故障检测系统和方法与流程

1.本申请涉及电子控制的故障自检技术领域，特别涉及一种故障检测系统和方法。


背景技术：

2.基于微控制器单元(micro control unit，mcu)控制的相关电子产品的功能复杂多样，通常使用控制电路板来进行控制，控制电路板上设置有mcu。对于控制电路板的故障检测，目前的方法是通过控制电路板与所控制的设备(例如电机等)连接，并通过单独的外接器件来验证控制功能的完整性和正确性，然而，这样的故障检测效率较低。


技术实现要素：

3.本申请实施例提供一种故障检测系统和方法，可以利用控制电路板自身的mcu对控制电路板进行自检，从而提高故障检测效率。
4.第一方面，本申请实施例提供一种故障检测系统，包括：
5.上位机、检测平台和控制电路板，所述控制电路板中设置有微控制器单元mcu；
6.所述控制电路板的至少部分电路板输出端电连接于所述检测平台的平台输入端，所述控制电路板的至少部分电路板输入端电连接于所述检测平台的平台输出端，所述检测平台用于模拟被控制的器件，根据所述平台输入端的信号生成输出信号输出至所述平台输出端；
7.所述上位机通信连接于所述控制电路板；
8.所述mcu用于获取并检测所述至少部分电路板输入端的信号，得到检测结果，并将所述检测结果输出至所述上位机，所述上位机用于展示所述检测结果。
9.在一种可能的实施方式中，所述至少部分电路板输出端包括模拟信号电路板输出端，所述至少部分电路板输入端包括数字信号电路板输入端，所述平台输入端包括模拟信号平台输入端，所述平台输出端包括数字信号平台输出端，所述检测平台包括串联于所述模拟信号平台输入端和所述数字信号平台输出端之间的模数转换器；
10.和/或，所述至少部分电路板输出端包括数字信号平台输出端，所述至少部分电路板输入端包括模拟信号电路板输入端，所述平台输入端包括数字信号平台输入端，所述平台输出端包括模拟信号平台输出端，所述检测平台包括串联于所述数字信号平台输入端和所述模拟信号平台输出端之间的数模转换器。
11.在一种可能的实施方式中，所述mcu具体用于获取并检测所述至少部分电路板输出端的模拟信号、数字信号和通信协议。
12.在一种可能的实施方式中，所述检测平台为转接板。
13.在一种可能的实施方式中，所述转接板上具有可拆卸连接的检测芯片或处理芯片。
14.在一种可能的实施方式中，所述故障检测系统包括多个检测平台和所述控制电路板。
15.在一种可能的实施方式中，所述上位机还用于为所述控制电路板供电。
16.在一种可能的实施方式中，所述上位机还用于存储所述检测结果。
17.在一种可能的实施方式中，所述上位机为计算机。
18.第二方面，本申请实施例提供一种故障检测方法，用于上述的故障检测系统，所述方法包括：
19.所述控制电路板中的mcu控制所述电路板输出端输出信号并采集所述电路板输入端的信号，所述mcu对所采集到的信号进行检测处理得到检测结果，将所述检测结果传输至所述上位机；
20.所述上位机根据所述检测结果确定是否存在故障，若否，则输出无故障的指示信息，否是，则显示故障信息。
21.本申请实施例中的故障检测系统和方法，利用mcu对控制电路板自身的输出信号进行检测，且通过检测平台来模拟被控制的器件，与现有技术相比，无需外界检测器件，也无需连接实际的被控制设备，故障检测方式更加简单，从而提高了故障检测效率。
附图说明
22.图1为本申请实施例中一种故障检测系统的结构框图；
23.图2为本申请实施例中另一种故障检测系统的结构框图；
24.图3为本申请实施例中另一种故障检测系统的结构框图；
25.图4为本申请实施例中一种故障检测方法的流程示意图。
具体实施方式
26.本申请的实施方式部分使用的术语仅用于对本申请的具体实施例进行解释，而非旨在限定本申请。
27.如图1所示，本申请实施例提供一种故障检测系统，包括：上位机1、控制电路板2和检测平台3，控制电路板2中设置有微控制器单元mcu；控制电路板2的至少部分电路板输出端out电连接于检测平台3的平台输入端in，控制电路板2的至少部分电路板输入端in电连接于检测平台3的平台输出端out，检测平台3用于模拟被控制的器件，根据平台输入端in的信号生成输出信号输出至平台输出端out；上位机1通信连接于控制电路板2；mcu用于获取并检测至少部分电路板输入端in的信号，得到检测结果，并将检测结果输出至上位机1，上位机1用于展示检测结果。
28.具体地，由于mcu本身可以处理信号、采集数据、控制外部器件，因此本申请实施例利用mcu对控制电路板自身的输出信号进行检测，即利用检测平台3接收控制电路板2中的电路板输出端out的信号，并模拟被控制电路板2所控制的器件对所接收到的信号进行处理，然后输出至电路板输入端in，使mcu可以通过电路板输入端in接收到源自于电路板输出端out的信号，之后mcu可以对所接收到的信号进行处理，以实现故障检测，在进行故障检测之后，mcu将检测结果输出至上位机1，以便于在上位机1上展示。其中，检测平台3可以为内部连线的印刷电路板，该印刷电路板上可以设置相关的元器件，以便于模拟被控制的器件，也可以根据检测的需求增加外部检测器件，检测平台3用于将电路板输出端out通过检测平台3上的元器件并连接至电路板输入端in。上位机1与控制电路板2之间可以通过通用串行
总线(universal serial bus，usb)连接线实现连接。上位机1可以对待检的测试项进行单个指标或者多个指标的选择，并且实时显示测试进度、结果等故障自检状态，上位机1能够接收mcu检测、处理的结果，从而实现控制电路板2的故障自动化检测，实时显示测试状态，并记录、存储故障结果。控制电路板2和检测平台3之间可以通过探针连线连接。
29.本申请实施例中的故障检测系统，利用mcu对控制电路板自身的输出信号进行检测，且通过检测平台来模拟被控制的器件，与现有技术相比，无需外界检测器件，也无需连接实际的被控制设备，故障检测方式更加简单，从而提高了故障检测效率。
30.在一种可能的实施方式中，如图2所示，至少部分电路板输出端out包括模拟信号电路板输出端out1，至少部分电路板输入端in包括数字信号电路板输入端in1，平台输入端in包括模拟信号平台输入端in1，平台输出端out包括数字信号平台输出端out1，检测平台3包括串联于模拟信号平台输入端in1和数字信号平台输出端out1之间的模数转换器(analog to digital converter，adc)；和/或，至少部分电路板输出端out包括数字信号电路板输出端out2，至少部分电路板输入端in包括模拟信号电路板输入端in2，平台输入端in包括数字信号平台输入端in2，平台输出端out包括模拟信号平台输出端out2，检测平台3包括串联于数字信号平台输入端in2和模拟信号平台输出端out2之间的数模转换器(digital to analog converter，dac)。
31.具体地，例如对于需要控制电路板2输出模拟信号的模拟信号电路板输出端out1，可以使其输出的模拟信号在检测平台3中通过adc转换为数字信号，再将该数字信号通过数字信号电路板输入端in1接收，并由mcu获取并检测最终的信号是否满足预设要求；类似地，对于需要控制电路板2输出数字信号的数字信号电路板输出端out2，可以使其输出的数字信号在检测平台3中通过dac转换为模拟信号，再将该模拟信号通过模拟信号电路板输入端in2接收，并由mcu获取并检测最终的信号是否满足预设要求。需要说明的是，这里仅以adc和dac来模拟被控制设备中的器件为例进行说明，在其他可实现的实施方式中，检测平台3中还可以设置其他的元器件来对信号进行处理以实现对被控制设备的模拟，例如，检测平台3中可以设置放大器，对来自于控制电路板2的信号进行放大之后再输出至控制电路板2；另外，对于控制电路板2，同样可能会设置有不同的元器件，对其中的信号进行处理，例如，至少部分电路板输入端in接收到来自于检测平台的信号后，可以先通过放大器或者滤波器等器件处理之后再传输至mcu。
32.在一种可能的实施方式中，mcu具体用于获取并检测至少部分电路板输出端out的模拟信号、数字信号和通信协议。通信协议可以包括集成电路总线(inter
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integrated circuit bus，iic)协议、通用异步收发传输器(universal asynchronous receiver/transmitter，uart)协议、串行外设接口(serial peripheral interface)协议等通信协议。除上述三种信号的检测之外，还可以包括初始化信息检测、上电检测、电压检测、电流检测、通用输入/输出端口(general purpose input output，gpio)检测、传感器检测、数据存储检测、通信数据信息检测等，其中，上电检测主要用于防止电源接错以及上电提示，电压检测主要用于检测系统是否具有稳定的供电电压，电流检测主要为了检测是否存在短路现象，同时可以记录整个系统的运行功率，gpio检测主要用于检测不同的端口是否满足功能要求，保证焊接的有效性和稳定性，传感器检测主要用于对供电电源和数据传递进行监控，数据存储主要用于检测存储位置、存储量以及存储协议等。另外，控制电路板2和上位机1之
间可以通过usb连接线连接，usb连接线可以包括信号连接线和电源连接线，其中信号连接线用于使上位机1的数据信息传输给控制电路板2，以及使mcu的检测结果传输至上位机1，电源连接线用于使上位机1为控制电路板提供电源。另外，控制电路板2通过usb与上位机1中的软件进行通讯，两者均存在两层通信：一层为通信控制层；另一层为应用层。通信控制层用于控制底层通信功能，如帧头定位、帧校验控制，保证底层通信的数据完整性，上位机1的通信控制层需分配管理帧序号。应用层用于特定功能的实现，例如adc采样、mcu加载配置、存储器读写等等。通信模式根据通信控制层是否有应答分为两种模式：一是有应答的通信模式，另一种是无应答的通信模式，命令提示符(command，cmd)范围为0x01～0x2f的指令，均采用有应答的通信模式，cmd范围为0x30～0xff的指令，均采用无应答的通信模式。
33.在一种可能的实施方式中，检测平台3为转接板。
34.在一种可能的实施方式中，转接板上具有可拆卸连接的检测芯片或处理芯片，配合转接板，可以在检测平台3上通过可拆卸连接的方式设置高精度的检测芯片或处理芯片，以提供额外的可替换功能，例如在针对不同类型的控制电路板2的检测时，可以对其中的检测芯片或处理芯片进行替换。
35.在一种可能的实施方式中，如图3所示，故障检测系统包括多个检测平台3和控制电路板2，控制电路板2与检测平台3一一对应连接，每个控制电路板2均连接于同一个上位机1，即可以利用同一个上位机1实现多个控制电路板2的检测。
36.在一种可能的实施方式中，上位机1还用于为控制电路板2供电。例如，控制电路板2和上位机1之间可以通过usb连接线连接，usb连接线可以包括信号连接线和电源连接线，其中电源连接线用于使上位机1为控制电路板提供电源。
37.在一种可能的实施方式中，上位机1还用于存储检测结果，例如，上位机1可以将故障信息保存在固定的路径文档中，故障信息的存储文件可以以时间命名，以方便阅览。
38.在一种可能的实施方式中，上位机1为计算机，通过计算机，可以方便地对故障信息进行展示以及存储，以及可以对mcu进行控制，以实现检测功能。
39.如图4所示，本申请实施例还提供一种故障检测方法，用于上述任意实施例中的故障检测系统，该方法包括：
40.步骤101、对mcu进行初始化；
41.步骤102、通过上位机1对mcu的测试项目进行选择；
42.步骤103、使控制电路板2上电；
43.步骤104、控制电路板2中的mcu控制电路板输出端out输出信号并采集电路板输入端in的信号，mcu对所采集到的信号进行检测处理得到检测结果，将检测结果传输至上位机1，mcu采集到的信号例如包括模拟信号、数字信号和通信协议；
44.步骤105、上位机1根据检测结果确定是否存在故障，若否，则进入步骤106，若是，则进入步骤107；
45.步骤106、输出无故障的指示信息；
46.步骤107、显示故障信息。
47.该方法可以应用上述实施例中的故障检测系统，故障检测系统的具体结构和原理与上述实施例相同，在此不再赘述。
48.本申请实施例中的故障检测方法，利用mcu对控制电路板自身的输出信号进行检
测，且通过检测平台来模拟被控制的器件，与现有技术相比，无需外界检测器件，也无需连接实际的被控制设备，故障检测方式更加简单，从而提高了故障检测效率。
49.在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，dvd)、或者半导体介质(例如固态硬盘solid state disk)等。
50.本申请实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示单独存在a、同时存在a和b、单独存在b的情况。其中a，b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项”及其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项或复数项的任意组合。例如，a，b和c中的至少一项可以表示：a,b,c,a
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b,a
‑
c,b
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c,或a
‑
b
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c，其中a,b,c可以是单个，也可以是多个。
51.以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。