双机热备容错逻辑控制电路设计与仿真

针对传统数字电路系统冗余设计复杂、切换时间长、实现电路体积大等问题,提出一种双机热备容错逻辑控制电路的设计方案.使用VHDL语言设计、一片CPLD芯片实现工作微处理器系统的故障检测与主、备微处理器系统的实时切换等时序控制功能.时序仿真结果表明,该电路判断故障成功率高,切换时间短,可以满足强实时性嵌入式系统的双机热备冗余设计.在高可靠性的微机保护系统等应用场合,该硬件冗余设计方案具有工程设计指导意义.     

基于FPGA的双机热备外设容错系统仿真设计

针对传统的继电保护冗余系统缺乏对敏感外设容错处理、切换速度慢等问题,提出了基于FPGA的双机热备外设容错系统。该系统由FPGA控制器、DSP控制器、双A/D模块、双继电器模块等外设组成,FPGA控制器完成双机外设模块的故障检测、双机实时切换,为DSP控制器提供A/D实时采样数据、继电器信号接口,DSP控制器对采样数据进行计算与分析,产生继电保护信号,FPGA控制器和DSP控制器通过"心跳"信号互相检测。FPGA控制器时序仿真波形表明:双机外设模块可以实现周期故障自检、双机快速切换。     

配电自动化系统单网环境下纵向加密认证装置的双机热备技术研究

纵向加密认证装置在单网环境主备运行中检测到链路故障时，主备纵向加密认证装置不能成组切换，导致网络通信故障，无法保障网络中的数据和信息安全，严重影响调度员对配电自动化系统工作站的正常使用。为解决上述问题，本文结合配电自动化系统延伸网络的案例，分别从纵向加密认证装置本体、交换机、工作站主机等角度出发，分析传统纵向加密认证装置双机模式单网环境不适用的原因，并结合纵向加密装置的心跳检测配置和网卡联动技术、交换机的BDF技术及工作站的双网卡绑定下主备网卡切换技术，提出单网无中继、单网有中继、单网有中继含路由三种不同情况下纵向加密认证装置双机热备的解决思路和处理办法，并通过实践验证其正确性。该技术研究可基本解决单网环境下纵向加密认证装置的双机热备问题，确保配电自动化系统网络通信的可靠性和安全性。     

基于Markov模型的可维修双机热备系统可靠性分析

为了综合考虑维修性、故障检测率及共因失效对双机热备系统可靠性的影响,利用马尔可夫模型对可维修双机热备系统进行可靠性分析.由系统状态转移关系建立双机热备系统的状态转移图,由于备用单元发生不可测失效时不能及时对其进行维修,提出在状态转移图中增加一个状态来区分此种降级工作状态.根据状态转移图得到系统状态转移方程并借助Matlab对其进行求解,得到故障检测率、失效率、维修率与共因失效因子为不同取值时的系统状态概率图.分析结果表明,维修率对可维修双机热备系统达到平稳状态所需时间贡献较大,系统工作状态概率值与故障状态概率值则由故障率与修复率的比值、故障检测率及共因失效等因素共同决定.     

一种基于DeviceNet总线的嵌入式控制器双机热备系统

通过双机间的心跳通信,为基于DeviceNet现场总线的嵌入式控制器构建一个双机热备系统.文中详细阐述了控制器的双机热备策略,并对双机热备中的身份识别、备用机切入、双机扫描周期的同步、故障机切出和双机间通信做了详细介绍,最后对热备份软件进行了任务划分,给出了各任务的协同关系.实验测试中,双机运行稳定,能够发现故障快速实现双机切换,故障机恢复后能够重新切入组成双机系统.     

分布式控制系统中控制卡的双机热备实现

在分布式控制系统（DCS）中,为提高核心部件控制站中控制卡工作的可靠性,提出一种实现两个控制卡双机热备工作的方法。该方法采用主从式双机热备,涉及双机热备中的上电竞争、状态检测、故障切换以及数据同步操作。采用硬连接方式利用RS触发器与D触发器实现双机间的上电竞争与状态检测,以控制器局域网CAN的组播方式实现双机的输入数据同步。在提高系统可靠性的同时,简化电路设计,降低系统复杂度和硬件成本。详述了该方法实现的硬件电路和软件算法,给出利用PLD器件实现上电竞争和状态检测电路的方法,并分析了采用文中的状态检测算法进行故障检测所需要的时间。     

双机热备份系统切换及同步设计

在航天型号系统的研制中,可靠性是衡量产品功能、性能稳定性的关键指标,采用双机热备份设计是系统提高可靠性的有效手段.任务处理单元是某型号运载火箭箭上电气系统的一个重要控制设备,是信息综合管理的核心,在高可靠性的前提下,也有较高的实时性要求.为了保障其故障时仍可以正常工作,设计了冗余热备系统双机之间的故障检测及切换策略,能够通过多种途径及时发现故障并实施主机切换.在此基础上,针对双机数据、状态同步的关键过程给出了两种基于VxWorks任务级同步的设计和实现方法,通过软件有效的控制管理使双机系统具有较强的可靠性和实时性.     

基于多方决策机制的双机热备模型

为弥补传统双机热备模型中未能从客户端的视角来判断服务器是否可用的缺陷,避免出现两个服务器之间的状态错判即裂脑事件,提出一种基于多方决策机制的双机热备模型.主、从服务器从自身角度观测对方的状态,并结合客户终端对其状态的观测结果,综合确定主、备服务器的可用状态,做出正确决策来保持或接管系统服务,保证业务连续可用.结合实现方法和理论分析验证了该模型的可行性和有效性.     

煤矿风机智能远程监控系统的应用研究

针对煤矿通风机高稳定性和强实时性的特殊控制要求,文章设计了一套煤矿风机智能远程监控系统,并提出了一种双机热备变频调速控制方案,主备控制器采用参数互备、故障自动切换等方式,保证了控制系统的实时性和不间断地稳定运行。该系统通过实时监测风机轴温、工作电压、巷道风压等参数,实现了风机工作状态的全面远程监控,并具有超限控制、报警、打印等功能。     

实时系统双机热备份技术研究

在军事、工业控制以及电子商务系统中存在着大量的高可用、强实时应用.在这些应用中,采用双机热备份系统具有较高的性能价格比.如何保证双机系统的强实时性、高可用度和服务"不断流",是其中的关键技术难题.文中着重论述了主备选择、故障检测、双机同步和双机切换中的关键问题.在理论的指导下,给出了实现策略和实际测试数据.测试数据表明本方案完全满足系统的要求,并且在具体工程实践中得到了应用,取得了明显的效果.     

工业控制系统VPN网关的双机热备功能设计

随着网络技术的快速发展,远程安全通讯的需求日益强烈,针对工业控制系统而言,安全可靠的远程通信是工业控制系统正常稳定运行的前提。VPN技术是实现远程安全通信的有效解决方案,其基于对称密码算法实现数据的高速加密,基于非对称密码算法实现通信实体的身份认证以及数字签名,有效实现了远程通信数据的机密性保护和完整性保护。随着业务系统可靠性需求的提升,VPN网关双机热备功能成为远程通信需要重点解决的问题,针对工业控制系统VPN网关的双机热备功能进行了设计,首先讨论了工业控制系统VPN网关的部署架构,其次详细设计了VPN网关的双机热备各软件功能模块,实际应用证明,VPN网关的双机热备设计可以有效提高网络链路的可靠性,有效保障企业业务系统的可用性。     

通用嵌入式系统服务平台的调度系统

为解决嵌入式系统中应用业务的跨平台问题,设计了通用嵌入式系统服务平台(GSSP)。GSSP可运行在Vxworks, Windows, Linux等多种操作系统上,为应用业务开发提供服务接口。研究GSSP二级调度体系的原理,对二级调度数学模型进行理论分析,在GSSP中采用反馈权值进行调度,并对二级调度体系的实现方法进行描述,给出测试结果及结论。     

基于双机热备的瓦斯灾害预警系统设计

针对煤矿瓦斯灾害预警系统软硬件运行环境的单点失效问题,设计了一种基于双机热备的瓦斯灾害预警系统,介绍了该系统的双机热备方案、软硬件结构设计及实现方法。该系统选用互备运行模式的双机备份高可用性集群及基于RoseHA和共享磁盘阵列的双机热备方案,提高了系统的可靠性。应用结果表明,与单服务器的预警系统相比,基于双机热备的瓦斯灾害预警系统的平均无故障间隔时间大幅增加,平均故障修复时间大大缩短,系统可用性有了较大提高。     

双机容错计算机系统的设计与实现

容错计算机系统可实现高任务可靠性,广泛应用于飞控系统。该文对双机容错计算机进行分析,基于心跳线、交叉通道链路实现系统级设计,基于使能、环路器实现了模块级设计。竞争型主从机身份确认算法用于系统启动时的主从机认定,表决算法用于判断数据的有效性并分析系统是否存在故障,同步任务用于在分机间实现状态、任务、时钟     

一种用于食品链信息管理的RFID读写器的设计

介绍了一种符合ISO/IEC 15693协议的电子标签读写器系统,提出了一种适合于食品链信息管理的便携式RFID读卡器设计方案.该读卡器系统包括控制模块、射频识别通信模块、无线传感网数传模块、信息存储模块、电源管理模块、网络接口模块以及服务器数据备份等.本文主要介绍系统备模块的框架设计,并给出了信息的处理方法.     

热切换双机系统的通讯与控制程序的设计

可热切换的双机系统通常由两台服务器与一台磁盘阵列组成，控制程序多由服务器制造商提供，也有一些公司提供商品化的控制程序。但在实际中存在不需要或不适合使用磁盘阵列的情况，可以将程序与数据存放在两台服务器的本机硬盘上，从而降低系统的造价，但这时就不能使用商品化的控制程序，而采用双机通讯与控制程序的设计。     

高速公路收费系统服务器容错技术研究

高速公路收费系统服务器容错技术是收费系统收费数据安全的重要保证。分析了双机热备技术和单机容错技术在相关原理和关键技术,并从多方面进行了详细对比,对比结果表明容错服务器具有高性价比,是高速公路服务器应用的最新趋势。     

DDL数字导播服务器系统

随着网络技术和多媒体技术发展,传统的广播电台导播装置仍采用电话耦合器的方式和引入CTI板卡和电话耦合器配合使用的方式,已不能很好的满足电台业务的需求.基于此,数字多路导播系统应运而生,基于包交换的IP通信技术构建新一代数字导播装置,可有效的解决传统导播装置面临的问题,满足电台和听众对热线电话形式的需求.数字多路导播服务器是导播系统的核心设备,本文设计并实现了基于Keygoe设备的数字导播服务器系统.采用模块化的方法,设计数字导播服务器系统结构,设计并实现了数字导播服务器系统中设备资源管理模块、策略执行模块、消息通信模块和界面呈现模块.     

A measurement-based approach for dynamic QoS adaptation in DiffServ networks

This paper presents a practical approach to managing multimedia traffic in DiffServ network, using network monitoring feedback and control. We exploit the flexibility of multimedia traffic and process network level parameters to adapt the traffic according to the current state of the network. The latter is determined based on reports sent by bandwidth monitors installed on each node of a DiffServ Domain. The bandwidth monitors interact with a policy server which, depending on the network state, decides the policy(ies) that should be enforced by the DiffServ network. The implementation of the selected policies typically leads to accepting, remarking, or dropping the multimedia traffic entering the network. Multimedia streams may be assigned different levels of QoS, as interpreted by the marker at the DiffServ edge router and marked according to network state. To achieve such dynamic QoS adaptation for multimedia applications, we have implemented and evaluated a policy-based management system. Performance evaluation shows that multimedia applications adapt better to network conditions using our approach.