電子儀表可靠性管理系統設計與開發

【摘要】本文針對電子儀表的可靠性設計與管理問題，提出設計并開發電子儀表可靠性管理系統，以期為提高電子儀表產品可靠性設計和可靠性數據管理工作提供更多的功能支持。

【關鍵詞】電子儀表可靠性管理；系統設計；開發

1、電子儀表可靠性管理系統開發方案

為了提高電子儀表可靠性管理系統的邏輯結構合理性，遵循“規范性、開放性、可靠性、方便性”的原則，采用三層體系架構模式進行系統架構設計，主要包括院數據存儲層、數據訪問層和用戶界面層。系統整體架構如圖1所示。根據系統的功能需求分析，開發平臺與開發工具選擇如下院采用ASP.NET4.0開發系統應用與邏輯控制功能，選取C#作為程序設計語言，并選用SQLServer2008作為系統數據庫存儲數據，將XML作為系統數據導入與導出的標準描述格式。

2、電子儀表可靠性管理系統需求分析

電子儀表可靠性管理系統主要是對電子儀表產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項目的關鍵環節進行監控。主要功能包括四部分，一是數據管理。對可靠性設計的技術文檔資料進行管理，對產品設計過程中產生的經驗與知識進行DFMEA管理，對元器件、模塊與產品進行數據庫管理。二是項目管理。從項目的角度出發，對項目立項、項目審核、產品組成設計、模塊設計、應力分析計算等功能模塊進行流程控制。三是系統管理。包括角色管理和用戶管理，通過用戶要角色要權限的對應關系，對系統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、系統提醒消息和修改密碼等功能。

3、電子儀表可靠性管理系統功能模塊設計

電子儀表可靠性管理系統的功能模塊主要包括數據管理模塊、流程管理模塊、系統管理模塊和個人信息管理模塊。

3.1數據管理

該模塊可以完成產品可靠性文檔的錄入與在線閱讀、產品基本信息的維護、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，產品要模塊要電子元器件的組成關系采用多對多的層級式松耦合關聯模式進行設計，DFMEA信息采用全息數據模式進行描述。電子元器件信息錄入界面。

圖一 系統架構圖

3.2流程管理

該模塊的功能主要包括新建項目、立項審核、產品組成設計、產品模塊設計、元器件應力分析、模塊應力分析、產品可靠性預計等。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據表，開發了應力計算模型的類庫CPL，實現了元器件失效率的自動計算功能曰根據“模塊要元器件”與“產品要模塊”的組成關系，在計算了元器件的失效率之后，相應模塊與產品的失效率就可以進行自動計算。為了在管理環節上對項目的可靠性指標進行控制，系統設計了項目的審核流程，如圖二所示。

圖二 項目審核流程

3.3系統管理

該模塊采用“用戶要角色要權限”的對應策略對用戶在系統中的操作權限進行控制。其中，每個角色的具體權限分為頁面訪問權限和模塊操作權限兩個層面。頁面訪問權限從粗粒度層面對可訪問的角色進行統一劃分曰模塊操作權限從細粒度層面詳細規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、具體開發過程

4.1系統的軟件開發與利用

對于一個系統來說，軟件是這個系統的核心部分。軟件設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，0.2秒中斷等的作用，才是一個完整的軟件設備。在這個系統里，較為重要的模塊有四個，即AD采樣轉換模塊、RS232串口通訊模塊、軟件看門狗模塊和外部事件捕捉模塊。AD采樣轉換模式相當于一個輸入系統，它利用具有的片內模數轉換部件ADC將反映系統內部及汽車的狀況的信號轉換成電信號，儲存并進行分析。RS232串口通訊模塊對信息同時具有發送和接受的能力，它對于字節的讀取與存儲是連續的，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生器轉換為波特率，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時，可以在一定時間內使其復位。

4.2系統硬件上的研究

現代智能汽車電子儀表系統的硬件主要以SC32440核心，RAM內存和NANDFLASH作為儲存介質，外部設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要求，但是卻大大的增加了汽車電子儀表系統硬件的穩定性和安全性。電源在系統中也發揮著至關重要的作用，整個系統的運行依靠于電源，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。結束語

本文針對電子儀表產品可靠性低的問題，提出設計并開發電子儀表可靠性管理系統。對系統的功能需求進行了分析，給出了系統的開發方案。詳細設計了系統的功能模塊，主要包括數據管理模塊、流程管理模塊、系統管理模塊和個人信息管理模塊。該系統實現了以可靠性為中心的電子儀表產品數據管理。

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