端口故障检测电路的制作方法

本发明涉及端口检测领域，具体涉及一种端口故障检测电路。

背景技术：

通用数字控制系统具有全面丰富的端口类型，部分端口还同时集成了输入功能或输出功能，每种功能还具有多种工作模式。

如此众多的端口和模式使测试验证和故障检测变得困难起来，现有技术中的测试方式，如图1所示，不能对通用数字控制系统的端口功能进行快速的检测，其每更换一种模式都需要更换外接负载，大量的端口和模式对负载的数量和规格的要求较高。在保证全面测试的条件下，手动更换负载变得耗时耗力，使故障检测效率低下，特别是在生产检测和售后维护方面，在对模块端口故障的检测和定位时，将大大增加检测成本和时间。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供了一种端口故障检测电路，以解决现有技术中对端口进行检测的成本过高、效率较低的问题。

为此，本发明实施例提供了如下技术方案：

本发明实施例提供了一种端口故障检测电路，所述端口故障检测电路包括：所述端口故障检测电路包括：至少一个转接电路，分别连接待测端口的输出电路与所述待测端口的输入电路和/或另一待测端口的输出电路与所述待测端口的输入电路；处理器，用于将从所述待测端口的输入电路采集到的第一信号与第一阈值进行比较，在所述第一信号与所述第一阈值之间的差值大于第二阈值时，确定所述待测端口有故障，其中所述第一信号是所述转接电路从所述待测端口的输出电路接收并经过所述待测端口的输入电路之后的信号或者是所述转接电路从所述另一待测端口接收并经过所述待测端口的输入电路之后的信号。

可选地，在所述待测端口为多通道端口时，所述处理器还用于在检测所述待测端口的故障时，使能所述待测端口的输入电路，并失能所述待测端口的输出电路，比较从所述待测端口的输入电路采集到的第二信号与第三阈值，在所述第二信号与所述第三阈值之间的差值大于第四阈值时，确定所述待测端口的输入电路有故障，其中所述第二信号是所述转接电路从所述另一待测端口接收并经过所述待测端口的输入电路之后的信号，所述第三阈值是预设值或者是所述另一待测端口的输出信号。

可选地，在所述待测端口为仅包括输入电路的单通道端口时，所述转接电路连接至所述待测端口的输入电路，并连接至指定端口的输出电路，其中，所述指定端口为无故障端口；所述处理器还用于将从所述待测端口的输入电路采集到的第三信号与第五阈值进行比较，在所述第三信号与所述第五阈值之间的差值大于第六阈值时，确定所述待测端口有故障，其中所述第三信号是所述转接电路从所述指定端口接收并经过所述待测端口的输入电路之后的信号。

可选地，在所述待测端口为仅包括输出电路的单通道端口时，所述转接电路连接至所述待测端口的输出电路，并连接至指定端口的输入电路，其中，所述指定端口为无故障端口；所述处理器还用于在检测所述待测端口的故障时，将从所述指定端口的输入电路采集到的第四信号与第七阈值进行比较，在所述第四信号与所述第七阈值之间的差值大于第八阈值时，确定所述待测端口有故障，其中所述第三信号是所述转接电路从所述待测端口接收并经过所述指定端口的输入电路之后的信号。

可选地，所述待测端口为多个，所述转接电路包括分别与多个所述待测端口的输入电路连接的输出线和分别与多个所述待测端口的输出电路连接的输入线。

可选地，所述转接电路包括受控开关，所述受控开关的受控端连接至所述处理器，用于从所述处理器接收控制所述受控开关闭合或者断开的信号。

本发明实施例技术方案，具有如下优点：

本发明实施例提供了一种端口故障检测电路，包括至少一个转接电路，分别连接待测端口的输出电路与该待测端口的输入电路和/或另一待测端口的输出电路与该待测端口的输入电路，从而可以通过转接电路将待测端口或者另一个待测端口的输出信号发送至待测端口的输入电路，得到第一信号。端口故障检测电路还包括处理器，用于将从待测端口的输入电路采集到的第一信号与第一阈值进行比较，在待测端口无故障的情况下，处理器从待测端口的输入电路采集到的第一信号与第一预定阈值是相同的，在第一信号与第一阈值之间的差值大于第二阈值时，说明待测端口或者另一个待测端口的输出信号经过待测端口之后发生了重大变化，可以确定该待测端口出现了故障。现有技术中，在对通用数字控制系统的各个端口进行故障检测时，需要更换外接负载，导致对端口进行检测的成本过高、效率较低。本发明实施例通过上述转接电路，便可对系统所有端口进行快速全面的故障检测，无需外接额外负载，缩短了故障检测时间，减少了成本和人力开支。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中端口故障检测的电路示意图；

图2是根据本发明实施例的端口故障检测的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的多个端口故障检测的一个电路连接图；

图4是根据本发明实施例的多通道端口故障自测的一个电路连接图；

图5是根据本发明实施例的单通道端口之间互侧的一个电路连接图；

图6是根据本发明实施例的多个端口故障检测的另一个电路连接图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

图2是根据本发明实施例的端口故障检测的结构示意图，其适用于检测各种通用数字控制系统的端口故障，例如可以是格力电器公司开发的GDCS通用数字控制系统。如图2所示，本发明实施例的端口故障检测电路可以包括：转接电路11，连接待测端口的输出电路与待测端口的输入电路和/或另一待测端口的输出电路与待测端口的输入电路，从而可以通过转接电路11将待测端口或者另一个待测端口的输出信号发送至待测端口的输入电路，得到第一信号；处理器12，用于将从待测端口的输入电路采集到的第一信号与第一阈值进行比较，在待测端口无故障的情况下，处理器从待测端口的输入电路采集到的第一信号与第一预定阈值应该是相同的，在第一信号与第一阈值之间的差值大于第二阈值时，说明待测端口或者另一个待测端口的输出信号在经过待测端口之后发生了重大变化，可以确定该待测端口出现了故障。处理器12可以是微控制单元(Microcontroller Unit，简称为MCU)。在图2中仅示出了一个转接电路，然而本发明实施例并不限于此，如下文将会描述的，采用两个或两个以上转接电路并行对多个端口进行检测也是可行的。

通过上述转接电路，便可对系统所有端口进行快速全面的故障检测，无需外接额外负载，相比于现有技术中，在对通用数字控制系统的各个端口进行故障检测时，需要更换外接负载，本实施例缩短了故障检测时间，减少了成本和人力开支。

下面将结合图3来详细说明通过转接电路实现端口的故障自测与互侧。在待测端口为多通道端口时，即包括输出电路和输入电路时，例如图3中的端口1和端口2，可以进行端口故障的自测，这时转接电路可以从待测端口的输出电路接收输出信号，进一步由处理器MCU判断待测端口是否有故障。在待测端口为单通道端口时，例如图3中的端口3和端口4，需要没有故障的端口的辅助，然后由处理器MCU对待测端口有无故障进行判断。

如图3所示，在一个可选实施例中，转接电路的输出线连接至多个待测端口的输入电路，转接电路的输入线连接至多个待测端口的输出电路。也就是说，待测端口为多个，转接电路包括分别与多个待测端口的输入电路连接的输出线和分别与多个待测端口的输出电路连接的输入线。

为了描述清楚，图4为从图3中抽取出的对于单个端口进行故障自测的检测电路。下面结合图3和图4对单个端口故障自测过程进行详细描述，如需检测多通道端口1，且采用单个端口自测方式，那么在测试端口1是否存在故障时，失能其它端口，转接电路上只存在端口1自身的信号，使能端口1的输出电路和输入电路(注：端口1能够同时连接输出电路和输入电路，这两个电路互不干扰能同时工作)，开启转接电路，端口1的输出信号会通过转接电路流入输入电路而无需经过端口，在程序中对采集到的信号值和配置的输出值进行比较和判断，如果满足在误差范围内，即采集到的信号值与第一阈值之间的差值小于第二阈值，则说明端口1的输入电路和输出电路功能都正常。如果判断结果误差过大，即采集到的信号值与第一阈值之间的差值大于第二阈值，则端口1的输入电路或输出电路至少一个存在故障导致结果异常，此时单个端口已经不能通过自测判断是端口1的输出电路的故障还是输入电路的故障了，需要引入其它端口进行辅助测试验证。

如上所述，在检测到待测多通道端口故障的情况下，还需要进一步检测是该待测多通道端口的输入电路存在故障还是输出电路存在故障，下面结合图3进行说明。如在上述检测到端口1存在故障，若需定位到具体是什么故障，此时例如可以引入无故障的端口2的输出电路，当然也可以引入端口3。对端口1的输入电路和输出电路进行单独验证，先验证输入功能：使能端口1的输入电路，失能输出电路，使能端口2的输出电路，输入电路可以选择使能或失能，使能能够对结果判断更准确，此时选择使能端口2输入电路，其它端口都处于失能状态。开启转接电路，端口2的输出信号会经过转接电路流入端口1和端口2，在程序中检测端口1和端口2的采集结果，将端口1的采集信号与端口2的输出配置值比较(即，将从端口1输入电路采集到的信号与预设值进行比较)，也可以与端口2的采集结果比较，(即，将从端口1输入电路采集到的信号与端口2的输出信号进行比较)，在此，将上述预设值与端口2的输出信号统称为第三阈值。如果上述比较得到的差值满足在误差范围内，即采集的信号与第三阈值之间的差值小于第四阈值，则说明端口1输入功能正常，则间接反映故障存在于端口1的输出电路，此时可以选择对端口1的输出电路是否确实存在故障进行测试验证。如果比较结果误差过大，即采集的信号与第三阈值之间的差值大于第四阈值时，则说明端口1的输入电路存在故障，而端口1的输出电路可能存在故障，需要对端口1的输出电路也进行上述类似的测试方式，进一步确定故障范围。

在待测端口为单通道端口时，需要没有故障的端口对该待测端口进行辅助故障检测，如对图3中的端口3和端口4进行故障测试，由于其是单通道类型，只能实现一种功能，不能对自身进行回路测试，所以需要其它端口进行辅助测试。

如图3所示，在待测端口为仅包括输入电路的单通道端口4时，转接电路连接至端口4的输入电路，并连接至无故障的指定端口的输出电路，该指定端口可以是图3中的单通道端口3也可以是与端口4相连的另外的单通道端口或者多通道端口。端口3与端口4的连接关系请详见图5。开启转接电路，处理器MCU失能其它端口防止干扰，将从端口4的输入电路采集到的第三信号与第五阈值进行比较，在第三信号与第五阈值之间的差值大于第六阈值时，确定端口4有故障，其中第三信号是转接电路从指定端口接收并经过待测端口的输入电路之后的信号。在待测端口为仅包括输出电路的单通道端口3时，转接电路连接至端口3的输出电路，并连接至无故障的指定端口的输入电路，该指定端口可以是图3中单通道端口4，也可以是多通道端口2。端口3与端口4的连接关系请详见图5。开启转接电路，处理器MCU失能其它端口防止干扰，在检测该端口3的故障时，端口3的输出信号流入上述指定端口的输入电路，在程序中对采集结果和配置数据进行比较判断，即将从指定端口的输入电路采集到的第四信号与第七阈值进行比较，在第四信号与第七阈值之间的差值大于第八阈值时，确定端口3有故障，其中第三信号是转接电路从端口3接收并经过指定端口的输入电路之后的信号。

综上，图3对应的实施例一个时刻在转接电路上只允许存在一个输出信号，但是可以接入多个输入通路。即一个端口输出正常，可以同时检测多个端口的输入功能。

在前述实施例的端口故障检测电路中均采用了一个转接电路，由此每次可以检测一个端口。进一步优选地，本发明实施例的端口故障检测电路中可以包括多个转接电路。如图6所示的本发明实施例的端口故障检测电路中包括两个转接电路，其中第一转接电路的一端连接至端口1的输入电路，另一端连接至端口2的输出电路，第二转接电路的一端连接至端口1的输出电路，另一端连接至端口2的输入电路，由此可以实现对两个端口同时进行检测，提高了端口故障检测的效率。图6只是作为示例，并非对本发明进行任何限制，事实上，采用三个或三个以上转接电路对更多的端口进行并行检测，以进一步提升检测效率也是可行的。

在一个可选实施例中，转接电路11可以包括受控开关，如图3、4、5和6所示，受控开关的受控端连接至处理器MCU，用于从处理器MCU接收控制受控开关闭合或者断开的信号。在另一个可选实施例中，受控开关的受控端还可以连接至其他的处理器MCU，由其他的处理器MCU控制受控开关的闭合或者断开。

综上，通过本发明在实际故障检测中，可以先对所有的多通道端口依次进行依次自测，然后在对存在故障的多通道端口进行二次故障定位，然后再测试单通道端口。无需外接和更换负载，故障检测定位快速全面。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。