【摘要】本文針對電子儀表的可靠性設(shè)計與管理問題，提出設(shè)計并開發(fā)電子儀表可靠性管理系統(tǒng)，以期為提高電子儀表產(chǎn)品可靠性設(shè)計和可靠性數(shù)據(jù)管理工作提供更多的功能支持。

【關(guān)鍵詞】電子儀表可靠性管理；系統(tǒng)設(shè)計；開發(fā)

1、電子儀表可靠性管理系統(tǒng)開發(fā)方案

為了提高電子儀表可靠性管理系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)合理性，遵循“規(guī)范性、開放性、可靠性、方便性”的原則，采用三層體系架構(gòu)模式進行系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計，主要包括院數(shù)據(jù)存儲層、數(shù)據(jù)訪問層和用戶界面層。系統(tǒng)整體架構(gòu)如圖1所示。根據(jù)系統(tǒng)的功能需求分析，開發(fā)平臺與開發(fā)工具選擇如下院采用ASP.NET4.0開發(fā)系統(tǒng)應用與邏輯控制功能，選取C#作為程序設(shè)計語言，并選用SQLServer2008作為系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫存儲數(shù)據(jù)，將XML作為系統(tǒng)數(shù)據(jù)導入與導出的標準描述格式。

2、電子儀表可靠性管理系統(tǒng)需求分析

電子儀表可靠性管理系統(tǒng)主要是對電子儀表產(chǎn)品的可靠性信息進行管理，采用應力分析的方法對電子元器件和模塊的失效率進行預計與分析，采用流程控制的方法對研發(fā)項目的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行監(jiān)控。主要功能包括四部分，一是數(shù)據(jù)管理。對可靠性設(shè)計的技術(shù)文檔資料進行管理，對產(chǎn)品設(shè)計過程中產(chǎn)生的經(jīng)驗與知識進行DFMEA管理，對元器件、模塊與產(chǎn)品進行數(shù)據(jù)庫管理。二是項目管理。從項目的角度出發(fā)，對項目立項、項目審核、產(chǎn)品組成設(shè)計、模塊設(shè)計、應力分析計算等功能模塊進行流程控制。三是系統(tǒng)管理。包括角色管理和用戶管理，通過用戶要角色要權(quán)限的對應關(guān)系，對系統(tǒng)中涉及的用戶和角色進行集中管理。四是個人信息管理。包括個人基本資料、系統(tǒng)提醒消息和修改密碼等功能。

3、電子儀表可靠性管理系統(tǒng)功能模塊設(shè)計

電子儀表可靠性管理系統(tǒng)的功能模塊主要包括數(shù)據(jù)管理模塊、流程管理模塊、系統(tǒng)管理模塊和個人信息管理模塊。

3.1數(shù)據(jù)管理

該模塊可以完成產(chǎn)品可靠性文檔的錄入與在線閱讀、產(chǎn)品基本信息的維護、模塊信息的添加、電子元器件基本信息的管理與檢索、DFMEA信息的管理與維護等。其中，產(chǎn)品要模塊要電子元器件的組成關(guān)系采用多對多的層級式松耦合關(guān)聯(lián)模式進行設(shè)計，DFMEA信息采用全息數(shù)據(jù)模式進行描述。電子元器件信息錄入界面。

圖一 系統(tǒng)架構(gòu)圖

3.2流程管理

該模塊的功能主要包括新建項目、立項審核、產(chǎn)品組成設(shè)計、產(chǎn)品模塊設(shè)計、元器件應力分析、模塊應力分析、產(chǎn)品可靠性預計等。其中，元器件應力分析計算模塊按照應力分析法，建立了不同類別元器件的應力計算數(shù)據(jù)表，開發(fā)了應力計算模型的類庫CPL，實現(xiàn)了元器件失效率的自動計算功能曰根據(jù)“模塊要元器件”與“產(chǎn)品要模塊”的組成關(guān)系，在計算了元器件的失效率之后，相應模塊與產(chǎn)品的失效率就可以進行自動計算。為了在管理環(huán)節(jié)上對項目的可靠性指標進行控制，系統(tǒng)設(shè)計了項目的審核流程，如圖二所示。

圖二 項目審核流程

3.3系統(tǒng)管理

該模塊采用“用戶要角色要權(quán)限”的對應策略對用戶在系統(tǒng)中的操作權(quán)限進行控制。其中，每個角色的具體權(quán)限分為頁面訪問權(quán)限和模塊操作權(quán)限兩個層面。頁面訪問權(quán)限從粗粒度層面對可訪問的角色進行統(tǒng)一劃分曰模塊操作權(quán)限從細粒度層面詳細規(guī)定了每個角色可以完成的具體功能，

3.4個人信息管理

該模塊用于維護用戶個人的基本信息、修改登錄密碼等。

4、具體開發(fā)過程

4.1系統(tǒng)的軟件開發(fā)與利用

對于一個系統(tǒng)來說，軟件是這個系統(tǒng)的核心部分。軟件設(shè)計到了很多計算機編程及處理傳感等方面的知識。汽車電子儀表系統(tǒng)的軟件部分大約包括以下幾個部分。有信號處理模塊，通訊模塊，管理模式等。這個系統(tǒng)的軟件需要具備駕駛過程中的車速記錄，超速過程記錄，行駛路程里程數(shù)，0.2秒中斷等的作用，才是一個完整的軟件設(shè)備。在這個系統(tǒng)里，較為重要的模塊有四個，即AD采樣轉(zhuǎn)換模塊、RS232串口通訊模塊、軟件看門狗模塊和外部事件捕捉模塊。AD采樣轉(zhuǎn)換模式相當于一個輸入系統(tǒng)，它利用具有的片內(nèi)模數(shù)轉(zhuǎn)換部件ADC將反映系統(tǒng)內(nèi)部及汽車的狀況的信號轉(zhuǎn)換成電信號，儲存并進行分析。RS232串口通訊模塊對信息同時具有發(fā)送和接受的能力，它對于字節(jié)的讀取與存儲是連續(xù)的，工作模式包括一種同步模式和三種異步模式，它能將震蕩頻率通過波特率發(fā)生器轉(zhuǎn)換為波特率，然后進行自主分析。軟件看門狗模塊起到了檢測的作用，在微控制器進入錯誤的處理器狀態(tài)時，可以在一定時間內(nèi)使其復位。

4.2系統(tǒng)硬件上的研究

現(xiàn)代智能汽車電子儀表系統(tǒng)的硬件主要以SC32440核心，RAM內(nèi)存和NANDFLASH作為儲存介質(zhì)，外部設(shè)備作為信息輸入與輸出的場所。一些其他零件包括LED燈，觸摸屏和各種接口等。各種接口將系統(tǒng)的各個零件與功能連接起來，在這些接口中，以CAN總線接口為中心。為了讓CAN總線接口能發(fā)揮功能，抵抗各種干擾，一般在CAN之間加入一個光耦隔離器，可以隔離一般的電子和磁性的干擾，產(chǎn)生的噪聲也較為少，雖然增加了一個光耦隔離器可能增加了成本和技術(shù)要求，但是卻大大的增加了汽車電子儀表系統(tǒng)硬件的穩(wěn)定性和安全性。電源在系統(tǒng)中也發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，整個系統(tǒng)的運行依靠于電源，所以要選擇功率較大但是安全性能高的電源。同時，電源的持久性也是納入考慮的一個因素。結(jié)束語

本文針對電子儀表產(chǎn)品可靠性低的問題，提出設(shè)計并開發(fā)電子儀表可靠性管理系統(tǒng)。對系統(tǒng)的功能需求進行了分析，給出了系統(tǒng)的開發(fā)方案。詳細設(shè)計了系統(tǒng)的功能模塊，主要包括數(shù)據(jù)管理模塊、流程管理模塊、系統(tǒng)管理模塊和個人信息管理模塊。該系統(tǒng)實現(xiàn)了以可靠性為中心的電子儀表產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理。

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