPU模块201相连且导通。

示例性地，共享硬件模块可以有多个，本实施例以第一共享硬件模块和第二共享硬件模块为例。在监控采集设备工作时，第一共享硬件模块和第二共享硬件模块均与第一CPU模块201相连接，第二CPU模块202处于空闲状态，在第一CPU模块201发生软、硬件故障时，第一CPU模块201与第二CPU模块202发生主备切换，第二CPU模块202用于执行任务。

第二种方案：在同一时间内，第一共享硬件模块与第一CPU模块201相连且导通，第二共享硬件模块与第二CPU模块202相连且导通。

示例性地，比如，共有m个共享硬件模块需要与CPU模块连接，m个共享硬件模块中有n个共享硬件模块与第一CPU模块201相连接，m-n个共享硬件模块与第二CPU模块202相连接。在第一CPU模块201发生软、硬件故障时，第一CPU模块201与第二CPU模块202发生主备切换，则与第一CPU模块201相连接的n个共享硬件模块全部切换到第二CPU模块202，即第二CPU模块202与m个共享硬件模块相连接。

该方案可以将***任务和硬件资源按照一定策略分别分配给第一CPU模块201和第二CPU模块202，让第一CPU模块201和第二CPU模块202可以分工合作执行不同的任务，这样能有效降低CPU占用率，提升监控采集设备的响应速度，提高监控采集设备的处理能力，而此实施方案不影响主备切换方案的实施，两种实施方案可以并存。

本申请实施例还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括：处理器和存储器，存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行以实现上述各方法实施例提供的视频数据的追踪方法。

可选地，该计算机设备为服务器。示例地，图13是本申请一个示例性实施例提供的服务器的结构框图。

通常，服务器1100包括有：处理器1101和存储器1102。

处理器1101可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。

处理器1101可以采用DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)、FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、PLA(Programmable LogicArray，可编程逻辑阵列)、ARM(Advanced RISC Machine，RISC微处理器)、中央处理器指令集架构X86、PowerPC(Performance Optimization With Enhanced RISC–PerformanceComputing，精简指令集架构的中央处理器)、单片机、基于精简指令集原则的开源指令集架构Risc-V中的至少一种硬件形式来实现。处理器1101也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称CPU(Central ProcessingUnit，中央处理器)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器1101可以在集成有GPU(Graphics Processing Unit，图像处理器)，GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器1101还可以包括AI(Artificial Intelligence，人工智能)处理器，该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。

存储器1102可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器1102还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。在一些实施例中，存储器1102中的非暂态的计算机可读存储介质用于存储至少一个指令，该至少一个指令用于被处理器1101所执行以实现本申请中方法实施例提供的监控采集设备的主备切换方法。

在一些实施例中，服务器1100还可选包括有：输入接口1103和输出接口1104。处理器1101、存储器1102和输入接口1103、输出接口1104之间可以通过总线或信号线相连。各个***设备可以通过总线、信号线或电路板与输入接口1103、输出接口1104相连。输入接口1103、输出接口1104可被用于将I/O(Input/Output，输入/输出)相关的至少一个***设备连接到处理器1101和存储器1102。在一些实施例中，处理器1101、存储器1102和输入接口1103、输出接口1104被集成在同一芯片或电路板上；在一些其他实施例中，处理器1101、存储器1102和输入接口1103、输出接口1104中的任意一个或两个可以在单独的芯片或电路板上实现，本申请实施例对此不加以限定。

本领域技术人员可以理解，图13中示出的结构并不构成对服务器1100的限定，可以包括比图示更多或更少的组件，或者组合某些组件，或者采用不同的组件布置。

本申请实施例中还提供了一种计算机存储介质，该计算机可读存储介质中存储有至少一条程序代码，当该程序代码由计算机设备的处理器加载并执行时，实现上述各方法实施例提供的监控采集设备的主备切换方法。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，该程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的可读存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同切换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种监控采集设备，其特征在于，所述监控采集设备包括：第一中央处理器CPU模块、第二CPU模块、通讯模块、共享硬件模块、主备切换模块和信号切换开关阵列；

所述第一CPU模块通过所述通讯模块与所述第二CPU模块相连；

所述第一CPU模块和所述第二CPU模块均与所述主备切换模块的输入端相连，所述主备切换模块的输出端与所述信号切换开关阵列的控制端相连；

所述第一CPU模块通过所述信号切换开关阵列与所述共享硬件模块相连，所述第二CPU模块通过所述信号切换开关阵列与所述共享硬件模块相连；

其中，所述主备切换模块用于将与所述共享硬件模块相连的CPU模块从所述第一CPU模块切换为所述第二CPU模块。

2.根据权利要求1所述的监控采集设备，其特征在于，所述通讯模块包括：并列的第一通讯模块和第二通讯模块；

所述第一通讯模块用于在所述第一CPU模块和所述第二CPU模块之间传输第一心跳信号和第一主备切换命令中的至少一种；

所述第二通讯模块用于在所述第一CPU模块和所述第二CPU模块之间传输第二心跳信号和第二主备切换命令中的至少一种。

3.根据权利要求1至2任一所述的监控采集设备，其特征在于，所述主备切换模块包括锁存电路；

所述锁存电路用于在所述第二CPU模块发送的第一切换信号满足时序条件的情况下，向所述信号切换开关阵列发送第二切换信号。

4.根据权利要求1至2任一所述的监控采集设备，其特征在于，所述第一CPU模块包括：第一CPU、第一存储器、第一集成电路和第一电源电路，所述第二CPU模块包括：第二CPU、第二存储器、第二集成电路和第二电源电路。

5.根据权利要求1至2任一所述的监控采集设备，其特征在于，所述共享硬件模块包括第一共享硬件模块和第二共享硬件模块，

所述第一共享硬件模块与所述信号切换开关阵列中的第一切换开关阵列对应；

所述第二共享硬件模块与所述信号切换开关阵列中的第二切换开关阵列对应。

6.根据权利要求1至2任一所述的监控采集设备，其特征在于，所述监控采集设备还包括：供电模块，所述供电模块包括并列的第一供电电路和第二供电电路；

所述供电模块的输出端与所述第一CPU模块和所述第二CPU模块的供电端相连。

7.一种监控采集设备的主备切换方法，其特征在于，所述监控采集设备是如权利要求1至6任一所述的监控采集设备，所述方法包括：

所述第一CPU模块通过所述共享硬件模块采集监控数据；

所述第二CPU模块在所述第一CPU模块满足主备切换条件的情况下，向所述主备切换模块发送第一切换信号；

所述主备切换模块根据所述第一切换信号，将与所述共享硬件模块相连的CPU模块从所述第一CPU模块切换为所述第二CPU模块。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二CPU模块在所述第一CPU模块满足主备切换条件的情况下，向所述主备切换模块发送第一切换信号，包括：

所述第二CPU模块通过所述通讯模块接收所述第一CPU模块周期性发送的心跳信号；

所述第二CPU模块在预定时长内未接收到所述心跳信号的情况下，向所述主备切换模块发送所述第一切换信号。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述通讯模块包括并列的第一通讯模块和第二通讯模块；

所述第二CPU模块通过所述通讯模块接收所述第一CPU模块周期性发送的心跳信号，包括：

所述第二CPU模块通过所述第一通讯模块接收所述第一CPU模块周期性发送的第一心跳信号，以及通过所述第二通讯模块接收所述第一CPU模块周期性发送的第二心跳信号；

所述第二CPU模块在第一时长内未接收到所述心跳信号的情况下，向所述主备切换模块发送所述第一切换信号，包括：

所述第二CPU模块在所述第一时长内未接收到所述第一心跳信号和所述第二心跳信号的情况下，向所述主备切换模块发送所述第一切换信号。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二CPU模块在所述第一CPU模块满足主备切换条件的情况下，向所述主备切换模块发送第一切换信号，包括：

所述第一CPU模块通过所述通讯模块向所述第二CPU模块发送主备切换命令；

所述第二CPU模块在接收到所述主备切换命令的情况下，向所述主备切换模块发送所述第一切换信号。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述通讯模块包括并列的第一通讯模块和第二通讯模块；

所述第一CPU模块通过所述通讯模块向所述第二CPU模块发送主备切换命令，包括：

所述第一CPU模块通过所述第一通讯模块向所述第二CPU模块发送第一主备切换命令，以及通过所述第二通讯模块接收所述第二CPU模块发送第二主备切换命令；

所述第二CPU模块在接收到所述主备切换命令的情况下，向所述主备切换模块发送所述第一切换信号，包括：

所述第二CPU模块在所述第二时长内同时接收到所述第一主备切换命令和所述第二主备切换命令的情况下，向所述主备切换模块发送所述第一切换信号。

12.根据权利要求7至10任一所述的方法，其特征在于，所述主备切换模块包括锁存电路；

所述主备切换模块根据所述第一切换信号，将与所述共享硬件模块相连的CPU模块从所述第一CPU模块切换为所述第二CPU模块，包括：

所述锁存电路在所述第二CPU模块发送的第一切换信号满足时序条件的情况下，向所述信号切换开关阵列发送第二切换信号，所述第二切换信号用于控制所述信号切换开关阵列将与所述共享硬件模块相连的CPU模块从所述第一CPU模块切换为所述第二CPU模块。

13.根据权利要求7至10任一所述的方法，其特征在于，所述共享硬件模块包括第一共享硬件模块和第二共享硬件模块，

所述方法还包括：

在同一时间内，所述第一共享硬件模块和所述第二共享硬件模块均与所述第一CPU模块相连且导通；

或，

在同一时间内，所述第一共享硬件模块与所述第一CPU模块相连且导通，所述第二共享硬件模块与所述第二CPU模块相连且导通。

14.一种监控采集***，其特征在于，所述***包括数据传感器、监控采集设备和监控中心服务器，所述监控采集设备是如权利要求1至6任一所述的监控采集设备；

所述数据传感器通过所述共享硬件模块与所述监控采集设备连接；

所述监控采集设备通过所述通讯模块与所述监控中心服务器连接。

15.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，由处理器加载并执行以实现如权利要求7至13任一所述的监控采集设备的主备切换方法。

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