专利名称：防止计算机控制系统失效的看门狗装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种看门狗装置，特别涉及一种防止计算机控制系统失效的看门狗装置。
背景技术：
在计算机控制领域，为了防止计算机软件和计算机硬件在特殊条件下功能暂时失效，使用了一种众所周知的看门狗装置。如图1所示，现有的看门狗装置采用定时复位电路，在设定的时间段内，计算机如果没有发出喂狗信号(即没有检测喂狗信号)，定时器1溢出，触发单稳电路2输出复位信号，迫使受监控的计算机系统复位。现有的看门狗装置的工作原理是一个可以选择定时长度的定时器，该定时器接受上电复位时清零，以及喂狗信号清零两种清零的操作。上电完成后，定时器就对振荡器3输出的时钟脉冲进行定时计数，当定时器计数值到达定时长度选择电路4所设定的定时计数值时，定时器溢出，溢出脉冲启动单稳态电路输出一个脉宽相对固定的复位信号，该信号可以直接连接到计算机的复位输入，迫使计算机系统进入复位操作，并重新开始工作。通常的计算机控制系统由于软件设计中不可避免的缺陷或特殊运行状态的出现， 会使计算机的中央处理器(CPU)暂时无法正常执行程序，出现功能上的失效，这时，只有重新复位系统，才可能使计算机系统恢复正常的功能。然而，在实际的计算机控制系统中，有些系统功能失效后，仅用复位操作是不能恢复的，需要断开系统的电源，将计算机系统中所有存在记忆功能部件的信息消除后，再恢复电源供电，系统才能恢复功能。这往往是因为种计算机控制系统中存在寄生的记忆元件或存在无复位输入的寄存器导致的。还有一种问题是计算机的功能已经失效了，但喂狗操作仍在进行，使得看门狗装置不能监控到计算机系统的失效，导致整个系统不能从错误中恢复，这种情况一般是软件设计上的某种缺陷造成的，也有的是由于计算机系统受到外界干扰，进入到了错误的程序执行状态引起的。由于现有的看门狗装置具有上述两个应用问题，在特殊的应用领域，无法使用看门狗装置或看门狗装置的监控功能被大大削弱。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种防止计算机控制系统失效的看门狗装置，其根据系统的行为决定是否要复位被监控的计算机系统或者对被监控的计算机控制系统进行断电若干秒后再恢复供电的操作，以确保恢复系统的功能。为解决所述技术问题，本实用新型提供了一种防止计算机控制系统失效的看门狗装置，其特征在于，防止计算机控制系统失效的看门狗装置至少包括功能判断装置，其分析特征状态和通讯线路的通讯数据，解析出被监视计算机系
3统的行为，从而判断被监视计算机系统是否能正常执行功能；特征状态监视装置，其利用一组特征状态来描述被监视计算机控制系统的行为， 通过分析这些特征状态的变化来推断被监视计算机系统是否能正常执行功能；通讯监视装置，其根据通讯协议，从被监视计算机系统的通讯数据中解析出特征数据，并配合特征状态的变化行为，推断出被监视计算机系统是否能正常执行功能；周期性复位装置，其进行周期性复位；特征状态监视装置、通讯监视装置、周期性复位装置与功能判断装置连接。优选地，所述防止计算机控制系统失效的看门狗装置还包括复位执行器和断电执行器，复位执行器、断电执行器都与功能判断装置连接，复位执行器用于对被监控的系统实施复位的操作，断电执行器用于断开被监控计算机控制系统的主电源。本实用新型的积极进步效果在于本实用新型根据系统的行为决定是否要复位被监控的计算机系统或者对被监控的计算机控制系统进行断电若干秒后再恢复供电的操作， 以确保恢复系统的功能。
图1为现有的看门狗装置的原理框图。图2为本实用新型防止计算机控制系统失效的看门狗装置的原理框图。
具体实施方式
下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。为了实现监视被监控计算机系统的行为，必须对被监视计算机系统的行为进行统计测量和分析，找出系统行为的一些特征通讯的行为特征和状态的行为特征。通过对被监控系统行为特征的描述，看门狗就能够实现对被监控系统行为进行分析，进而判断其是否异常。如图2所示，本实用新型防止计算机控制系统失效的看门狗装置包括功能判断装置11、特征状态监视装置12、通讯监视装置13、复位执行器14、断电执行器15、周期性复位装置16，特征状态监视装置12、通讯监视装置13、复位执行器14、断电执行器15、周期性复位装置16都与功能判断装置11连接。功能判断装置11是一个嵌入式的中央处理器(CPU)， 利用中央处理器强大的计算能力和通讯能力，分析特征状态和通讯线路的通讯数据，解析出被监视计算机系统的行为，从而判断被监视计算机系统是否能正常执行功能。特征状态监视装置12利用一组特征状态来描述被监视计算机控制系统的行为，通过分析这些特征状态的变化来推断被监视计算机系统是否能正常执行功能；特征状态监视中的特征状态， 必须满足以下条件特征状态值的变化，能够准确描述被监视系统的行为，并且这种行为代表了系统的主要功能。通讯监视装置13根据通讯协议，从被监视计算机系统的通讯数据中解析出特征数据，并配合特征状态的变化行为，推断出被监视计算机系统是否能正常执行功能；通讯监视必须满足以下条件通讯协议中包含有能够唯一识别的ID号以及与系统主要功能的执行相关的数据。周期性复位装置16进行周期性复位，从保证功能判断装置11 不会死机而失去监视能力。功能判断装置11在周期性复位装置16的两次复位间隔期间，一方面通过特征状态监视装置12监视数字信号输入电路所输入的特征状态，另一方面通过通讯监视装置13 监视通信线路输入电路所输入通讯数据流。通过计算机软件对通讯数据和特征状态数据的分析，判断被监控的计算机控制系统是否处于正常的状态，若发现被监控的系统异常超过一定时间未能自动恢复，将启动复位执行器14对被监控的系统实施复位的操作，若已经连续执行三次复位操作，但被监控的计算机控制系统仍不能恢复正常工作状态，功能判断装置将启动断电执行器15，断开被监控计算机控制系统的主电源，迫使整个被监控的系统完全掉电后再恢复供电工作，以便使其恢复正常工作状态。若连续三次掉电操作仍然不能使被监控的系统恢复正常，将长期断电，并给出严重故障指示，以防止被监控计算机控制系统的进一步损坏。本实用新型防止计算机控制系统失效的看门狗装置的工作原理如下1)对被监控计算机控制系统的行为监视，可以通过对其运行状态的监视来实现。为了达到监视其行为的目的，则要求被监视系统应当具有两个以上的特征状态值。特征状态值是指通过特征状态值的组合或者一个时间序列，能够准确描述系统的主要功能是否正常。例如在闯红灯电子警察系统中，车辆压线圈、红灯信号、抓拍动作以及存储动作之间存在很强的关联性。 因此，可以将线圈状态信号L、红灯信号R、抓拍信号C和存储信号S组成一组特征状态或者一个时间序列，来表明电子警察是否在正常执行主要的功能。在功能判断装置中，通过软件分析这一组特征状态或者这个时间序列，就可以判断电子警察是否能正常执行功能。2) 对被监控计算机控制系统的行为监视，还可以通过对其通讯行为的监视来实现或者辅助实现。为了达到此目的，则要求被监视系统的通讯协议中，存在至少一组以上唯一定义的数据请求和数据响应之特征数据报。在功能判断装置中，分析软件根据通讯的协议，分析通讯过程中被监视计算机系统对外界数据请求的响应，了解被监视计算机内部的工作状态是否正常，从而推断被监视计算机系统是否能正常执行功能。例如在电子警察系统中，上位机通过网络获取数据，是通过一套通讯协议来实现的，违章的信息数量、ID编号等通讯中出现的数据与抓拍动作存储动作之间有很强的关联性。分析这些通讯数据可以推断电子警察系统是否能正常执行功能。本实用新型在判断出被监控系统出现故障后，可以选择两种方式来完成对故障系统功能的恢复一、复位故障系统；二、对故障系统断电若干秒后恢复供电。本实用新型选择这两种方式的依据是若三次复位不能解决问题，选择断电若干秒的方法，尝试三次断电后恢复系统失败，就一直断电，并给出系统严重故障警告指示，以防止被监控计算机控制系统的故障进一步扩大。综上所述，本实用新型根据系统的行为决定是否要复位被监控的计算机系统或者对被监控的计算机控制系统进行断电若干秒后再恢复供电的操作，以确保恢复系统的功能。虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式
，但是本领域的技术人员应当理解， 这些仅是举例说明，在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改。因此，本实用新型的保护范围由所附权利要求书限定。
权利要求1.一种防止计算机控制系统失效的看门狗装置，其特征在于，防止计算机控制系统失效的看门狗装置至少包括功能判断装置，其分析特征状态和通讯线路的通讯数据，解析出被监视计算机系统的行为，从而判断被监视计算机系统是否能正常执行功能；特征状态监视装置，其利用一组特征状态来描述被监视计算机控制系统的行为，通过分析这些特征状态的变化来推断被监视计算机系统是否能正常执行功能；通讯监视装置，其根据通讯协议，从被监视计算机系统的通讯数据中解析出特征数据， 并配合特征状态的变化行为，推断出被监视计算机系统是否能正常执行功能； 周期性复位装置，其进行周期性复位；特征状态监视装置、通讯监视装置、周期性复位装置与功能判断装置连接。
2.如权利要求1所述的防止计算机控制系统失效的看门狗装置，其特征在于，所述防止计算机控制系统失效的看门狗装置还包括复位执行器和断电执行器，复位执行器、断电执行器都与功能判断装置连接，复位执行器用于对被监控的系统实施复位的操作，断电执行器用于断开被监控计算机控制系统的主电源。
专利摘要本实用新型公开了一种防止计算机控制系统失效的看门狗装置，其包括功能判断装置，其分析特征状态和通讯线路的通讯数据，解析出被监视计算机系统的行为；特征状态监视装置，其利用一组特征状态来描述被监视计算机控制系统的行为，通过分析这些特征状态的变化来推断被监视计算机系统是否能正常执行功能；通讯监视装置，其根据通讯协议，从被监视计算机系统的通讯数据中解析出特征数据，并配合特征状态的变化行为，推断出被监视计算机系统是否能正常执行功能；周期性复位装置，其进行周期性复位。本实用新型根据系统的行为决定是否要复位被监控的计算机系统或者对被监控的计算机控制系统进行断电若干秒后再恢复供电的操作，以确保恢复系统的功能。
文档编号G06F11/07GK202153352SQ20112023559
公开日2012年2月29日 申请日期2011年7月6日 优先权日2011年7月6日
发明者彭树林, 敖小华, 沈朝晖 申请人:上海渠瀚实业有限公司