[發(fā)明專利]一種自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的精確定時(shí)喚醒裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710984392.3
• 申請(qǐng)日: 2017-10-20
• 公開（公告）號(hào): CN107577189A
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐勁草;孫大東;蔣紅;楊玖賢;張擎翰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司
• 主分類號(hào): G05B19/042
• 分類號(hào): G05B19/042
• 代理公司: 成都虹橋?qū)＠聞?wù)所(普通合伙)51124
• 代理人: 吳中偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及自動(dòng)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的精確定時(shí)喚醒裝置。

背景技術(shù)

各種自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中，一般是間隔一定時(shí)間采樣一次，采樣及數(shù)據(jù)處理所需時(shí)間一般遠(yuǎn)小于兩次采樣間隔。為了延長電池壽命及減小設(shè)備損耗，當(dāng)系統(tǒng)采樣及數(shù)據(jù)處理完畢后，系統(tǒng)即進(jìn)入休眠狀態(tài)，待下一次采樣時(shí)再定時(shí)自動(dòng)喚醒，進(jìn)行采樣及數(shù)據(jù)處理工作。

目前，對(duì)于自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的定時(shí)喚醒，現(xiàn)有技術(shù)采用方案為：當(dāng)MCU(微控制器)在完成當(dāng)前監(jiān)測(cè)工作后，進(jìn)入低功耗的休眠狀態(tài)，各種外設(shè)(如傳感器、輸入輸出接口等)停止工作，待下一次采樣時(shí)，MCU由內(nèi)部定時(shí)器或外部定時(shí)器通過中斷喚醒，再進(jìn)行下一次監(jiān)測(cè)工作；RTC(實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片)電路在現(xiàn)有技術(shù)中僅提供監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的計(jì)時(shí)功能，不參與喚醒工作。

該定時(shí)喚醒方案存在以下缺陷：

1、在MCU休眠后，定時(shí)功能由MCU內(nèi)部定時(shí)器或外部定時(shí)器提供，而定時(shí)器精度一般較低，特別是MCU內(nèi)部定時(shí)器誤差極大，很難做到精確定時(shí)喚醒。

2、當(dāng)設(shè)備在惡劣環(huán)境下使用或存在干擾時(shí)，MCU在休眠過程中可能發(fā)生死機(jī)、無法喚醒、意外喚醒等情況，導(dǎo)致系統(tǒng)異常，因而喚醒可靠性低。

3、RTC電路存在累積誤差，隨著設(shè)備使用時(shí)間增加，RTC誤差越來越大，導(dǎo)致系統(tǒng)計(jì)時(shí)誤差增大，影響使用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提出一種自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的精確定時(shí)喚醒裝置及方法，解決傳統(tǒng)技術(shù)中無法進(jìn)行精確喚醒、喚醒可靠性低、系統(tǒng)計(jì)時(shí)誤差大的問題。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的方案是：

一種自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的精確定時(shí)喚醒裝置，包括電源、MCU、開關(guān)模塊、帶鬧鐘輸出的RTC電路；所述RTC電路直接與電源相連，所述開關(guān)模塊串聯(lián)在系統(tǒng)供電回路中，所述RTC電路的鬧鐘信號(hào)輸出端與開關(guān)模塊的控制端相連，所述MCU通過通信接口與RTC電路相連。

此外，作為一種優(yōu)選方式，本發(fā)明還提供了另外一種自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的精確定時(shí)喚醒裝置；其包括電源、MCU、開關(guān)模塊、帶鬧鐘輸出的RTC電路，還包括邏輯門電路和GPS授時(shí)模塊；所述邏輯門電路的一個(gè)輸入端連接RTC電路的鬧鐘信號(hào)輸出端，另一個(gè)輸入端連接MCU的一個(gè)I/O口，其輸出端與開關(guān)模塊的控制端相連；所述MCU還通過通信接口與GPS授時(shí)模塊和RTC電路相連，以獲取授時(shí)信號(hào)對(duì)RTC時(shí)鐘進(jìn)行校正。

作為進(jìn)一步優(yōu)化，所述開關(guān)模塊為可控電子開關(guān)或帶開關(guān)控制的供電模塊。

作為進(jìn)一步優(yōu)化，所述邏輯門為與門或者或門，若所述開關(guān)電路的控制端低電平有效，則采用與門，若所述開關(guān)電路的控制端高電平有效，則采用或門。

作為進(jìn)一步優(yōu)化，RTC電路采用高精度工業(yè)級(jí)元器件。

作為進(jìn)一步優(yōu)化，所述邏輯門采用與門電路，其包括第一二極管、第二二極管、第三二極管；該喚醒裝置還包括按鈕開關(guān)；所述第一二極管、第二二極管、第三二極管的正極均連接開關(guān)模塊的控制端，所述控制端為低電平有效，并內(nèi)置上拉電阻，第一二極管的負(fù)極連接RTC電路的鬧鐘信號(hào)輸出端，第二二極管的負(fù)極連接MCU的一個(gè)I/O口，第三二極管的負(fù)極通過按鈕開關(guān)接地。

作為進(jìn)一步優(yōu)化，所述MCU與RTC電路之間通過I²C接口通信，所述MCU與授時(shí)模塊之間通過UART接口通信。

此外，本發(fā)明基于上述定時(shí)喚醒裝置，還提出了一種自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的精確定時(shí)喚醒方法，其包括以下步驟：

a.在系統(tǒng)處于休眠狀態(tài)時(shí)，僅有RTC電路能夠從電源獲取供電，其它組件均處于斷電狀態(tài)；

b.在設(shè)定的時(shí)間到來時(shí)，RTC電路的鬧鐘輸出控制信號(hào)，開關(guān)模塊輸出，使得系統(tǒng)得電，MCU開始運(yùn)行并通過I/O口輸出開啟電平來維持開關(guān)模塊輸出，從而維持系統(tǒng)得電運(yùn)行；

c.MCU對(duì)RTC電路的鬧鐘進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位完成后處理相關(guān)監(jiān)測(cè)工作；

d.監(jiān)測(cè)工作處理完成后，MCU讀取GPS授時(shí)模塊的授時(shí)信號(hào)，利用授時(shí)信號(hào)對(duì)RTC時(shí)鐘進(jìn)行校正；

e.MCU判斷是否收到對(duì)RTC電路的鬧鐘進(jìn)行檢查或修改的用戶輸入信號(hào)，若收到，則對(duì)RTC電路的鬧鐘進(jìn)行相應(yīng)操作，若一定時(shí)間內(nèi)未收到，則通過I/O口輸出關(guān)閉電平來關(guān)斷開關(guān)模塊的輸出，系統(tǒng)失電，再次進(jìn)入休眠狀態(tài)。

作為進(jìn)一步優(yōu)化，該方法還包括：