实时控制系统的掉电数据保护装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种实时控制系统的掉电数据保护装置，包括：电源模块、掉电检测模块、主控制器以及存储器。电源模块采用220V的交流电输入，经变压器、整流器和稳压器处理后，为主控制器、存储器供应工作电压，该电源模块上还配置有并联的多个储能元件，这些储能元件在非断电时进行充能并且在断电时为主控制器和存储器提供电源供应，用于保存断电时的实时运行数据；主控制器用于接收来自所述掉电检测模块输出的检测结果信号，并且基于220V交流电输入的掉电状态而执行中断程序，控制进行现场数据的保护，向所述存储器写入标示字节再将需要保存的数据写入到存储器内。利用本发明专利技术的掉电数据保护装置可实现控制系统突然断电或掉电时对现场数据的可靠保存。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及嵌入式系统数据保护领域，尤其是实时控制系统的掉电数据保护装置。
技术介绍
实时控制系统一般都是嵌入式系统，在工作过程中(如零件加工)若遇到突然断电(掉电)，经常需要实时保存断电时的运行数据，在电力恢复正常时系统可以在原来的基础上继续运行，以保证控制系统的精确度。市场上的实时控制系统中的数据保护方法，简单的一般采用内部带电池的RAM芯片保存数据或在电路中增加一块锂电池(或充电电池)，当系统断电时由电池给数据存储器(RAM)单独供电，使数据存储器中的数据不丢失，以达到数据保护的目的，这两种本质是一样的，都是由电池供电。数据保护的另外一种方法是采用电压监控芯片，当电源电压低于设定的门限值时，监控芯片产生中断信号给CPU，CPU执行中断程序来保存现场数据。该
存在的问题和缺陷:电池供电的缺点是，在系统的上电或掉电过程中电源上会产生脉冲或浪涌干扰，在供电电源切换过程中容易使电池保存RAM中的数据受到冲击，造成数据丢失或错误。同样，采用电压监控的方式，在掉电过程中电源上会产生脉冲或浪涌干扰，而此时主控制器的运行容易失控，也会发生数据错误或丢失的情况。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种实时控制系统的掉电数据保护装置，可实现实时控制系统突然断电或掉电时对现场运行数据的可靠保存。本专利技术的上述目的通过独立权利要求的技术特征实现，从属权利要求以另选或有利的方式发展独立权利要求的技术特征。为达成上述目的，本专利技术提出一种实时控制系统的掉电数据保护装置，包括:电源模块、掉电检测模块、主控制器以及存储器，其中:所述电源模块采用220V的交流电输入，经变压器、整流器和稳压器处理后，为主控制器、存储器供应工作电压，该电源模块上还配置有并联的多个储能元件，这些储能元件在非断电时进行充能并且在断电时为主控制器和存储器提供电源供应，用于保存断电时的实时运行数据；所述掉电检测模块采用交流电周期采集电路，包括两个晶体管，其中第一晶体管的基极连接至电源模块中的变压器的副边，其集电极处输出信号经由一二极管输入第二晶体管的基极，该第二晶体管的集电极处输出检测结果信号，前述的二极管反向连接在所述第一晶体管的集电极和第二晶体管的基极之间；所述主控制器用于接收来自所述掉电检测模块输出的检测结果信号，并且基于220V交流电输入的掉电状态而执行中断程序，控制进行现场数据的保护，向所述存储器写入标示字节再将需要保存的数据写入到前述存储器内。进一步的实施例中，所述主控制器基于交流电输入的掉电状态而执行中断程序时，控制使中断程序进入无限循环状态，直到所述储能元件上的电能耗尽。进一步的实施例中，所述储能元件为储能电容。进一步的实施例中，所述第一晶体管与第二晶体管之间还连接有两个可重触发单稳态触发器，该两个可重触发单稳态触发器的输出脉冲相互重合:当220V交流电输入正常时，所述第一晶体管的集电极输出10Hz的脉冲信号，经过该两个可重触发单稳态触发器后，第二晶体管的基极输入电压为低电平，第二晶体管的集电极关闭；当220￥交流电输入掉电时，第一晶体管的集电极处输出的脉冲波形消失，所述两个可重触发单稳态触发器不再触发，从而使第二晶体管的基极的输入电压变为高电平，第二晶体管导通并且其集电极打开，在所述主控制器上产生中断信号。进一步的实施例中，所述主控制器采用嵌入式单板机模块或者单片机来实现。进一步的实施例中，所述主控制器包括采用了嵌入式Linux操作系统的三星S32440 (ARM920T)处理器。进一步的实施例中，所述存储器包括具有I2C总线的24C01芯片。进一步的实施例中，所述存储器采用FLASH存储芯片。应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的专利技术主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的专利技术主题的一部分。结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本专利技术教导的前述和其他方面、实施例和特征。本专利技术的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本专利技术教导的【具体实施方式】的实践中得知。【附图说明】附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本专利技术的各个方面的实施例，其中:图1是说明本专利技术某些实施例的实时控制系统的掉电数据保护装置的框图。图2是说明本专利技术某些实施例的电源模块与掉电检测模块的示意图。图3是说明本专利技术另一些实施例的电源模块与掉电检测模块的示意图。图4是说明本专利技术某些实施例的主控制器中执行的初始化过程流程示意图。图5是说明本专利技术某些实施例的主控制器中执行的中断程序流程图。图6是说明本专利技术另一些实施例的主控制器中执行的中断程序流程图。【具体实施方式】为了更了解本专利技术的
技术实现思路
，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。在本公开中参照附图来描述本专利技术的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本专利技术的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是应为本专利技术所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本专利技术公开的一些方面可以单独使用，或者与本专利技术公开的其他方面的任何适当组合来使用。图1是说明本专利技术某些实施例的实时控制系统的掉电数据保护装置的框图，一种实时控制系统的掉电数据保护装置，包括:电源模块、掉电检测模块、主控制器以及存储器。图2是说明本专利技术某些实施例的电源模块与掉电检测模块的示意图，该电源模块采用220V的交流电输入，经变压器Tl、整流器BI (后输出12V直流电源)和稳压器Vl (进行稳压)处理后，变为5V直流电源，为主控制器、存储器供应工作电压。电源模块上还配置有并联的多个储能元件(Cl、C2)，这些储能元件在非断电时进行充能并且在断电时为主控制器和存储器提供电源供应，用于保存断电时的实时运行数据。优选地，储能元件为储能电容。如图2、图3，掉电检测模块采用交流电周期采集电路，包括两个晶体管，其中第一晶体管Ql的基极连接至电源模块中的变压器Tl的副边，其集电极处输出信号经由一二极管D4输入第二晶体管Q2的基极，该第二晶体管Q2的集电极处输出检测结果信号，前述的二极管D4反向连接在所述第一晶体管Ql的集电极和第二晶体管Q2的基极之间；所述主控制器用于接收来自所述掉电检测模块输出的检测结果信号，并且基于220V交流电输入的掉电状态而执当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实时控制系统的掉电数据保护装置，其特征在于，该掉电数据保护装置包括：电源模块、掉电检测模块、主控制器以及存储器，其中：所述电源模块采用220V的交流电输入，经变压器、整流器和稳压器处理后，为主控制器、存储器供应工作电压，该电源模块上还配置有并联的多个储能元件，这些储能元件在非断电时进行充能并且在断电时为主控制器和存储器提供电源供应，用于保存断电时的实时运行数据；所述掉电检测模块采用交流电周期采集电路，包括两个晶体管，其中第一晶体管的基极连接至电源模块中的变压器的副边，其集电极处输出信号经由一二极管输入第二晶体管的基极，该第二晶体管的集电极处输出检测结果信号，前述的二极管反向连接在所述第一晶体管的集电极和第二晶体管的基极之间；所述主控制器用于接收来自所述掉电检测模块输出的检测结果信号，并且基于220V交流电输入的掉电状态而执行中断程序，控制进行现场数据的保护，向所述存储器写入标示字节再将需要保存的数据写入到前述存储器内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何军，陆信如，陈耀忠，杨欢，王琦，吴日任，
申请(专利权)人：北方信息控制集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32