一种用于工控机死机处理的智能监测器及实现方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工控机的监测，特别涉及一种用于工控机死机处理的智能监测器及实现方法。
【背景技术】
[0002]工控机即工业控制计算机，是一种采用总线结构，对生产过程及机电设备、工艺装备进行检测与控制的设备总称。工控机具有基本的计算机属性和特征，如具有计算机CPU、硬盘、内存、外设及接口(串口、USB、VGA等)，并有操作系统、控制网络和协议、计算能力、友好的人机界面。工控机行业的产品和技术非常特殊，属于中间产品，是为其他各行业提供可靠、嵌入式、智能化的工业计算机。
[0003]工控机由于应用行业极为广泛，在诸如无人值守、监控安防、工矿厂房、军事等一些特殊应用领域，对其可靠性有着苛刻要求。在长期使用过程中，操作系统随着运行时间增加，不可避免的会出现各种问题，最严重时甚至会出现系统死机，造成工作停止，重要数据丢失，从而可能导致严重的经济损失。
【发明内容】
[0004]鉴于现有技术现状，本发明的目的是提供一种用于工控机死机处理的智能监测器及实现方法。即基于USB通信技术的智能监测器方案:该智能监测器具备USB接口，与工控机USB接口连接。工控机工作时，除了运行必要的应用程序外，还运行智能监测器上位机程序。上位机程序通过USB通信接口向智能监测器定时发送状态指令。如果智能监测器未能在阈值时间内接收到上位机程序发送的状态指令，就认为工控机已经死机，通过硬件电路重启工控机。工控机重启后应用程序会自动运行，从而使工控机恢复正常的工作状态。
[0005]本发明是通过这样的技术方案实现的:一种用于工控机死机处理的智能监测器，其特征在于:该智能监测器包括微处理器MCU、工控机重启驱动电路、晶振、看门狗电路和指示灯；微处理器MCU采用C8051F341芯片，微处理器MCU与工控机重启驱动电路连接，微处理器MCU通过USB接口与工控机连接，微处理器MCU分别连接晶振、看门狗电路和指示灯；所述的工控机重启驱动电路采用继电器K1、三极管Q1，继电器K1的4脚与二极管D1的负极连接电源VCC端，继电器K1的5脚与二极管D1的正极连接三极管Q1的发射极，三极管Q1的基极连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接微处理器MCU的RESET信号端，三极管Q1的集电极接地。
[0006]本发明所述的一种用于工控机死机处理的智能监测器实现方法，其特征在于:该实现方法有如下步骤:
步骤一.监测器上电后开始工作，微处理器MCU通过USB接口接收上位机发送的启动死机监测指令，启动死机监测功能，同时启动微处理器MCU内部的计时器开始计时。
[0007]步骤二.微处理器MCU接收上位机发送的状态指令，并将计时器清零，计时器重新开始计时。
[0008]步骤三.微处理器MCU循环判断计时器是否超时，如果没有超时就返回步骤二 ；如果判断计时器超时，则微处理器MCU输出低电平信号，控制继电器闭合，重启工控机。
[0009]步骤四.监测器重启工控机后，自动关闭死机监测功能，工控机开机后，上位机自动发送启动死机监测指令，监测器跳转到步骤一。
[0010]本发明的有益效果是:本发明基于USB通信技术实现，技术成熟可靠，简单合理，可操作性强，监测器采用系统性微处理器，处理器本身集成USB控制器，外围电路简单，硬件成本较低，不增加系统额外成本负担。
[0011]采用本发明的智能监测器，可实时监测工控机系统工作状态。系统死机后可自动重启工控机，恢复工控机正常工作，避免由于死机导致工作停止，造成重大经济损失，具有非常重要的使用价值和现实意义。
【附图说明】
[0012]图1为本发明硬件连接框图；
图2为图1中工控机重启驱动电路图；
图3为智能监测器面板示意图；
图4为智能监测器与工控机连接示意图；
图5为智能监测器与工控机DB9 口接线示意图；
图6为智能监测器工作步骤流程图。
【具体实施方式】
[0013]为了更清楚的理解本发明，以下结合附图进行详细描述:
如图1所示，本发明采用Silicon Labs公司的C8051F341微处理器，该微处理器是完全集成的混合信号片上系统型MCU，具有片内上电复位、VDD监视器、电压调整器、看门狗定时器和内部时钟振荡器功能，是真正能独立工作的片上系统。该处理器内部集成USB控制器，不需要在微处理器外部增加USB接口芯片，大大简化电路设计。此外，本监测器还包括工控机重启控制电路、晶振、看门狗、指示灯电路。监测器工作电源由工控机通过USB接口提供，或者通过DB9线直接从工控机内部开关电源取电。
[0014]如图2所示，智能监测器的工控机重启控制电路采用单刀双掷的继电器实现。工控机重启的两根信号线(RESETURESET2信号)分别连接至监测器继电器的公共脚(K1的1脚)和常开脚(K1的3脚)。智能监测器检测到工控机死机时，微处理器驱动继电器闭合，工控机重启信号RESET 1和RESET2导通，工控机重启。
[0015]本系统硬件工作原理:C8051F341微处理器是一款完全集成的混合信号片上系统型MCU，是整个电路控制核心。晶振电路用于产生频率为12MHz的震荡波形，作为微处理器的工作时钟。看门狗电路用于监控微处理器工作状态，当微处理器程序跑飞会复位微处理器，保证处理器工作可靠性。指示灯电路用于监测器工作状态指示。USB电路提供USB通信总线，用于监测器和工控机数据、指令的传输。工控机重启驱动电路在监测器监测到工控机死机后，产生控制信号控制工控机重启。
[0016]如图2所示，该功能电路采用继电器实现工控机重启的功能。智能监测器控制工控机重启时，微处理器在RESET信号输出低电平，三极管Q1导通，继电器K1线圈中有电流通过，继电器闭合，工控机重启信号RESET1和RESET2导通，工控机重启。
[0017]如图3所示，USB接口用于插入USB线缆，LED为指示灯，DB9为DB9公头插座，用于插入工控机复位信号和供电电源连接线缆。
[0018]如图4所示，监测器与工控机之间通过两条线缆连接，一条为USB线缆，用于USB通信传输。另一条为DB9线缆。
[0019]如图5所示，该线缆用于连接工控机重启信号和供电电源。
[0020]如图6所示，智能监测器工作执行如下步骤:
步骤一.监测器上电后开始工作，微处理器MCU通过USB接口接收上位机软件发送的启动死机监测指令，启动死机监测功能，同时启动微处理器MCU内部的计时器开始计时。
[0021]步骤二.微处理器MCU接收上位机软件发送的状态指令，并将计时器清零，计时器重新开始计时。
[0022]步骤三.微处理器MCU循环判断计时器是否超时，如果没有超时就返回步骤二 ；如果判断计时器超时，则微处理器MCU输出低电平信号，控制继电器闭合，重启工控机。
[0023]步骤四.监测器重启工控机后，自动关闭死机监测功能，工控机开机后，上位机软件自动发送启动死机监测指令，监测器跳转到步骤一。
【主权项】
1.一种用于工控机死机处理的智能监测器，其特征在于:该智能监测器包括微处理器MCU、工控机重启驱动电路、晶振、看门狗电路和指示灯；微处理器MCU采用C8051F341芯片，微处理器MCU与工控机重启驱动电路连接，微处理器MCU通过USB接口与工控机连接，微处理器MCU分别连接晶振、看门狗电路和指示灯；所述的工控机重启驱动电路采用继电器Kl、三极管Q1，继电器Kl的4脚与二极管Dl的负极连接电源VCC端，继电器Kl的5脚与二极管Dl的正极连接三极管Ql的发射极，三极管Ql的基极连接电阻Rl的一端，电阻Rl的另一端连接微处理器MCU的RESET信号端，三极管Ql的集电极接地。2.一种如权利要求1所述的用于工控机死机处理的智能监测器实现方法，其特征在于:该实现方法有如下步骤: 步骤一.监测器上电后开始工作，微处理器MCU通过USB接口接收上位机发送的启动死机监测指令，启动死机监测功能，同时启动微处理器MCU内部的计时器开始计时； 步骤二.微处理器MCU接收上位机发送的状态指令，并将计时器清零，计时器重新开始计时； 步骤三.微处理器MCU循环判断计时器是否超时，如果没有超时就返回步骤二 ；如果判断计时器超时，则微处理器MCU输出低电平信号，控制继电器闭合，重启工控机； 步骤四.监测器重启工控机后，自动关闭死机监测功能，工控机开机后，上位机自动发送启动死机监测指令，监测器跳转到步骤一。
【专利摘要】本发明公开了一种用于工控机死机处理的智能监测器及实现方法。该智能监测器包括微处理器MCU、工控机重启驱动电路、晶振、看门狗电路和指示灯。本发明基于USB通信技术实现，技术成熟可靠，简单合理，可操作性强，监测器采用系统性微处理器，处理器本身集成USB控制器，外围电路简单，硬件成本较低，不增加系统额外成本负担。采用本发明的智能监测器，可实时监测工控机系统工作状态。系统死机后可自动重启工控机，恢复工控机正常工作，避免由于死机导致工作停止，造成重大经济损失，具有非常重要的使用价值和现实意义。
【IPC分类】G05B19/042
【公开号】CN105353692
【申请号】CN201510892877
【发明人】高丽哲, 庞辉, 宋春民, 李延波, 刘胜杰, 刘金栋, 夏连杰, 俞光日, 马凤乾
【申请人】天津七一二通信广播有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年12月8日