一种监控android设备运行状态和异常恢复的装置及方法

专利名称：一种监控android设备运行状态和异常恢复的装置及方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202111364296.1

专利申请（专利权）人：神思电子技术股份有限公司
权利人地址：山东省济南市高新区舜华西路699号

专利发明（设计）人：魏文政,马新,戚同宝,平志远

专利摘要：本发明提供了一种监控android设备运行状态和异常恢复的装置及方法。该装置包括：android设备，用于通过USB通信协议与MCU微控制器建立心跳机制，并开启心跳发送指令；MCU微控制器，用于与android设备通信，根据android设备运行状态做出判断，选择是否发出控制信号给时序控制电路；所述时序控制电路，用于将MCU微控制器发出的控制信号转换为MCU微控制器的复位重启信号，使android设备重启。

主权利要求：
1.一种监控android设备运行状态和异常恢复的装置，其特征在于，包括：
android设备，用于通过USB通信协议与MCU微控制器建立心跳机制，并开启心跳发送指令；
MCU微控制器，用于与android设备通信，根据android设备运行状态做出判断，选择是否发出控制信号给时序控制电路；
所述时序控制电路，用于将MCU微控制器发出的控制信号转换为MCU微控制器的复位重启信号，使android设备重启；
所述根据android设备运行状态做出判断的过程包括：当android设备运行异常后，心跳停止；MCU微控制器控制时序电路让android设备的直流供电电源电压值使能，使android设备重新上电工作运行，触发一次android设备的断电重启操作；
所述android设备内模块标准参考功耗模型监控装置工作原理，具体为：每隔n分钟，功能采集电路会对模块进行1次功耗采集状态监测，每次状态检测，持续采集数据m秒钟；
采集过程中瞬时功率的计算公式：
采集过程中模块功率的计算公式为：
Pn为采集的总模块功率，u(t)为瞬时电压值，R(t)为实时采样电阻值，α是1次项系数代
2
表基准温度系数，单位ppm/C，β就是二次项系数，单位是ppm/C，t为当前电路环境温度；
将采集到的功率Pm进行整体监测数据偏离度计算分析：
P1···Pm为采集模块功率，P为额定功率，S为标准差；
根据求出的各功能模块的功耗标准差S，S值越大，波动越不稳定；若存在功能模块的标准差S超过阈值参数， 时，即表示功耗超过或低于 则说明采集参数与标准参考功耗模型不匹配，判定该功能模块及android设备工作异常；并上传异常状态信息，并根据配置进行重启设备；则通过MCU微控制器控制时序电路让android终端的直流供电电源电压值使能，使android终端重新上电工作运行，触发一次android终端的断电重启操作；
同时，若各功能模块多次测得的模块功率Pn为相同值，且2次监测状态时均无变化，则判定android设备出现卡死现象；也会触发一次android终端的断电重启操作。
2.根据权利要求1所述的监控android设备运行状态和异常恢复的装置，其特征在于，所述android设备的系统内置HID驱动程序，HID设备插入android终端系统时，不需要额外安装驱动。
3.一种监控android设备运行状态和异常恢复的方法，其特征在于，采用权利要求1‑2任一项所述的监控android设备运行状态和异常恢复的装置，包括：采集android设备的额定功耗电流，基于所述额定功耗电流得到android设备的标准参考值；
分析当前android设备实时功耗电流值与android设备的标准参考值的区别，若存在差异，则重启android设备。
4.根据权利要求3所述的监控android设备运行状态和异常恢复的方法，其特征在于，若当前android设备的实时功耗电流值异常，则重启android设备。
5.根据权利要求3所述的监控android设备运行状态和异常恢复的方法，其特征在于，所述android设备的实时功耗电流的获取包括：根据实时电路环境温度，按照温度特性曲线以及正温度系数，计算采样电阻在当前温度的实际测量阻值，根据采样电阻在当前温度的实际测量阻值得到当前状态电流值。
6.根据权利要求3所述的监控android设备运行状态和异常恢复的方法，其特征在于，所述存在差异判断的过程包括：将当前android设备实时功耗电流值与android设备的标准参考值进行对比，判断android设备的实时功耗电流值与所述标准参考值是否匹配；若不匹配，则通过MCU微控制器控制时序电路让android设备的直流供电电源电压值使能，使android设备重新上电工作运行，触发一次android设备的断电重启操作。
7.根据权利要求3所述的监控android设备运行状态和异常恢复的方法，其特征在于，所述监控android设备运行状态和异常恢复的设备包括功能采集电路，采用所述功能采集电路，基于设定时间间隔，对android设备的状态监测；基于设定时间内的电压值和设定时间内的电流值，得到设定时间内的android设备各个功能模块的实时功耗电流值；
基于所述实时功耗电流值进行整体监测数据偏离度分析，若存在功能模块的标准差超过阈值参数，则当前android设备的实时功耗电流值与当前android设备标准参考值不匹配，判定该功能模块及android设备工作异常；并上传异常状态信息，根据配置进行重启设备。
8.根据权利要求7所述的监控android设备运行状态和异常恢复的方法，其特征在于，若android设备的各功能模块多次测得的实时功耗电流值为相同值，且两次监测状态时均无变化，则判定android设备出现卡死现象；触发一次android设备的断电重启操作。
9.根据权利要求3所述的监控android设备运行状态和异常恢复的方法，其特征在于，所述采集android设备的实时功耗电流，基于所述实时功耗电流得到android设备的实时功耗电流值；分析当前android设备实时功耗电流值与android设备的标准参考值的区别，若存在差异，则重启android设备的过程替换为：MCU微控制器控制时序电路控制触发android设备的直流供电电源电压值使能后，MCU微控制器控制时序电路开始启动android设备心跳监控程序，android设备心跳监控程序开始向MCU微控制器控制时序电路持续发送心跳监控程序命令，MCU微控制器控制时序电路超过设定时间没有收到来自android设备心跳监控程序发送的心跳监控程序命令，MCU微控制器控制时序电路重新让android设备的直流供电电源电压值使能，使android设备重新上电工作运行，触发一次android设备的断电重启操作。 说明书 : 一种监控android设备运行状态和异常恢复的装置及方法技术领域[0001] 本发明属于信息技术领域，具体涉及一种监控android设备运行状态和异常恢复的装置及方法。背景技术[0002] 本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。[0003] 近年来，为了适应越来越复杂的工作形势要求，很多工作场所无法进行长期的人工监守，一些远台的监控维护成了一大问题，尤其是无人职守的台站。因为运维人员的数量往往无法匹配台站运维体系，因为台站基本都是分散式，这就需要现场往返，运维难度高。[0004] 根据电力、电信、海关、银行、水利等各大行业具有大量无人值守的远程综合监控需求，通过加强计算机技术、图像数字化技术和信息技术的应用，实现用户对前端无人或少人值守系统的综合监控、集中管理，利用现有的网络对前端的图像、环境、设备运行状态、门禁、周界防范等进行有效的监控和管理，大幅度提高了对前端监控的实时性、有效性，降低了人员及管理成本。[0005] 同时各类型系统工作中会经常出现周期性的任务，对于周期性任务的可靠性需要进行有效的监控，即监控任务是否正常运行和任务的运行时间是否符合要求。当设备系统出现无硬件损坏的故障时，故障单元不具有硬件复位功能，传统故障恢复电路就无法通过复位解决问题；如果故障单元具有硬件复位功能，在设备带电的状态下，进行硬件复位后故障依然存在，但是该故障可以通过断电重启的方式解决，传统故障恢复电路也无法解决此类问题。此为，现有技术的不足之处。发明内容[0006] 本发明提出了一种监控android设备运行状态和异常恢复的装置及方法，来解决android设备在出现死机或异常故障状态时自动重启恢复正常工作，无需人工干预，自动恢复正常工作，极大提高android设备的可靠性，避免由于死机导致工作停止，造成重大损失。[0007] 根据一些实施例，本发明采用如下技术方案：[0008] 第一个方面，本发明提供了一种监控android设备运行状态和异常恢复的装置。[0009] 一种监控android设备运行状态和异常恢复的装置，包括：[0010] android设备，用于通过USB通信协议与MCU微控制器建立心跳机制，并开启心跳发送指令；[0011] MCU微控制器，用于与android设备通信，根据android设备运行状态做出判断，选择是否发出控制信号给时序控制电路；[0012] 所述时序控制电路，用于将MCU微控制器发出的控制信号转换为MCU微控制器的复位重启信号，使android设备重启。[0013] 进一步地，所述根据android设备运行状态做出判断的过程包括：当android设备运行异常后，心跳停止；MCU微控制器控制时序电路让android设备的直流供电电源电压值使能，使android设备重新上电工作运行，触发一次android设备的断电重启操作。[0014] 进一步地，所述android设备的系统内置HID驱动程序，HID设备插入android终端系统时，不需要额外安装驱动。[0015] 第二个方面，本发明提供了一种监控android设备运行状态和异常恢复的方法。[0016] 一种监控android设备运行状态和异常恢复的方法，采用第一个方面所述的监控android设备运行状态和异常恢复的装置，包括：[0017] 采集android设备的额定功耗电流，基于所述额定功耗电流得到android设备的标准参考值；[0018] 分析当前android设备实时功耗电流值与android设备的标准参考值的区别，若存在差异，则重启android设备。[0019] 进一步地，若当前android设备的实时功耗电流异常，则重启android设备。[0020] 进一步地，所述当前android设备的实时功耗电流值的获取包括：根据实时电路环境温度，按照温度特性曲线以及正温度系数，计算采样电阻在当前温度的实际测量阻值，根据采样电阻在当前温度的实际测量阻值得到当前状态电流值。[0021] 进一步地，所述存在差异判断的过程包括：将当前android设备实时功耗电流值与android设备的标准参考值进行对比，判断当前android设备实时功耗电流值与所述标准参考值是否匹配；若不匹配，则通过MCU微控制器控制时序电路让android设备的直流供电电源电压值使能，使android设备重新上电工作运行，触发一次android设备的断电重启操作。[0022] 进一步地，所述监控android设备运行状态和异常恢复的设备包括功能采集电路，采用所述功能采集电路，基于设定时间间隔，对android设备的状态监测；基于设定时间内的电压值和设定时间内的电流值，得到设定时间内的android设备各个功能模块的实时功耗值；[0023] 基于所述实时功耗值进行整体监测数据偏离度分析，若存在功能模块的标准差超过阈值参数，则当前android设备实时功耗电流值与android设备的标准参考值不匹配，判定该功能模块及android设备工作异常；并上传异常状态信息，根据配置进行重启设备。[0024] 进一步地，若当前android设备的各功能模块多次测得的典型功耗值为相同值，且两次监测状态时均无变化，则判定当前android设备出现卡死现象；触发一次android设备的断电重启操作。[0025] 进一步地，所述采集当前android设备的实时功耗电流，基于所述实时功耗电流得到android设备的实时功耗电流值；分析当前android设备实时功耗电流值与android设备标准参考值的区别，若存在差异，则重启android设备的过程替换为：[0026] MCU微控制器控制时序电路控制触发android设备的直流供电电源电压值使能后，MCU微控制器控制时序电路开始启动android设备心跳监控程序，android设备心跳监控程序开始向MCU微控制器控制时序电路持续发送心跳监控程序命令，MCU微控制器控制时序电路超过设定时间没有收到来自android设备心跳监控程序发送的心跳监控程序命令，MCU微控制器控制时序电路重新让android设备的直流供电电源电压值使能，使android设备重新上电工作运行，触发一次android设备的断电重启操作。[0027] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：[0028] 本发明实现了android设备在无人值守下的情况下自动恢复的机制，无需人工干预，自动恢复正常工作，极大提高android设备的可靠性，避免由于死机导致工作停止，造成重大损失。[0029] 本发明解决了android设备出现死机后需要人工重启恢复的问题，应用方便、成本较低、具有极大的推广应用价值。附图说明[0030] 构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。[0031] 图1是本发明实施例一示出的监控android设备运行状态和异常恢复的装置工作运行示意图；[0032] 图2是本发明实施例二示出的android设备模块组成示意图；[0033] 图3是本发明实施例二示出的android设备的显示模块标准参考功耗模型电流曲线图；[0034] 图4是本发明实施例二示出的android设备的通信模块标准参考功耗模型电流曲线图；[0035] 图5是本发明实施例二示出的android设备的外围接口模块标准参考功耗模型电流曲线图；[0036] 图6是本发明实施例二示出的android设备的主控模块、供电模块标准参考功耗模型电流曲线图。具体实施方式[0037] 下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。[0038] 应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。[0039] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。[0040] 本发明中，术语如“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。[0041] 实施例一[0042] 本实施例提供了一种监控android设备运行状态和异常恢复的装置。[0043] 一种监控android设备运行状态和异常恢复的装置，包括：[0044] android设备，用于通过USB通信协议与MCU微控制器建立心跳机制，并开启心跳发送指令；[0045] MCU微控制器，用于与android设备通信，根据android设备运行状态做出判断，选择是否发出控制信号给时序控制电路；[0046] 所述时序控制电路，用于将MCU微控制器发出的控制信号转换为MCU微控制器的复位重启信号，使android设备重启。[0047] 下面对本实施例的具体方案进行详细描述，如图1所示：[0048] 该装置包括：[0049] android系统主控通过USB通信与监控装置MCU微控制器建立心跳机制，并开启心跳发送指令；[0050] 监控装置MCU微控制器用于和android系统主控通信，对android系统主控运行状态做出判断，选择是否发出控制信号给时序控制电路；[0051] 监控装置用于android系统主控电源供电的控制；[0052] 当android运行异常后，心跳停止。时序控制电路，用于将监控装置MCU微控制器发出的控制信号转换为监控装置的复位重启信号，从而使android系统主控重启。[0053] 实施例二[0054] 本实施例提供了一种监控android设备运行状态和异常恢复的方法。[0055] 一种监控android设备运行状态和异常恢复的方法，采用实施例一所述的监控android设备运行状态和异常恢复的装置，包括：[0056] 采集android设备的额定功耗电流，基于所述额定功耗电流得到android设备的标准参考值；[0057] 分析当前android设备实时功耗电流值与android设备的标准参考值的区别，若存在差异，则重启android设备。[0058] 下面对本实施例的具体方案进行详细描述：[0059] 该方法使用高精度AD采样，实时采集android设备功耗，多次采样进行分析和计算，与android设备的标准参考值进行比较，当出现差异后，重启android设备。[0060] 步骤(1)：采用精密电阻进行I/V转换，将电流信号转换为电压信号，并进行单线干扰的双线平衡，在双线上通过电容进行一阶滤波之后通过精密增益差分放大器将差分信号转化为单端信号，平衡电阻保护采用差分放大器内部的精密电阻。为提高转换分辨率接入运算放大器，将电压值量化到设计范围之内，同时进行有源二阶低通滤波去除干扰,保证测量精度提离信噪比。[0061] 具体的，为保证采集电流精度和准确性，需要根据环境温度对测量电阻值进行校准修订计算。采样电阻为金属膜精密电阻，温度发生变化，阻值就会发生变动。通过电路中温度传感器，根据实时电路环境温度，按照温度特性曲线以及正温度系数，可将采样电阻在不同环境温度下对应的实际阻值计算出来。修订计算公式为：[0062] R(t)＝R(1+α(t‑20)+β(t‑20)2)(1)[0063] R(t)为当前温度的实际测量阻值，R为标准温度下的电阻值，20为基准温度，α是12次项系数代表基准温度系数，单位ppm/C，β就是二次项系数，单位是ppm/C，t为当前电路环境温度。[0064] 根据欧姆定律：[0065][0066] u(t)为瞬时电压值，i(t)为瞬时电流值。[0067] 得出当前状态电流值。[0068] 步骤(2)：与android设备的标准参考值进行对比，若当前android设备实时采集的功耗电流值与标准参考值不匹配，则通过MCU微控制器控制时序电路让android终端的直流供电电源电压值使能，使android终端重新上电工作运行，触发一次android终端的断电重启操作。[0069] android设备包括：显示模块、通信模块、外围接口模块、主控模块和供电模块，如图2所示。图3‑图6为各功能模块标准参考功耗模型电流曲线图，以主控模块标准参考功耗模型为例说明本监控装置工作原理。[0070] 具体的：每隔60分钟(时间可设)，功能采集电路会对主控模块进行1次功耗采集状态监测，每次状态检测，持续采集数据30秒钟(时间可设)。[0071] 采集过程中瞬时功率的计算公式：[0072][0073] 并计算出每秒钟的模块功率，采集过程中模块功率的计算公式为：[0074][0075] Pn为采集的总模块功率，u(t)为瞬时电压值，R(t)为实时采样电阻值。[0076] 将采集到的功率Pn进行整体监测数据偏离度计算分析：[0077][0078] P1···Pn为采集模块功率，P为额定功率，S为标准差。[0079] 根据求出的各功能模块的功耗标准差S，S值越大，波动越不稳定，即产品功耗存在异常的可能性较大。若存在功能模块的标准差S超过阈值参数， 时，即表示功耗超过或低于 (可设定其他超限阈值)，则说明采集参数与标准参考功耗模型不匹配，判定该功能模块及android设备工作异常。并上传异常状态信息，并根据配置进行重启设备。则通过MCU微控制器控制时序电路让android终端的直流供电电源电压值使能，使android终端重新上电工作运行，触发一次android终端的断电重启操作。[0080] 同时，若各功能模块多次测得的模块功率Pn为相同值，且2次监测状态时均无变化，则判定android设备出现卡死现象。也会触发一次android终端的断电重启操作。[0081] 作为一种或多种实施方式，上述方法还可以替换为：MCU微控制器控制时序电路控制触发android终端的直流供电电源电压值使能后，MCU微控制器控制时序电路开始启动android终端心跳监控程序，android终端心跳监控程序开始向MCU微控制器控制时序电路持续发送心跳监控程序命令，MCU微控制器控制时序电路超过3分钟时间没有收到来自android终端心跳监控程序发送的心跳监控程序命令，MCU微控制器控制时序电路就会重新让android终端的直流供电电源电压值使能，使android终端重新上电工作运行，触发一次android终端的断电重启操作。[0082] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

专利地区：山东

专利申请日期：2021-11-17

专利公开日期：2024-07-26

专利公告号：CN114077216B