一种上电复位线路异常检测分析方法及系统

技术领域

本发明涉及电路及上电复位电路技术领域，尤其涉及一种上电复位线路异常检测分析方法及系统。

背景技术

随着科技的进步和时代的发展，随着电子技术的不断进步，上电复位电路在国内得到了较大的发展。各种新型的上电复位电路设计方案不断涌现，提高了产品的性能和可靠性，上电复位电路广泛应用于各个领域，包括通讯、计算机、汽车、航空航天等行业。特别是随着物联网技术的快速发展，对上电复位电路的需求逐渐增加，为了确保产品的质量和可靠性，国内对上电复位电路的设计规范化程度逐渐提高。相关的标准和规范也在不断完善，这有助于促进整个行业的健康发展，国内上电复位电路领域出现了一些具有创新性的技术。例如，采用了更加精确的电源监测和控制技术，提高了复位过程的准确性和稳定性，上电复位电路的主要功能是在微控制器或数字电路上电时提供一个稳定的参考电压，以实现电路的复位。目前，市场上有很多上电复位电路产品，例如：AD8232、AD8236、TPS7335D、TPS7335D3、MAX9042和MAX9045等。这些产品都具有性能稳定、体积小、功耗低等特点，适合用于各种电子产品中，上电复位电路的优点在于其可以在电源电压尚未稳定之前完成复位操作，避免了因电源电压波动而引起的复位问题。此外，上电复位电路还可以实现低功耗模式，即在系统关闭时自动进入低功耗模式，从而延长了系统的电池寿命，上电复位电路的应用范围非常广泛，可以用于各种电子产品中，例如：智能家居、智能穿戴设备、智能车载系统、智能安防系统、智能医疗设备等。随着电子产品的发展，上电复位电路的应用场景将会越来越广泛。

例如在申请公开号为CN116436451A的中国专利中公开了一种上电复位电路，包括：第一PMOS管、第二PMOS管、第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管和电容；第一PMOS管的源极和栅极均连接电源，漏极连接第二PMOS管的栅极、第二NMOS管的漏极以及第一NMOS管的漏极和栅极；第二PMOS管的源极连接电源，漏极连接第二NMOS管的栅极和第三NMOS管的漏极，并且输出复位信号；第一NMOS管的源极接地、第二NMOS管的源极接地以及第三NMOS管的栅极和漏极均接地；电容的第一端连接所述第三NMOS管的漏极，第二端接地。该发明实现了静态功耗为零的上电复位电路。并且采用的PMOS管和NMOS管实现上电复位，还减少了电路的面积。

上述专利中存在：对上电复位线路中的电位值处理精度不够，无法准确把握流经漏电开关的电流，并通过设置阈值来对电流大小进行精准控制与检测，对于上电复位信号异常没有进行精确分类，无法实现自动化或半自动化进行异常处理，增加了在上电复位信号异常情况下无法及时反馈整体应用系统而造成的损失。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

为解决上述技术问题，本发明的主要目的在于提供一种上电复位线路异常检测分析系统。

能够有效解决背景技术中的问题：对上电复位线路中的电位值处理精度不够，无法准确把握流经漏电开关的电流，通过设置阈值来对电流大小进行精准控制与检测，对于上电复位信号异常没有进行精确分类，无法实现自动化或半自动化进行异常处理，增加了在上电复位信号异常情况下无法及时反馈整体应用系统而造成损失。

为实现上述目的，发明了一种上电复位线路异常检测分析系统：

作为本发明所述一种上电复位线路异常检测分析系统的一种优选方案，其中：

所述电源监测单元包括电压监测、电流监测和故障报警；

所述电压监测通过运算放大器来比较输入电压与参考电压，若输入电压超出参考电压范围，接通故障报警进行报警；

所述电流监测通过霍尔效应传感器测量电流并设定阈值进行比较，若电流异常，接通故障报警进行报警；

所述故障报警接通电压监测和电流监测，当供电电源上电位，电流或者电压大小出现异常时，故障报警发出警报。

作为本发明所述一种上电复位线路异常检测分析系统的一种优选方案，其中：所述上电异常分类电路单元根据异常检测的结果，将异常情况进行分类；

所述异常情况进行分类，分类包括上电复位信号异常检测，脉冲宽度异常检测；

所述上电复位信号异常检测通过设置MOS管PM1，MOS管PM2,MOS管PM3,漏电开关NM1,漏电开关NM2，漏电开关NM3和第二电阻组成上电复位信号异常检测对上电电压进行检测，设置自启动第一电阻，防止上电复位模块进入死锁；

流经漏电开关NM2，漏电开关NM3的电流表达式如下所示：

其中，

流经MOS管PM1，MOS管PM2的电流表达式如下所示：

其中，

作为本发明所述一种上电复位线路异常检测分析系统的一种优选方案，其中：

所述上电复位信号产生通过上电复位自关断电路实现，若上电电位电压大于流经MOS管PM1，MOS管PM2的电流，则流经施密特反相器得到一个高电平，此时上电电位电压定义为上电复位电压的峰值，由于漏电开关NM2只工作在饱和区，故上电复位信号经过施密特反相器反向整形，输出的上升沿阶跃信号作为触发器的复位信号，触发器脱离复位状态后，重置信号和Q信号经过与非门输出一个低电平将漏电开关NM4断路，则电容C1开始充电，触发器的时钟信号变为高电平，Q信号输出上升沿高电平，同时锁存，产生最终的上电复位信号。

作为本发明所述一种上电复位线路异常检测分析系统的一种优选方案，其中：

所述脉冲宽度异常检测通过脉冲信号输出分析单元进行检测，脉冲信号输出分析单元包括时钟Clock输入方波信号，S/R为置复位脉冲输出，C1,C2，C3，C4均为定值电容，R1,R2,R3为定值电阻，Q1为PNP型的三极管，Q3为NPN型三极管；

通过预设最终的上电复位信号脉冲宽度范围，来检测实时上电复位信号的脉冲宽度。

作为本发明所述一种上电复位线路异常检测分析系统的一种优选方案，其中：

所述异常数据统计单元，即对上电复位信号异常检测，脉冲宽度异常检测进行统计，并输入存储结构，预设阈值和触发条件，进而反应异常情况；

所述存储结构包括数据存储单元、比较器、计时器和状态机；

所述优化处理单元包括对数据采样模块的采样率和精度进行优化，对异常情况的统计和分析进行优化，对存储结构进行优化。

作为本发明所述一种上电复位线路异常检测分析系统的一种优选方案，其中：所述上电异常处理模块，包括电平异常处理单元和脉冲异常处理单元；

所述电平异常处理单元接收上电复位信号异常检测发出异常信号，则对上电复位信号异常进行处理，并重新发送上电复位信号，若上电复位信号重新发送三次后，异常情况依旧存在，则发出警报；

所述脉冲异常处理单元接收脉冲宽度异常检测发送的脉冲宽度异常信号，若脉冲宽度异常，则重新发送上电复位信号。

作为本发明所述一种上电复位线路异常检测分析系统的一种优选方案，其中：

所述备用电路包括，电源备用电路，上电复位信号发送备用电路，上电异常处理备用电路；

若上电复位电路系统运行中，上电复位输入模块、上电复位异常检测模块和上电异常处理电路中任一模块出现故障则通过复位触发器，自动切换备用电路。

作为本发明所述一种上电复位线路异常检测分析方法的一种优选方案，其中本发明采取的技术方法为：

S1、供电电源上电，给上电复位线路系统中各模块供电；

S2、上电复位线路系统正常工作并正常接收复位指令和发出复位指令；

S3、对复位指令进行检测，若复位信号的电平发生错误，则上电复位线路系统发出重置并重新发出复位信号指令，若上电复位线路系统发生故障，则通过触发器切换备用电路；

S4、通过上电复位线路系统对复位指令脉冲宽度进行检测，若脉冲宽度发生错误，则发出重置并重新发出复位信号指令，若上电复位线路系统发生故障，则通过触发器切换备用电路；

S5、发出正常复位信号。

一种电子设备，包括，存储器，用于存储指令；处理器，用于执行所述指令，使得所述设备执行实现一种上电复位线路异常检测分析方法的操作。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被执行时，实现一种上电复位线路异常检测分析方法的操作。

本发明的有益效果：

本发明对流经漏电开关电流进行计算和检测，并通过上电复位信号异常进行精准控制，对复位信号的脉冲宽度进行精准检测，并通过脉冲异常处理模块对脉冲异常情况进行及时处理。

本发明采用冗余模块，对系统中重要模块设计备用模块，当有紧急情况发生时可以自动跳转备用电路，减少损失。

解决了对上电复位线路中的电位值处理精度不够，无法准确把握流经漏电开关的电流，通过设置阈值来对电流大小进行精准控制与检测，对于上电复位信号异常没有进行精确分类，无法实现自动化或半自动化进行异常处理，增加了在上电复位信号异常情况下无法及时反馈整体应用系统而造成损失。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明一种上电复位线路异常检测分析系统模块组成图；

图2为本发明一种上电复位线路异常检测分析方法实现流程图；

图3为本发明一种上电复位线路异常检测分析系统上电复位异常检测模块原理图；

图4为本发明一种上电复位线路异常检测分析系统脉冲宽度异常检测电路原理图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

实施例一

参照图1，一种上电复位线路异常检测分析系统，包括：

上电复位输入模块、上电复位异常检测模块、数据分系统优化模块、上电异常异常处理模块、冗余模块；

其中，电源监测单元包括电压监测、电流监测和故障报警；

进一步的，电压监测通过运算放大器来比较输入电压与参考电压，若输入电压超出参考电压范围，接通故障报警进行报警；

电流监测通过霍尔效应传感器测量电流并设定阈值进行比较，若电流异常，接通故障报警进行报警；

其中电流监测通过霍尔效应传感器来完成，通过传感器输出的微弱电信号放大到适合测量和处理的范围。可以使用运算放大器或差分放大器来实现，对放大后的信号进行滤波处理，以去除噪声和干扰。使用低通滤波器来实现添加滞后电路以提高稳定性；

故障报警接通电压监测和电流监测，当供电电源上电位，电流或者电压大小出现异常时，故障报警将会及时发出警报；

其中，报警包括过流、过压、短路，一旦发生故障，触发报警处理，通过可视指示灯发送报警信息；

上电异常分类电路单元根据异常检测的结果，将异常情况进行分类；

异常情况进行分类，分类包括上电复位信号异常检测，脉冲宽度异常检测；

上电复位信号异常检测通过设置MOS管PM1，MOS管PM2,MOS管PM3,漏电开关NM1,漏电开关NM2，漏电开关NM3和第二电阻组成上电复位信号异常检测对上电电压进行检测，设置自启动第一电阻，防止上电复位模块进入死锁；

流经漏电开关NM2，漏电开关NM3的电流表达式如下所示：

其中，

流经MOS管PM1，MOS管PM2的电流表达式如下所示：

其中，

参考图3，复位信号产生通过上电复位自关断电路实现，若上电电位电压大于流经MOS管PM1，MOS管PM2的电流，则流经施密特反相器得到一个高电平，此时上电电位电压定义为上电复位电压的峰值，由于漏电开关NM2只工作在饱和区，故上电复位信号经过施密特反相器反向整形，输出的上升沿阶跃信号作为触发器的复位信号，触发器脱离复位状态后，重置信号和Q信号经过与非门输出一个低电平将漏电开关NM4断路，则电容C1开始充电，触发器的时钟信号变为高电平，Q输出上升沿高电平，同时锁存，产生最终的上电复位信号。

参考图4，脉冲宽度异常检测通过脉冲信号输出分析单元进行检测，脉冲信号输出分析单元包括时钟Clock输入方波信号，S/R为置复位脉冲输出，C1,C2，C3，C4均为定值电容，R1,R2,R3为定值电阻，Q1为PNP型的三极管，Q3为NPN型三极管；

其中，Clock信号频率在1kHz，幅值为3.3V，C1大小为100nF，C2大小为100nF，C3大小为1μF，C4为2.2μF，R1为10kΩ，R2为10kΩ，R3为200Ω；

通过预设最终的上电复位信号脉冲宽度范围，来检测实时上电复位复位信号的脉冲宽度。

异常数据统计单元，即对上电复位信号异常检测，脉冲宽度异常检测进行统计，并输入存储结构，预设阈值和触发条件，进而快速反应异常情况；

存储结构包括数据存储单元、比较器、计时器和状态机；

优化处理单元包括对数据采样模块的采样率和精度进行优化，对异常情况的统计和分析进行优化，对存储结构进行优化。

其中优化处理电路包括波电路、降噪电路、延时电路等，以确保复位信号的稳定性和可靠性；

进一步的，设备复位后进行初始化操作，包括清零寄存器、初始化状态机等，需要在设计中考虑如何触发和实现这些初始化操作。

上电异常异常处理模块，包括电平异常处理单元和脉冲异常处理单元；

电平异常处理接收上电复位信号异常检测发出异常信号，则对上电复位信号异常进行处理，并重新发送上电复位信号，若上电复位信号重新发送三次，异常情况依旧存在，则发出警报；

脉冲异常处理单元接收脉冲宽度异常检测发送的脉冲宽度异常信号，若脉冲宽度异常，则重新发送上电复位信号。

备用电路包括，电源备用电路，上电复位信号发送备用电路，上电异常异常处理备用电路；

上电复位电路系统运行中，电源、上电复位信号发送电路、上电异常异常处理电路任一模块出现故障则通过复位触发器，自动切换备用电路。

实施例二

一种上电复位线路异常检测分析方法，包括以下步骤：

S1、供电电源上电，给上电复位线路系统中各模块供电；

其中，通过供电电源上电给上电复位输入模块、上电复位异常检测模块、数据分系统优化模块、上电异常异常处理模块、冗余模块，并通过电源监测单元对供电电源上电位进行检测；

S2、上电复位线路系统正常工作并正常接收复位指令和发出复位指令；

其中，触发器脱离复位状态后，重置信号和Q信号经过与非门输出一个低电平将漏电开关NM4断路，则电容C1开始充电，触发器的时钟信号变为高电平，Q输出上升沿高电平，同时锁存，产生最终的上电复位信号；

进一步的，上电复位信号即复位指令；

S3、对复位指令进行检测，若复位信号的电平发生错误，则上电复位线路系统发出重置并重新发出复位信号指令，若上电复位线路系统发生故障，则通过触发器切换备用电路；

其中，上电异常分类电路单元根据异常检测的结果，将异常情况进行分类：上电复位信号异常检测，通过检测漏电开关NM2,NM3电流大小以及流经MOS管PM1,PM2的电流进行电流检测，若正常则正常复位，若异常则通过电平异常处理单元进行重新发送复位信号，若连续超过三次电流无法恢复正常则通过触发器切换冗余模块中的备用电路；

S4、通过上电复位线路系统对复位指令脉冲宽度进行检测，若脉冲宽度发生错误，则发出重置并重新发出复位信号指令，若上电复位线路系统发生故障，则通过触发器切换备用电路；

上电异常分类电路单元根据异常检测的结果，将异常情况进行分类：脉冲宽度异常检测，通过对复位信号的峰峰值进行检测并参照阈值脉冲宽度进行结合检测，若脉冲宽度正常则正常复位，若脉冲宽度异常则通过脉冲宽度异常处理单元进行重新发送复位信号，若连续超过三次脉冲宽度无法恢复正常则通过触发器切换冗余模块中的备用电路；

S5、发出正常复位信号。

实施例三

一种电子设备，包括，存储器，用于存储指令；处理器，用于执行所述指令，使得所述设备执行实现一种上电复位线路异常检测分析方法的操作。

实施例四

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序；

该计算机程序被执行时，实现一种上电复位线路异常检测分析方法的操作。

重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了两个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的（例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值（例如，温度、压力等）、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等）。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。

此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征（即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本发明不相关的那些特征）。

应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。