CN117201344A - 一种分布式设备看门狗监测装置、方法、系统与存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种分布式设备看门狗监测装置、方法、系统和存储介质，装置用于监测带有看门狗的若干个目标系统，装置包括：单片机控制模块、通信模块、继电器模块、云端处理模块以及人机交互模块；所述单片机控制模块与所述目标系统、所述通信模块以及所述继电器模块连接；所述继电器模块与所述目标系统连接；所述通信模块与所述云端处理模块连接；所述云端处理模块与所述人机交互模块连接。本方法可以可以提高监测装置的实用性以及改善目标系统的稳定性。本申请可广泛应用于设备监测技术领域。

Description

一种分布式设备看门狗监测装置、方法、系统与存储介质

技术领域

本申请涉及设备监测技术领域，尤其是一种分布式设备看门狗监测装置、方法、系统与存储介质。

背景技术

目前系统监测看门狗使用的方法可以分为硬件和软件两种方法，硬件方法：硬件看门狗是一个独立的计时器芯片，可以定时对系统进行重置。如果系统正常运行，会定期向看门狗芯片发送一个信号，以表明系统仍然在运行。如果系统因某种原因停止响应，看门狗芯片将超时，然后重置系统，以确保系统正常运行。软件看门狗是一段程序代码，可以定期发送信号，以表明系统正常运行。如果在规定时间内没有收到信号，则会认为系统已经停止响应，然后重启系统。这种方法可以在任何系统上使用，但需要将代码嵌入到应用程序中，以便监控应用程序的运行状态。

传统的看门狗仅在单机系统上应用，并不能解决所有系统死机问题，特别是对于一些硬件故障或系统级别的错误。因此，相关技术中仍存在需要解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的在于至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本申请实施例的一个目的在于提供一种分布式设备看门狗监测装置、方法、系统与存储介质，一种分布式设备看门狗监测装置、方法、系统与存储介质可以提高监测装置的实用性以及改善目标系统的稳定性。

为了达到上述技术目的，本申请实施例所采取的技术方案包括：一种分布式设备看门狗监测装置，用于监测带有看门狗的若干个目标系统，包括：

单片机控制模块、通信模块、继电器模块、云端处理模块以及人机交互模块；

所述单片机控制模块与所述目标系统、所述通信模块以及所述继电器模块连接；所述继电器模块与所述目标系统连接；所述通信模块与所述云端处理模块连接；所述云端处理模块与所述人机交互模块连接。

另外，根据本发明中上述实施例的一种分布式设备看门狗监测装置，还可以有以下附加的技术特征：

进一步地，本申请实施例中，所述单片机控制模块与所述通信模块之间使用串口通信。

进一步地，本申请实施例中，所述目标系统还包括传感器模块，所述单片机控制模块通过所述传感器模块，确定所述目标系统的状态。。

进一步地，本申请实施例中，所述人机交互模块包括上位机、平板电脑或者手机。

另一方面，本申请实施例还提供一种分布式设备看门狗监测方法，用于通过前面任一项所述的一种分布式设备看门狗监测装置实现，方法包括：

配置所述单片机模块以及所述通信模块的通信参数，使所述单片机模块、所述通信模块以及所述云端处理模块建立通信连接；

所述单片机模块采集所述目标系统的状态数据，并根据所述状态数据控制所述继电器模块，并将所述状态数据发送至所述云端处理模块；

所述云端处理模块根据所述状态数据生成显示数据并发送至所述人机交互模块，以使所述人机交互模块显示所述显示数据。

进一步地，本申请实施例中，所述目标系统包括传感器，所述单片机模块采集所述目标系统的状态数据这一步骤包括：所述单片机模块采集所述目标系统的传感器数据以及脉冲数据。

进一步地，本申请实施例中，所述根据所述状态数据控制所述继电器模块，具体包括：当所述传感器数据大于预设阈值，所述单片机模块控制所述继电器模块动作，以使所述目标系统重启；或者，当所述脉冲数据为0，所述单片机模块控制所述继电器模块动作，以使所述目标系统重启。

进一步地，本申请实施例中，所述方法还包括：当所述传感器数据小于等于预设阈值，将所述状态数据发送至所述云端处理模块；或者当所述单片机模块检测到脉冲数据，将所述状态数据发送至所述云端处理模块。

另一方面，本申请还提供一种分布式设备看门狗监测系统，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如发明内容中任一项所述一种分布式设备看门狗监测方法。

此外，本申请还提供一种存储介质，其中存储有处理器可执行的指令，所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于执行如上述任一项所述一种分布式设备看门狗监测方法。

本申请的优点和有益效果将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到：

本申请可以跟过单片机控制模块、通信模块、继电器模块、云端处理模块以及人机交互模块之间的连接搭建一个用于可以监测多个带有看门狗的若干个目标系统的监测装置，本申请通过单片机控制模块、通信模块以及云端处理模块之间的数据传输和人机交互模块的数据展示可以改善分布式设备无法集中监测的缺陷；还可以实现设备看门狗监测的硬件故障监测；本申请可以提高监测装置的实用性以及改善目标系统的稳定性。

附图说明

图1为本发明中一种具体实施例中一种分布式设备看门狗监测装置的步骤示意图；

图2为本发明中一种具体实施例中另一种分布式设备看门狗监测装置的示意图；

图3为本发明中一种具体实施例中一种任意正交脉冲分频输出系统的结构示意图；

图4为本发明中一种具体实施例中一种任意正交脉冲分频输出装置的结构示意图；

图5为本发明中一种具体实施例中一种分布式设备看门狗监测系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细描述本发明的实施例对本发明实施例中的分布式设备看门狗监测装置、方法、系统和存储介质的原理和过程作以下说明。

目前系统监测看门狗使用的方法可以分为硬件和软件两种方法，硬件方法：硬件看门狗是一个独立的计时器芯片，可以定时对系统进行重置。如果系统正常运行，会定期向看门狗芯片发送一个信号，以表明系统仍然在运行。如果系统因某种原因停止响应，看门狗芯片将超时，然后重置系统，以确保系统正常运行。软件看门狗是一段程序代码，可以定期发送信号，以表明系统正常运行。如果在规定时间内没有收到信号，则会认为系统已经停止响应，然后重启系统。这种方法可以在任何系统上使用，但需要将代码嵌入到应用程序中，以便监控应用程序的运行状态。

传统的看门狗仅在单机系统上应用，并不能解决所有系统死机问题，特别是对于一些硬件故障或系统级别的错误，例如内存泄漏、操作系统崩溃等，看门狗技术可能无法有效地解决。

针对上述技术问题，本发明提供一种分布式设备看门狗监测装置。参照图1，图1是本申请一种的模块示意图。在图1中，分布式设备看门狗监测装置可以监测带有看门狗的若干个目标系统，装置可以包括单片机控制模块1、通信模块2、继电器模块3、云端处理模块4以及人机交互模块5。其中单片机控制模块1可以与目标系统、通信模块2以及继电器模块3连接；继电器模块3可以与目标系统连接；通信模块2可以与云端处理模块4连接；云端处理模块4可以与人机交互模块5连接。单片机控制模块1可以包括单片机芯片、外设、程序代码等，单片机控制模块1可以用于采集监测系统的状态信息，异常时控制继电器断电复位系统，并将其状态信息传输到云端进行处理和分析。继电器模块3可以用于断开系统电源从而达到复位系统目的。通信模块2可以通过无线网络或有线网络连接到云端，将单片机采集的数据传输到云端进行处理和分析。云端处理模块4可以接收来自多个单片机传来的数据，进行数据处理、存储、分析和可视化展示。人机交互模块5可以提供对系统状态的实时监测和管理，通过上位机的Web页面、手机的APP等形式提供数据可视化和操作界面。

进一步地，在本申请的一些可行的实施例中，单片机控制模块与通信模块之间使用串口通信。

进一步地，在本申请一些实施例中，目标系统还包括传感器模块，单片机控制模块通过传感器模块，确定目标系统的状态。

进一步地，在本申请的一些实施例中，人机交互模块包括上位机、平板电脑或者手机。

此外，本申请还提供一种分布式设备看门狗监测方法。参照图2，图2是本申请实施例提供的一种分布式设备看门狗监测方法的步骤示意图。在图2中，监测方法可以通过前面任一项所述的一种分布式设备看门狗监测装置实现，监测方法可以包括但不局限于步骤S1-步骤S3。

S1、配置单片机模块以及通信模块的通信参数，使单片机模块、通信模块以及云端处理模块建立通信连接；

S2、单片机模块采集目标系统的状态数据，并根据状态数据控制继电器模块，并将状态数据发送至云端处理模块；

S3、云端处理模块根据状态数据生成显示数据并发送至人机交互模块，以使人机交互模块显示显示数据。

进一步地，在本申请的一些实施例中，目标系统可以包括传感器，单片机模块采集目标系统的状态数据这一步骤可以包括：单片机模块采集目标系统的传感器数据以及脉冲数据。

进一步地，在本申请的一些实施例中，根据状态数据控制继电器模块，具体可以包括：当传感器数据大于预设阈值，单片机模块控制继电器模块动作，以使目标系统重启；或者，当脉冲数据为0，单片机模块控制继电器模块动作，以使目标系统重启。

进一步地，在本申请的一些实施例中，方法还可以包括：当传感器数据小于等于预设阈值，将状态数据发送至云端处理模块；或者当单片机模块检测到脉冲数据，将状态数据发送至云端处理模块。

下面结合附图说明本申请的具体实现原理：

1、配置单片机和通信模块：首先需要配置单片机和通信模块的硬件参数，如串口波特率、数据位、校验位、停止位等。此外，还需要根据具体的通信协议，配置通信模块的相关参数，如IP地址、端口号、设备ID等。

单片机控制模块与通信模块之间使用串口通信，通过配置两个模块的串口参数，使通信的双方参数一致，保证通信的正常。通信模块用于与云端服务器的通信，为了保证与服务器通信正常，需要配置模块指定的服务器IP和端口，同时需要把设备ID发往云端服务器，以便服务器能正常识别和通信接入。

2、连接到网络：在单片机中添加网络连接的代码，让单片机能够连接到网络。这可以通过使用通信模块的AT指令或者库函数实现。

3、数据采集和处理：根据具体的应用场景，单片机可以通过采集传感器数据、读取设备状态、监测系统运行情况等方式获取需要监测的数据。在有些应用场景中，可以在监测目标设备上接入传感器模块，如温度传感器、振动传感器、亮度传感器等，通过单片机模块读取这些传感器的值与设置好的阈值做比较处理，通过这些值可以更详细的判断目标设备是否正常。在一般的应用场景只需要读取监测目标系统发过来的脉冲信号，并判断系统是否正常运行，如果单片机读取不到脉冲信号，说明系统出现异常，使用继电器来断开系统电源达到重启系统的目的。

4、数据上传：将处理后的数据通过通信模块上传到云端或者本地服务器。可以使用HTTP、MQTT、TCP等协议进行数据传输。在数据上传之前，需要将数据转换为符合协议要求的格式，如JSON、XML等。

其中，格式转换过程如下：

(1)解析协议数据：首先，需要从原始协议数据中解析出有效的信息。这涉及根据协议规范和数据格式解析数据包，提取出需要转换的数据字段。

(2)构建数据结构：根据解析得到的数据，构建相应的数据结构，使其适合于JSON或XML格式。包括创建对象、数组、键值对等数据结构。

(3)转换格式：使用编程语言提供的内置函数库来将数据转换为JSON格式。这些函数可以将数据结构序列化为JSON字符串。

本发明的数据总的转换过程：首先解析了HTTP请求数据的各个字段，然后构建了一个包含这些字段的数据结构。最后，使用json.dumps()函数将数据结构转换为JSON格式的字符串。

5、云端或本地服务器处理：在云端或本地服务器中，使用相应的程序进行数据接收、解析、存储和处理。根据不同的应用需求，可以使用数据库、分析工具、报警系统等进行数据处理和分析。

在服务器中，对数据进行接收、解析、存储和处理通常涉及以下步骤：

(1)接收数据：云端服务器提供一个接收数据的端点(endpoint)，是接收数据协议的监听端口。服务器通过监听该端口，等待数据传入。

(2)解析数据：一旦服务器接收到数据，便解析数据以提取有效信息。解析的过程取决于数据的格式和协议。使用相应的解析库将数据解析为服务器可理解的数据结构。

(3)存储数据：解析后的数据存储到数据库中，以便后续处理和查询。云端服务器通常与数据库系统集成，使用数据库的API将数据存储到适当的表格中。

(4)数据处理：一旦数据存储完毕，服务器对数据进行进一步处理。包括数据分析、业务逻辑运算、生成报告、发送通知等。

本发明使用Flask框架创建了一个HTTP服务器。定义了/data端点来接收POST请求，并从请求中解析JSON数据。然后，将数据存储到MongoDB数据库中的指定集合。此后，根据用户其它需求进行进一步的数据处理操作。

6、数据展示和操作：最后，将处理后的数据展示给用户或者控制系统。可以使用Web界面、移动应用、PC客户端等方式进行展示和操作。例如，参照图3以及图4，显示传感器数据的实时曲线图、设备状态的监控界面、系统运行状况的统计报表等。

综上所述，相比传统看门狗的方式，使用单片机加通信模块实现对分布式系统的集中监测和管理具有以下优点：

1、实时监测：传统看门狗方式只能对单个系统进行监测，而使用本发明可以实现对多个分布式系统的实时监测，及时发现和处理异常情况。

2、集中管理：通过云端处理和可视化展示，可以实现对多个分布式系统的集中管理，提高管理效率和精度。

3、可扩展性：可以根据实际需求灵活配置监测节点和通信模块，实现对不同规模和类型的分布式系统的监测和管理。

4、可定制化：可以根据实际需求定制开发人机交互界面，提供更加丰富和实用的监测和管理功能。

5、可视化展示：通过云端处理和可视化展示，可以实时查看系统状态、趋势和异常情况，提高决策和处理效率。

6、本申请可以实现对多个分布式系统的实时监测和集中管理，提高管理效率和精度，具有较好的可扩展性和可定制化，同时还可以通过云端处理和可视化展示，实现实时监测和异常处理的优化和提升。

此外，与图1的方法相对应，本申请实施例还提供了一种分布式设备看门狗监测装置系统，其具体结构可参照图5，包括：

至少一个处理器1001；

至少一个存储器1002，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现所述的分布式设备看门狗监测方法。

上述方法实施例中的内容均适用于本系统实施例中，本系统实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。

与图1的方法相对应，本申请实施例还提供了一种存储介质，其中存储有处理器可执行的指令，所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于执行所述的分布式设备看门狗监测方法。

上述分布式设备看门狗监测装置实施例中的内容均适用于本存储介质实施例中，本存储介质实施例所具体实现的功能与上述的分布式设备看门狗监测装置实施例相同，并且达到的有益效果与上述的分布式设备看门狗监测装置实施例所达到的有益效果也相同。

在一些可选择的实施例中，在方框图中提到的功能/操作可以不按照操作示图提到的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能/操作，连续示出的两个方框实际上可以被大体上同时地执行或所述方框有时能以相反顺序被执行。此外，在本申请的流程图中所呈现和描述的实施例以示例的方式被提供，目的在于提供对技术更全面的理解。所公开的方法不限于本文所呈现的操作和逻辑流程。可选择的实施例是可预期的，其中各种操作的顺序被改变以及其中被描述为较大操作的一部分的子操作被独立地执行。

此外，虽然在功能性模块的背景下描述了本申请，但应当理解的是，除非另有相反说明，功能和/或特征中的一个或多个可以被集成在单个物理装置和/或软件模块中，或者一个或多个功能和/或特征可以在单独的物理装置或软件模块中被实现。还可以理解的是，有关每个模块的实际实现的详细讨论对于理解本申请是不必要的。更确切地说，考虑到在本文中公开的装置中各种功能模块的属性、功能和内部关系的情况下，在工程师的常规技术内将会了解该模块的实际实现。因此，本领域技术人员运用普通技术就能够在无需过度试验的情况下实现在权利要求书中所阐明的本申请。还可以理解的是，所公开的特定概念仅仅是说明性的，并不意在限制本申请的范围，本申请的范围由所附权利要求书及其等同方案的全部范围来决定。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干程序用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行程序的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供程序执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从程序执行系统、装置或设备取程序并执行程序的系统)使用，或结合这些程序执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供程序执行系统、装置或设备或结合这些程序执行系统、装置或设备而使用的装置。

计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的程序执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

在本说明书的上述描述中，参考术语“一个实施方式/实施例”、“另一实施方式/实施例”或“某些实施方式/实施例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本申请的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

以上是对本申请的较佳实施进行了具体说明，但本申请并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本申请精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种分布式设备看门狗监测装置，其特征在于，用于监测带有看门狗的若干个目标系统，包括：

单片机控制模块、通信模块、继电器模块、云端处理模块以及人机交互模块；

所述单片机控制模块与所述目标系统、所述通信模块以及所述继电器模块连接；所述继电器模块与所述目标系统连接；所述通信模块与所述云端处理模块连接；所述云端处理模块与所述人机交互模块连接。

2.根据权利要求1所述一种分布式设备看门狗监测装置，其特征在于，所述单片机控制模块与所述通信模块之间使用串口通信。

3.根据权利要求1所述一种分布式设备看门狗监测装置，其特征在于，所述目标系统还包括传感器模块，所述单片机控制模块通过所述传感器模块，确定所述目标系统的状态。

4.根据权利要求1所述一种分布式设备看门狗监测装置，其特征在于，所述人机交互模块包括上位机、平板电脑或者手机。

5.一种分布式设备看门狗监测方法，其特征在于，用于通过上述权利要求1-4任一项所述的一种分布式设备看门狗监测装置实现，方法包括：

配置所述单片机模块以及所述通信模块的通信参数，使所述单片机模块、所述通信模块以及所述云端处理模块建立通信连接；

所述单片机模块采集所述目标系统的状态数据，并根据所述状态数据控制所述继电器模块，并将所述状态数据发送至所述云端处理模块；

所述云端处理模块根据所述状态数据生成显示数据并发送至所述人机交互模块，以使所述人机交互模块显示所述显示数据。

6.根据权利要求5所述一种分布式设备看门狗监测方法，其特征在于，所述目标系统包括传感器，所述单片机模块采集所述目标系统的状态数据这一步骤包括：

所述单片机模块采集所述目标系统的传感器数据以及脉冲数据。

7.根据权利要求6所述一种分布式设备看门狗监测方法，其特征在于，所述根据所述状态数据控制所述继电器模块，具体包括：

当所述传感器数据大于预设阈值，所述单片机模块控制所述继电器模块动作，以使所述目标系统重启；

或者，当所述脉冲数据为0，所述单片机模块控制所述继电器模块动作，以使所述目标系统重启。

8.根据权利要求7所述一种分布式设备看门狗监测方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述传感器数据小于等于预设阈值，将所述状态数据发送至所述云端处理模块；

或者当所述单片机模块检测到脉冲数据，将所述状态数据发送至所述云端处理模块。

9.一种分布式设备看门狗监测系统，其特征在于包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如权利要求5-8任一项所述一种分布式设备看门狗监测方法。

10.一种存储介质，其中存储有处理器可执行的指令，其特征在于，所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于执行如权利要求5-8任一项所述一种分布式设备看门狗监测方法。