专利名称：一种终端控制机和终端控制机的监测方法
技术领域：
本发明属于计算机领域，尤其涉及一种终端控制机和终端控制机的监测方法。
背景技术：
随着科学技术的不断发展，计算机在各个领域的普及率越来越大，使用计算机的用户也越来越多。但计算机的组成结构及其基本原理对大多数用户来说，过于陌生和深奥，因此，用户在使用计算机的过程中，不可避免的出现各种问题，如因使用环境恶劣导致部件老化或因静电及雷击等损坏接口或部件；或运行某个应用程序时，由于计算机硬件资源的限制或者软件资源的不兼容等原因，可能出现死机、白屏等现象，给用户使用计算机带来极大的不便。特别是在自动控制技术领域。目前自动控制技术已在工业现场，自动化流水线，交通，金融，电力等各行业得到了广泛的应用，自动控制技术采用了大量终端控制机，如工业计算机、特种电脑、一体化智能机等自动化终端控制机，这些终端控制机主要由运算单元、控制单元、存储单元、输入输出单元等关键部件组成，用于控制下位机及其配套单元的工作，同时与上位机进行通讯。 随着自动化程度的不断提高，对终端控制机的可靠性及平均故障检修时间(MeanTime To R印air，MTTR)提出了更高的要求。目前各领域所采用的终端控制机一般都不具备自动诊断及监控功能，当终端控制机所控制的生产流水线或工业现场装置等出现故障后，需要由现场技术人员排查故障原因。首先需要花费较多的时间对由终端控制机控制的整个系统进行排查，当排查到是终端控制机发生故障时，又需要对终端控制机的故障进行排查，有时甚至需要联系终端控制机的生产厂家的技术人员来现场协助分析，导致故障排查时间长，严重影响生产，造成极大的经济损失。所以当终端控制机因内部温度，电压，部件或负载量等异常导致其死机或重启从而导致其控制的生产线或现场操作出现故障的时候再进行故障排查，不仅由于已经发生的故障延误了时间，而且对已经发生的故障进行排查分析需要花费较多的时间，且此时由于故障已经发生，从而导致相关部件的损坏。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种终端控制机，旨在解决现有的终端控制机故障排查时间长、成本高、安全性和可靠性低的问题。 本发明实施例是这样实现的， 一种终端控制机，包括核心控制板，所述终端控制机还包括与所述核心控制板通过本地总线通讯的可编程逻辑器件，所述核心控制板包括
自检单元，用于在终端控制机开机过程中对终端控制机进行监测，并在监测到故障时，通过本地总线将故障传输至所述可编程逻辑器件； 监控单元，用于在终端控制机开机后对终端控制机的故障以及部件状态进行监测，并将监测到的故障以及部件状态通过本地总线传输至所述可编程逻辑器件；
所述可编程逻辑器件包括 存储单元，用于存储故障模型数据库和部件标准状态；
控制单元，用于将传输至可编程逻辑器件的终端控制机的故障和/或部件状态传输至对应的处理单元； 部件状态分析单元，用于将所述控制单元传输的终端控制机的部件状态与所述存储单元中存储的部件标准状态进行比较，得到部件状态分析结果；以及 故障分析单元，用于将所述控制单元传输的终端控制机的故障与所述存储单元中存储的故障模型数据库中的故障模型进行匹配，得到故障分析结果。 本发明实施例的另一 目的在于提供一种终端控制机的监测方法，所述方法包括下述步骤 自检单元在终端控制机开机过程中对终端控制机进行监测，并将监测到的故障传输至可编程逻辑器件； 监控单元在终端控制机开机完成后，对终端控制机的故障以及部件状态进行监测，并将监测到的故障以及部件状态传输至可编程逻辑器件； 控制单元将传输至可编程逻辑器件的终端控制机的故障和/或部件状态传输至对应的处理单元； 部件状态分析单元将可编程逻辑器件接收的部件状态与预设的部件标准状态进行比较，得到部件状态分析结果； 故障分析单元将可编程逻辑器件接收的故障与预设的故障模型数据库中的故障模型进行匹配，得到故障分析结果。 本发明实施例提供的终端控制机通过自检单元和监控单元从开机开始就对终端控制机进行监测，并将监测到的故障以及部件状态传输至可编程逻辑器件，通过可编程逻辑器件对故障以及部件状态进行分析，从而可以快速、准确、及时的定位终端控制机的故障点，提高了终端控制机的可靠性、稳定性、预防性和安全性，提高了终端控制机的人性化和智能化的水平，极大的提高了终端控制机应用的现场可检修性。
图1是本发明实施例提供的终端控制机的结构框图； 图2是本发明实施例提供的终端控制机的监测方法的实现流程图。
具体实施例方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 在本发明实施例中，提供了一种包括核心控制板以及与核心控制板通过本地总线通讯的可编程逻辑器件的终端控制机，该核心控制板包括用于在终端控制机开机过程中对终端控制机进行监测的自检单元和在终端控制机开机后对终端控制机进行监测的监控单元，核心控制板通过本地总线将监测到的故障或者部件状态传输至可编程逻辑器件，可编程逻辑器件根据预设的故障模型数据库对故障进行分析，根据预设的部件标准状态对部件状态进行分析，从而可以准确、快速、及时的定位终端控制机的故障点，具有高可靠性和高稳定性，且可以监测到部件状态的异常，具有一定的风险预防能力。
图l示出了本发明实施例提供的终端控制机的结构，为了便于说明，仅示出了与 本发明实施例相关的部分。 该终端控制机包括核心控制板1，以及与核心控制板1通过本地总线通讯的可编 程逻辑器件2。其中本地总线包括但不限于低引脚数(Low Pin Co皿t，LPC)总线、外设 部件互连标准(Peripheral Component Interconnect, PCI)总线以及串行外围设备接口 (serial peripheral interface, SPI)总线。其中核心控制板1为在现有的核心控制板中 增加了自检单元11、监控单元12和第一本地总线接口 13后的核心控制板。可编程逻辑器 件2可以为现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)、复杂可编程逻辑 器件(ComplexProgrammable Logic Device, CPLD)或者单片机。第一本地总线接口 13可 以为LPC总线接口、PCI总线接口或SPI总线接口。 其中自检单元11在终端控制机开机过程中对终端控制机进行监测，并在监测到 故障时，通过第一本地总线接口 13将故障传输至可编程逻辑器件2。该自检单元ll是一组 符合核心控制板开机运行逻辑顺序的配置及检查代码，允许自动运行。在本发明另一实施 例中，该自检单元11在监测到终端控制机的故障点时，生成对应的故障代码，并将故障代 码通过第一本地总线接口 13传输至可编程逻辑器件2。 在本发明另一实施例中，该自检单元11还包括模拟检测模块111。该模拟检 测模块111在终端控制机开机过程中，与可编程逻辑器件2进行模拟通讯，监测终端控 制机的关键接口及部件是否发生故障，并在发生故障时，将故障通过第一本地总线接口 13传输至可编程逻辑器件2。其具体过程如下模拟检测模块111在终端控制机开机过 程中，与可编程逻辑器件2进行模拟通讯，监测终端控制机的关键接口及部件是否发生 故障，并在监测到故障点时，生成对应的故障代码，并将故障代码传输至可编程逻辑器件 2。其中模拟检测模块111需要监测的终端控制机的关键接口包括但不限于串行通讯口 (SerialCommunication Port，C0M 口 )、并行接口 (Parallel Port,LPT 口 )、通用输入输出 口 (General Purpose 1/0 Port，GPIO 口 )、本地网络口 (Local Area Network,LAN 口 )中 的一种或多种，需要监测的终端控制机的部件包括但不限于处理器、内存、显示单元和可擦 写存储器中的一种或多种。 监控单元12在终端控制机开机后对终端控制机的故障以及部件状态进行监测， 并将监测到的故障以及部件状态通过第一本地总线接口 13传输至可编程逻辑器件2。其中 需要监测的部件状态包括但不限于CPU负载量、CPU内核运行温度、网络带宽、系统温度、主 电压等。其中主电压包括但不限于系统电压、处理器电压、输入输出电压等。监控单元12 对终端控制机的故障监测主要是通过对终端控制机的常用通讯接口的监测来实现的，其中 终端控制机的常用通讯接口包括但不限于COM 口、LPT 口、GPI0 口、LAN 口中的一种或多种。 其中对终端控制机的部件状态进行监测的具体方法属于现有技术，在此不再赘述。
其中可编程逻辑器件2包括第二本地总线接口 21、存储单元22、部件状态分析单 元23、故障分析单元24和控制单元25。其中 存储单元22存储故障模型数据库和部件标准状态。其中故障模型数据库中存储 有预设的多种故障模型。部件标准状态是指终端控制机的各部件的标准状态或者正常状 态。 控制单元25分别与部件状态分析单元23、故障分析单元24连接，将第二本地总线接口 21接收的终端控制机的故障和/或部件状态传输至对应的处理单元。其中对应的处 理单元包括部件状态分析单元23、故障分析单元24、输出单元26和报警单元27中的一个 或者多个。其中第二本地总线接口21可以为LPC总线接口、PCI总线或SPI总线接口。在 本发明实施例中，第一本地总线接口 13和第二本地总线接口 21的接口类型相同。
部件状态分析单元23将控制单元25传输的终端控制机的部件状态与存储单元22 中存储的部件标准状态进行比较，得到部件状态分析结果。在本发明实施例中，当第二本地 总线接口 21接收的终端控制机的部件状态在存储单元22中存储的部件标准状态的范围 内，则得到的部件状态分析结果为部件运行正常，否则为部件运行异常。
故障分析单元24将控制单元25传输的终端控制机的故障与存储单元22中存储 的故障模型数据库中的故障模型进行匹配，得到故障分析结果。在本发明另一实施例中，当 第二本地总线接口 21接收到终端控制机的故障代码时，则控制单元25将第二本地总线接 口 21接收的终端控制机的故障代码传输至对应的处理单元，此时，故障分析单元24将控制 单元25传输的终端控制机的故障代码与存储单元22中存储的故障模型数据库中的故障模 型进行匹配，得到故障分析结果。 在监测到终端控制机的部件状态以及终端控制机的故障时，为了及时提醒用户， 在本发明另一实施例中，该可编程逻辑器件包括输出单元26和报警单元27。其中
输出单元26输出部件状态分析单元23得到的部件状态分析结果和/或故障分析 单元24得到的故障分析结果。为了使用户对终端控制机的部件状态有清楚的了解，便于用 户对终端控制机进行检修，在本发明另一实施例中，该输出单元26还输出第二本地总线接 口 21接收的终端控制机的部件状态。其中输出部件状态分析结果、故障分析结果以及部件 状态的方式可以是现有的任意一种输出方式，如显示输出、声控输出等，在此不作限定。
报警单元27在第二本地总线接口 21接收到终端控制机的故障和/或在部件状态 分析单元23得到的部件状态分析结果为部件运行异常时，控制外围的报警装置进行报警 处理。 由于终端控制机可以应用的范围较广，其应用环境也千差万别，为了使终端控制
机适用于不同的领域，不同的环境，在本发明优选实施例中，该可编程逻辑器件2还包括部
件状态配置单元28。该部件状态配置单元28接收并存储用户配置的部件标准状态。这样，
用户可以根据终端控制机的不同应用环境和领域，配置相应的部件标准状态。 本发明实施例提供的终端控制机的核心控制板包括自检单元和监控单元，从而对
终端控制机从开机开始就进行监测，并将监测到的故障以及部件状态通过本地总线传输至
可编程逻辑器件，通过可编程逻辑器件对故障以及部件状态进行分析，从而提高了人性化
和智能化的水平，极大的提高了终端控制机应用的现场可检修性，可以快速、准确、及时的
定位故障点，提高了终端控制机的可靠性、稳定性、预防性和安全性。 该终端控制机可以广泛应用于工业现场、交通运输、电力、金融等领域。 图2示出了本发明实施例提供的终端控制机的故障监测方法的实现流程，详述如
下 在步骤S101中，自检单元在终端控制机开机过程中对终端控制机进行监测，并在
监测到终端控制机发生故障时，执行步骤S103，在自检正常时，执行步骤S102。 在本发明优选实施例中，在自检单元监测到终端控制机发生故障时，生成对应的故障代码后，执行步骤S103。 在本发明优选实施例中，步骤S101还包括下述步骤 模拟检测模块在终端控制机开机过程中通过本地总线与可编程逻辑器件进行模 拟通讯，监测终端控制机的关键接口及部件是否发生故障，并在发生故障时，通过本地总线 将故障传输至可编程逻辑器件。其中需要监测的终端控制机的关键接口包括但不限于COM 口、LPT 口、GPI0 口、LAN 口中的一种或多种，需要监测的终端控制机的部件包括但不限于处 理器、内存、显示单元和可擦写存储器中的一种或多种。 在步骤S102中，监控单元在终端控制机开机完成后，对终端控制机的故障以及部 件状态进行监测。 其中需要监测的部件状态包括但不限于CPU负载量、CPU内核运行温度、网络带 宽、系统温度、主电压等。其中主电压包括但不限于系统电压、处理器电压、输入输出电压 等。监控单元对终端控制机的故障监测主要是通过对终端控制机的常用通讯接口的监测来 实现的，其中终端控制机的常用通讯接口包括但不限于COM 口、LPT 口、GPI0 口、LAN 口中的 一种或多种。其中对终端控制机的部件状态进行监测的具体方法属于现有技术，在此不再 赘述。 在本发明优选实施例中，在监控单元监测到终端控制机发生故障时，生成对应的 故障代码。 在步骤S103中，将自检单元监测到的故障和监测单元监测到故障及部件状态通 过本地总线传输至可编程逻辑器件。 当在监控单元监测到终端控制机的故障，生成对应的故障代码时，在本发明另一 实施例中，将自检单元生成的故障代码和监测单元生成的故障代码及部件状态通过本地总 线传输至可编程逻辑器件。 在步骤S104中，控制单元将传输至可编程逻辑器件的终端控制机的故障和/或部 件状态传输至对应的处理单元。其中对应的处理单元包括但不限于部件状态分析单元、故 障分析单元、输出单元、报警单元等。 在步骤S105中，部件状态分析单元将控制单元传输的终端控制机的部件状态与 预设的部件标准状态进行比较，得到部件状态分析结果。 在本发明实施例中，当控制单元传输的终端控制机的部件状态在预设的部件标准
状态范围内，则得到的部件状态分析结果为部件运行正常，否则为部件运行异常。 在步骤S106中，故障分析单元将控制单元传输的终端控制机的故障与预设的故
障模型数据库中的故障模型进行匹配，得到故障分析结果。 在本发明另一实施例中，当可编程逻辑器件接收到终端控制机的故障代码时，则 步骤S106具体为 故障分析单元将控制单元传输的终端控制机的故障代码与预设的故障模型数据 库中的故障模型进行匹配，得到故障分析结果。 在监测到终端控制机的部件状态以及终端控制机的故障时，为了及时提醒用户， 在本发明优选实施例中，该方法还包括下述步骤 在步骤S107中，输出单元输出部件状态分析单元得到的部件状态分析结果和/或 故障分析单元得到的故障分析结果。
为了使用户对终端控制机的部件状态有清楚的了解，便于用户对终端控制机进行 检修和故障排查，在本发明优选实施例中，在步骤S107中，输出单元还输出可编程逻辑器 件接收的终端控制机的部件状态。其中输出部件状态分析结果、故障分析结果以及部件状 态的方式可以是现有的任意一种输出方式，如显示输出、声控输出等，在此不作限定。
在监测到终端控制机的故障或者终端控制机的部件状态异常时，为了警示用户， 提高用户的注意力，在本发明优选实施例中，该方法还包括下述步骤 在步骤S108中，报警单元在可编程逻辑器件接收到终端控制机的故障和/或在部 件状态分析单元得到的部件状态分析结果为部件运行异常时，控制外围的报警装置进行报 警处理。 由于终端控制机可以应用的范围较广，其应用环境也千差万别，为了使终端控制 机适用于不同的领域，不同的环境，在本发明优选实施例中，该方法还包括下述步骤
部件状态配置单元接收并存储用户配置的部件标准状态。这样，用户可以根据终 端控制机的不同应用环境和领域，配置适应的部件标准状态。 在本发明实施例中，提供了一种包括核心控制板以及与核心控制板通过本地总线 通讯的可编程逻辑器件的终端控制机，该核心控制板包括用于在终端控制机开机过程中对 终端控制机进行监测的自检单元和在终端控制机开机后对终端控制机进行监测的监控单 元，核心控制板通过本地总线将监测到的故障或者部件状态传输至可编程逻辑器件，可编 程逻辑器件根据预设的故障模型数据库对故障进行分析，根据预设的部件标准状态对部件 状态进行分析，从而可以准确、快速、及时的定位终端控制机的故障点，具有高可靠性、高稳 定性和高安全性，且可以监测到部件状态的异常，具有一定风险预防能力。且由于在监测到 终端控制机发生故障或者部件状态异常时，通过报警单元控制外围的报警装置进行报警， 从而及时的提醒了用户。通过输出单元输出部件状态分析结果、故障分析结果或部件状态， 从而便于用户对终端控制机进行检修和维护，降低了终端控制机的平均故障维修时间。同 时通过部件状态配置单元接收并存储部件标准状态，从而使用户可以根据终端控制机的应 用领域和应用环境设置适应的部件标准状态，从而使该终端控制机更好的适用于不同应用 环境和领域。 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种终端控制机，包括核心控制板，其特征在于，所述终端控制机还包括与所述核心控制板通过本地总线通讯的可编程逻辑器件，所述核心控制板包括自检单元，用于在终端控制机开机过程中对终端控制机进行监测，并在监测到故障时，通过本地总线将故障传输至所述可编程逻辑器件；监控单元，用于在终端控制机开机后对终端控制机的故障以及部件状态进行监测，并将监测到的故障以及部件状态通过本地总线传输至所述可编程逻辑器件；所述可编程逻辑器件包括存储单元，用于存储故障模型数据库和部件标准状态；控制单元，用于将传输至可编程逻辑器件的终端控制机的故障和/或部件状态传输至对应的处理单元；部件状态分析单元，用于将所述控制单元传输的终端控制机的部件状态与所述存储单元中存储的部件标准状态进行比较，得到部件状态分析结果；以及故障分析单元，用于将所述控制单元传输的终端控制机的故障与所述存储单元中存储的故障模型数据库中的故障模型进行匹配，得到故障分析结果。
2. 如权利要求l所述的终端控制机，其特征在于，所述自检单元在监测到终端控制机的故障时，生成对应的故障代码，并通过本地总线将故障代码传输至所述可编程逻辑器件；所述监控单元在监测到终端控制机的故障时，生成对应的故障代码，并通过本地总线将故障代码传输至所述可编程逻辑器件；此时所述控制单元将传输至可编程逻辑器件的终端控制机的故障代码传输至对应的处理单元；所述故障分析单元将所述控制单元传输的终端控制机的故障代码与所述存储单元中存储的故障模型数据库中的故障模型进行匹配，得到故障分析结果。
3. 如权利要求1所述的终端控制机，其特征在于，所述自检单元还包括模拟检测模块，用于在终端控制机开机过程中，与所述可编程逻辑器件进行模拟通讯，监测终端控制机的关键接口及部件是否发生故障，并在发生故障时，通过本地总线将故障传输至所述可编程逻辑器件，所述关键接口包括串行通讯口 、并行接口 、通用输入输出口和本地网络口中的一种或多种，所述部件包括处理器、内存、显示单元和可擦写存储器中的一种或多种。
4. 如权利要求1所述的终端控制机，其特征在于，所述可编程逻辑器件为现场可编程门阵列，复杂可编程逻辑器件或者单片机。
5. 如权利要求1所述的终端控制机，其特征在于，所述可编程逻辑器件还包括输出单元，用于输出所述部件状态分析单元得到的部件状态分析结果和/或所述故障分析单元得到的故障分析结果；和/或报警单元，用于在所述可编程逻辑器件接收到终端控制机的故障和/或在所述部件状态分析单元得到的部件状态分析结果为部件运行异常时，控制外围的报警装置进行报警处理。
6. 如权利要求1至5任一权利要求所述的终端控制机，其特征在于，所述可编程逻辑器件还包括部件状态配置单元，用于接收并存储用户配置的部件标准状态。
7. —种终端控制机的监测方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤自检单元在终端控制机开机过程中对终端控制机进行监测，并将监测到的故障传输至可编程逻辑器件；监控单元在终端控制机开机完成后，对终端控制机的故障以及部件状态进行监测，并将监测到的故障以及部件状态传输至可编程逻辑器件；控制单元将传输至可编程逻辑器件的终端控制机的故障和/或部件状态传输至对应的处理单元；部件状态分析单元将控制单元传输的部件状态与预设的部件标准状态进行比较，得到部件状态分析结果；故障分析单元将控制单元传输的故障与预设的故障模型数据库中的故障模型进行匹配，得到故障分析结果。
8. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括下述步骤自检单元在终端控制机开机过程中与可编程逻辑器件进行模拟通讯，监测终端控制机的关键接口及部件是否发生故障，并在发生故障时，将故障传输至可编程逻辑器件，所述关键接口包括串行通讯口 、并行接口 、通用输入输出口和本地网络口中的一种或多种，所述部件包括处理器、内存、显示单元和可擦写存储器中的一种或多种。
9. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括下述步骤输出单元输出部件状态分析单元得到的部件状态分析结果和/或故障分析单元得到的故障分析结果；和/或报警单元在接收到控制单元传输的终端控制机的故障和/或在部件状态分析单元得到的部件状态分析结果为部件运行异常时，控制外围的报警装置进行报警处理。
10. 如权利要求7至9任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述方法还包括下述步骤部件状态配置单元接收并存储用户配置的部件标准状态。
全文摘要
本发明适用于计算机领域，提供了一种终端控制机及其故障监测方法，所述终端控制机包括核心控制板和可编程逻辑器件，核心控制板包括自检单元和监控单元，自检单元和监控单元从终端控制机开机开始就对终端控制机进行监测，并将监测到的故障以及部件状态传输至可编程逻辑器件，可编程逻辑器件将终端控制机的部件状态与预设的部件标准状态进行比较，得到部件状态分析结果，并将终端控制机的故障与预设的故障模型数据库中的故障模型进行匹配，得到故障分析结果。本发明提供的终端控制机提高了人性化和智能化的水平，极大的提高了终端控制机应用的现场可检修性，可以快速、准确、及时的定位故障点，提高了终端控制机的可靠性、稳定性、预防性和安全性。
文档编号G06F11/30GK101714116SQ200910190519
公开日2010年5月26日 申请日期2009年9月29日 优先权日2009年9月29日
发明者祝荣 申请人:深圳市研祥通讯终端技术有限公司