CN116860034A - 不依赖硬件的温控模块安全保护方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种不依赖硬件的温控模块安全保护方法及系统，该不依赖硬件的温控模块安全保护方法包括：依次交替输出原始操作数据；温控模块接收原始操作数据，对原始操作数据进行心跳算法计算，输出数据计算结果；对输出的数据计算结果进行判断，当数据计算结果与预设数据计算结果相同时，认定温控模块工作正常；当数据计算结果与预设数据计算结果不相同时，认定温控模块死锁或温控模块的接口异常。应用本发明的技术方案，以解决现有技术中难以准确识别温控模块内部处理器死锁异常的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及原子磁强计技术领域，尤其涉及一种不依赖硬件的温控模块安全保护方法及系统。
背景技术
原子磁强计激光器和气室需要进行精密交流温控，受限于传感器体积，磁强计内部温控模块采用集成式微型温控模块，这类温控模块的固有缺陷是抗干扰能力较弱，在外场环境下容易出现模块内部处理器死锁异常，进而导致高价值激光器烧毁，造成经济损失。传统应对措施有两种，一种是增加外部看门狗路，利用温控模块输出IO信号翻转周期超时判断死锁，执行关机操作；另一种是不改动硬件，软件对温度测量值进行判断，当测量值为“死数”时，判断死锁，执行关机操作。以上两种方式均存在缺陷：约40％的模块死锁异常，IO仍在翻转，导致硬件看门狗漏判；被控温度稳定时，测量值波动极小，短时间形似“死数”，导致软件误判。
发明内容
本发明提供了一种不依赖硬件的温控模块安全保护方法及系统，能够解决现有技术中难以准确识别温控模块内部处理器死锁异常的技术问题。
根据本发明的一方面，提供了一种不依赖硬件的温控模块安全保护方法，不依赖硬件的温控模块安全保护方法包括：依次交替输出原始操作数据；温控模块接收原始操作数据，对原始操作数据进行心跳算法计算，输出数据计算结果；对输出的数据计算结果进行判断，当数据计算结果与预设数据计算结果相同时，认定温控模块工作正常；当数据计算结果与预设数据计算结果不相同时，认定温控模块死锁或温控模块的接口异常。
进一步地，心跳算法可根据A*A+A计算，其中，A为原始操作数据。
进一步地，原始操作数据包括1和2，当原始操作数据为1时，预设数据计算结果为2，当原始操作数据为2时，预设数据计算结果为6。
进一步地，原始操作数据包括1、2和3，当原始操作数据为1时，预设数据计算结果为2，当原始操作数据为2时，预设数据计算结果为6，当原始操作数据为3时，预设数据计算结果为10。
进一步地，当出现温控模块死锁或温控模块的接口异常时，温控模块执行关机操作。
根据本发明的另一方面，提供了一种不依赖硬件的温控模块安全保护系统，不依赖硬件的温控模块安全保护系统使用如上所述的不依赖硬件的温控模块安全保护方法进行温控模块安全保护。
进一步地，不依赖硬件的温控模块安全保护系统包括：原始操作数据生成模块，原始操作数据生成模块用于依次交替输出原始操作数据；数据运算模块，数据运算模块用于对原始操作数据进行心跳算法计算，输出数据计算结果；温控模块状况判定模块，温控模块状况判定模块用于对输出的数据计算结果进行判断，当数据计算结果与预设数据计算结果相同时，认定温控模块工作正常；当数据计算结果与预设数据计算结果不相同时，认定温控模块死锁或温控模块的接口异常。
应用本发明的技术方案，提供了一种不依赖硬件的温控模块安全保护方法，该方法通过增加“心跳”计算环节，依次交替输出原始操作数据，温控模块接收原始操作数据，对原始操作数据进行心跳算法计算，输出数据计算结果；对输出的数据计算结果进行判断，当数据计算结果与预设数据计算结果相同时，认定温控模块工作正常，当数据计算结果与预设数据计算结果不相同时，认定温控模块死锁或温控模块的接口异常，此种方式在不更改硬件前提下，实现了对温控模块死锁异常的精准判别，解决了现有技术中难以准确识别温控模块内部处理器死锁异常的技术问题，避免了传统判别方式漏判和误判的缺陷，可满足磁强计外场使用需求，具有较高的实用价值。
附图说明
所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了根据本发明的具体实施例提供的不依赖硬件的温控模块安全保护方法的原理框图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
如图1所示，根据本发明的具体实施例提供了一种不依赖硬件的温控模块安全保护方法，该不依赖硬件的温控模块安全保护方法包括：依次交替输出原始操作数据；温控模块接收原始操作数据，对原始操作数据进行心跳算法计算，输出数据计算结果；对输出的数据计算结果进行判断，当数据计算结果与预设数据计算结果相同时，认定温控模块工作正常；当数据计算结果与预设数据计算结果不相同时，认定温控模块死锁或温控模块的接口异常。
应用此种配置方式，提供了一种不依赖硬件的温控模块安全保护方法，该方法通过增加“心跳”计算环节，依次交替输出原始操作数据，温控模块接收原始操作数据，对原始操作数据进行心跳算法计算，输出数据计算结果；对输出的数据计算结果进行判断，当数据计算结果与预设数据计算结果相同时，认定温控模块工作正常，当数据计算结果与预设数据计算结果不相同时，认定温控模块死锁或温控模块的接口异常，此种方式在不更改硬件前提下，实现了对温控模块死锁异常的精准判别，解决了现有技术中难以准确识别温控模块内部处理器死锁异常的技术问题，避免了传统判别方式漏判和误判的缺陷,可满足磁强计外场使用需求，具有较高的实用价值。
具体地，在本发明中，为了避免占用温控模块过多资源，影响温控模块正常功能，心跳算法可根据A*A+A计算，其中，A为原始操作数据。
作为本发明的第一实施例，原始操作数据包括1和2，当原始操作数据为1时，预设数据计算结果为2，当原始操作数据为2时，预设数据计算结果为6。
作为本发明的第二实施例，原始操作数据包括1、2和3，当原始操作数据为1时，预设数据计算结果为2，当原始操作数据为2时，预设数据计算结果为6，当原始操作数据为3时，预设数据计算结果为10。
进一步地，在本发明中，当出现温控模块死锁或温控模块的接口异常时，此时上位机控制温控模块硬件RESET，温控模块执行关机操作。
根据本发明的另一方面，提供了一种不依赖硬件的温控模块安全保护系统，该不依赖硬件的温控模块安全保护系统使用如上所述的不依赖硬件的温控模块安全保护方法进行温控模块安全保护。
应用此种配置方式，提供了一种不依赖硬件的温控模块安全保护系统，该系统通过增加“心跳”计算环节，依次交替输出原始操作数据，温控模块接收原始操作数据，对原始操作数据进行心跳算法计算，输出数据计算结果；对输出的数据计算结果进行判断，当数据计算结果与预设数据计算结果相同时，认定温控模块工作正常，当数据计算结果与预设数据计算结果不相同时，认定温控模块死锁或温控模块的接口异常，此种方式在不更改硬件前提下，实现了对温控模块死锁异常的精准判别，解决了现有技术中难以准确识别温控模块内部处理器死锁异常的技术问题，避免了传统判别方式漏判和误判的缺陷,可满足磁强计外场使用需求，具有较高的实用价值。
进一步地，在本发明中，为了实现对温控模块的安全保护，可将不依赖硬件的温控模块安全保护系统配置为包括原始操作数据生成模块、数据运算模块和温控模块状况判定模块，原始操作数据生成模块用于依次交替输出原始操作数据，数据运算模块用于对原始操作数据进行心跳算法计算，输出数据计算结果，温控模块状况判定模块用于对输出的数据计算结果进行判断，当数据计算结果与预设数据计算结果相同时，认定温控模块工作正常；当数据计算结果与预设数据计算结果不相同时，认定温控模块死锁或温控模块的接口异常。
为了对本发明有进一步地了解，下面结合图1对本发明所提供的不依赖硬件的温控模块安全保护方法进行详细说明。
如图1所示，根据本发明的具体实施例提供了一种不依赖硬件的温控模块安全保护方法，现有技术在进行磁强计温控模块死锁异常判定时，一种是增加外部看门狗路，利用温控模块输出IO信号翻转周期超时判断死锁，见附图中温控模块IO连接上位机硬件看门狗模块，这种方法存在漏判缺陷，从故障模式分析可得，温控模块死锁异常为内部ALU(算术逻辑单元，arthmeticandlogicunit)死锁，而Timer模块、IO模块与ALU相对独立，所以当ALU异常时，IO模块是可以在Timer模块驱动下，输出喂狗信号的，这时上位机无法判别出模块死锁，导致漏判。另一种是不改动硬件，上位机软件对温度测量值进行判断，当测量值为“死数”时，判断死锁。
本发明在ALU中运行的基本温控算法基础上，增加“心跳”计算环节，心跳算法使用ALU中加法及乘法单元，计算操作数由SPI口输入，心跳计算结果由SPI口输出，典型心跳算法为A*A+A，A为计算输入操作数，这样计算仅需1个操作数，对SPI接口通信负载影响最小。当A为1时，心跳计算结果为2；当A为2时，心跳计算结果为6，上位机控制输入操作数交替为1、2，判断计算结果是否正确，从而识别温控模块死锁异常。当ALU死锁或SPI接口异常时，心跳算法计算结果均错误，此时上位机控制温控模块硬件RESET，执行安全关机操作。
本发明核心点为根据磁强计温控模块故障模式，设计了一种“智能看门狗”心跳算法，在不更改硬件前提下，实现了对温控模块死锁异常的精准判别，避免了传统判别方式漏判和误判的缺陷，可满足磁强计外场使用需求，具有较高的实用价值。
综上所述，本发明提供了一种不依赖硬件的温控模块安全保护方法，该方法在基本温控算法基础上，增加“心跳”计算环节，通过温控目标值接口输入原始操作数据(即心跳操作数)，在测量值接口增加计算结果字段，上位机周期性输入可变的心跳操作数，并对计算结果进行识别，若发现计算结果错误，则判定温控模块异常，进而执行安全关机。本发明所提供的温控模块安全保护方法与现有技术相比，能够准确识别温控模块内部处理器死锁异常，对模块执行关机安全保护，避免激光器烧毁，实现简单、方便，可准确识别温控模块死锁异常，无漏判、误判可能，仅更改软件，无需改动硬件，无需特殊定制，提升产品标准化程度，节省经费与研制周期。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种不依赖硬件的温控模块安全保护方法，其特征在于，所述不依赖硬件的温控模块安全保护方法包括：
依次交替输出原始操作数据；
温控模块接收所述原始操作数据，对所述原始操作数据进行心跳算法计算，输出数据计算结果；
对输出的所述数据计算结果进行判断，当所述数据计算结果与预设数据计算结果相同时，认定所述温控模块工作正常；当所述数据计算结果与预设数据计算结果不相同时，认定所述温控模块死锁或所述温控模块的接口异常。
2.根据权利要求1所述的不依赖硬件的温控模块安全保护方法，其特征在于，所述心跳算法可根据A*A+A计算，其中，A为原始操作数据。
3.根据权利要求2所述的不依赖硬件的温控模块安全保护方法，其特征在于，所述原始操作数据包括1和2，当所述原始操作数据为1时，所述预设数据计算结果为2，当所述原始操作数据为2时，所述预设数据计算结果为6。
4.根据权利要求2所述的不依赖硬件的温控模块安全保护方法，其特征在于，所述原始操作数据包括1、2和3，当所述原始操作数据为1时，所述预设数据计算结果为2，当所述原始操作数据为2时，所述预设数据计算结果为6，当所述原始操作数据为3时，所述预设数据计算结果为10。
5.根据权利要求4所述的不依赖硬件的温控模块安全保护方法，其特征在于，当出现所述温控模块死锁或所述温控模块的接口异常时，所述温控模块执行关机操作。
6.一种不依赖硬件的温控模块安全保护系统，其特征在于，所述不依赖硬件的温控模块安全保护系统使用如权利要求1至5中任一项所述的不依赖硬件的温控模块安全保护方法进行温控模块安全保护。
7.根据权利要求6所述的不依赖硬件的温控模块安全保护系统，其特征在于，所述不依赖硬件的温控模块安全保护系统包括：
原始操作数据生成模块，所述原始操作数据生成模块用于依次交替输出原始操作数据；
数据运算模块，所述数据运算模块用于对所述原始操作数据进行心跳算法计算，输出数据计算结果；
温控模块状况判定模块，所述温控模块状况判定模块用于对输出的所述数据计算结果进行判断，当所述数据计算结果与预设数据计算结果相同时，认定所述温控模块工作正常；当所述数据计算结果与预设数据计算结果不相同时，认定所述温控模块死锁或所述温控模块的接口异常。
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