一种小型状态监测记录及故障诊断报警装置.pdf

本发明涉及一种对仪器运行状态的监测记录及故障诊断、报警技术的小型状态监测记录及故障诊断报警装置，适用于对各类仪器运行状态的实时监控以及小型仪器运行状态的离线记录。采用串行通信技术对仪器运行的关键数据进行记录，将内存卡存储模块的MOSI、SCK、MISO和SD CS端口分别连接单片机的11、13、12和4端口，对单片机采集的数据进行记录，在发生故障时对所记录的数据进行分析，及时准确定位故障。同现有技术相比，具有体积小、抗冲击性强、可在线编程，单片机掉电后数据不丢失等优点。试验证明，记录的数据正确、稳定，及时，定位准确，满足需要。

权利要求书
1.  一种小型状态监测记录及故障诊断报警装置，其特征在于：采用串行通信技术对 仪器运行的关键数据进行记录，将内存卡存储模块的MOSI、SCK、MISO和SD CS端口分别 连接单片机的11、13、12和4端口，对单片机采集的数据进行记录，在发生故障时对所 记录的数据进行分析，及时准确定位故障。

2.  根据权利要求1所述的一种小型状态监测记录及故障诊断报警装置，其特征在于： 将用于报警的LED灯和蜂鸣器与单片机的I/O口相连，当单片机采集到监测点的数据与内 部存储的标准数据不一致时，相应的I/O口输出高电平，点亮LED灯，驱动蜂鸣器实现报 警功能，在系统发现异常数据时，进行报警，及时提醒操作人员及时排除故障。

3.  根据权利要求2所述的一种小型状态监测记录及故障诊断报警装置，其特征在于： 采用串行通信技术，液晶显示屏LCD12864的E、和即其6、5、4端口分 别接到单片机的3、8和9口。当单片机采集到的监测点数据与内部数据不一致时，便会 输出一段驱动显示屏的程序，使液晶显示屏显示出现异常数据的监测点以及具体的异常情 况，在系统发现异常数据时，显示模块可以具体显示设备产生何种异常及异常数据发生在 哪一个监测点。

说明书一种小型状态监测记录及故障诊断报警装置
技术领域
本发明属于状态监测及故障诊断技术领域，涉及一种对仪器运行状态的监测记录及故 障诊断、报警技术的小型状态监测记录及故障诊断报警装置，适用于对各类仪器运行状态 的实时监控以及小型仪器运行状态的离线记录。
背景技术
状态记录器可以对仪器的运行状态进行监测，在出现故障时方便人员进行故障定位， 因此应用十分广泛。例如在汽车领域的行驶状态记录仪、在航海领域的船载航行数据记录 仪、在航空航天领域的黑匣子等。当前，状态记录器在各应用领域发展迅速，技术已十分 成熟，但仍存在以下问题：
(1)功能单一。这些状态记录器主要用于记录数据，无法对所记录的数据进行判断， 在仪器出现故障时不能够及时发现。而且没有故障报警和故障诊断的功能。
(2)不具有通用性。这些记录器体积都比较大，无法用在小型的飞行器(例如小型 无人侦察机、模型火箭、遥控飞机)上。
发明内容
针对上述现有的技术情况，本发明的目的在于，提供一种既可以用于小型飞行器上设 备状态的记录，又可以用于大型设备运行情况的监控，在发现异常情况时报警并对常见故 障进行定位。本装置可以实现数据的实时采集、记录，并通过与设定的标准值进行比较， 对异常数据进行报警，同时可以在液晶显示屏上显示设备发生何种异常及异常数据发生 点。
现将本发明技术解决方案叙述如下：
本发明提供一种小型状态监测记录及故障诊断报警装置，其特征在于：采用串行通信 技术对仪器运行的关键数据进行记录，将内存卡存储模块的MOSI、SCK、MISO和SD CS端 口分别连接单片机的11、13、12和4端口，对单片机采集的数据进行记录，在发生故障 时对所记录的数据进行分析，及时准确定位故障。
本发明进一步提供一种小型状态监测记录及故障诊断报警装置，其特征在于：将用于 报警的LED灯和蜂鸣器与单片机的I/O口相连，当单片机采集到监测点的数据与内部存储 的标准数据不一致时，相应的I/O口输出高电平，点亮LED灯，驱动蜂鸣器实现报警功能， 在系统发现异常数据时，进行报警，及时提醒操作人员及时排除故障。
本发明进一步提供一种小型状态监测记录及故障诊断报警装置，其特征在于：采用串 行通信技术，液晶显示屏LCD12864的E、和即其6、5、4端口分别接到 单片机的3、8和9口。当单片机采集到的监测点数据与内部数据不一致时，便会输出一 段驱动显示屏的程序，使液晶显示屏显示出现异常数据的监测点以及具体的异常情况，在 系统发现异常数据时，显示模块可以具体显示设备产生何种异常及异常数据发生在哪一个 监测点。
本发明同现有技术相比，具有体积小、抗冲击性强、可在线编程，单片机掉电后数据 不丢失等优点。通过模型火箭发射试验证明，其所记录的数据的正确性与稳定性满足飞行 器的需要。通过进行地面测试证明，其记录的数据正确、稳定，同时发现异常及时，定位 准确，满足需要。
附图说明
图1：系统组成框图
图2：内存卡存储模块原理图
其中:P1为内存卡外接插针，用于与其他模块进行数据传输；P4为内存卡插槽，用 于外接内存卡。
图3：显示模块原理图
图4：报警模块原理图
其中：LS1为蜂鸣器；SJCJ1、SJCJ2、SJCJ3、SJCJ4为数据采集口
具体实施方式
现结合附图对本发明具体实施方式进一步叙述如下：
本发明涉及到的控制及数据采集系统采用的单片机为ATMEAG328P，内部集成有数据 采集模块，可方便的实现数据的采集功能。而数据的记录只需调用单片机的内存库文件， 便可轻易实现在内存卡中进行文件读写，存储在内存卡中的数据还可以读入到电脑中进行 数据处理。
在单片机采集数据的同时可与标准数据进行比较，当发现异常数据时，驱动报警模块 报警，同时驱动显示屏显示异常数据所在的监测点和具体异常情况。
本发明涉及到的内存卡存储模块，其具体实施方式如下：该模块采用的是内存卡读写 存储模块(Arduino SD Card v2.0)采用易插型串行通信接口设计，模块的MOSI、SCK、 MISO和SD CS端口分别连接单片机的11、13、12和4端口。模块板载电源指示灯，可实 时观察电源供给情况。可以实现对设备数据的长时间记录和存储，方便在发生故障后，及 时准确定位故障点并进行排除，其存储模块原理见图2。
本发明涉及到的显示模块(可选用)，其具体实施方式如下：该模块是由单片机驱动 的液晶显示屏构成，采用串口通信技术，单片机的3、8和9口分别接在LCD12864的E、 和即其6、5、4端口。简化了连线。当单片机检测到异常数据后会驱动显 示屏显示异常数据的通道号、发生的位置及故障的原因(电压过高或过低)，方便人员对 相应部位及时进行处理，提高了排除故障的效率，显示模块原理见图3。
本发明涉及到的报警模块(可选用)，其具体实施方式如下：单片机的数据采集口连 接在需要监测的接点，单片机实时采集监测点的电压信号，并与其内部存储的标准信号进 行比较，当监测到异常信号时，其对应管脚输出高电平驱动液晶灯亮，同时蜂鸣器报警， 及时提醒相关人员进行处理，缩短了发现故障的时间，提高了工作效率，报警模块原理见 图4。