本發(fā)明涉及車(chē)載設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于電源狀態(tài)預(yù)測(cè)防系統(tǒng)參數(shù)丟失的裝置及方法。

背景技術(shù)：

小型消費(fèi)類(lèi)電子設(shè)備通常采用以隨機(jī)存儲(chǔ)器為基礎(chǔ)的內(nèi)置電池的非易失芯片實(shí)現(xiàn)防止應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)時(shí)參數(shù)丟失的方法，該種方法寫(xiě)入速度較慢、擦寫(xiě)次數(shù)有限，僅能適用于數(shù)據(jù)量較小且不需要頻繁寫(xiě)入的應(yīng)用領(lǐng)域。

對(duì)于車(chē)載行駛記錄儀一體機(jī)等需要大容量高速反復(fù)保存系統(tǒng)實(shí)時(shí)參數(shù)的應(yīng)用，需要防止處理器在保存系統(tǒng)參數(shù)，進(jìn)行FLASH擦寫(xiě)操作過(guò)程中，工作電源異常如電源跌落導(dǎo)致擦錯(cuò)或?qū)戝e(cuò)Block，導(dǎo)致存儲(chǔ)在FLASH中的文件系統(tǒng)被破壞，導(dǎo)致車(chē)載行駛記錄儀一體機(jī)無(wú)法開(kāi)機(jī)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種基于電源狀態(tài)預(yù)測(cè)防系統(tǒng)參數(shù)丟失的裝置及方法，實(shí)現(xiàn)車(chē)載行駛記錄儀一體機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)在車(chē)載電瓶電源異常的情況下，對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用參數(shù)進(jìn)行保護(hù)，保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與可靠性。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一種基于電源狀態(tài)預(yù)測(cè)防系統(tǒng)參數(shù)丟失的裝置，該裝置與車(chē)載電瓶輸入連接，包括：

車(chē)載供電模塊，用于將車(chē)載電瓶輸入轉(zhuǎn)化為處理器MCU工作電源，所述車(chē)載供電模塊包括電源濾波單元和DC-DC轉(zhuǎn)換單元；

車(chē)載電瓶電源狀態(tài)檢測(cè)模塊，接收所述電源濾波單元的輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)載電瓶電源進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)；

處理器MCU，與所述車(chē)載電瓶電源狀態(tài)檢測(cè)模塊配合對(duì)車(chē)載電瓶電源進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并進(jìn)行中斷控制；

MCU工作電源升壓模塊，用于對(duì)所述DC-DC轉(zhuǎn)換單元的輸出進(jìn)行升壓并為處理器MCU提供正常工作電源；

第一開(kāi)關(guān)，用于控制是否由所述車(chē)載供電模塊供電；

第二開(kāi)關(guān)，用于控制是否由所述MCU工作電源升壓模塊供電；

Flash存儲(chǔ)介質(zhì)，用于保存系統(tǒng)參數(shù)；

所述車(chē)載電瓶輸入與所述電源濾波單元的輸入端連接，所述電源濾波單元的輸出端分別與所述DC-DC轉(zhuǎn)換單元的輸入端、車(chē)載電瓶電源狀態(tài)檢測(cè)模塊輸入端連接，所述DC-DC轉(zhuǎn)換單元的輸出端分別與所述MCU工作電源升壓模塊的第一端、所述第一開(kāi)關(guān)的第一端連接，所述MCU工作電源升壓模塊的第三端與所述第二開(kāi)關(guān)的第一端連接，所述第一開(kāi)關(guān)的第三端與所述處理器MCU的第一端連接，所述第二開(kāi)關(guān)的第三端與所述處理器MCU的第二端連接，所述車(chē)載電瓶電源狀態(tài)檢測(cè)模塊的輸出端與所述處理器MCU的第三端連接，所述處理器MCU的第四端與所述Flash存儲(chǔ)介質(zhì)的輸入端連接，所述處理器MCU的第五端與所述第一開(kāi)關(guān)的第二端連接，所述處理器MCU的第六端分別與所述MCU工作電源升壓模塊的第二端、所述第二開(kāi)關(guān)的第二端連接。

所述車(chē)載電瓶電源狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第一電容、第二電容和運(yùn)算放大器，所述第一電阻與第二電阻串聯(lián)后連接于所述電源濾波單元的輸出端與地之間，所述第一電阻的第二端、第二電阻的第一端分別與所述運(yùn)算放大器的同向輸入端連接，所述運(yùn)算放大器輸出端分別與運(yùn)算放大器的反向輸入端、所述第三電阻的第一端連接，所述第四電阻、所述第一電容、所述第二電容并聯(lián)后置于所述第三電阻第二端與地之間，所述第三電阻的第二端與所述處理器MCU第三端連接。

所述MCU工作電源升壓模塊包括第一電感、第三電容、第四電容和升壓器，所述升壓器的Vin端分別與所述DC-DC轉(zhuǎn)換單元的輸出端、所述第三電容的第一端連接，所述升壓器的EN端與所述處理器MCU的第六端連接，所述第一電感連接于所述升壓器的L1端與L2端之間，所述升壓器的Vout端與FB端連接后分別與所述第四電容的第一端、所述第二開(kāi)關(guān)第一端連接，所述第三電容第二端、所述第四電容第二端、所述升壓器的GND端均接地。

所述第一開(kāi)關(guān)、所述第二開(kāi)關(guān)為晶體管或繼電器開(kāi)關(guān)。

一種基于電源狀態(tài)預(yù)測(cè)防系統(tǒng)參數(shù)丟失的方法，包括如權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求所述的基于電源狀態(tài)預(yù)測(cè)防系統(tǒng)參數(shù)丟失的裝置，方法如下：

1)車(chē)載電瓶電源狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊與處理器MCU配合實(shí)現(xiàn)車(chē)載電瓶電源的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)車(chē)載電瓶電源低于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，處理器MCU產(chǎn)生快速中斷；

2)處理器MCU運(yùn)行系統(tǒng)實(shí)時(shí)參數(shù)保護(hù)中斷程序；

3)第一開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，第二開(kāi)關(guān)閉合，MCU工作電源升壓模塊對(duì)車(chē)載供電模塊提供的電 源進(jìn)行升壓，保證處理器MCU供電電源的穩(wěn)定；

4)當(dāng)車(chē)載電瓶電源滿足預(yù)設(shè)閾值后，處理器MCU退出系統(tǒng)實(shí)時(shí)參數(shù)保護(hù)中斷程序；

5)關(guān)閉MCU工作電源升壓模塊，第二開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，第一開(kāi)關(guān)閉合，車(chē)載供電模塊的電源輸出給處理器MCU供電。

所述系統(tǒng)實(shí)時(shí)參數(shù)保護(hù)中斷程序的步驟包括：

1)監(jiān)測(cè)車(chē)載電瓶電源；

2)當(dāng)車(chē)載電瓶電源低于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，處理器MCU立即停止對(duì)FLASH進(jìn)行擦寫(xiě)操作，將MCU工作電源升壓模塊使能信號(hào)和第二開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)置為高電平，將第一開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)置為低電平，并將系統(tǒng)實(shí)時(shí)參數(shù)存儲(chǔ)至處理器MCU內(nèi)部的非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)；

3)當(dāng)車(chē)載電瓶電源高于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，處理器MCU將第一開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)置為高電平，將MCU工作電源升壓模塊使能信號(hào)和第二開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)置為低電平，處理器MCU將非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)中的文件取出，進(jìn)行FLASH擦寫(xiě)操作，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)保護(hù)與存儲(chǔ)。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果是：實(shí)現(xiàn)車(chē)載行駛記錄儀等一體機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)在車(chē)載電瓶電源異常的情況下，對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用參數(shù)進(jìn)行保護(hù)，保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與可靠性。

以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的一種基于電源狀態(tài)預(yù)測(cè)防系統(tǒng)參數(shù)丟失的裝置及方法不局限于實(shí)施例。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明裝置車(chē)載電瓶電源狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊電路；

圖3為本發(fā)明裝置MCU工作電源升壓模塊的電路；

圖4為本發(fā)明的系統(tǒng)實(shí)時(shí)參數(shù)保護(hù)中斷流程圖。

具體實(shí)施方式

參見(jiàn)圖1，本發(fā)明的一種基于電源狀態(tài)預(yù)測(cè)防系統(tǒng)參數(shù)丟失的裝置，該裝置與車(chē)載電瓶輸入連接，包括：

車(chē)載供電模塊1，所述車(chē)載供電模塊1包括電源濾波單元11和DC-DC轉(zhuǎn)換單元12；車(chē)載電瓶電源狀態(tài)檢測(cè)模塊2；處理器MCU 3；MCU工作電源升壓模塊4；第一開(kāi)關(guān)5；第二開(kāi)關(guān)6；Flash存儲(chǔ)介質(zhì)7。

具體的，各模塊功能如下：

車(chē)載供電模塊，接收車(chē)載電瓶輸入，用于將車(chē)載電瓶輸入轉(zhuǎn)化為處理器MCU工作電源的，所述車(chē)載供電模塊包括電源濾波單元和DC-DC轉(zhuǎn)換單元；

車(chē)載電瓶電源狀態(tài)檢測(cè)模塊，接收電源濾波單元的輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)載電瓶電源進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)；

處理器MCU，與車(chē)載電瓶電源狀態(tài)檢測(cè)模塊配合對(duì)車(chē)載電瓶電源進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并進(jìn)行中斷控制；

MCU工作電源升壓模塊，接收DC-DC轉(zhuǎn)換單元的輸出，受處理器MCU的操作，用于對(duì)DC-DC轉(zhuǎn)換單元的輸出進(jìn)行升壓并為處理器MCU提供正常工作電源；

Flash存儲(chǔ)介質(zhì)，保存系統(tǒng)參數(shù)，受處理器MCU的操作；

第一開(kāi)關(guān)，連接在所述DC-DC轉(zhuǎn)換單元與所述處理器MCU之間，受處理器MCU的操作，用于控制是否由車(chē)載供電模塊供電；

第二開(kāi)關(guān)，連接在所述MCU工作電源升壓模塊與所述處理器MCU之間，受處理器MCU的操作，用于控制是否由車(chē)MCU工作電源升壓模塊供電。

具體的，所述車(chē)載電瓶輸入與所述電源濾波單元11的輸入端連接，所述電源濾波單元11的輸出端分別與所述DC-DC轉(zhuǎn)換單元12的輸入端、車(chē)載電瓶電源狀態(tài)檢測(cè)模塊2輸入端連接，所述DC-DC轉(zhuǎn)換單元12的輸出端分別與所述MCU工作電源升壓模塊4的輸入端1、所述第一開(kāi)關(guān)5的輸入端1連接，所述MCU工作電源升壓模塊4的輸出端3與所述第二開(kāi)關(guān)6的輸入端1連接，所述第一開(kāi)關(guān)5的輸出端3與所述處理器MCU 3的輸入端1連接，所述第二開(kāi)關(guān)6的輸出端3與所述處理器MCU 3的輸入端2連接，所述車(chē)載電瓶電源狀態(tài)檢測(cè)模塊2的輸出端與所述處理器MCU 3的輸入端3連接，所述處理器MCU 3的輸出端4與所述Flash存儲(chǔ)介質(zhì)7的輸入端連接，所述處理器MCU 3的輸出端5與所述第一開(kāi)關(guān)5的輸入端2連接，所述處理器MCU 3的輸出端6分別與所述MCU工作電源升壓模塊4的輸入端2、所述第二開(kāi)關(guān)6的輸入端2連接。

具體的，GPIO1定義為處理器MCU 3輸出端5的控制信號(hào)，GPIO2定義為處理器MCU3輸出端6的控制信號(hào)，車(chē)載電瓶電源定義為對(duì)車(chē)載電瓶輸入濾波后的電源，即車(chē)載電瓶電源狀態(tài)檢測(cè)模塊2的輸入電源，處理器MCU工作電源定義為經(jīng)DC-DC轉(zhuǎn)換單元12降壓后的電源，第一開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，為處理器MCU 3提供工作電源，第一開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，作為MCU工作電源升壓模塊4的輸入電源，MCU AD采樣電源定義為車(chē)載電瓶電源狀態(tài)檢測(cè)模塊2的輸出電源，作為處理器MCU 3中AD轉(zhuǎn)換模塊的輸入。

本實(shí)施例中，所述車(chē)載電瓶輸入通過(guò)車(chē)載供電模塊1處理后為處理器MCU 3提供正常的工作電源3.3V，處理器MCU 3推薦電源工作范圍為2.97V-3.63V，優(yōu)選的，處理器MCU 3優(yōu)選車(chē)規(guī)級(jí)處理器PX2，DC-DC降壓模塊允許最低輸入電壓為6V。

具體的，所述車(chē)載電瓶電源狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊2與處理器MCU 3的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊對(duì)車(chē)載電瓶電源進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。如圖2所示，所述車(chē)載電瓶電源狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊2包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第一電容C1、第二電容C2和運(yùn)算放大器A1，所述第一電阻R1的第二端、第二電阻R2的第一端分別與所述運(yùn)算放大器A1的同向輸入端連接，所述第一電阻R1與第二電阻R2串聯(lián)后連接于所述電源濾波單元11的輸出端與地之間，所述運(yùn)算放大器A1輸出端分別與運(yùn)算放大器A1的反向輸入端、所述第三電阻R3的第一端連接，所述第四電阻R4、所述第一電容C1、所述第二電容C2并聯(lián)后連接于所述第三電阻R3第二端與地之間，所述第三電阻R3的第二端與所述處理器MCU 3第三輸入端連接。

電阻R1與R2對(duì)車(chē)載電瓶電源進(jìn)行分壓，限制運(yùn)算放大器A1輸入端過(guò)壓，運(yùn)算放大器A1起到增大輸入阻抗的作用，保證模數(shù)轉(zhuǎn)換AD采樣的精確性，電阻R3與R4對(duì)電源進(jìn)行二次分壓，保證輸入電源低于處理器MCU 3的AD通道所承受的電壓3.3V。

本實(shí)施例中，令車(chē)載電瓶電源為U_i，處理器MCU 3的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊AD精度為10位，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊AD輸入端采樣電源U₀計(jì)算公式如下：

模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊AD輸入端模擬量對(duì)應(yīng)的數(shù)字量為2¹⁰*U₀。

車(chē)輛重復(fù)加減速，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速忽高忽低，將導(dǎo)致車(chē)載電瓶大幅度波動(dòng)，當(dāng)處理器MCU 3模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊AD采樣的車(chē)載電瓶電源低于預(yù)設(shè)閾值6V(車(chē)載供電系統(tǒng)DC-DC轉(zhuǎn)換單元12允許的最低工作電壓)，處理器產(chǎn)生快速中斷，將第一開(kāi)關(guān)5的控制信號(hào)GPIO1置為低電平0V、升壓器U1使能EN端和第二開(kāi)關(guān)6的控制信號(hào)GPIO2置為高電平3.3V，此時(shí)，第一開(kāi)關(guān)5斷開(kāi)，第二開(kāi)關(guān)6閉合，MCU工作電源升壓模塊4為處理器MCU 3提供工作電源。

如圖3所示，具體的，所述MCU工作電源升壓模塊4包括第一電感L1、第三電容C3、第四電容C4和升壓器U1，所述升壓器U1的Vin端分別與所述DC-DC轉(zhuǎn)換單元12的輸出端、所述第三電容C3的第一端連接，所述升壓器U1的EN端與處理器MCU 3的輸出端6連接，所述第一電感L1連接于所述升壓器U1的L1端、L2端之間，所述所述升壓器U1的Vout端與FB端連接后分別與所述第四電容C4的第一端、所述第二開(kāi)關(guān)6第一輸入端連接，所述第三電容C3第二端、所述第四電容C4第二端、所述升壓器U1的GND端均接地。

具體的，所述第三電容C3為輸入端濾波電容，所述第四電容C4為輸出端濾波電容。優(yōu)選的，所述升壓器U1可選擇TPS63021，其輸入端Vin工作范圍為1.8-5.5V，輸出端Vout 為固定輸出3.3V，使能EN端連接處理器MCU 3的控制信號(hào)GPIO2，當(dāng)處理器MCU 3的GPIO2置為高電平3.3V，第二開(kāi)關(guān)6閉合，升壓器U1為工作狀態(tài)，對(duì)其輸入電源進(jìn)行升壓，其輸出端Vout連接第二開(kāi)關(guān)6為處理器MCU提供3.3V工作電源，保證處理器工作電源的穩(wěn)定。

本發(fā)明還提供一種基于電源狀態(tài)預(yù)測(cè)防系統(tǒng)參數(shù)丟失的方法，包括如上所述的裝置，該方法包括：

1)車(chē)載電瓶電源狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊與處理器MCU配合實(shí)現(xiàn)車(chē)載電瓶電源的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)車(chē)載電瓶電源低于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，處理器MCU產(chǎn)生快速中斷；

2)處理器MCU運(yùn)行系統(tǒng)實(shí)時(shí)參數(shù)保護(hù)中斷程序；

3)第一開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，第二開(kāi)關(guān)閉合，MCU工作電源升壓模塊對(duì)車(chē)載供電模塊提供的電源進(jìn)行升壓，保證處理器MCU供電電源的穩(wěn)定；

4)當(dāng)車(chē)載電瓶電源滿足預(yù)設(shè)閾值后，處理器MCU退出系統(tǒng)實(shí)時(shí)參數(shù)保護(hù)中斷程序；

5)關(guān)閉MCU工作電源升壓模塊，第二開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，第一開(kāi)關(guān)閉合，車(chē)載供電模塊的電源輸出給處理器MCU供電。

如圖4所示，本實(shí)施例中，所述系統(tǒng)實(shí)時(shí)參數(shù)保護(hù)中斷程序具體步驟包括：

步驟S401：監(jiān)測(cè)車(chē)載電瓶電源；

步驟S402：判斷車(chē)載電瓶電源是否低于預(yù)設(shè)閾值；

具體的，當(dāng)車(chē)載電瓶電源低于預(yù)設(shè)閾值6V時(shí)，進(jìn)入步驟S403，否則進(jìn)入步驟S406；

步驟S403：處理器MCU立即停止對(duì)FLASH進(jìn)行擦寫(xiě)操作；

步驟S404：GPIO1置為低電平，GPIO2置為高電平；

具體的，將MCU工作電源升壓模塊使能信號(hào)和第二開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)GPIO2置為高電平，將第一開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)GPIO1置為低電平。

步驟S405：存儲(chǔ)系統(tǒng)參數(shù)；

具體的，系統(tǒng)實(shí)時(shí)參數(shù)以bin格式文件進(jìn)行保存，存儲(chǔ)位置為處理器MCU內(nèi)部的非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)。該步驟執(zhí)行完成后，返回步驟S401。

步驟S406：判斷GPIO2是否為高電平；

具體的，如果GPIO2為高電平，執(zhí)行步驟S407；如果GPIO2為低電平，返回步驟S401。

步驟S407：GPIO1置為高電平，GPIO2置為低電平；

具體的，處理器MCU將第一開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)置為高電平，將MCU工作電源升壓模塊使能信號(hào)和第二開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)置為低電平。

步驟S408：Flash擦寫(xiě)，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；

具體的，處理器MCU將非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)中的bin格式文件取出，進(jìn)行FLASH擦寫(xiě)操作，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)保護(hù)與存儲(chǔ)。該步驟執(zhí)行完成后，返回步驟S401。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果是：實(shí)現(xiàn)車(chē)載行駛記錄儀等一體機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)在車(chē)載電瓶電源異常的情況下，對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用參數(shù)進(jìn)行保護(hù)，保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與可靠性。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。