电路健康监测管理系统、监测方法及存储介质与流程

1.本发明涉及电路监测技术领域，特别涉及一种电路健康监测管理系统、监测方法及存储介质。


背景技术：

2.随着现在科技工业尤其是信息技术的迅速发展，大规模集成电路的应用越来越广泛，设备和控制系统智能化程度不断提高，电路也越来越复杂，发生故障和功能失效的概率逐渐加大，其维护和保障成本越来越高，现有的电子设备中对于电路的监测方式较为单一，大多是检测电路的电压或电流，而不会对电路中元器件的启动状态或者接口状态等进行监测，在电路中元器件启动异常或者接口连接不良会使得电路运行出现问题甚至无法工作，这就导致了电子设备整体的可靠性及安全性较低。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的是提出一种电路健康监测管理系统、监测方法及存储介质，旨在对电子设备中的电路进行健康监测，提高电子设备的可靠性及安全性。
4.为实现上述目的，本发明提出的一种电路健康监测管理系统的监测方法，应用于电路健康监测管理系统，所述电路健康监测管理系统包括多个电路板，所述电路健康监测管理系统的监测方法包括以下步骤：识别各所述电路板的物理地址；获取各所述电路板上元器件的状态监测信息；根据各所述电路板的状态监测信息和物理地址检测到多个电路板状态异常时，输出与状态异常的所述电路板对应的报警信号；输出各所述电路板的状态监测信息至服务器终端。
5.可选地，所述识别各所述电路板的物理地址具体为：在各所述电路板开始工作时，将各所述电路板的地址引脚切换为输入模式；读取各所述电路板的地址引脚的电压值；根据各所述电路板的地址引脚的电压值与物理地址关系对应表确定各所述电路板当前物理地址。
6.可选地，所述获取各所述电路板上的状态监测信息具体为：发送中断信号至各所述电路板上的处理器，以使各所述处理器输出与每一所述处理器对应的电路板上处理器的启动信息、io接口link信息、以太网状态信息及处理器运行信息；将所述各所述电路板上的处理器的启动信息、io接口link信息、以太网状态信息及处理器运行信息存储至存储器。
7.可选地，所述根据各所述电路板的状态监测信息和物理地址检测到多个电路板状态异常时，输出与状态异常的所述电路板对应的报警信号具体为：
根据各所述电路板上的处理器的启动信息、io接口link信息、以太网状态信息及处理器运行信息计算出每一所述电路板的第一健康值；根据各所述电路板的第一健康值输出第一报警信号。
8.可选地，所述根据各所述电路板的第一健康值输出第一报警信号具体为：将各所述电路板的第一健康值分别与第一预设健康值进行比较；若任意一个或多个第一健康值小于第一预设健康值，则输出对应的第一报警信号。
9.可选地，每一所述电路板上设置有健康监测电路，所述电路健康监测管理系统的监测方法还包括：获取各所述电路板上健康监测电路输出的电压、电流及温度检测信号；根据各所述电路板的电压、电流及温度检测信号计算每一所述电路板的第一健康值；根据各所述电路板的第二健康值输出第二报警信号；将一所述电路板的电压、电流及温度检测信号输出至上位机。
10.可选地，所述根据各所述电路板的第二健康值输出第二报警信号具体为：将各所述电路板的第二健康值分别与第二预设健康值进行比较；若任意一个或多个第二健康值小于第二预设健康值，则输出对应的第二报警信号。
11.本发明还提出一种存储介质，所述存储介质内存储有控制程序，所述控制程序在被控制器执行时，实现如上所述的电路健康监测管理系统的监测方法。
12.本发明还提出一种电路健康监测管理系统，所述电路健康监测管理系统包括多个电路板、数据板、主控板及如上所述的存储介质；其中，每一所述电路板上设置有健康监测电路，所述健康监测电路用于检测电路板上电器元件的电压、电流及温度，并输出对应的电压、电流及温度检测信号；每一所述电路板上还设置有处理器，所述处理器用于在接收到中断信号时，输出处理器的启动信息、io接口link信息、以太网状态信息、处理器运行信息；所述数据板上设置有数据采集器，所述数据采集器的多个数据采集端分别与多个所述健康监测电路的输出端一一对应连接，所述数据采集器用于采集每一所述健康监测电路输出的电压、电流及温度检测信号；所述主控板上设置有主控制器，所述主控制器的输入端分别与所述数据采集器的输出端和所述处理器的输出端连接，所述主控制器与服务器终端通信连接，所述主控制器用于将所述处理器的启动信息、io接口link信息、以太网状态信息、处理器运行信息、电压、电流及温度检测信号输出至服务器终端。
13.可选地，所述电路健康监测管理系统还包括：存储器，所述存储器与所述主控板上的主控制器电连接，所述存储器用于存储所述数据采集器输出的电压、电流及温度检测信号和所述处理器输出的处理器的启动信息、io接口link信息、以太网状态信息及处理器运行信息。
14.本发明技术方案中，先识别各电路板的物理地址，再获取各电路板上元器件的状态监测信息，并根据各电路板的状态监测信息和各电路板的物理地址监测到一个或多个电路板的状态异常时，输出对应状态异常的电路板的报警信号，提示用户对处理器或者出现
异常的器件进行检查和维护；还可以输出各电路板的状态监测信息至服务器终端，以使用户可以通过服务器终端查询到一电路板的具体状况。本发明旨在对电子设备中的电路进行健康监测，提高电子设备的可靠性及安全性。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
16.图1为本发明电路健康监测管理系统的监测方法一实施例的方法步骤流程图；图2为本发明电路健康监测管理系统的监测方法另一实施例的方法步骤流程图；图3为本发明电路健康监测管理系统的监测方法又一实施例的方法步骤流程图；图4为本发明电路健康监测管理系统的监测方法再一实施例的方法步骤流程图；图5为本发明电路健康监测管理系统的监测方法另一实施例的方法步骤流程图；图6为本发明电路健康监测管理系统一实施例的功能模块示意图。
17.附图标号说明：标号名称标号名称10电路板40存储介质20数据板100电路健康监测管理系统30主控板
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本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后
……
），则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
20.另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
21.本发明提出一种电路健康监测管理系统100的监测方法，应用于电路健康监测管理系统100，所述电路健康监测管理系统100包括多个电路板10。
22.本实施例中，每个电路板10上都可以设置有监测电路来检测电路板10上元器件的
状态，并输出对应的状态监测信息至一个主控制器；监测电路可以监测元器件的工作信息及工作状态，具体电路可以根据用户实际需要监测的信息进行设置；还可以通过主控制器将监测信息输出至服务器终端；服务器终端可以是计算机等设备，用户可以通过服务器终端查询到电子设备中电路的监测信息，并根据这些信息实现控制和管理等。
23.参照图1，在本发明一实施例中，该电路健康监测管理系统100的监测方法包括以下步骤：s100、识别各所述电路板10的物理地址；s200、获取各所述电路板10上元器件的状态监测信息；s300、根据各所述电路板10的状态监测信息和物理地址检测到多个电路板10状态异常时，输出与状态异常的所述电路板10对应的报警信号；s400、输出各所述电路板10的状态监测信息至服务器终端。
24.本实施例的步骤s100中可以读取每个电路板10上地址输出端的电压值，并与预设电压值进行比较，以对每个电路板10的物理地址进行识别，比如还预设有代表1-10的二进制编码，读取各电路板10上关于地址输出端的电压值，并将电压值转换为数字信号后与预设的二进制编码进行比较，若一个电路板10上的电压值转换的数字信号是7，则与代表7的二进制编码相同，那么该电路板10则对应7，由此可以区分多个电路板10，并将每一电路板10输出的状态监测信息进行对应整理；状态监测信息可以是电路板10上的处理器或者其他器件的启动状态信息或者运行信息。
25.步骤s200中电路板10可以具有多个输出引脚，每个输出引脚可以输出不同的状态监测信息，比如一个引脚输出电路板10上处理器的启动状态，输出高电平代表处理器开启，输出低电平代表处理器关闭；或者一个引脚输出电路板10上网络接口的连接状态，输出高电平代表连接稳定，输出低电平代表连接不稳定或者连接断开；不同引脚输出的状态监测信息可以根据用户需要进行设置和增加。
26.步骤s300中可以对每个电路板10上的状态监测信息进行分类整理后，再根据各电路板10的状态监测信息输出报警信号和物理地址，将状态监测信息转换成对应的安全值，并比较状态监测信息代表的安全值和预设的安全值，当一电路板10的状态监测信息代表的数值大于或小于预设的安全值时，代表此电路板10的状态异常，可以输出对应状态监测信息异常的电路板10的报警信号；比如电路板10上的处理器或者其他器件有正常启动时间，当根据一电路板10的状态监测信息检测到该电路板10上处理器的启动时间比正常时间长，且会影响到整个电子设备的运行速度时，代表电路板10状态异常，此时可以输出报警信号，提示用户对处理器或者出现异常的器件进行检查和维护，电路板10上器件的正常启动时间可以根据器件型号和电子设备的功能需求进行设置；又比如电路板10上的处理器或者其他器件输出的信号类型与预设的信号类型不符合时，表示处理器或者其他器件的运行过程出现了故障，可以输出报警信号，提示用户对处理器或者出现异常的器件进行检查和维护，本实施例中状态监测信息包括但不限于处理器的启动时间和输出信号类型，可以根据用户实际需求对电路板10上的元器件进行监测，输出对应的状态监测信息。
27.步骤s400中还可以将各电路板10的状态监测信息至服务器终端，以使用户可以通过服务器终端查询到电路板10的具体状况，从而实现对电子设备中各个电路的监测，由于已经根据各电路板10的物理地址对状态监测信息进行了分类处理，所以用户可以准确查询
到每一电路板10的具体情况。
28.本发明技术方案中，先识别各电路板10的物理地址，再获取各电路板10上元器件的状态监测信息，并根据各电路板10的状态监测信息和各电路板10的物理地址监测到一个或多个电路板10的状态异常时，输出对应状态异常的电路板10的报警信号，提示用户对处理器或者出现异常的器件进行检查和维护；还可以输出各电路板10的状态监测信息至服务器终端，以使用户可以通过服务器终端查询到一电路板10的具体状况。本发明旨在对电子设备中的电路进行健康监测，提高电子设备的可靠性及安全性。
29.参照图1至图6，在一实施例中，所述识别各所述电路板10的物理地址具体为：s110、在各所述电路板10开始工作时，将各所述电路板10的地址引脚切换为输入模式；s120、读取各所述电路板10的地址引脚对应的电压值；s130、根据各所述电路板10的地址引脚对应的电压值与物理地址关系对应表确定各所述电路板10当前物理地址。
30.本实施例中，每个电路板10都具有一个io口作为地址引脚，电路健康监测管理系统100开始工作时，各电路板10上电开始工作，首先可以通过控制器控制各电路板10的地址引脚切换为输入模式，此时不同的电路板10的地址引脚的电压都不相同，控制器中可以预设有电压值-地址关系的映射表，控制器根据读取到的不同的地址引脚的电压可以判断出具有该电压的地址引脚所属的电路板10的物理地址，从而将多个电路板10输出的数据进行分类整理，电压值-地址关系的映射表可以根据电路板10实际情况和用户需求进行设置。
31.参照图1至图6，在一实施例中，所述获取各所述电路板10上的状态监测信息具体为：s210、发送中断信号至各所述电路板10上的处理器，以使各所述处理器输出与每一所述处理器对应的电路板10上处理器的启动信息、io接口link信息、以太网状态信息及处理器运行信息；s220、将所述各所述电路板10上的处理器的启动信息、io接口link信息、以太网状态信息及处理器运行信息存储至存储器。
32.本实施例中，中断信号可以通过控制器定时发送至各电路板10上的处理器，处理器接收到中断信号后，会停止工作并输出处理器的启动信息、io接口link信息、以太网状态信息及处理器运行信息至控制器，完成这个处理后，处理器恢复保存的信息并从它停止的地方恢复；处理器的启动信息可以是处理器的启动时间，io接口link信息可以是io口的连接状态，以太网状态信息可以代表网络连接状态，处理器运行信息可以是处理器输出的信号类型；当处理器启动时间过长、io口的连接状态不稳定或者没有连接、以太网连接状态不稳定或者没有连接以及处理器输出的信号类型出错时，都会影响到电子设备的正常工作情况，所以需要对这些信息进行监测；本方案的状态监测信息包括但不限于与上述信息，还可以根据电子设备实际情况和用户需求对电路中其他信息进行监测。控制器还可以将各电路板10上的处理器的启动信息、io接口link信息、以太网状态信息及处理器运行信息存储至存储器，以使用户方便查询。
33.参照图1至图6，在一实施例中，所述根据各所述电路板10的状态监测信息和物理地址检测到多个电路板10状态异常时，输出与状态异常的所述电路板10对应的报警信号具
体为：s310、根据各所述电路板10上的处理器的启动信息、io接口link信息、以太网状态信息及处理器运行信息计算出每一所述电路板10的第一健康值；s320、根据各所述电路板10的第一健康值输出第一报警信号。
34.本实施例中，可以通过控制器根据各电路板10的处理器的启动信息、io接口link信息、以太网状态信息及处理器运行信息计算每一电路板10对应的第一健康值，比如控制器中预设有正常启动时间及正常数据类型，控制器可以通过处理器输出的电信号判断处理器是否处于工作状态，比如高电平开启低电平关闭，从而得到处理器的启动时间；控制器还可以通过io接口输出的电信号判断io接口是否连接稳定，比如高电平连接稳定低电平连接不稳定；控制器还可以通过网络数据传输速度判断以太网状态；控制器还可以通过比较处理器输出的数据类型和预设的正常数据类型判断处理器运行状态。控制器中可以有处理器启动信息-健康值映射表、io接口连接状态-健康值映射表、以太网状态-健康值映射表及处理器运行信息-健康值映射表，多个映射表的具体映射关系可以根据实际情况和用户需求进行设置，控制器可以根据多个映射表得到的健康值计算出第一健康值，比如通过平均或者加权平均等算法；再根据第一健康值检测到电路板10的健康状况较差时，输出第一报警信号，以提示用户对电子设备中的电路板10进行检查维护。
35.在一实施例中，所述根据各所述电路板10的第一健康值输出第一报警信号具体为：将各所述电路板10的第一健康值分别与第一预设健康值进行比较；若任意一个或多个第一健康值小于第一预设健康值，则输出对应的第一报警信号。
36.本实施例中，可以在控制器中设置第一预设健康值，当控制器根据一电路板10的状态监测信息计算出一所述电路板10对应的第一健康值小于第一预设健康值时，则表示该电路板10的健康状况较差，可能会影响到电子设备的正常工作，控制器可以输出第一报警信号，以提示用户对电路板10上的处理器等控制器件进行检查维护，第一预设健康值可以根据电路板10上各个元器件的类型、基本参数和用户实际需求进行设置。
37.参照图1至图6，在一实施例中，每一所述电路板10上设置有健康监测电路，所述电路健康监测管理系统100的监测方法还包括：s240、获取各所述电路板10上健康监测电路输出的电压、电流及温度检测信号；s250、根据各所述电路板10的电压、电流及温度检测信号计算每一所述电路板10的第一健康值；s260、根据各所述电路板10的第二健康值输出第二报警信号；s270、将一所述电路板10的电压、电流及温度检测信号输出至上位机。
38.本实施例中，可以使控制器根据各电路板10的温度、电压及电流参数计算每一电路板10对应的第二健康值，比如控制器中预设有安全温度值、安全电压值及安全电流值，主控制根据电路板10的温度、电压及电流参数得到的温度值、电压值及电流值与安全温度值、安全电压值及安全电流值的偏差值越大，则第二健康值越低，偏差值越小，则第二健康值越高，控制器中也可以设置有偏差值-第二健康值的映射表，预设的安全温度值、安全电压值及安全电流值或者偏差值-健康值的映射表可以根据实际情况进行设置。控制器还可以根
据第二健康值检测到电路板10的健康状况较差时，输出第二报警信号，以提示用户对电子设备中的电路板10进行检查维护。
39.在另一实施例中，可以设置一个预设时间，比如1秒，控制器可以每隔1秒获取各个电路板10的温度、电压及电流参数，并将温度、电压及电流参数通过调试串口输出或者按照ipmb协议通过i2c传输给主控板30上的控制器；具体的预设时间不限于1秒，可以根据实际情况和用户需求进行设置；根据预设时间定时获取各所述电路板10的温度、电压及电流参数可以降低工作量，但是预设时间不能设置过长，以免电路板10的参数出现异常而无法及时检测到。
40.在一实施例中，所述根据各所述电路板10的第二健康值输出第二报警信号具体为：将各所述电路板10的第二健康值分别与第二预设健康值进行比较；若任意一个或多个第二健康值小于第二预设健康值，则输出对应的第二报警信号。
41.本实施例中，可以在控制器中设置第二预设健康值，当控制器根据电路板10的温度、电压及电流参数计算出一电路板10对应的第二健康值小于第二预设健康值时，则表示该电路板10的健康状况较差，可能会影响到电子设备的正常工作，控制器可以输出第二报警信号，以提示用户对电路板10的电子器件进行检查维护，第二预设健康值可以根据电路板10上各个元器件的类型和用户实际需求进行设置。
42.本发明还提出一种存储介质40，所述存储介质40内存储有控制程序，所述控制程序在被控制器执行时，实现如上所述的电路健康监测管理系统100的监测方法。该电路健康监测管理系统100的监测方法的具体方法参照上述实施例，由于本存储介质40采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
43.本发明还提出一种电路健康监测管理系统100，所述电路健康监测管理系统100包括多个电路板10、数据板20、主控板30及如上所述的存储介质40；其中，每一所述电路板10上设置有健康监测电路，所述健康监测电路用于检测电路板10上电器元件的电压、电流及温度，并输出对应的电压、电流及温度检测信号；每一所述电路板10上还设置有处理器，所述处理器用于在接收到中断信号时，输出处理器的启动信息、io接口link信息、以太网状态信息及处理器运行信息；所述数据板20上设置有数据采集器，所述数据采集器的多个数据采集端分别与多个所述健康监测电路的输出端一一对应连接，所述数据采集器用于采集每一所述健康监测电路输出的电压、电流及温度检测信号；所述主控板30上设置有主控制器，所述主控制器的输入端分别与所述数据采集器的输出端和所述处理器的输出端连接，所述主控制器与服务器终端通信连接，所述主控制器用于将所述处理器的启动信息、io接口link信息、以太网状态信息、处理器运行信息、电压、电流及温度检测信号输出至服务器终端。该存储介质40的具体结构参照上述实施例，由于本电路健康监测管理系统100采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
44.参照图1至图6，本实施例中，因为电子设备中会有多种不同的功能，所以电路较多，而一个电路板10能设置的电路有限，所以电子设备中通常会有多个电路板10，每个电路
板10上的电路都有对应的功能，也可以有多个相同功能的电路板10，比如电子设备为工业中的机器控制设备，会包括电机驱动电路、电源电路、放大电路及输出控制电路等，多个电路设置在不同的电路板10上，当任意一个电路板10上的电路发生故障或者功能失效时，都会影响到电子设备的正常工作；所以本方案可以通过健康监测电路监测各个电路板10上电器元件的电压、电流及温度，并输出对应的电压、电流及温度检测信号至数据采集器；健康监测电路可以由电压检测电路、电流检测电路及温度检测电路组成，还可以监测处理器的启动信息、io接口link信息、以太网状态信息、处理器运行信息，并通过处理器输出，若还需要监测电路的某项参数，可以在电路板10上设置对应的检测电路，具体可以根据用户实际需求进行设置。
45.数据板20上的数据采集器可以由传感器及通信芯片等其它单元组成，数据采集器可以有多个采集端，每个采集端采集电子设备中一个功能模块中多个电路板10上的健康监测电路输出的电压、电流及温度检测信号，数据采集器再将多个电路板10上的电压、电流及温度信息整理后输出至主控制器；电路板10上还可以设置有处理器或其他器件，主控制器还可以获取处理器的启动信息、io接口link信息、以太网状态信息及处理器运行信息等。主控板30上的主控制器可以是数字信号处理器（digital signal processor，简称dsp）、可编程逻辑器件（programmable logic device，简称pld）、现场可编程门阵列（field programmable gate array，简称fpga）、微处理器、mcu单片机或其他电子元件；数据采集器和主控制器可以分别单独设置在一个电路板10上。主控制器可以将数据采集器输出的电压、电流、温度检测信号、处理器的启动信息、io接口link信息、以太网状态信息及处理器运行信息通过通信线输出至服务器终端，通信格式可以是rs232或rj45等形式；服务器终端可以是计算机等设备，用户可以通过服务器终端查询到电子设备中电路的电压、电流及温度信息，并根据这些信息实现控制和管理等；比如在电路中电压或电流过大时，可以控制电子设备停止工作，或者调节电子设备的输入电源降低；在电路板10上温度过高时，可以采用物理降温，比如风扇及空调等手段，也可以停止部分电路工作，以使电路板10上工作的元器件减少，从而达到降温的目的；或者主控制器在检测到处理器的启动时间异常、以太网状态异常等情况时，可以输出报警信号，提示用户对处理器或者其他器件进行维护；通过上述手段及其他手段，可以使用户根据电子设备中电路的电压、电流、温度信息处理器的启动信息、io接口link信息、以太网状态信息及处理器运行信息对电子设备实现控制和管理，提升电子设备的可靠性及安全性。
46.在一实施例中，所述电路健康监测管理系统100还包括：存储器，所述存储器与所述主控板30上的主控制器电连接，所述存储器用于存储所述数据采集器输出的电压、电流及温度检测信号和所述处理器输出的处理器的启动信息、io接口link信息、以太网状态信息及处理器运行信息。
47.本实施例中，存储器可以是e2prom或者ddr3等类型的存储器，存储器可以存储数据采集器输出的电压、电流及温度检测信号和处理器输出的处理器的启动信息、io接口link信息、以太网状态信息及处理器运行信息，以使在用户想要查询某一电路板10的信息时，主控制器可以从存储器中读取出该电路板10的对应信息。
48.以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的技术构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用
在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。