专利名称：一种用于复杂环境下高频率存取信息的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种信息存储技术，属于计算机数据存储领域，尤其涉及ー种用于复杂环境下高频率存取信息的设备。
背景技术：
生活在今天的信息社会中，数据存储保护是ー种十分普遍的应用。通常，软件运行后会保留客户的ー些信息或配置，这时需要将配置或信息保存到存储设备上供下次重新启动时再从存储设备上读取，这就需要存储读取数据较快，能够有效长期保存数据的存储器。特别是在一些复杂环境下所进行的存储工作，例如在汽车、轮船或飞机上，由于存在较大的震动等复杂环境，对数据的存储就提出了更高的要求，特别是在这些复杂环境下 进行频繁的存取信息时，存储器的防震功能必须十分完善。目前较常用的存储设备一般是机械硬盘，但是，机械硬盘对工作环境要求较高，不能有较大震动或过高的温度，特别是在震动环境进行数据存储时，容易造成硬盘损坏，因此难以适用在复杂环境下的少量配置信息的数据存储。对此，很多商家推出了用FLASH，SD卡等闪存设备，甚至是目前较为流行的固态硬盘，这些以闪存为存储介质的设备虽然相比机械硬盘有着较好的防震性能，但是，其缺点是存储次数有限，一般擦写在几万次左右，不能有高频率的存储操作，进ー步地，与机械硬盘相比，闪存的价格成本过高。因此，提供一种能够在经常震动的环境下进行数据存储读取的存储设备就显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种可靠、低成本、复杂度较低的存储设备，能够在复杂环境下长期使用，解决传统设备无法在高震动或高温度环境下进行存储工作的难题。针对现有技术的缺点，本发明提供了一种用于复杂环境下的高频率信息存取设备，其中，单片机和闪存组成的存储单元；供电选择器，其输入端通过两个ニ极管分别连接电池与电源，其输出端连接所述单片机的电源输入端，所述ニ极管的所述电池的电压小于所述电源电压，当电源电压正常时，所述单片机以电源作为电能输入源进行信息存储工作，当电源无法供电时，所述单片机以电池作为电能输入源进入待机状态，将信息存储到闪存。上述的高频率信息存取设备，其中，一接受信息输入的数据缓冲器，其输出端连接所述单片机的信息输入端，所述数据缓冲器中包括一使能脚，当所述使能脚接收低电平吋，所述数据缓冲器控制所述单片机进行数据信息的读写。上述的高频率信息存取设备，其中，所述单片机还包括ー电源检测脚，所述电源检测脚连接所述电源输出端，用以检测所述电源电压是否正常。上述的高频率信息存取设备，其中，至少包括如下任ー种装置连接所述数据缓冲器的输入端GPS模块；
蓝牙模块。上述的高频率信息存取设备，其中，所述电池为锂ニ氧化锰纽扣电池。上述的高频率信息存取设备，其中，所述两个ニ极管为两肖特基ニ极管。本发明的优点是，可以在高強度震动或高温的复杂环境下进行高频率的数据存取，同时，由于避免了对FLASH的持续读写，大大提高了本发明的使用寿命。在成本上，相比固态硬盘有着极大的优势。
图I示出了根据本发明的，一种用于复杂环境下高频率存取信息的设备的各部件连接关系不意 图2示出了根据本发明的，一种用于复杂环境下高频率存取信息的设备的供电部分电路 图3示出了根据本发明的，一种用于复杂环境下高频率存取信息的设备的监控部分电路 图4示出了根据本发明的，一种用于复杂环境下高频率存取信息的设备的数据缓冲部分电路 图5示出了根据本发明的，一种用于复杂环境下高频率存取信息的设备的单片机电路连接示意图；以及
图6示出了根据本发明的，一种用于复杂环境下高频率存取信息的设备的信息获取装置的连接示意图。
具体实施例方式图I示出了根据本发明的，一种用于复杂环境下高频率存取信息的设备的各部件连接关系示意图。具体地，包括纽扣电池101，电源102，供电选择器201，单片机301，闪存302，监控器401，数据缓冲器501以及GPS模块601。其中，单片机301和闪存302作为存储单元用于存储数据信息，单片机301的电源输入端连接由纽扣电池101，电源102以及供电选择器201组成的供电选择电路，监控器401连接单片机301，保证单片机301正常工作，GPS模块601作为数据采集装置通过数据缓冲器501连接单片机301。进ー步地，供电选择器201在电源102正常工作时，用电源102为单片机301供电，在电源102断电时，采用纽扣电池101为单片机301供电。优选地，闪存302与单片机301之间可以通过I2C总线连接，当电源102断电时，单片机301将数据信息存储在闪存302上，用纽扣电池101供电进入待机模式。图2示出了根据本发明的，一种用于复杂环境下高频率存取信息的设备的供电部分电路图。具体地，包括ニ极管Dl和ニ极管D2，电容Cl以及电阻R305，所述供电电路的输入端为电源DV33和电池BTl，输出端连接电池电源端V_BAT和供电端V_RTC，ニ极管Dl —端连接电源DV33，一端连接所述供电电路输出端，ニ极管D2 —端连接电池BTl，一端连接所述供电电路输出端，所述电阻R305连接在电池电源端V_BAT和供电端V_RTC之间，电容Cl连接在所述两ニ极管和电路输出端之间，起滤波作用。
在一个优选例中，ニ极管Dl和ニ极管D2为肖特基ニ极管，本领域技术人员理解，采用肖特基ニ极管可提高低压、大电流整流(或续流)电路的效率。电池BTl采用锂ニ氧化锰纽扣电池，其电压为3V，所述电源DV33大于所述电池电压。在所述供电电路正常工作吋，ニ极管Dl导通，所述单片机由电源DV33供电，当电源DV33断电时，ニ极管D2导通，所述单片机由电池BTl供电，当所述单片机由电池BTl供电时，耗电约为I uA，本领域技术人员理解，电池BTl可以在如此低的耗电情况下，可以使用数十年，极大地提高了本发明的使用寿命。图3示出了根据本发明的，一种用于复杂环境下高频率存取信息的设备的单片机电路连接示意图。如图所示，单片机U2为ー包含FLASH存储介质的混合信号处理器，其2脚为电源端，连接图2实施例所述的供电端V_RTC，7脚位重置脚，其用于重置所述单片机，其中，所述单片机的11脚和12脚为数据线SDA和时钟SCL，构成的串行总线I2C总线，其用于连接其他存储器进行发送和接收数据，进一歩地，如图所示，所述单片机的14脚通过ー 电阻R24连接电源DV33，用以检测电源DV33是否正常供电，17脚为看门狗信号输出端，用于定时向看门外部硬件看门狗发送清除信号，
本领域技术人员理解，通过单片机中的FLASH作为存储介质，使得所述单片机在本发明中起内存的作用，其优点是内部FLASH的读写速度远大于外部FLASH读写速度，能更快的完成数据信息的存储。图4示出了根据本发明的，一种用于复杂环境下高频率存取信息的设备的监控部分电路图。具体地，通过ー看门狗芯片实现，如图所示，芯片U5为ー看门狗芯片，其I脚为人工复位输入脚，2脚连接电源，3脚接地，4脚通过ー电阻连接电源DC33，监测电压输入，5脚悬空，6脚为看门狗输入脚，7脚为复位输出，8脚为看门狗输出信号脚，进ー步地，芯片U5的7脚连接芯片U6的信号输入6脚，芯片U6的输出4脚通过一二极管连接上述图3中所示的单片机U2的复位信号输入7脚。其中，芯片U5为MAX706看门狗芯片，芯片U6型号为SN74LVC，本领域技术人员可结合现有技术实现所述看门狗芯片控制所述单片机复位，在此不予赘述。结合图2，图3，图4，当电源正常工作时，单片机中的FLASH起数据存储的功能，在具体实施例中，数据信息定义为no_init类型，在电源掉电时，看门狗产生复位信号给所述单片机，所述单片机使用所述电池供电。所述no_init类型数据信息在单片机复位时不变。图5示出了根据本发明的，一种用于复杂环境下高频率存取信息的设备的数据缓冲部分电路图。在一个优选例中，所述数据缓冲电路包括两个具有三态输出的单路总线缓冲器闸，本领域技术人员理解，单路总线缓冲器在总线传输中起数据暂存缓冲的作用。具体地，如图所示的芯片U44和芯片U7型号均为SN74LVC系列，芯片U44的I脚为使能脚，控制芯片U44是否根据输入信息输出工作，2脚为输入端，其用于接收数据，3脚接地，4脚为输出端，连接图2所示单片机的16脚MCU430_RX，5脚连接电源。所述芯片的使能脚输入为O时有效，4脚能够输出信号。图6示出了根据本发明的，一种用于复杂环境下高频率存取信息的设备的信息获取装置的连接示意图。具体地，芯片Ul为ー GPS模块，如图所示的GPS模块型号为LEA-5A，其中，所述GPS模块的3脚为输出脚GPS_TXD，连接上述图5所示示意图的芯片U44的2脚，19脚为连接一有源天线FBl，所述GPS模块将卫星信号获取后通过3脚输出，实现了信息获取的过程。本领域技术人员理解，GPS模块为本发明所优选采用的信息获取装置，本发明的存储设备的数据信息还可以通过其他途径获取，例如，通过蓝牙，GPRS等通信设备，在此不予赘述。在一个优选的实施本发明的应用中，尤其适用于实时记录数据的用途，例如，在车载里程统计计算行驶路程时，需要对汽车行进的位移做实时的计算存储，因此，作为存储单元之一的单片机提供存取接口供软件调用存取用户信息和配置信息，用户程序在运行中，定时调用单片机接ロ存储信息，当设备关机或设备电源中断时，单片机自动切换电池供电，同时保存參数到flash，当设备重新上电时，单片机切换到电源供电，软件重启动后向单片机读取配置信息。单片机在电池供电时耗电极低luA，可以忽略不计(I个3v纽扣电池可以供电十几年)，如此对flash的读写操作大大降低，由于不采用机械硬盘，对设备工作环境要求大大降低。结合上述实施例，在本发明的使用环境为嵌入式车载DVR系统时，该系统提供车载视频保存、车辆行驶里程计算等功能。我们在对里程计算时使用到了本发明，在里程计算吋，GPS毎秒上报当前车辆经纬度坐标，通过坐标我们可以计算车辆行驶位置以及计算总里程，由于设备随时会被中断供电，而且车载设备运行时车辆震动较大，对硬盘的高频率读写极有可能导致硬盘损坏，而直接读写flash，毎秒一次的存储操作，flash的使用寿命很可能不超过一周。根据本发明，软件将毎次计算的里程、速度、坐标等信息毎秒送单片机保存，当车载DVR供电停止时才写入flash，车辆的里程等信息不会丢失，当DVR重新启动时，可以立即恢复总里程的计算。完美解决了硬盘和flash的不足，提高了数据的稳定性。以下详细说明了本发明的实施流程正常上电时，因为电源电压高于纽扣电池电压，因此单片机使用电源供电；掉电后，看门狗会产生复位信号给单片机，单片机复位，同时单片机转而使用纽扣电池供电；里程变量在单片机内部定义为no_init类型，复位情况数据不变；单片机复位后，通过其14脚检测电源是否正常，如果不正常，则把no_init变量存到闪存，然后转入stand_by模式，单片机的stand_by模式消耗功率IuA左右,可以忽略不计，如果电源正常，那么应该是正常上电，则进入正常工作模式；下次正常上电时，复位芯片会产生复位信号，将单片机重新复位，退出stand by模式
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的方法和处理过程应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。权利要求
1.一种用于复杂环境下的高频率信息存取设备，其特征在于，单片机和闪存组成的存储单元；供电选择器，其输入端通过两个ニ极管分别连接电池与电源，其输出端连接所述单片机的电源输入端，所述ニ极管的所述电池的电压小于所述电源电压，当电源电压正常吋，所述单片机以电源作为电能输入源进行信息存储工作，当电源无法供电时，所述单片机以电池作为电能输入源进入待机状态，将信息存储到闪存。
2.根据权利要求I所述的高频率信息存取设备，其特征在于，一接受信息输入的数据缓冲器，其输出端连接所述单片机的信息输入端，所述数据缓冲器中包括一使能脚，当所述使能脚接收低电平时，所述数据缓冲器控制所述单片机进行数据信息的读写。
3.根据权利要求I或2所述的高频率信息存取设备，其特征在于，所述单片机还包括一电源检测脚，所述电源检测脚连接所述电源输出端，用以检测所述电源电压是否正常。
4.根据权利要求2所述的高频率信息存取设备，其特征在于，至少包括如下任ー种装置连接所述数据缓冲器的输入端 GPS模块； 蓝牙模块。
5.根据权利要求I或2所述的高频率信息存取设备，其特征在于，所述电池为锂ニ氧化锰纽扣电池。
6.根据权利要求I所述的高频率信息存取设备，其特征在于，所述两个ニ极管为两肖特基ニ极管。
全文摘要
本发明提供一种用于复杂环境下的高频率信息存取设备，包括以单片机和闪存组成的存储单元，其中，还包括供电选择器，其输入端连接分别通过二极管连接电池与电源，其输出端连接所述单片机的电源输入端；监控器，通过其信号接收端连接单片机的信号输出端监视所述单片机是否非正常工作，通过其复位信号输出端连接所述单片机的复位引脚控制所述单片机是否复位；数据缓冲器，其输入端连接信息获取装置，其输出端连接所述单片机的信息输入端。所述存取的信息作为no_init类型存储在所述单片机内。本发明相比机械硬盘特别适用于高强度震动的环境的应用。
文档编号G11B33/08GK102646439SQ20111004150
公开日2012年8月22日 申请日期2011年2月21日 优先权日2011年2月21日
发明者俞国民, 宗良, 王伟君, 王洪波 申请人:上海讯垒网络科技有限公司