CN113138653B - 掉电数据保护方法及终端 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了掉电数据保护方法及终端，其包括步骤：当检测到掉电时，将预设数据打包成掉电保护文件，并保存在非易失存储器中；记录掉电保护文件的文件创建时间，将其与预设数据进行二次打包成校验文件，并将校验文件保存在非易失存储器中；当检测到外部上电时，获取非易失存储器中的掉电保护文件的第一数据以及校验文件中的第二数据；当时间和数据均校验一致时，将第一数据作为预设数据进行数据恢复之后运行PLC程序。本发明通过将包含掉电保护文件的文件创建时间和需要掉电保护的预设数据进行二次打包，从而无需计算校验码就可以实现预设数据在保存过程中的可信性校验，即在低功耗的前提下实现掉电数据保护。

Description

掉电数据保护方法及终端
技术领域
本发明涉及工业自动化技术领域，特别涉及一种掉电数据保护方法及终端。
背景技术
PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)，是一种具有微处理器的用于自动化控制的数字运算控制器，专为在工业环境应用而设计的可以将控制指令随时载入内存进行储存与执行的设备。可编程逻辑控制器是由CPU(central processingunit，中央处理器)、指令及数据内存、输入/输出接口、电源和数字模拟转换等功能单元组成。
对于PLC系统，其中一些关键数据或用户数据需要有停电保存属性；当外部电源没电时，PLC检测到停电信号，PLC的备用电源开始维持对PLC设备供电，此时PLC将微处理器中关键的寄存器数据或其他用户定义数据保存在非易失存储器中。而为了保证上电时所恢复的数据为停电之前所保存的数据，行业上一般做法为保存数据的校验码来进行验证，这需要CPU参与进行大量的计算，使得CPU能耗增加，对停电时的备用电源的储能要求更高，存在因为储能不够而导致的数据未能完整保存的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种掉电数据保护方法及终端，能够在低功耗的前提下实现掉电数据保护。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
掉电数据保护方法，包括步骤：
S1、当检测到掉电时，将预设数据打包成掉电保护文件，并将所述掉电保护文件保存在非易失存储器中；
S2、记录所述掉电保护文件的文件创建时间，将所述预设数据与所述掉电保护文件的文件创建时间进行二次打包成校验文件，并将所述校验文件保存在非易失存储器中；
S3、当检测到外部上电时，获取所述非易失存储器中的所述掉电保护文件的第一数据以及所述校验文件中的第二数据，所述第二数据包括校验时间和校验数据；
S4、当所述掉电保护文件的文件创建时间和所述校验时间一致且所述第一数据和所述校验数据一致的情况下，将所述第一数据作为所述预设数据进行数据恢复之后运行PLC程序。
为了解决上述技术问题，本发明采用的另一种技术方案为：
掉电数据保护终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
S1、当检测到掉电时，将预设数据打包成掉电保护文件，并将所述掉电保护文件保存在非易失存储器中；
S2、记录所述掉电保护文件的文件创建时间，将所述预设数据与所述掉电保护文件的文件创建时间进行二次打包成校验文件，并将所述校验文件保存在非易失存储器中；
S3、当检测到外部上电时，获取所述非易失存储器中的所述掉电保护文件的第一数据以及所述校验文件中的第二数据，所述第二数据包括校验时间和校验数据；
S4、当所述掉电保护文件的文件创建时间和所述校验时间一致且所述第一数据和所述校验数据一致的情况下，将所述第一数据作为所述预设数据进行数据恢复之后运行PLC程序。
本发明的有益效果在于：掉电数据保护方法及终端，通过将包含掉电保护文件的文件创建时间和需要掉电保护的预设数据进行二次打包，其中文件创建时间用来证明掉电保护文件已经确切完成，而二次打包中的预设数据用来和掉电保护文件里的预设数据进行校验，从而无需计算校验码就可以实现预设数据在保存过程中的可信性校验，即在低功耗的前提下实现掉电数据保护。
附图说明
图1为本发明实施例的掉电数据保护方法的流程示意图；
图2为本发明实施例涉及的掉电数据保护方法在掉电时的流程示意图；
图3为本发明实施例涉及的掉电数据保护方法在上电时的流程示意图；
图4为本发明实施例的掉电数据保护终端的结构示意图。
标号说明：
1、掉电数据保护终端；2、处理器；3、存储器。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
请参照图1至图3，掉电数据保护方法，包括步骤：
S1、当检测到掉电时，将预设数据打包成掉电保护文件，并将所述掉电保护文件保存在非易失存储器中；
S2、记录所述掉电保护文件的文件创建时间，将所述预设数据与所述掉电保护文件的文件创建时间进行二次打包成校验文件，并将所述校验文件保存在非易失存储器中；
S3、当检测到外部上电时，获取所述非易失存储器中的所述掉电保护文件的第一数据以及所述校验文件中的第二数据，所述第二数据包括校验时间和校验数据；
S4、当所述掉电保护文件的文件创建时间和所述校验时间一致且所述第一数据和所述校验数据一致的情况下，将所述第一数据作为所述预设数据进行数据恢复之后运行PLC程序。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：通过将包含掉电保护文件的文件创建时间和需要掉电保护的预设数据进行二次打包，其中文件创建时间用来证明掉电保护文件已经确切完成，而二次打包中的预设数据用来和掉电保护文件里的预设数据进行校验，从而无需计算校验码就可以实现预设数据在保存过程中的可信性校验，即在低功耗的前提下实现掉电数据保护。
进一步地，所述步骤S1具体包括以下步骤：
S11、当检测到掉电时，CPU立即进入低功耗模式，将所述CPU的主频调至可允许运行的最低频率，关闭各个应用线程，停止更新寄存器数据并保护现场数据；
S12、将包括所述现场数据的预设数据打包成掉电保护文件，并将所述掉电保护文件保存在非易失存储器中。
从上述描述可知，在掉电时，CPU立即进入低功耗模式并停止应用线程和更新寄存器数据，从而最大程度降低CPU的功耗，降低对系统备用电源的储能要求。
进一步地，所述掉电保护文件和所述校验文件均为BIN文件或均为HEX文件。
进一步地，所述非易失存储器为eMMC。
从上述描述可知，eMMC的存储速度较快，可以进一步降低功耗。
进一步地，所述步骤S4具体包括以下步骤：
S41、判断所述掉电保护文件的文件创建时间和所述校验时间是否一致，若是，则执行步骤S42，否则执行步骤S43；
S42、判断所述第一数据和所述校验数据是否一致，若一致，则将所述第一数据作为所述预设数据进行数据恢复之后执行T形图程序，否则执行步骤S43；
S43、清除所述非易失存储器中的所述掉电保护文件和所述校验文件，重新开始运行所述T形图程序。
从上述描述可知，通过进行时间和数据的双重校验，以检验出预设数据在掉电保存过程中是否出错，从而在低功耗的前提下实现掉电数据保护。
请参照图4，掉电数据保护终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
S1、当检测到掉电时，将预设数据打包成掉电保护文件，并将所述掉电保护文件保存在非易失存储器中；
S2、记录所述掉电保护文件的文件创建时间，将所述预设数据与所述掉电保护文件的文件创建时间进行二次打包成校验文件，并将所述校验文件保存在非易失存储器中；
S3、当检测到外部上电时，获取所述非易失存储器中的所述掉电保护文件的第一数据以及所述校验文件中的第二数据，所述第二数据包括校验时间和校验数据；
S4、当所述掉电保护文件的文件创建时间和所述校验时间一致且所述第一数据和所述校验数据一致的情况下，将所述第一数据作为所述预设数据进行数据恢复之后运行PLC程序。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：通过将包含掉电保护文件的文件创建时间和需要掉电保护的预设数据进行二次打包，其中文件创建时间用来证明掉电保护文件已经确切完成，而二次打包中的预设数据用来和掉电保护文件里的预设数据进行校验，从而无需计算校验码就可以实现预设数据在保存过程中的可信性校验，即在低功耗的前提下实现掉电数据保护。
进一步地，所述步骤S1具体包括以下步骤：
S11、当检测到掉电时，CPU立即进入低功耗模式，将所述CPU的主频调至可允许运行的最低频率，关闭各个应用线程，停止更新寄存器数据并保护现场数据；
S12、将包括所述现场数据的预设数据打包成掉电保护文件，并将所述掉电保护文件保存在非易失存储器中。
从上述描述可知，在掉电时，CPU立即进入低功耗模式并停止应用线程和更新寄存器数据，从而最大程度降低CPU的功耗，降低对系统备用电源的储能要求。
进一步地，所述掉电保护文件和所述校验文件均为BIN文件或均为HEX文件。
进一步地，所述非易失存储器为eMMC。
从上述描述可知，eMMC的存储速度较快，可以进一步降低功耗。
进一步地，所述步骤S4具体包括以下步骤：
S41、判断所述掉电保护文件的文件创建时间和所述校验时间是否一致，若是，则执行步骤S42，否则执行步骤S43；
S42、判断所述第一数据和所述校验数据是否一致，若一致，则将所述第一数据作为所述预设数据进行数据恢复之后执行T形图程序，否则执行步骤S43；
S43、清除所述非易失存储器中的所述掉电保护文件和所述校验文件，重新开始运行所述T形图程序。
从上述描述可知，通过进行时间和数据的双重校验，以检验出预设数据在掉电保存过程中是否出错，从而在低功耗的前提下实现掉电数据保护。
以下实施例可以应用在PLC系统中任何需要在掉电时进行数据保护的应用场景。
请参照图1至图3，本发明的实施例一为：
掉电数据保护方法，包括步骤：
S1、当检测到掉电时，将预设数据打包成掉电保护文件，并将掉电保护文件保存在非易失存储器中；
在本实施例中，步骤S1具体包括以下步骤：
S11、当检测到掉电时，CPU立即进入低功耗模式，将CPU的主频调至可允许运行的最低频率，关闭各个应用线程，停止更新寄存器数据并保护现场数据；
其中，即由PLC系统中的掉电检测电路进行实时掉电检测，当发现掉电后，执行步骤S11，从而最大程度降低CPU的功耗，即降低对PLC系统中系统备用电源的储能要求。
S12、将包括现场数据的预设数据打包成掉电保护文件，并将掉电保护文件保存在非易失存储器中。
其中，非易失存储器为eMMC(Embedded Multi Media Card，嵌入式多媒体卡)。在PLC系统中，一般需要保存的现场数据不超过10MB，eMMC的速度可以达到400MB/秒，所以保存一次的时间只要0.025秒，从而使得掉电后CPU在低功耗模式下也不影响存储速度，存储时长固定且可靠。
S2、记录掉电保护文件的文件创建时间，将预设数据与掉电保护文件的文件创建时间进行二次打包成校验文件，并将校验文件保存在非易失存储器中；
其中，掉电保护文件和校验文件均为BIN文件或均为HEX文件，前者是二进制数据，后者是十六进制数据，二者皆可。
S3、当检测到外部上电时，获取非易失存储器中的掉电保护文件的第一数据以及校验文件中的第二数据，第二数据包括校验时间和校验数据；
在检测到外部上电且PLC系统中系统备用电源已经充电完成时，需要进行数据恢复，假设此时不确定非易失存储器中的掉电保护文件的数据是否为预设数据，因此为了便于说明，将从非易失存储器中获取的掉电保护文件的数据称为第一数据，同理将从非易失存储器中获取的校验文件中的数据称为第二数据，并将其中的时间和数据分别称为校验时间和校验数据。
S4、当掉电保护文件的文件创建时间和校验时间一致且第一数据和校验数据一致的情况下，将第一数据作为预设数据进行数据恢复之后运行PLC程序。
在本实施例中，步骤S4具体包括以下步骤：
S41、判断掉电保护文件的文件创建时间和校验时间是否一致，若是，则执行步骤S42，否则执行步骤S43；
S42、判断第一数据和校验数据是否一致，若一致，则将第一数据作为预设数据进行数据恢复之后执行T形图程序，否则执行步骤S43；
S43、清除非易失存储器中的掉电保护文件和校验文件，重新开始运行T形图程序。
即二次打包的校验文件中保存有一次打包的掉电保护文件的文件创建时间，说明一次打包数据已经确切完成；同时，二次打包的校验文件中所包含的预设数据用于校验，两次保存的数据一致，可以检验出数据在保存过程中是否出错，从而实现预设数据在保存过程中的可信性校验。
请参照图4，本发明的实施例二为：
掉电数据保护终端1，包括存储器3、处理器2及存储在存储器3上并可在处理器2上运行的计算机程序，处理器2执行计算机程序时实现上述实施例一的步骤。
综上所述，本发明提供的掉电数据保护方法及终端，在掉电时，CPU立即进入低功耗模式并停止应用线程和更新寄存器数据，从而最大程度降低CPU的功耗；之后通过将包含掉电保护文件的文件创建时间和需要掉电保护的预设数据进行二次打包，并将掉电保护文件和校验文件快速存储在eMMC中，其中文件创建时间用来证明掉电保护文件已经确切完成，而二次打包中的预设数据用来和掉电保护文件里的预设数据进行校验，从而无需计算校验码就可以实现预设数据在保存过程中的可信性校验，即在低功耗的前提下实现掉电数据保护。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.掉电数据保护方法，其特征在于，包括步骤：
S1、当检测到掉电时，将预设数据打包成掉电保护文件，并将所述掉电保护文件保存在非易失存储器中；
S2、记录所述掉电保护文件的文件创建时间，将所述预设数据与所述掉电保护文件的文件创建时间进行二次打包成校验文件，并将所述校验文件保存在非易失存储器中；
S3、当检测到外部上电时，获取所述非易失存储器中的所述掉电保护文件的第一数据以及所述校验文件中的第二数据，所述第二数据包括校验时间和校验数据；
S4、当所述掉电保护文件的文件创建时间和所述校验时间一致且所述第一数据和所述校验数据一致的情况下，将所述第一数据作为所述预设数据进行数据恢复之后运行PLC程序。
2.根据权利要求1所述的掉电数据保护方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括以下步骤：
S11、当检测到掉电时，CPU立即进入低功耗模式，将所述CPU的主频调至可允许运行的最低频率，关闭各个应用线程，停止更新寄存器数据并保护现场数据；
S12、将包括所述现场数据的预设数据打包成掉电保护文件，并将所述掉电保护文件保存在非易失存储器中。
3.根据权利要求1或2所述的掉电数据保护方法，其特征在于，所述掉电保护文件和所述校验文件均为BIN文件或均为HEX文件。
4.根据权利要求1或2所述的掉电数据保护方法，其特征在于，所述非易失存储器为eMMC。
5.根据权利要求1或2所述的掉电数据保护方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括以下步骤：
S41、判断所述掉电保护文件的文件创建时间和所述校验时间是否一致，若是，则执行步骤S42，否则执行步骤S43；
S42、判断所述第一数据和所述校验数据是否一致，若一致，则将所述第一数据作为所述预设数据进行数据恢复之后执行T形图程序，否则执行步骤S43；
S43、清除所述非易失存储器中的所述掉电保护文件和所述校验文件，重新开始运行所述T形图程序。
6.掉电数据保护终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
S1、当检测到掉电时，将预设数据打包成掉电保护文件，并将所述掉电保护文件保存在非易失存储器中；
S2、记录所述掉电保护文件的文件创建时间，将所述预设数据与所述掉电保护文件的文件创建时间进行二次打包成校验文件，并将所述校验文件保存在非易失存储器中；
S3、当检测到外部上电时，获取所述非易失存储器中的所述掉电保护文件的第一数据以及所述校验文件中的第二数据，所述第二数据包括校验时间和校验数据；
S4、当所述掉电保护文件的文件创建时间和所述校验时间一致且所述第一数据和所述校验数据一致的情况下，将所述第一数据作为所述预设数据进行数据恢复之后运行PLC程序。
7.根据权利要求6所述的掉电数据保护终端，其特征在于，所述步骤S1具体包括以下步骤：
S11、当检测到掉电时，CPU立即进入低功耗模式，将所述CPU的主频调至可允许运行的最低频率，关闭各个应用线程，停止更新寄存器数据并保护现场数据；
S12、将包括所述现场数据的预设数据打包成掉电保护文件，并将所述掉电保护文件保存在非易失存储器中。
8.根据权利要求6或7所述的掉电数据保护终端，其特征在于，所述掉电保护文件和所述校验文件均为BIN文件或均为HEX文件。
9.根据权利要求6或7所述的掉电数据保护终端，其特征在于，所述非易失存储器为eMMC。
10.根据权利要求6或7所述的掉电数据保护终端，其特征在于，所述步骤S4具体包括以下步骤：
S41、判断所述掉电保护文件的文件创建时间和所述校验时间是否一致，若是，则执行步骤S42，否则执行步骤S43；
S42、判断所述第一数据和所述校验数据是否一致，若一致，则将所述第一数据作为所述预设数据进行数据恢复之后执行T形图程序，否则执行步骤S43；
S43、清除所述非易失存储器中的所述掉电保护文件和所述校验文件，重新开始运行所述T形图程序。
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