本發(fā)明涉及工程機械和嵌入式電子技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，是涉及到一種工程機械控制器CPU防失效的保護方法。

背景技術(shù)：
隨著工程機械技術(shù)發(fā)展，越來越多工程機械廠家逐漸從單一的功能需求轉(zhuǎn)變到對安全，環(huán)保的更深層次的需求上，同時以傳統(tǒng)手動控制發(fā)動機系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)，轉(zhuǎn)變?yōu)椴捎秒娮酉到y(tǒng)進行智能的檢測和控制，然而在采用電子系統(tǒng)進行控制時，由于電子產(chǎn)品的特殊性和復(fù)雜性，勢必對系統(tǒng)的可靠性產(chǎn)生影響，例如控制器的CPU，容易受到外部總線干擾而導(dǎo)致控制程序無法正常運行，造成“死機”現(xiàn)象。為了解決因為控制器CPU失效而導(dǎo)致問題，各個公司針對控制器做出了很多安全措施：①在外部電器上加入手動切換模式，防止控制器失效。但會增加電器部件，且只能實現(xiàn)簡單控制功能。②在控制器上采用雙CPU控制，當(dāng)一個CPU失效時，由另一個CPU負責(zé)信號的控制。這種方法需要額外增加一個CPU，造成控制器成本提高。③“看門狗”功能，這種技術(shù)是一般CPU固有功能，即在一段時間內(nèi)，如果不對“看門狗”模塊進行操作，則CPU會自動重啟（復(fù)位）。這種方法可以暫時的釋放控制器資源，但不能解決根本問題，反而會導(dǎo)致機器工作時反復(fù)出現(xiàn)異常狀態(tài)。這就需要一種安全可靠的CPU保護方法，以解決上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供一種工程機械控制器CPU防失效的保護方法，通過采用軟件的方法，在控制器的控制程序中嵌入一個CPU保護模塊，使得當(dāng)CPU出現(xiàn)“死機”狀態(tài)時，控制器仍能以一個最小的安全可工作狀態(tài)運行。本發(fā)明的方案是通過這樣實現(xiàn)的：構(gòu)造一種工程機械控制器CPU防失效的保護方法，其方法包括以下步驟：保護模塊設(shè)置和系統(tǒng)關(guān)聯(lián)：在控制器CPU中設(shè)置一個通過軟件方法檢測CPU是否“死機”的保護模塊，該保護模塊定義有最小安全控制任務(wù)，并將保護模塊與CPU前臺系統(tǒng)進行關(guān)聯(lián)；CPU“死機”狀態(tài)檢測和任務(wù)執(zhí)行：當(dāng)檢測到CPU處于“死機”狀態(tài)時，在前臺系統(tǒng)執(zhí)行最小安全控制任務(wù)；當(dāng)檢測CPU處于非“死機”狀態(tài)時停止執(zhí)行最小安全控制任務(wù)。本發(fā)明的保護方法原理是：由于現(xiàn)有90%的CPU“死機”狀態(tài)是由于CPU后臺的系統(tǒng)無法正常運行所照成的，而CPU前臺系統(tǒng)則仍然能夠正常工作，因此，本發(fā)明根據(jù)上述原因，提出了在控制器CPU代碼中加入一段冗余控制功能，構(gòu)造出一個保護模塊，使得CPU后臺在處于“死機”狀態(tài)時，保護模塊能夠代替CPU在前臺系統(tǒng)執(zhí)行最小安全控制任務(wù)，從而保證控制器CPU所控單元能夠在CPU“死機”狀態(tài)下依舊可以進行最基本的安全運行。本發(fā)明中，所述CPU“死機”狀態(tài)檢測的方法是：設(shè)置檢測后臺系統(tǒng)的頻次連續(xù)檢測后臺系統(tǒng)是否有效，如果連續(xù)檢測到后臺系統(tǒng)失效的次數(shù)達到預(yù)設(shè)值則判斷為CPU處于“死機”狀態(tài)，若連續(xù)檢測到后臺系統(tǒng)失效的次數(shù)低于預(yù)設(shè)值則判斷為CPU處于非“死機”狀態(tài)。保護模塊的檢測頻次可以設(shè)置其檢測間隔時間為T，對CPU后臺系統(tǒng)進行間斷性檢測，以確定CPU是否處于“死機”狀態(tài)，當(dāng)CPU是處于“死機”狀態(tài)，保護模塊代替CPU后臺系統(tǒng)執(zhí)行前臺的“最小安全控制任務(wù)”；當(dāng)檢測到CPU處于非“死機”狀態(tài)時，保護模塊停止執(zhí)行最小安全任務(wù)。本發(fā)明中，作為進一步的方案，還可在保護模塊中加設(shè)保護模塊顯示標(biāo)示，用于顯示前臺系統(tǒng)執(zhí)行最小安全控制任務(wù)時的故障提示，當(dāng)CPU后臺系統(tǒng)恢復(fù)后，顯示標(biāo)示停止的執(zhí)行故障提示，該顯示標(biāo)示，可以和控制器CPU所控單元的顯示元件所連接，例如，顯示標(biāo)示可以和裝載機的車燈，警示燈或喇叭連接，當(dāng)前臺系統(tǒng)執(zhí)行最小安全控制任務(wù)時，裝載機的車燈或警示燈可以進行閃爍，喇叭可進行鳴響，待保護模塊停止的執(zhí)行最小安全控制任務(wù)時，上述警報解除。本發(fā)明中，所述最小安全控制任務(wù)是控制CPU所控單元的工作狀態(tài)或行走狀態(tài)處于可控制的狀態(tài)。例如，裝載機的剎車，行走換擋系統(tǒng)，可以歸為裝載機的最小安全控制任務(wù)；挖掘機的行走，換擋系統(tǒng)，也視為為挖掘機的最小安全控制任務(wù)。上述工程機械控制器CPU保護模塊的CPU運行方法，主要是這樣運行的：步驟①當(dāng)控制器CPU開始運行時，設(shè)置保護模塊檢測CPU后臺的頻次時間為T，并對控制器CPU進行頻次連續(xù)檢測監(jiān)控，當(dāng)檢測到CPU處于失效狀態(tài)時，保護模塊開始計數(shù)；步驟②當(dāng)計數(shù)到達保護模塊預(yù)設(shè)的檢測次數(shù)時，認(rèn)為CPU處于“死機”狀態(tài)，保護模塊開始啟動，保護模塊在前臺系統(tǒng)執(zhí)行最小安全控制任務(wù)；步驟③在保護模塊在前臺系統(tǒng)執(zhí)行最小安全控制時，保護模塊中的顯示標(biāo)示啟動所操控單位的顯示元件進行警報提示；步驟④當(dāng)CUP后臺系統(tǒng)恢復(fù)正常后，保護模塊停止的執(zhí)行最小安全控制任務(wù)，并停止所控單元顯示元件的警報提示。本發(fā)明的有益效果是：1.本發(fā)明通過在采用軟件的方法，在控制器的控制程序中嵌入一個CPU保護模塊，使得當(dāng)CPU出現(xiàn)“死機”狀態(tài)時，控制器仍能以一個最小的安全工作狀態(tài)運行，從而能夠保障整個機械設(shè)備能夠得以安全的繼續(xù)運行，減少了因為CPU出現(xiàn)“死機”狀態(tài)時出現(xiàn)的工程意外事故。2.本發(fā)明具備能觀性的優(yōu)勢，即CPU能檢測“死機”狀態(tài)，并能做出相應(yīng)的故障提示，例如可以通過燈光或聲音提示故障的發(fā)生。3.本發(fā)明具備能控性的優(yōu)勢，當(dāng)CPU處于“死機”狀態(tài)時，其前臺系統(tǒng)可以采用最小控制任務(wù)模式進行控制，對機械或操控人員采取一定量的保護；當(dāng)CPU從“死機”狀態(tài)恢復(fù)時，其任務(wù)控制權(quán)交回后臺處理，智能化水平高。附圖說明圖1是本發(fā)明CPU保護模塊與CPU關(guān)系示意圖；圖2是本發(fā)明CPU保護模塊操控時的拓撲流程圖;具體實施方式以下結(jié)合附圖和實施例描述本發(fā)明工程機械控制器CPU防失效的保護方法。實施例1：如圖1所示，是本發(fā)明CPU保護模塊與CPU關(guān)系示意圖,本實施例中,是將該保護方法運用到裝載機變速控制器的CPU中，該發(fā)明裝載機CPU防失效的保護方法具體實施方式如下:①在裝載機變速控制器CPU中設(shè)置一個可通過軟件方法檢測CPU是否“死機”的保護模塊，定義該保護模塊的最小安全控制任務(wù)，該最小安全控制任務(wù)是控制裝載機變速箱進行換擋；②定義檢測后臺系統(tǒng)頻次為10ms，判定后臺系統(tǒng)失效次數(shù)的預(yù)設(shè)值為50次；③將保護模塊與裝載機變速控制器CPU前臺系統(tǒng)進行關(guān)聯(lián)，使得保護模塊可在CPU處于“死機”狀態(tài)時，在前臺系統(tǒng)執(zhí)行最小安全控制任務(wù)；④在保護模塊中加設(shè)保護模塊顯示標(biāo)示，該標(biāo)識及通過保護模塊與裝載機的警示燈連接，即可顯示前臺系統(tǒng)執(zhí)行最小安全控制任務(wù)時，警示燈會進行報警提示，⑤當(dāng)檢測到后臺系統(tǒng)有效后，停止執(zhí)行最小安全控制任務(wù)如圖2所示為，本發(fā)明CPU保護模塊操控時的拓撲流程圖，上述的CPU防失效的保護方法主要通過以下過程實現(xiàn)：當(dāng)裝載機在行駛過程中，換擋任務(wù)由換擋控制器CPU后臺執(zhí)行，當(dāng)行駛過程中信號產(chǎn)生干擾，使得CPU處于無效狀態(tài)，CPU對后臺系統(tǒng)進行10ms頻次的檢測，如果后臺系統(tǒng)在連續(xù)檢測次數(shù)50次后仍未恢復(fù)正常，則CPU處于“死機狀態(tài)”，此時在前臺執(zhí)行最小安全控制任務(wù)，即CPU后臺系統(tǒng)失效后500ms機器仍可以正常換擋，但換擋的時間策略則不予以考慮。同時通過報警指示燈提示用戶出現(xiàn)故障，需要停車檢查，當(dāng)CPU恢復(fù)正常后，保護模塊解除工作狀態(tài)，使得CPU再度由后臺控制裝載機。此時，將檢測次數(shù)初始化，即當(dāng)即發(fā)生死機后，保護模塊再度對CPU進行檢查500ms，才可控制前臺執(zhí)行最小安全控制任務(wù)。本實施例中，所采用的保護模塊的可以根據(jù)現(xiàn)有的軟件手段實現(xiàn)，保護模塊的具體編輯過程如下：定時器中斷設(shè)置10ms中斷服務(wù)程序：實施例2：本實施例中，將該保護方法運用到挖掘機控制器的CPU中，該發(fā)明的保護方法具體實施如下：①在挖掘機控制器CPU中設(shè)置一個可通過軟件方法檢測CPU是否“死機”的保護模塊，定義該保護模塊的最小安全運行任務(wù)，該最小安全運行任務(wù)是控制挖掘機動臂流量閥的流量大小進行挖掘動作的速度控制。②定義檢測后臺系統(tǒng)頻次為20ms，預(yù)設(shè)值為40次；將保護模塊與挖掘機控制器CPU前臺系統(tǒng)進行關(guān)聯(lián)，使得保護模塊可在CPU處于“死機”狀態(tài)時，在前臺系統(tǒng)執(zhí)行最小安全控制任務(wù)；③在保護模塊中加設(shè)保護模塊顯示標(biāo)示，該標(biāo)識及通過保護模塊與挖掘機的儀表聲光報警連接，即可顯示前臺系統(tǒng)執(zhí)行最小安全控制任務(wù)時儀表會進行閃爍和聲音提示，④當(dāng)檢測到后臺系統(tǒng)有效后，停止執(zhí)行最小安全控制任務(wù)。如圖2所示為，本發(fā)明CPU保護模塊操控時的拓撲流程圖，上述的CPU防失效的保護方法主要通過以下過程實現(xiàn)：當(dāng)挖掘機在運行過程中，對動臂流量閥控制由控制器CPU后臺執(zhí)行，當(dāng)進行挖土作業(yè)時受到信號產(chǎn)生干擾，使得CPU處于無效狀態(tài)，CPU對后臺系統(tǒng)進行20ms頻次的檢測，如果后臺系統(tǒng)在連續(xù)檢測次數(shù)20次后仍未恢復(fù)正常，則CPU處于“死機狀態(tài)”，此時在前臺執(zhí)行最小安全控制任務(wù)，即發(fā)生CPU后臺系統(tǒng)失效后400ms后機器仍可以按正常動臂動作速度進行挖掘動作，但控制的時間策略則不予以考慮。同時通過儀表聲光報警提示用戶出現(xiàn)故障，需要停車檢查，當(dāng)CPU恢復(fù)正常后，保護模塊解除工作狀態(tài)，使得CPU再度由后臺控制挖掘機。此時，CPU中的用于初始化檢測時間T的消除模塊，將檢測時間T初始化，即當(dāng)即發(fā)生死機后，保護模塊再度對CPU進行檢查400ms，才可控制前臺執(zhí)行最小安全控制任務(wù)。本實施例中，所采用的保護模塊的可以根據(jù)現(xiàn)有的軟件手段實現(xiàn)與實施例1相同。上述實施例僅描述現(xiàn)有設(shè)備最優(yōu)使用方式，運用類似的常用軟件手段代替本實施例中的元素，均落入保護范圍。最后應(yīng)說明的是：顯然，上述實施例僅僅是為了清楚的說明本發(fā)明所作的舉例，而并非對實施的限定。對于所述領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式子以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之中。