[实用新型]一种光缆在线监测系统主控单元的多重保护模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及光缆监测和嵌入式系统领域，尤其涉及提高光缆在线监测系统中主控单元可靠性的一种多重保护模块。

背景技术

光缆在线监测系统作为针对光缆网络维护的智慧型系统，集光缆在线监测、告警、故障分析、定位于一体，为光缆网络的安全高效运行提供保障，从而实现光纤物理网络资源实时智能监控和维护管理。光缆在线监测系统需要长时间、无故障地工作在无人值守的通信机房，其可靠性是系统重要的技术指标。光缆在线监测系统在硬件组成上由若干块嵌入式板卡通过通信背板组合而成，其中主控单元是系统的核心部件，主控单元的可靠性是光缆在线监测系统可靠性的关键。主控单元采用嵌入式件技术，通过多线程并发执行方式实现对其他板卡的控制。为提高主控单元的可靠性，在传统系统设计的基础上增加一个专门的线程负责配置和启动嵌入式微处理器内部的看门狗寄存器，该寄存器一旦配被启动，就需要嵌入式微处理器定时访问看门狗寄存器(俗称“喂狗”)，如果微处理器超过时间门限没有执行喂狗操作，该微处理器就会自动软复位重启，从而提高系统的可靠性。

但该方法在实际工作中并仍有不能确保系统的可靠运行，原因有三：

(1)主控单元的保护机制完全依靠与微处理器内部的看门狗寄存器，一旦该微处理器在启动时出现异常没有成功初始化看门狗寄存器，就无法实现对主控单元的可靠保护；

(2)主控单元内部有若干应用线程同时运行，若其中某个线程出现异常而微处理器控制看门狗寄存器的线程还在正常工作，就不能及时修复该故障；

(3)光缆在线监测系统通常工作在电磁环境较为复杂的通信机房，系统一旦受到较强电磁干扰仅仅依靠主控单元微处理器内部软复位功能，不能确保系统有效恢复工作。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型的目的是为光缆监测系统主控单元提供一种多重保护单元，通过该多重保护单元的介入确保一旦出现主控单元死机情况，能够立即复位重启，使光缆在线监测系统在复杂电磁环境下长时间可靠稳定运行。

本实用新型采取的技术方案是：一种光缆在线监测系统主控单元的多重保护模块，该多重保护模块包括工业级单片机、看门狗电路、UART串行接口和复位控制接口，所述工业级单片机通过所述UART串行接口和复位控制接口与主控单元的嵌入式微处理器连接，工业级单片机与主控单元的嵌入式微处理器独立工作，构成双CPU复合系统，所述看门狗电路包括看门狗芯片，所述看门狗芯片的信号输入端连接所述工业级单片机的信号输入输出端，看门狗芯片的复位信号输出端连接工业级单片机的异步复位端，看门狗芯片的手动复位输入端分别连接复位按钮和上拉电阻。

进一步的，所述工业级单片机采用STM32F103CRT6单片机，所述看门狗芯片采用 TPS3823-33芯片。

进一步的，所述单片机STM32F103CRT6的I/O口PC0引脚连接看门狗芯片TPS3823-33 的WDI引脚，单片机STM32F103CRT6的NRST引脚连接看门狗芯片TPS3823-33的/RST引脚，看门狗芯片TPS3823-33的/MR引脚连接复位按钮S1和10K的上拉电阻R94。

进一步的，所述嵌入式微处理器的UART2引脚与单片机STM32F103CRT6的串口交叉连接。

进一步的，单片机STM32F103CRT6的复位控制引脚PA4连接嵌入式微处理器的POR引脚，复位控制引脚PA4向嵌入式微处理器的POR引脚发送脉冲宽度为200毫秒低脉冲。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型通过增加的多重保护模块，当光缆在线监测系统的主控单元由于受到外界干扰或自身程序异常出现死机现象时，能够通过外部复位信号重新启动主控单元运行，确保光缆在线监测系统在无人值守的通信机房长时间可靠运行，大大提高了系统的可靠性和稳定性。

本实用新型采用模块化设计，接口简单、设计规范，便于移植到光缆在线监测系统的其它嵌入式单元中。

附图说明

图1是本实用新型的硬件结构组成示意图。

图2是看门狗芯片和工业级单片机的电路连接图。

图3是主控单元的嵌入式微处理器与工业级单片机接口电路图。

图4是主控单元的嵌入式微处理器与工业级单片机逻辑控制示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。