[发明专利]一种数字农业执行终端的故障防护系统及方法

权利要求书

1.一种数字农业执行终端的故障防护系统，其特征在于，包括输出管理模块、处理器模块和对外通信模块，其中：所述处理器模块设置有预设操作信息；所述输出管理模块配置为自动检查电路的硬件故障，并将故障信息发送给所述处理器模块；所述处理器模块配置为接收故障信息后控制所述输出管理模块停止输出信号从而控制停止操作信息，同时所述输出管理模块同步记录停止输出的时刻以及停止时刻前已执行的输出量信息并将停止输出信号及已执行的输出量信息反馈给处理器模块保存；故障解除后，所述输出管理模块从所述处理器模块中读取预设操作信息及已执行的输出量信息并继续执行未完成操作；所述未完成操作为预设操作信息除去已执行的输出量信息；

所述输出管理模块包括数字输出开关电路、防护电路和输出自检电路，其中：数字输出开关电路、防护电路和输出自检电路均与所述处理器模块连接；所述处理器模块输出方波信号经过防护电路后转化成直流信号为所述数字输出开关电路提供电源；所述数字输出开关电路控制操作信号的输出；所述自检电路检测输出开关电路的开关器件的状态并将结果输入到处理器模块；

所述处理器模块为CPU控制器，所述数字输出开关电路包括两个串联的开关器件及隔离后的数字驱动信号DO和DI，所述CPU控制器输出两路所述数字驱动信号DO隔离后分别控制两个开关器件，所述开关器件的常开触点串联输出控制外部设备；

所述开关器件为继电器；若任意一个电子器件出现开路故障，则所述数字输出开关电路停止输出外部控制信号，同时通过两个继电器的常闭触点的数字驱动信号DI输入可检测到继电器的状态与预期状态不符，此时判定为硬件故障；若任意一个继电器出现触点短路故障，而串联的第二个继电器正常，则数字输出开关电路正常输出外部控制信号，通过两个继电器的常闭触点的数字驱动信号DI输入可检测到继电器的状态与预期状态不符，则判断为继电器故障；

当CPU控制器检测到软件故障，出现软件时序异常时，软件无法将定时中断函数中的计数累加值清零，导致计算累加值超过设定的门限值；定时器中断服务函数检测到计算累加值超过设定的门限值，判定为软件故障，并停止方波信号的输出。

2.如权利要求1所述的一种数字农业执行终端的故障防护系统，其特征在于，所述外部设备为数字农业执行终端。

3.如权利要求2所述的一种数字农业执行终端的故障防护系统，其特征在于，所述防护电路包括两路并行且相同的电路支路一和电路支路二、二极管全波整流单元和谐波滤除单元；所述电路支路一和电路支路二的一端接CPU控制器，另一端均依次与二极管全波整流单元和谐波滤除单元连接。

4.如权利要求3所述的一种数字农业执行终端的故障防护系统，其特征在于，所述电路支路一和电路支路均包括依次连接的光耦隔离单元、门电路整形单元和MOSFET管单元；所述CPU控制器通过定时器中断输出两路频率相同、相位相差180°、占空比为50%的方波一和方波二，所述方波一和方波二分别进入到电路支路一和电路支路二后一起进入到二极管全波整流单元整流再输入到谐波滤除单元滤波后输出直流信号。

5.一种数字农业执行终端的故障防护方法，应用了如权利要求1-4任意一项所述的数字农业执行终端的故障防护系统，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1：CPU控制器输出两路方波信号通过防护电路控制输出管理模块的输出工作；

步骤2：当所述CPU控制器检测到软件故障时，自动停止方波信号的输出，并停止为输出管理模块供电，进而停止外部设备的操作。