CN112821540A - 一种基于真实环境的模拟系统控制流程实现方法 - Google Patents

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李耀曾
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Abstract

本发明涉及一种基于真实环境的模拟系统控制流程实现方法，属于电源管理领域。本发明的模拟系统包括模拟设备和数字电源，所述模拟设备包括主机板、电源模块、超级电容和二次稳压电源模块，采用所述数字电源对所述模拟设备进行外部供电，所述模拟设备采用所述二次稳压电源模块，将引入的数字电源电压转换为5V电源为所述主机板供电，同时采用了所述超级电容作为储能单元，在为所述主机板供电的同时对所述超级电容进行充电，在所述数字电源切断后为由所述超级电容为模拟设备供电。本发明丰富了实验室对于交付产品的测试、模拟手段，强化了模拟测试的覆盖性，提高了工作效率，降低了测试成本。

Description

一种基于真实环境的模拟系统控制流程实现方法
技术领域
本发明属于电源管理技术领域，具体涉及一种基于真实环境的模拟系统控制流程实现方法。
背景技术
在工程研制任务中，经常会遇到当外部电源切断后，要求设备继续工作一段时间，直至整个控制流程结束的情况。实际工程应用中，设计人员会通过“UPS”、“电源切换”等方法保持控制设备用电，以保证整个工作流程正常完成。针对整个系统的模拟测试设备，往往采用实验室数字电源外部单独供电，这样一来，当模拟设备模拟到“外部断电”这一流程时，由于切断数字电源供电，导致后续工作流程得不到验证，从而使得整个系统存在一定的技术隐患。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是如何提供一种基于真实环境的模拟系统控制流程实现方法，以解决现有的模拟测试设备在数字电源断电时无法执行后续流程的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提出一种基于真实环境的模拟系统控制流程实现方法，所述模拟系统包括模拟设备和数字电源，所述模拟设备包括主机板、电源模块、超级电容和二次稳压电源模块，采用所述数字电源对所述模拟设备进行外部供电，所述模拟设备采用所述二次稳压电源模块，将引入的数字电源电压转换为5V电源为所述主机板供电，同时采用了所述超级电容作为储能单元，在为所述主机板供电的同时对所述超级电容进行充电，在所述数字电源切断后为由所述超级电容为模拟设备供电。
进一步地，所述模拟设备还包括机箱箱体、底板和对外连接器。
进一步地，所述主机板上配备有多路CAN总线、串口、网络通讯接口，通过机箱上的对外连接器与系统内其他设备进行通讯。
进一步地，所述主机板的工作电压范围为4.5V～12V。
进一步地，所述模拟设备采用VxWorks 6.9进行编程，具备在线的软件升级功能。
进一步地，所述模拟设备通过所述二次稳压电源模块对所述超级电容进行快速充电，所述主机板包括电源管理芯片，通过所述电源管理芯片对所述充电电压进行监测，当电压值大于4.5V时开始对所述主机板进行供电，此时对超级电容进行继续充电，直至充满；当数字电源切断后，超级电容通过放电电路向主机板进行供电，保证模拟设备可以继续工作。
进一步地，所述超级电容的充电时间≤30S。
(三)有益效果
本发明提出一种基于真实环境的模拟系统控制流程实现方法，本发明针对以往模拟设备不具备在外部供电切断后对整体工作流程进行继续检测模拟的情况，结合目前对于主流实用设备的软硬件技术要求，在充分考虑到使用环境、功耗、成本等因素下，结合实际的软硬件工作流程，研制了可以全流程模拟真实工作状态的模拟设备，开发出一种基于真实环境的模拟系统控制流程实现方法，从而丰富了实验室对于交付产品的测试、模拟手段，强化了模拟测试的覆盖性，提高了工作效率，降低了测试成本。
附图说明
图1为模拟设备原理框图；
图2为电源控制工作流程。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明为一种基于真实环境的模拟系统控制流程实现方法，运用于工程研制任务当中。根据本方法所述，本发明可以实现在某些特殊的工作环境下，当系统断电后，控制设备继续完成后续工作流程，从而可以真实的模拟整个系统控制流程，不会因为切断外部电源而终止流程。
本发明针对上述问题，开发了独立的模拟设备。当切断对该设备的供电时，可以保证设备主机继续工作，直至完成所有的模拟测试流程，从而可以有效的找到此类问题的根源，大大的提高了工作效率。
在某系统控制流程中，当外部电源切断对控制设备的供电后，要求控制设备可以继续完成控制信号的发送、接收，并完成校验、算法解析等步骤流程。针对此系统的工作特性，本发明开发了相应的模拟设备。通过软硬件控制，可以模拟真实的工作控制流程，通过软件采集以及硬件面板指示，可以实时的反馈指示流程的进程。并且对于数据传输的正确性，以及各关键件的工作状态具备自检和在线监测功能。从而可以模拟真实工作环境中，各控制节点的工作状态，达到对于正式交付产品测试、校正的功能作用。
所述模拟系统包括模拟设备、外部设备、数字电源等设备，所述模拟设备在硬件上，该模拟设备包括机箱箱体、主机板、底板、电源模块、超级电容、二次稳压电源模块、对外连接器，其中电源模块、超级电容组成电源模组。具体工作流程中，在实验室环境下，采用数字电源对模拟设备进行外部供电。由于主机板的工作电压范围为4.5V～12V，因此模拟设备采用二次稳压电源模块，将引入的数字电源电压转换为5V电源为主机板供电。考虑到，该模拟设备要具备数字电源断电后依然可以保持工作的功能，结合实际应用中的环境参数要求，本发明中采用了超级电容作为储能单元，在为主机板供电的同时对超级电容进行充电，在数字电源切断后由所述超级电容为为模拟设备供电。主机板采用低功耗控制芯片，使得设备在工作过程中的典型功耗小于5W，进一步延长超级电容对该模拟设备的供电时间。本发明的超级电容可实现模拟设备的供电时间为1-4分钟。
如图2所示，模拟设备通过二次稳压电源模块对超级电容进行快速充电，充电时间≤30S，主机板包括电源管理芯片，通过电源管理芯片对充电电压进行监测，当电压值大于4.5V时开始对主机板进行供电，此时对超级电容进行继续充电，直至充满。当外部电源切断后，超级电容通过放电电路向主机板进行供电，保证模拟设备可以继续工作。
主机板上硬件接口资源丰富，配备有多路CAN总线、串口、网络等通讯接口，通过机箱上的对外连接器与系统内其他设备进行通讯。机箱面板上设备有指示灯，可以实时的指示流程运行到哪一环节，方便工作人员对于工作流程进行直观的判断。
软件上，模拟设备采用VxWorks 6.9进行编程，具备在线的软件升级功能。对于设备中关键单元的通讯链路状态，具备实时状态采集和数据监测功能，可以实现在线的设备检测，以及对模拟工作流程中各工作状态正确性的监测。
图1为模拟设备系统框图。实验室单独测试时，可以通过模拟设备的调试接口，外接数字电源及测试PC进行独立测试。系统工作中，系统通过电源模组向模拟设备供电，外部设备从电源模组回采供电状态，模拟设备启动后通过串口与外部设备进行数据校对，无误后开始工作流程。工作流程中，当电源模组断掉模拟设备供电后，模拟设备通过超级电容进行供电。模拟设备通过网口、CAN总线与系统内其他外部设备进行通讯，并通过开关量向外部设备发送IO指令，同时通过采集IO状态，监测系统各关键节点状态信息。当发现错误时，立即终止流程，并打印相关错误信息进行排查提示。
通过工作流程，可以将重要的流程状态实时的显示在模拟设备的指示面板上，工作人员可以结合模拟设备软件监测程序和面板指示来综合判断整个系统工作状态是否运转正常，大大地提高了测试效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于真实环境的模拟系统控制流程实现方法，其特征在于，所述模拟系统包括模拟设备和数字电源，所述模拟设备包括主机板、电源模块、超级电容和二次稳压电源模块，采用所述数字电源对所述模拟设备进行外部供电，所述模拟设备采用所述二次稳压电源模块，将引入的数字电源电压转换为5V电源为所述主机板供电，同时采用了所述超级电容作为储能单元，在为所述主机板供电的同时对所述超级电容进行充电，在所述数字电源切断后为由所述超级电容为模拟设备供电。
2.如权利要求1所述的基于真实环境的模拟系统控制流程实现方法，其特征在于，所述模拟设备还包括机箱箱体、底板和对外连接器。
3.如权利要求1所述的基于真实环境的模拟系统控制流程实现方法，其特征在于，所述主机板上配备有多路CAN总线、串口、网络通讯接口，通过机箱上的对外连接器与系统内其他设备进行通讯。
4.如权利要求1所述的基于真实环境的模拟系统控制流程实现方法，其特征在于，所述主机板的工作电压范围为4.5V～12V。
5.如权利要求1所述的基于真实环境的模拟系统控制流程实现方法，其特征在于，所述模拟设备采用VxWorks 6.9进行编程，具备在线的软件升级功能。
6.如权利要求1-5任一项所述的基于真实环境的模拟系统控制流程实现方法，其特征在于，所述模拟设备通过所述二次稳压电源模块对所述超级电容进行快速充电，所述主机板包括电源管理芯片，通过所述电源管理芯片对所述充电电压进行监测，当电压值大于4.5V时开始对所述主机板进行供电，此时对超级电容进行继续充电，直至充满；当数字电源切断后，超级电容通过放电电路向主机板进行供电，保证模拟设备可以继续工作。
7.如权利要求6所述的基于真实环境的模拟系统控制流程实现方法，其特征在于，所述超级电容的充电时间≤30S。
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