双控制器工控机主板及双控制器便携一体式CPCI工控机的制作方法

双控制器工控机主板及双控制器便携一体式cpci工控机
技术领域
1.本实用新型涉及工控机，尤其涉及一种双控制器工控机主板及双控制器便携一体式cpci工控机。


背景技术：

2.常规cpci工控机，一般采用单控制器的架构。在数据处理、实时仿真等应用领域，由于控制器需要运行实时操作系统，不能同时兼容上位机软件，单台工控机已经不能满足测试需求，往往需要配备计算机和显示器专门运行上位机软件。这样不仅增加了硬件成本，还增加了测控设备架构的复杂度。


技术实现要素：

3.针对上述相关现有技术不足，本实用新型提供一种双控制器工控机主板及双控制器便携一体式cpci工控机，通过双控制器主板结构实现便携一体式cpci工控机，集成了cpci工控机和便携式计算机的功能，不仅可以运行实时操作系统，还能兼容上位机软件，实现测控设备便携化、小型化、低成本的特点。
4.为了实现本实用新型的目的，拟采用以下方案：
5.一种双控制器工控机主板，包括：
6.第一总线背板，其具有通讯扩展接口、控制槽、扩展槽、atx电源接口；
7.第二总线背板，其具有通讯扩展接口、控制槽、atx电源接口；
8.第一通讯板和第二通讯板，均具有通讯扩展接口、网口、视频接口、usb接口；
9.电源板，其具有atx电源接口、电源输入接口、电源插槽；
10.其中，第一总线背板的通讯扩展接口与第一通讯板的通讯扩展接口连接；第二总线背板的通讯扩展接口与第二通讯板的通讯扩展接口连接；第一总线背板的控制槽用于安装第一控制器；第一总线背板的扩展槽用于安装cpci数据采集板卡；第一总线背板和第二总线背板的atx电源接口均与电源板的atx电源接口连接；第二总线背板的控制槽用于安装第二控制器；第一通讯板的网口与第二通讯板的网口连接；第一通讯板和第二通讯板的视频接口用于连接显示器；第一通讯板和第二通讯板的usb接口用于连接键盘及鼠标；电源板的电源输入接口用于连接外部电源；电源板的电源插槽用于安装cpci电源模块。
11.第一总线背板的扩展槽有多个，每个扩展槽用于安装一个cpci数据采集板卡。
12.一种双控制器便携一体式cpci工控机，包括：
13.双控制器工控机主板；
14.第一控制器，安装于第一总线背板的控制槽，用于加载第一操作系统；
15.cpci数据采集板卡，安装于第一总线背板的扩展槽，用于采集数据，第一控制器用于读写访问cpci数据采集板卡；
16.第二控制器，安装于第二总线背板的控制槽，用于加载第二操作系统；
17.cpci电源模块，安装于电源板的电源插槽，用于将从电源输入接口引入的外部电
源进行转换，并为第一总线背板和第二总线背板供电。
18.还包括kvm模块、显示器、鼠标、键盘；
19.kvm模块一端连接显示器、鼠标、键盘，另一端连接第一通讯板和第二通讯板；
20.kvm模块提供有切换键，kvm模块用于响应于对切换键的按压切换指令，以选择当前通过第一通讯板或第二通讯板与显示器、鼠标、键盘进行通讯。
21.kvm模块一侧提供有一个视频控制端接口、一个usb控制端鼠标接口、一个usb控制端键盘接口，另一侧提供一组视频输入接口、一组usb鼠标输入接口、一组usb键盘输入接口；
22.第一通讯板和第二通讯板的usb接口均具有两个，一个为usb键盘接口、另一个为usb鼠标接口；
23.视频控制端接口连接显示器，两个usb控制端接口中的一个连接鼠标，另一个连接键盘；
24.一组视频输入接口分别连接第一通讯板和第二通讯板的视频接口；
25.一组usb鼠标输入接口分别连接第一通讯板和第二通讯板的usb键盘接口；
26.一组usb键盘输入接口分别连接第一通讯板和第二通讯板的usb鼠标接口。
27.还包括机箱，机箱包括壳体及盖体，所述双控制器工控机主板、kvm模块设于壳体内，鼠标、键盘设于壳体表面，显示器设于盖体底面，盖体一边转动配合于壳体顶面一边。壳体设有散热风道、把手。
28.本实用新型的有益效果在于：
29.通过双控制器主板结构实现便携一体式cpci工控机，集成了cpci工控机和便携式计算机的功能，不仅可以运行实时操作系统，还能兼容上位机软件，实现测控设备便携化、小型化、低成本的特点。
附图说明
30.图1示出了本技术实施例的双控制器工控机主板结构示意图。
31.图2示出了本技术实施例的第一总线背板结构示意图。
32.图3示出了本技术实施例的第二总线背板结构示意图。
33.图4示出了本技术实施例的电源板结构示意图。
34.图5示出了本技术实施例的第一通讯板/第二通讯板结构示意图。
35.图6示出了本技术实施例的双控制器便携一体式cpci工控机内部结构示意图。
36.图7示出了本技术实施例的双控制器便携一体式cpci工控机整体外部结构示意。
37.图8示出了本技术实施例的双控制器便携一体式cpci工控机开机流程。
38.图9示出了本技术实施例的双控制器便携一体式cpci工控机关机流程。
具体实施方式
39.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型的实施方式进行详细说明，但本实用新型所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
40.本技术实施例的一个方面，提供一种双控制器工控机主板，其整体结构示意图，如
图1所示，电源板、第一总线背板、第二总线背板、第一通讯板和第二通讯板。
41.第一总线背板连接第一通讯板，第二总线背板连接第二通讯板，电源板连接第一总线背板和第二总线背板。
42.具体的，如图2所示，第一总线背板，其具有通讯扩展接口，控制槽cpu slot，扩展槽slot1、slot2、
……
slot7，atx电源接口，其中，每个扩展槽可用于安装一个cpci数据采集板卡。
43.具体的，如图3所示，第二总线背板，其具有通讯扩展接口、控制槽cpu slot、atx电源接口。
44.具体的，如图5所示，第一通讯板和第二通讯板，均具有通讯扩展接口、网口、视频接口（比如为vga接口）、usb接口。
45.具体的，如图4所示，电源板，其具有atx电源接口、电源输入接口、电源插槽，支持 24v直流和220v交流供电。
46.其中，第一总线背板的通讯扩展接口与第一通讯板的通讯扩展接口连接；第二总线背板的通讯扩展接口与第二通讯板的通讯扩展接口连接；第一总线背板的控制槽用于安装第一控制器；第一总线背板的扩展槽用于安装cpci数据采集板卡；第一总线背板和第二总线背板的atx电源接口均与电源板的atx电源接口连接；第二总线背板的控制槽用于安装第二控制器；第一通讯板的网口与第二通讯板的网口连接；第一通讯板和第二通讯板的视频接口用于连接显示器；第一通讯板和第二通讯板的usb接口用于连接键盘及鼠标；电源板的电源输入接口用于连接外部电源；电源板的电源插槽用于安装cpci电源模块。
47.本实例通过设置两个总线背板，并通过atx接口方式连接电源板，并通过两个通讯板进行两个总线背板之间的通讯，并可通过通讯板与外设的显示器、键盘及鼠标连接通讯。两个总线背板分别可以安装一个控制器，从而可以实现双控制器的集成。
48.本技术实施例的另一方面，提供一种双控制器便携一体式cpci工控机，其外部结构如图7所示，其内部结构如图6所示，其包括实施例所述的双控制器工控机主板、第一控制器、若干cpci数据采集板卡、第二控制器、cpci电源模块、kvm模块、显示器、鼠标、键盘等。
49.具体的，第一控制器安装于第一总线背板的控制槽，用于加载第一操作系统vxworks实时系统；cpci数据采集板卡安装于第一总线背板的扩展槽，用于采集数据，不同的采集板卡可以对应不同的采集需求，根据实际应用需求，选配不同类型的采集板卡即可，比如可以是采集数字量的采集板卡，可以是采集模拟量的采集板卡，采集串口通讯数据的采集板卡，可以是lvds图像数据的采集板卡等。
50.第一控制器同时用于读写访问cpci数据采集板卡。
51.第二控制器安装于第二总线背板的控制槽，用于加载第二操作系统windows系统。
52.cpci电源模块安装于电源板的电源插槽，电源输入接口连接外部电源，cpci电源模块可将从电源输入接口引入的外部电源进行转换，并为第一总线背板和第二总线背板供电。
53.具体的，显示器为工业液晶屏，支撑触摸功能。
54.具体的，kvm模块采用kvm切换器。kvm模块一端连接显示器、鼠标、键盘，另一端连接第一通讯板和第二通讯板；kvm模块提供有切换键，kvm模块用于响应于对切换键的按压切换指令，以选择当前通过第一通讯板或第二通讯板与显示器、鼠标、键盘进行通讯。
55.更加具体的，kvm模块一侧提供有一个视频控制端接口、一个usb控制端鼠标接口、一个usb控制端键盘接口，另一侧提供一组视频输入接口、一组usb鼠标输入接口、一组usb键盘输入接口；第一通讯板和第二通讯板的usb接口均具有两个，一个为usb键盘接口、另一个为usb鼠标接口；视频控制端接口连接显示器，两个usb控制端接口中的一个连接鼠标，另一个连接键盘；一组视频输入接口分别连接第一通讯板和第二通讯板的视频接口；一组usb鼠标输入接口分别连接第一通讯板和第二通讯板的usb键盘接口；一组usb键盘输入接口分别连接第一通讯板和第二通讯板的usb鼠标接口。
56.应用时，通过切换键可以切换为第一通讯板或第二通讯板与显示器、键盘、鼠标通讯，即分别对应了第一控制器加载的系统，或第二控制器加载的系统，与显示器、键盘、鼠标进行通讯。
57.如图7所示，还包括机箱，机箱包括壳体1及盖体2，所述双控制器工控机主板、kvm模块设于壳体1内，鼠标5、键盘6设于壳体1表面，显示器3设于盖体2底面，盖体2一边转动配合于壳体1顶面一边，具体的壳体1顶面一边具有一对间隔的凸起10，盖体2一边转动配合于凸起10。壳体1设有散热风道6和把手。散热风道6风道内设有风扇，风扇连接电源板并由电源板供电。通过风扇和散热风道6可以进行有效的散热。通过把手，可方便提起工控机，具体的，把手可以设置壳体1前端面。
58.具体的，壳体1正面设有开机键7，开机键7连接电源板，用于控制电源板的启闭。
59.本实例的工作方式说明：
60.1)开机键7控制电源板加、断电；
61.2)电源板上安装cpci电源模块，开机后，通过总线背板给控制器、cpci卡供电，同时给kvm模块、显示器3、风扇供电；
62.3)第一总线背板上安装第一控制器、cpci板卡，并连接第一通讯板；第二总线背板上安装第二控制器，并连接第二通讯板；
63.4)2块通讯板通过以太网进行通讯；
64.5)2块通讯板同时并入kvm模块；
65.6)kvm模块连接键盘4、鼠标5和显示器3，通过按键实现控制器切换。
66.本实例的开机流程如图8所示。
67.本实例的关机流程如图9所示。
68.本实例具有双控制器槽设计，且内部通过网络通讯；集成kvm模块，自由切换显示屏；并支持直流和交流供电。
69.本实例采用双控制器，打破了传统工控机的设备架构；实现了vxworks实时系统和windows系统的硬件平台整合。
70.本实例集成于壳体及盖体构成的机箱上，实现设备便携化；适用于各类应用场景测试需求。
71.以上仅为本实用新型的优选实施例，并不表示是唯一的或是限制本实用新型。本领域技术人员应理解，在不脱离本实用新型的范围情况下，对本实用新型进行的各种改变或同等替换，均属于本实用新型保护的范围。