一种可用于设备数据总线监测跟设备状态监控的记录仪的制作方法

[0001]
本发明涉及电子类装备，具体是一种可用于设备数据总线监测跟设备状态监控的记录仪。


背景技术：

[0002]
随着自动化设备及汽车电子类消费电子产品的迅猛发展，数据在自动化设备及汽车电子设备类的正常使用过程及故障排查中发挥着越来越重要的作用。在设备故障排查和全生命周期管理维护中都可以从数据中找到突破口，精准定位问题，快速解决问题，为设备的正常运行提供有力的保障。
[0003]
以往的自动化设备及汽车电子类产品研制周期长、交付不及时等问题影响了市场占有率的整体提升，新时代是数据的时代，让大数据说话在各行各业中扮演着越来越重要的角色。尤其是在产品研制及使用的全生命周期内尤为重要，为技术攻坚克难、产品可靠运行提供科学的数据支撑，能够更有效的保质保量提升产品质量。
[0004]
记录仪属于自动化及汽车电子类配套产品，其can、429总线等数据记录功能可有效的追溯自动化设备运行状态，消费类汽车电子产品的研制阶段的数据交互信息，给运行监测及问题排查解决提供强有力的数据支撑。


技术实现要素：

[0005]
本发明的目的在于提供一种可用于设备数据总线监测跟设备状态监控的记录仪，以解决上述背景技术中提出的问题。
[0006]
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0007]
一种可用于设备数据总线监测跟设备状态监控的记录仪，包括fpga，fpga连接有429总线、can总线、多路离散量采集系统、存储系统和独立电源，独立电源设计、can总线采用数字隔离器进行隔离接入方式，多路离散量采集系统采用分压差分输入方式，存储系统具有emmc存储器，内含平衡存储硬件ic；fpga采用独立接收器挂载方式接入429总线，所述429总线包括相连接的429收发器和光耦，429收发器与车辆接口相连接，光耦连接fpga；429总线具有独立供电电源，与fpga供电完全隔离，供电与记录仪系统一样为3.3v供电；所述can总线具有总线控制器和can收发器，总线控制器和can收发器之间连接有光耦，总线控制器连接fpga，can收发器连接车辆接口，在can接收器输入端采用逻辑隔离设计。
[0008]
所述emmc存储器的芯片采用并行存储数据总线接口；所述多路模拟量采集系统采用片内多路差分输入adc芯片将离散量信号接入fpga；所述存储系统还包括prom和eeprom；所述fpga还连接有rs232总线实现数据传输连接，所述fpga还具有usb2.0接口备用。
[0009]
作为本发明的优选方案：装置还包括rtc时钟、rtc采样电路、jtag接口。
[0010]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0011]
1、本发明可以追溯自动化设备运行状态，消费类汽车电子产品的研制阶段的数据交互信息，给运行监测及问题排查解决提供强有力的数据支撑。
[0012]
2、本方案采用fpga平台实现并行数据采集，系统速率可满足外部总线如arinc 429总线、can总线、多路离散量及模拟电压数据采集、存储，usb2.0接口数据导出功能、解析分析功能。
[0013]
3、与传统研制相比，在研制过程中用数据说话，在研制各个阶段故障排除、故障分析起到数据支撑的作用，从而大大缩短研制周期及研制费用，在自动化设备跟汽车电子类产品中增加“黑匣子模块”，在自动化设备跟汽车电子类产品中正常使用或运行过程中能够对设备或者自动化设备的运行状况进行周期性监测及数据采集记录，包括总线数据、模拟量数据、离散量数据等，可实现设备或汽车电子设备生命周期性保养、维护，实现生命周期的健康管理。
附图说明
[0014]
图1为本发明的整体框架图。
[0015]
图2为本发明中429总线系统的隔离实现电路图。
[0016]
图3为本发明中can总线的电路图。
[0017]
图4为本发明中存储芯片的连接电路图。
[0018]
图5为本发明中数据导出模块的电路图。
[0019]
图6为本发明中的多路模拟量采集电路图。
具体实施方式
[0020]
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
[0021]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0022]
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0023]
实施例1：
[0024]
请参阅图1-6，本发明实施例中，一种可用于设备数据总线监测跟设备状态监控的记录仪，包括fpga，fpga连接有429总线、can总线、多路离散量采集系统、存储系统和独立电源，独立电源设计、can总线采用数字隔离器进行隔离接入方式，多路离散量采集系统采用分压差分输入方式，保证记录仪系统跟自动化及汽车电子类系统电气特性互不影响，存储系统具有emmc存储器，内含平衡存储硬件ic，数据平衡存储，极大化存储次数及系统使用寿
命。
[0025]
具体的，fpga采用独立接收器挂载方式接入429总线，所述429总线包括相连接的429收发器和光耦，429收发器与车辆接口相连接，光耦连接fpga，接收器数据输出端采用光耦隔离，光耦可完全满足429总线理论的传速率，且实际传输速率及数据量更小。采用光耦隔离实现429总线系统与记录仪系统电气隔离，保证记录仪系统无论在何种状态下都不会影响429总线系统正常运行；429总线具有独立供电电源，与fpga供电完全隔离，保证记录仪系统无论在何种状态下都不会影响429总线系统正常运行，供电与记录仪系统一样为3.3v供电，实现数据可靠传输，极大提升最小电路设计的高可靠性；该设计可保证独立供电系统小概率异常的情况下的正常工作；如果供电系统对429总线接收器中的a、b不造成影响，即一般供电无法使芯片正常工作情况下，429总线系统信号不受任何影响；最糟糕的情况下供电异常导致429的输入信号a、b在芯片内部短路，此种情况下a、b信号线串51欧姆电阻，相当于429总线挂载一个小负载，对总线正常传输不受影响，可以在最恶劣不可控条件下能够保证发生供电异常时429总线系统不受影响。
[0026]
所述can总线具有总线控制器和can收发器，总线控制器和can收发器之间连接有光耦，总线控制器连接fpga，can收发器连接车辆接口，在can接收器输入端进行逻辑隔离设计，在总线控制器芯片的“静听模式”工作模式下可实现对can总线的数据监测功能，逻辑设计采用数字隔离器在can收发器输入端隔离，实现记录仪系统跟监听can总线系统隔离，保证互不影响，在控制器芯片的“静听模式”下，只监听接收器接收的数据，发送器模式无效，对监听can总线信号无影响，can收发器跟控制器速率均可达mbps级，能够高速率的监测数据。
[0027]
所述emmc存储器的芯片采用并行存储数据总线接口，存储速率远大于数据接收速率。可保证系统中数据接收与数据存储无缝匹配。
[0028]
所述多路模拟量采集系统采用片内多路差分输入adc芯片将离散量信号接入fpga，接入电压信号采用电阻对地分压方式，实现记录仪采样系统跟原信号电压系统分离，保证无论电压系统故障还是记录仪系统故障，记录仪系统跟离散量系统电气完全独立，互不影响。
[0029]
所述存储系统还包括prom和eeprom，用于进行编程的永久存储及临时存储，满足不同使用需求。
[0030]
所述fpga还连接有rs232总线实现数据传输连接，所述fpga还具有usb2.0接口备用，用以实现数据的快速导出。
[0031]
实施例2：
[0032]
在实施例1的基础之上，还包括rtc时钟、rtc采样电路、jtag接口，rtc时钟、rtc采样电路用于获取、展示时间，提升装置功能，jtag接口方便在装置出现故障时，连接检测装置快速排查问题。
[0033]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0034]
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。