一种实现快速切换的KVM装置 技术领域：
本发明为一种实现快速切换的KVM装置，具体说是一种用于将数据从处理机传送到输出设备的输出装置。属于电控领域。
背景技术：
KVM就是键盘(Keyboard)，显示器(Video)，鼠标(Mouse)的缩写。KVM切换器的主要目的是让一组KVM设备可以连接到多台主机，从而控制多台主机或服务器。
KVM系统技术经过几十年的发展，已日渐成熟。由最初的模拟KVM切换器发展到目前可以实现远程管理的数字KVM系统。到2007年，数字KVM系统已经较为成熟并逐步被广泛应用。典型的数字KVM系统由KVM数字交换机，接口转换器，电源管理模块，TCP/IP网络，认证服务器和管理端6部分组成。接口转换器一端连接受控目标主机的键盘，显示器和鼠标端口，一端通过5类双绞线连接到KVM的被控端口上。数字KVM还提供一个本地模拟控制器，可不依赖网络并在15米距离内操控服务器。KVM可以通过其上的以太网接口连接到现有的TCP/IP网络中，提供多个并行的数字管理端。KVM还可以与电源管理模块连接，实现对所连接被控端设备的供电控制。此外KVM系统还具备虚拟媒体功能，通过网络可将本地控制终端的存储器虚拟到远程目标主机。认证服务器中安装有KVM认证软件，可进行用户身份认证，权限分配和集中控管，并提供详细的操作日志。在局域网，ADSL和ISDN等多种网络接入方式下，通过认证后就可远程集中管理机房设备。
现有的KVM系统，由于其设计原理的限制，同一时间，只能显示一台主机，而且由于传输的原因，显示的效果往往不能令人满意。KVM在主机之间切换时，只能通过KVM端的硬件按键手动切换，切换方式单一，不够灵活。同时，现有的KVM系统没有对主机进行故障诊断和报警显示的功能，如果某一台主机发生故障，KVM不能及时通知操作人员以及时处理。
专利200620019191.7公开了一种KVM切换装置，该专利具体公开了一种具有可处理各类视讯讯号的KVM切换装置，也就是在KVM切换装置上安装讯号接受和发送单元。
专利200710001981.1公开了一种实时提供真实显示器信息的处理装置，该专利提供了一种可实时地分别收集显示器和运算装置的EDID，并在适当实际提供该EDID给运算装置和显示器。
专利CN00819618.4提供了一种不需要传统远程访问单元，而通过提供对网络上任何数量服务器的KVM访问，以及对这些服务器的主板访问，而解决了使用个人PC实现远程控制。
专利CN200320126524.2提供了一种将KVM系统扩展装置，可实现远距离控制。
《科技信息》期刊2008年第10期中《KVM系统及其应用发展的演变》一文介绍了KVM切换器的发展史与现状。目前公知的KVM切换器各式各样，主要分为模拟KVM和数字KVM两大类。例如最新的数字KVM切换器，其组成结构一般包括接口转换器，手动切换按钮，并集成键盘，显示器，鼠标。在切换时通过切换按钮手动选择，将键盘，显示器，鼠标连接到某一台主机。这种KVM切换器能够实现多台主机之间的切换，但切换时只能通过切换按钮手动切换。到目前为止，市场上还没有能够实现6台主机之间自动平滑切换的KVM切换器。
KVM切换器集成了键盘，显示器，鼠标。成本较高，结构复杂，抗震性能较差。
发明内容：
本发明的目的是克服现有KVM切换器的不足，提供一种可以实现自动平滑快速切换的KVM切换器。本发明，并未集成键盘，显示器和鼠标，结构简单，成本低，而且抗震性能也得到提高。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明的一种优选技术实施方案为一种实现快速切换的KVM装置，所述一种实现快速切换的KVM装置包括KVM切换器、主机和键盘、鼠标输入设备包括：
1)、KVM连接的多台主机，将多台主机屏幕虚拟成一个大屏幕，将每台屏幕按分辨率分成1280x1024个点，鼠标的位置将在这些点上移动。
2)、KVM切换器解析鼠标的位置和移动，并把鼠标在虚拟坐标上的位置((n*1280+x)，y)通过RS‑422总线广播给操作站主机。
3)、操作站软件判断n的值来决定鼠标操作哪台主机：
n＝0，鼠标操作第一台主机，
n＝1，鼠标操作第二台主机，
依次到n＝主机台数‑1，鼠标操作最后一台主机；
其中x为横向坐标，y为纵向坐标；键盘随着鼠标，与鼠标操作同一台主机，
4)操作站软件屏蔽其他主机上的鼠标和键盘操作，并隐藏鼠标光标，实现多台主机始终只有一台主机可通过鼠标和键盘操作，KVM跟随n(n>＝0，n<主机个数)的数值变化自动切换。
本发明的主机软件流程为：
1).收到一帧数据，判断是否是鼠标数据
2).如果不是，转到第6步.
3).是，判断鼠标坐标是否在当前屏幕
4).如果在当前屏幕，则根据新坐标移动鼠标
5).如果不在当前屏幕，则表示有切屏发生.将当前屏幕上的鼠标隐藏，并将新的屏幕设置成当前屏幕，在新的当前屏幕上激活鼠标和键盘.并处理数据，转到第9步.
6).如果收到的是键盘帧，判断当前屏幕是否在本机.
7).如果在，处理键盘数据
8).如果不在，丢弃键盘数据.
9).结束.
本发明的请求切换KVM端软件流程为
1)、收到一帧数据确认是否鼠标数据；
2)、是否请求切换帧；
3)、确认并设置鼠标坐标/否进行其他处理；
4)、广播鼠标新坐标；
5)、结束。
针对现在KVM系统的不足，本发明解决的问题或实现的功能如下：
本发明的KVM切换器同多台主机相连。因使用中多台主机需要同时显示，故只切换鼠标和键盘，而不切换显示器，每台主机仍保留各自的显示器，KVM端没有显示器。KVM在工作时，鼠标可以在各主机的显示器上连续平滑的移动和自动切换。在切换方式上，除了保留传统的KVM切换硬件手动切换方式外，还增加了两种切换方式：通过主机屏幕上的软件按钮手动切换和通过鼠标的滑动自动切换。这样，KVM切换器的使用就更加灵活方便。
本发明中KVM端的鼠标能在个主机的屏幕之间自动平滑切换，同时也支持手动切换功能，使用更方便灵活。
本发明增加了KVM对主机的诊断报警功能，使系统出错处理更加及时。而这在某些应用场合是很重要的。当主机出现故障不能通信时，本方案的KVM能及时报警通知操作人员，尽快处理，以减小故障带来的损失，减少安全事故的发生。
抗震性能提高。现有的最新的KVM由于都集成了液晶显示器，而液晶显示器的抗震性能一般都相对较差，所以KVM整体的抗震性能受到限制。本发明避免集成液晶显示器，结构简单，而在设计时，从原器件到结构均考虑抗震影响。因此整体抗震性能大大提高。
说明书附图：
图1为多屏幕切换原理图；
图2为KVM切换器结构原理框图；
图3为自动切换主机端软件流程；
图4为请求切换KVM端软件流程。
具体实施方式：
本发明KVM切换器最多可以连接6台主机，实现多主机屏幕切换，共有3种切换模式，在开发过程中，设计了专用的硬件电路和软件来实现其功能。KVM的工作原理如图1所示。假定KVM连接的主机数为6台，每台主机的分辨率为1280×1024。
自动切换模式，如图1所示，我们把6个屏幕虚拟成一个大屏幕，再将每台屏幕按分辨率分成1280×1024个点，鼠标的位置将在这些点上移动。KVM切换器解析鼠标的位移和动作，并把鼠标在虚拟坐标上的位置((n*1280+x)，y)通过RS‑422总线广播给操作站主机，操作站软件判断n的值来决定鼠标操作哪台主机(n＝0，鼠标操作第一台主机，n＝1，鼠标操作第二台主机，依次到n＝5，鼠标操作第六台主机)，其中x是横向坐标，y是纵向坐标。键盘随着鼠标，与鼠标操作同一台主机。操作站软件屏蔽其他主机上的鼠标和键盘，并隐藏鼠标光标，这样就实现了6台主机中始终只有一台主机可通过鼠标和键盘操作，6台显示器虚拟成一个大屏幕，随着n(n>＝0，n<＝5)的数值的变化，KVM进行自动切换。
手动切换模式，传统KVM的切换模式。
请求切换模式，KVM与主机之间可以通过RS‑422实现互相通信，操作站上通过软件设计相应的切换按钮，操作员通过操作站软件发送请求切换命令，操作站软件把请求信息发送给KVM切换器，KVM切换器根据请求信息，发送鼠标对应在目标机器上的虚拟坐标发送给操作站，和自动切换模式一样，操作站通过判断鼠标的虚拟位置进行切换。
KVM切换器的硬件原理框图如图2所示。KVM切换器对于键盘和鼠标是一个虚拟的主机，相对于每台操作站主机是一套虚拟的鼠标和键盘。KVM切换器和键盘鼠标通讯采用PS/2接口方式，与上位机通讯采用RS‑422接口方式。
两个51单片机分别接收PS/2键盘和鼠标数据，并进行解码，解码后通过串口将数据上传给16Bit的单片机MC9S12DG128。单片机MC9S12DG128将得到的鼠标、键盘的数据分别进行处理，并通过XR16C2550扩展的RS‑422串口上传给操作站主机。
与KVM配合，实现自动切换功能的还有相应的软件，软件分为KVM端和主机端2大部分。KVM端的软件接收鼠标和键盘的数据，并通过RS‑422广播到主机；而主机端的软件接收RS‑422发送来的数据，并判断鼠标和键盘的动作，如果鼠标有切换屏幕发生，则隐藏前一屏幕上的鼠标光标，屏蔽前一主机上的鼠标和键盘动作，显示新屏幕上的鼠标光标，激活新主机上的鼠标和键盘动作。主机端的软件流程图如图3所示。
请求切换时，同样有相应的软件来实现。主机端通过软件按钮，来选择要切换到的目的主机，并通过RS‑422总线发送到KVM，KVM收到切换请求后，重新设置鼠标的坐标，并广播给每一台主机，主机根据新的鼠标坐标来设置鼠标和键盘，从而实现切换。KVM收到切换请求的处理流程如图4所示。