[发明专利]基于双MCU脉冲采集的速度计算方法及装置

说明书

本发明提供一种基于双MCU脉冲采集的速度计算方法及装置，该方法包括：通过第一MCU每隔预设时长发送第一脉冲，通过第二MCU和第三MCU采集第一脉冲，并同时采集速度传感器产生的第二脉冲；基于第二MCU统计采集时间在相邻两次采集的第一脉冲之间的第二脉冲的第一数量，并根据第一数量计算测量对象的第一速度；基于第三MCU统计采集时间在自身相邻两次采集的第一脉冲之间的第二脉冲的第二数量，根据第二数量计算测量对象的第二速度；根据相邻两次采集的第一脉冲对应的第一速度和第二速度，计算相邻两次采集的第一脉冲对应的速度传感器测量的最终速度。本发明对双MCU的脉冲统计周期进行同步，提高了速度计算的准确性。

技术领域

本发明涉及速度传感器技术领域，尤其涉及一种基于双MCU脉冲采集的速度计算方法及装置。

背景技术

安全系统实现其所需安全功能的能力即为安全完整性。安全完整性越高，无法执行所需安全功能的可能性就越低。安全完整性包括系统故障完整性和随机故障完整性两部分。其中，随机故障完整性的量化评估是通过概率计算进行的。尽管进行了概率计算和假设，但仍然存在危险故障的残余风险。

在安全系统中为了能够正确、安全地计算列车的当前运行速度，使用两个MCU(Micro Controller Unit，微控制单元)分别采集速度传感器产生的PWM(Pulse WidthModulation，脉冲宽度调制)波，用于速度计算，并对计算的速度值进行2取2。计算列车行驶速度的算法采用的原始数据是每隔10ms内从速度传感器采集到的脉冲数。因双MCU时钟频率存在微小的差异，而且由于系统调度原因，两个MCU采集脉冲时，开始时间和结束时间不可能完全相同。这就导致了双MCU在某个10ms之内采集的脉冲数可能不同。

为了保证系统的安全，双MCU分别根据采集的脉冲数进行相同的运算，然后进行运算结果的比较。当双MCU计算的速度值的差值小于一定值时，采用较大的速度值作为有效值；当双MCU计算的速度值的差值较大时，则系统故障。由于随机故障发生的概率极低，所以双MCU同时发生随机故障，且发生随机故障的位置相同的概率小到可以忽略不计。所以2取2技术能有效防止随机故障导致的风险。

如图1所示，假设MCU1的时钟比MCU2快1ms。速度传感器在第11ms产生一个脉冲，在第23ms产生一个脉冲，如斜线填充部分。MCU1在第一个10ms，即从第1ms到第10ms内没有采集到脉冲，MCU2在第一个10ms，即从第2ms到第11ms内采集到一个脉冲，这种情况下，系统最终采用了MCU2计算的速度值。

MCU1在第二个10ms，即从第11ms到第20ms内采集到了一个脉冲，MCU2在第二个10ms，即从第12ms到第21ms内没有采集到脉冲，这种情况下，系统最终采用了MCU1计算的速度值。

MCU1和MCU2在第三个10ms内都采集到了一个脉冲，并用于计算速度值，系统最终采用了MCU1和MCU2计算的速度值中的较大值。

显然，速度传感器在30ms内只产生了2个脉冲，而在计算速度时却认为有三个脉冲，从而使得基于采集的脉冲计算的速度出现偏差。

发明内容

本发明提供一种基于双MCU脉冲采集的速度计算方法及装置，用以解决现有技术中基于双MCU脉冲采集的脉冲计算的速度不准确的缺陷，实现双MCU。

本发明提供一种基于双MCU脉冲采集的速度计算方法，包括：

通过第一MCU每隔预设时长发送第一脉冲，通过第二MCU和第三MCU采集所述第一脉冲，并同时采集速度传感器产生的第二脉冲；

基于所述第二MCU统计自身采集第二脉冲的采集时间在自身相邻两次采集的第一脉冲之间的第二脉冲的第一数量，并根据所述第一数量计算所述速度传感器的测量对象的第一速度；