Коммутатор КВМ

Полезная модель относится к области компьютерной техники, а именно к аппаратно-программным переключателям KVM (Keyboard, Video, Mouse) используемым для коммутации.
KVM-переключатели являются известными из уровня техники устройствами, предназначенными для коммутации одного комплекта устройств ввода-вывода (клавиатура, видео, мышь) между несколькими компьютерами [1].
Наиболее близким аналогом является техническое решение по патенту  TW 200739388 (A), в котором описана система для подключения консольного устройства к нескольким компьютерам, содержащая, клавиатуру, устройство управления курсором, видеомонитор, модуль управления и модуль коммутации, включающий ряд входов и выходов.
Описанное техническое решение не позволяет использовать его на подвижных транспортных средствах, а именно на различных мобильных пунктах управления и связи, из-за отсутствия:
работающего от бортовой сети блока питания постоянного тока напряжением 27 В,
надежной фиксации всех соединений, в том числе с компьютерами,
возможности подогрева электронных компонентов при низких температурах.
Кроме того, аналог не обеспечивает:
подключение USB-флеш-накопителя к компьютерам без доступа к их USB-портам;
управление коммутатором КВМ и диагностику его состояния с использованием web-интерфейса при подключении по локально-вычислительной сети (ЛВС) по стандарту Ethernet 10/100Base-T .
Техническим результатом предлагаемой полезной модели, который объективно проявляется при ее реализации, является поддержание заданного температурного режима работы коммутатора.
Указанный технический результат достигается тем, что коммутатор КВМ, содержащий клавиатуру, устройство управления курсором, видеомонитор, модуль управления, модуль коммутации, включающий ряд входов и выходов, дополнительно содержит источник питания постоянного тока, блок подогрева электронных компонентов, USB-хост и диагностический порт, при этом подключение к компьютерам через входы и выходы модуля коммутации осуществляется по интерфейсам HDMI и USB, а модуль управления представляет собой контроллер с панелью управления коммутатором и жидкокристаллическим индикатором.
Предпочтительно источник питания постоянного тока выполнен встроенным в коммутатор КВМ и работает от сети постоянного тока  напряжением 27 В.
Предпочтительно USB-хост выполнен в виде разъема РС4ТВ.
Предпочтительно панель управления коммутатором представляет собой пленочную клавиатуру, на которой расположены кнопки с обозначением от 1 до 9.
Предпочтительно блок подогрева электронных компонентов выполнен в виде резисторов и температурного датчика.
Предпочтительно диагностический порт представляет собой разъем РС10ТВ.
Предпочтительно интерфейсы USB, через которые осуществляется подключение к компьютерам, выполнены в виде разъемов ОНЦ-БС1.
На чертеже представлена схема структурная соединений коммутатора КВМ.
Коммутатор КВМ содержит клавиатуру 1, устройство управления курсором 2, видеомонитор 3, модуль управления 9 в который входят контроллер 4, жидкокристаллический индикатор 13 и панель управления коммутатором 14, модуль коммутации 5 в котором расположен блок подогрева электронных компонентов 7, источник питания постоянного тока 6, USB-хост 8, диагностический порт 10, интерфейсы HDMI 11 и USB 12.
Коммутатор КВМ имеет конструктивное исполнение высотой 2U и предназначен для монтажа в 19-дюймовом телекоммуникационном шкафу (на чертеже не показан) глубиной от 500 мм, где размещается в сложенном состоянии и закрепляется фиксирующими винтами, расположенными по краям коммутатора.
Для приведения коммутатора КВМ в рабочее состояние после освобождения фиксирующих винтов он выдвигается из телекоммуникационного шкафа на специализированных салазках, после чего видеомонитор 3 приводится в вертикальное положение.
Физическое подключение коммутатора КВМ к компьютерам осуществляется с помощью кабелей. Девять портов, предназначенные для подключения интерфейсов USB 12 к USB-интерфейсам компьютера, выведены на разъемы ОНЦ-БС1 на передней панели коммутатора КВМ. Девять портов, предназначенные для подключения интерфейсов HDMI 11 к интерфейсам видеокарт серверов, выведены на разъемы HDMI (10029449-001RLF). Для подключения используются кабели HDMI-DVI или HDMI-HDMI, в зависимости от видеоинтерфейса сервера. На передней панели коммутатора КВМ, в месте расположения встроенного источника питания постоянного тока 6, выведен разъем 2РМТ18Б7Ш1В1В для подключения питания постоянным напряжением 27 В. USB-хост 8, предназначенный для подключения внешнего накопителя информации по интерфейсу USB 2.0 «USB», имеет разъем РС4ТВ. Диагностический порт 10, предназначенный для подключения к ЛВС по стандарту Ethernet 10/100Base-T, имеет разъем РС10ТВ. Указанные разъемы обеспечивают бесперебойное использование коммутатора КВМ на подвижных транспортных средствах, а именно на различных мобильных пунктах управления и связи, за счет надежной фиксации всех соединений.
С помощью панели управления коммутатором 14, представляющей собой пленочную клавиатуру, на которой расположены кнопки с обозначением от 1 до 9 (на чертежах не показаны), что соответствует номерам подключаемых каналов и номерам разъемов на передней панели коммутатора КВМ, модулю управления 9 дается указание выбора канала. Модуль управления 9 через контроллер 4 формирует и отправляет инструкции модулю коммутации 5 по выбору необходимого канала. Кроме того, модуль управления 9 через контроллер 4 формирует изображение на жидкокристаллическом индикаторе 13, где указывается название каналов, а активный канал выделяется при этом инверсией.
Переключение между компьютерами осуществляется кнопками, расположенными на панели управления коммутатором 14.
При подключении коммутатора КВМ к разным компьютерам, он становится устройством ввода/вывода для данного компьютера с отображением на видеомониторе 3 текущего состояния компьютера (к примеру, на компьютере идет процесс автозагрузки программного обеспечения, компьютер находится в спящем режиме, компьютер готов к вводу информации и на видеомониторе 3 изображен его рабочий стол и т.п.).
Используя встроенные в коммутатор КВМ клавиатуру 1 и устройство управления курсором 2, оператор может контролировать и изменять состояние подключенного в данный момент компьютера.
С помощью температурного датчика (на чертежах не показан) расположенного в блоке подогрева электронных компонентов 7 определяется текущая температура. Если текущая температура становится ниже установленного предела, то соответствующий сигнал поступает на контроллер 4, который в свою очередь дает инструкцию на включение подачи напряжения на резисторы (на чертежах не показаны), расположенные в блоке подогрева электронных компонентов 7, тем самым обеспечивая подогрев электронных компонентов коммутатора КВМ. При достижении необходимого верхнего предела температуры подача напряжения на резисторы прекращается.
Управление коммутатором КВМ и диагностика его состояния проводятся при подключении через диагностический порт 10 по ЛВС по стандарту Ethernet 10/100Base-T путем обращения к веб-серверу коммутатора КВМ через веб-браузер по IP-адресу удалённо. При этом на веб-интерфейсе отображаются:
готовность к работе коммутатора КВМ;
текущая температура и температура, при которой включается блок подогрева электронных компонентов 7;
состояние каналов (название, активный канал, подключённые каналы);
настройка сети (статический/динамический адрес, IP адрес, маска подсети).
При необходимости можно менять настройки сети, а также названия каналов.
Источники информации:
1. https://ru.wikipedia.org/wiki/KVM-переключатель.