CN201110868Y - 带报警功能的usb总线电流检测装置 - Google Patents
带报警功能的usb总线电流检测装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种带报警功能的USB总线电流检测装置，属于电流检测领域。所述装置包括第一USB接口、第二USB接口、电流检测模块、预置模块、比较模块和报警模块；电流检测模块串联在第一USB接口和第二USB接口之间的Vbus信号线或GND信号线上；比较模块的输入端口分别与电流检测模块和预置模块相连，比较模块的输出端口与报警模块相连；第一USB接口的D+信号线、D－信号线分别与第一USB接口的D+信号线、D－信号线相连。本实用新型提供的USB总线电流检测装置可以在USB设备工作电流异常时，及时地向工作人员发出报警信息，以便工作人员能够及时地采取措施防止USB设备损坏。
Description
技术领域
本实用新型涉及电流检测领域，特别涉及一种带报警功能的USB总线电流检测装置。
背景技术
USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)协议允许外设在主机和其它外设工作时进行连接配置，使用及移除即所谓的即插即用，同时USB总线的应用可以清除PC上过多的I/O端口，而以一个串行通道取代，使PC与外设之间的连接更容易。
USB接口通过一个四线电缆来传输信号与电源：D+信号线，D-信号线，GND信号线和Vbus信号线。其中D+信号线和D-信号线是一对差模的信号线，而Vbus(高电平)信号线和GND(地)信号线则提供了电源，它可以给一些设备(包括USB Hub)供电。USB提供了两种数据传输率：一种是12Mbps的高速(full speed，全速)模式，另一种是1.5Mbps的(slow speed，低速)模式。这两种模式可以同时存在于一个USB系统中，而引入低速模式主要是为了降低要求不高的设备的成本，比如鼠标键盘等等。
在USB设备的生产、测试或调试以及使用的过程中，经常会有USB设备由于生产环节出现的虚焊、短路等情况，或设备中器件老化、电磁干扰等情况，引起USB总线上的电流超载，烧坏USB设备中的一些芯片，导致USB设备无法正常使用等问题，严重时还会造成USB设备彻底报废，从而造成了生产、测试或调试环节中的成本浪费，也在很大程度上降低了工作效率，甚至还会出现起明火等严重后果，破坏整个工作环境，造成严重的损失。
实用新型内容
为了解决由于USB总线上的电流超载，烧坏USB设备中的芯片，导致USB设备无法正常使用等问题，本实用新型提供了一种带报警功能的USB总线电流检测装置，所述装置包括用于与USB设备连接的第一USB接口、用于与上游USB接口连接的第二USB接口、电流检测模块、预置模块、比较模块和报警模块；
所述电流检测模块串联在所述第一USB接口和第二USB接口之间的Vbus信号线或GND信号线上；所述比较模块的输入端口分别与电流检测模块和预置模块相连，所述比较模块的输出端口与报警模块相连；
所述第一USB接口的D+信号线、D-信号线分别与第二USB接口的D+信号线、D-信号线相连；所述电流检测模块、预置模块、比较模块和报警模块通过所述第二USB接口由所述上游USB接口为其提供电力。
当所述第一USB接口为多个时，所述装置还包括选择切换模块，所述选择切换模块与所述多个第一USB接口和第二USB接口相连，用于选择连通多个第一USB接口中的一个USB接口与第二USB接口之间的通路；所述选择切换模块通过所述第二USB接口由上游USB接口为其提供电力；
相应地，所述电流检测模块串联在所述第二USB接口和所述选择切换模块之间的Vbus信号线或GND信号线上；所述第二USB接口的D+信号线和D-信号线通过所述选择切换模块与所述第一USB接口的D+信号线和D-信号线连接。
所述选择切换模块为选择开关。
所述选择切换模块由控制芯片和选择开关组成。
所述预置模块为按键组、选择开关或线性调节器。
所述报警模块为蜂鸣器。
所述报警模块为发光二极管。
所述报警模块为显示装置，所述显示装置为段码显示器、点阵显示器、字符显示器、图像显示器或指针盘。
所述报警模块为向所述第二USB接口连接的上游USB接口上传报警信息进行报警。
所述装置还包括确认模块，所述确认模块与所述预置模块相连，用于确认所述预置模块预置的电流门限值是否正确；所述确认模块通过所述第二USB接口由上游USB接口为其提供电力。
所述确认模块由显示装置和按键组成。
所述确认模块为向所述第二USB接口连接的上游USB接口上传确认信息进行确认。
所述装置还包括保护模块，所述保护模块与所述比较模块相连，并串联在所述第二USB接口和所述第一USB接口之间，用于切断USB设备与上游USB接口之间的通信回路，实现保护；所述保护模块通过所述第二USB接口由上游USB接口为其提供电力。
所述保护模块为可控的具有开关功能的装置，所述可控的具有开关功能的装置为开关、继电器或接触器。
所述装置还包括上电恢复模块，所述上电恢复模块与所述保护模块相连，用于将USB设备与上游USB接口之间的通信回路设置为连通状态；所述上电恢复模块通过所述第二USB接口由上游USB接口为其提供电力。
所述装置还包括输出模块，所述输出模块与所述电流检测模块相连；所述输出模块通过所述第二USB接口由上游USB接口为其提供电力。
所述输出模块具体为显示装置，所述显示装置包括段码显示器、点阵显示器、字符显示器、图像显示器或指针盘。
所述输出模块包括存储芯片、控制芯片和接口芯片；
所述存储芯片，用于存储所述电流检测模块检测到的电流值；
所述控制芯片，用于从所述存储芯片中读取出对应的电流值，并发送至所述接口芯片；
所述接口芯片，用于输出所述电流值。
所述存储芯片和控制芯片集成在一颗芯片中。
所述接口芯片为UART、RS-232、RS-485、ATA或USB接口芯片，或为集成在所述控制芯片中的UART、RS-232、RS-485、ATA或USB接口。
所述接口芯片与所述第一USB接口共用一个USB接口芯片。
有益效果：本实用新型提供了一种简单方便的对USB设备的运行电流值进行监控报警的USB总线电流检测装置，该设备克服了目前生产、测试、调试或使用中对USB设备及整个工作环境的保护不够，工作人员不能及时意识到USB设备工作电流异常的问题；另外，本实用新型提供的带报警功能的USB总线电流检测装置还可以在其工作电流异常时，及时地将整个USB电流回路切断，达到及时控制当USB设备工作电流异常时将设备烧毁及破坏整个工作环境等问题，同时也有效地避免了工程生产中不必要的浪费，提高了生产效率，尤其对于需要24小时工作的情况，本实用新型提供的USB电流检测装置对其工作环境的安全性保障更为重要；另外，本实用新型还提供了一种带报警功能的USB总线电流检测装置，能够提供多个可连接USB设备的USB接口，通过选择切换，大大地提高了检测USB设备工作电流的效率，非常适合在生产测试等场合应用。
附图说明
图1是本实用新型实施例1提供的带报警功能的USB总线电流检测装置结构示意图；
图2是本实用新型实施例2提供的带报警功能的USB总线电流检测装置结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
实施例1：
参见图1，本实施例提供了一种带报警功能的USB总线电流检测装置100，具体包括：第一USB接口101、第二USB接口102、预置模块103、电流检测模块104、比较模块105和报警模块106。
其中，第一USB接口101用于与USB设备1连接，第二USB接口102用于与上游USB接口2连接，电流检测模块104串联在第一USB接口101和第二USB接口102之间的Vbus信号线上，用于检测第一USB接口101和第二USB接口102之间的Vbus信号线上的电流值，比较模块105的一个输入端口与电流检测模块104的输出端口相连，另一个输入端口与预置模块103相连，其输出端口与报警模块106相连，用于比较电流检测模块104检测的第一USB接口101和第二USB接口102之间的Vbus信号线上的电流值和预置模块103预置的电流门限值的大小，如果电流检测模块104检测到的电流值超出预置模块103预置的电流门限值，则比较模块105向报警模块106发送报警信号，报警模块106接收到报警信号后报警，此处的报警可以是当检测到的电流值高于预置的电流门限值时报警，另外还可以是当检测到的电流值低于预置的电流门限值时报警，还可以是预置的电流门限值是一个区间，当检测到的电流值超出预置的电流门限值区间时报警，等等，用户可以自行选择；第一USB接口101的GND信号线、D+信号线及D-信号线分别与第二USB接口102的GND信号线、D+信号线及D-信号线相连，实现USB设备1与上游USB接口2之间的通信；电流检测模块104、预置模块103、比较模块105和报警模块106通过第二USB接口102由上游USB接口2为其提供电力。由于本实施例提供的带报警功能的USB总线电流检测装置100用于检测USB总线上的电流值，所以根据USB接口的特性，本实施例所提供的带报警功能的USB总线电流检测装置100适用的电压值为5V，电流为直流，最大为500mA。
上游USB接口2一般指主机中的USB接口，主机的形式包括但不限于台式电脑、笔记本电脑、服务器、专用机、读卡器、通讯设备、数码相机、集线器或PDA等。由于上游USB接口2一般为母头的形式，第二USB接口102用于与上游USB接口2进行通信，所以一般为公头的形式；USB设备1一般为公头形式，故与USB设备1相连的第一USB接口101一般为母头形式。实际应用中，USB接口的连接方式还有很多种，本领域的技术人员可以对本实施例提供的带报警功能的USB总线电流检测装置100做适当的变型及改进，例如使用A型USB接口与B型USB接口或其它接口形式来实现。
在具体生产实践中，电流检测模块104有很多种实现方式，例如可以由电阻和MAX471芯片组成的电流检测部分(电流检测部分也可以是仅由电阻组成)，及A/D转换芯片TLC1549实现，或者由电阻和MAX471芯片组成的电流检测部分(电流检测部分也可以是仅由电阻组成)，及专用的电压/频率转换芯片(电压/频率转换电路)和计数芯片实现，也可以将电流转换为光信号，再通过检测光信号的强度来实现，再或者可以将电流转换成磁场信号，再通过检测磁场信号强度来实现，等等，本领域技术人员可以根据本实施例做简单变型、同等替换以及改进等方法均可实现。
预置模块103可以是按键组、选择开关或线性调节器，例如在电流检测装置100上设置一个0～9的按键组(键盘)，用户可以将电流门限值利用0～9的按键组输入进行设置，也可以是在电流检测装置100上设置几个常用的电流门限值等级，用户可以利用选择开关按照自己的需要选择不同的电流门限值等级，还可以在电流检测装置100上设置线性调节器，线性调节器包括变阻和变容等几种，可以是类似老款收音机调频使用的旋转型的，也可以是滑槽中设置调节按钮的拨动型等多种形式，用户通过调节该线性调节器选择合适的电流门限值，同理，预置模块103还可以由其它方式输入设置。另外，预置模块103还可以将电流门限值通过第二USB接口102连接的上游USB接口2下载的方法实现，例如，用户可以预先将电流门限值输入在主机中，通过第二USB接口102连接的上游USB接口2将电流门限值下载到电流检测装置100中。
报警模块106可以是蜂鸣器，当比较模块105的比较结果是第一USB接口101和第二USB接口102之间的Vbus信号线上的电流值超出预置模块103预置的电流门限值时，比较模块105向报警模块106发送报警信号，报警模块106接收到报警信号后发出蜂鸣声。
报警模块106也可以是发光二极管，当比较模块105的比较结果是第一USB接口101和第二USB接口102之间的Vbus信号线上的电流值超出预置模块103预置的电流门限值时，比较模块105向报警模块106发送报警信号，报警模块106接收到报警信号后被点亮或闪烁。
报警模块106还可以是显示装置，例如段码显示器、点阵显示器、字符显示器、图像显示器等，同理，当比较模块105的比较结果是第一USB接口101和第二USB接口102之间的Vbus信号线上的电流值超出预置模块103预置的电流门限值时，比较模块105向报警模块106发送报警信号，报警模块106接收到报警信号后显示警告字和/或警告图案。
另外，报警模块106还可以是将比较模块105发送的报警信号上传至第二USB接口102连接的上游USB接口2进行报警输出。
优选的，为了更好地增强本实施例提供的电流检测装置100的保护功能，更适用于实际工业生产，本实施例提供的电流检测装置100还包括串联在第二USB接口102与第一USB接口101之间的与比较模块105相连的保护模块109，其中保护模块109可以串联在第一USB接口101和第二USB接口102的Vbus信号线、GND信号线、D+信号线和D-信号线中至少一根信号线之间，用于当比较模块105发出报警信号后，切断USB设备1与上游USB接口2之间的通信回路，实现保护；保护模块109通过第二USB接口102为其提供电力。
保护模块109可以由可控的具有开关功能的装置实现，例如开关、继电器或接触器等。
更进一步地，电流检测装置100还可以进一步包括上电恢复模块110，与保护模块109相连，用于当电流检测装置100上电后，将USB设备1与上游USB接口2之间的通信回路设置为连通状态，同样，上电恢复模块110由第二USB接口102为其提供电力。
为使本实施例提供的电流检测装置100使用更直观和更适用于实际应用场景，本实施例提供的电流检测装置100还可以增加确认模块107，确认模块107与预置模块103相连，用于确认预置模块103预置的电流门限值是否正确。确认模块107可以由显示装置和确认按键组成，由第二USB接口102为其提供电力。确认模块107还可以将预置模块103预置的电流门限值上传至上游USB接口2连接的主机中进行确认。
本实施例提供的电流检测装置100还可以进一步包括输出模块108，输出模块108与电流检测模块104的输出端口相连，用于输出电流检测模块104检测的第一USB接口101和第二USB接口102之间的Vbus信号线上的电流值，由第二USB接口102为其提供电力。输出模块108可以是显示装置，例如段码显示器、点阵显示器、字符显示器、图像显示器或指针盘等。输出模块108可以与报警模块106和/或确认模块107共用一个显示装置。输出模块108还可以由存储芯片、控制芯片和接口芯片组成，存储芯片用于存储电流检测模块104检测到的电流值，存储方式有很多，例如存储芯片可以按照预先设置的存储时间间隔来存储电流值，例如可以预先设置每间隔1分钟存储一次电流值，那么存储芯片每间隔1分钟存储一个电流值，再例如，存储芯片还可以仅存储当前电流值；控制芯片从存储芯片中将对应的电流值读取出来，并发送至接口芯片，例如可以是当控制芯片接收到上游USB设备或其它主机、外设等询问电流值的命令后，假如询问电流值的命令是需要读取第5分钟的电流值，则控制芯片将存储芯片中存储的第5分钟的电流值读取出来，发送至接口芯片；接口芯片输出该电流值。其中，存储芯片和控制芯片可以集成在一颗控制芯片中实现，接口芯片可以是单独的UART、RS-232、RS-485、ATA或USB接口芯片等，也可以是集成在控制芯片中的UART、RS-232、RS-485、ATA或USB接口，还可以是与第二USB接口102共用一个USB接口。
本实施例提供的带报警功能的USB总线电流检测装置100中是将电流检测模块104串联在第一USB接口101和第二USB接口102之间的Vbus信号线上实现的，在实际应用中，也可以将电流检测模块104串联在第一USB接口101和第二USB接口102之间的GND信号线之间实现，此时电流检测模块104检测第一USB接口101和第二USB接口102之间的GND信号线上的电流值，串联在GND信号线上的情况可以同理得到，此处不再赘述。
实施例2：
本实施例提供了一种带报警功能的USB总线电流检测装置200，具体包括：两个第一USB接口201、第二USB接口202、预置模块203、电流检测模块204、比较模块205、报警模块206和选择切换模块207。在实际应用中，电流检测装置200可以包括多个第一USB接口201，本实施例以有两个第一USB接口201为例来加以说明。
其中，两个第一USB接口201用于分别连接两个USB设备1，第二USB接口202用于连接上游USB接口2，电流检测模块204串联在第二USB接口202和选择切换模块207之间的GND信号线上，用于检测选择切换模块207选通的两个第一USB接口201中的一个USB接口与第二USB接口202之间的GND信号线上的电流值，比较模块205的一个输入端口与电流检测模块204相连，另一个输入端口与预置模块203相连，比较模块205的输出端口与报警模块206相连，用于比较电流检测模块204检测的选择切换模块207选通的两个第一USB接口201中的一个USB接口和第二USB接口202之间的GND信号线上的电流值和预置模块203预置的电流门限值的大小，如果电流检测模块204检测到的电流值超出预置模块203预置的电流门限值，则比较模块205向报警模块206发送报警信号，报警模块206接收报警信号后报警，此处的报警可以是当检测到的电流值高于预置的电流门限值时报警，也可以是当检测到的电流值低于预置的电流门限值时报警，还可以是预置的电流门限值是一个区间，当检测到的电流值超出预置的电流门限值区间时报警，等等，用户可以自行选择；两个第一USB接口201的Vbus信号线、D+信号线及D-信号线分别通过选择切换模块207与第二USB接口202的Vbus信号线、D+信号线及D-信号线相连，实现USB设备1与上游USB2接口之间的通信；电流检测模块204、选择切换模块207、预置模块203、比较模块205和报警模块206通过第二USB接口202由上游USB接口2为其提供电力。由于本实施例提供的USB总线电流检测装置200用于检测USB总线上的电流值，所以根据USB接口的特性，本实施例提供的USB总线电流检测装置200适用的电压值为5V，电流为直流，最大为500mA。
上游USB接口2一般指主机中的USB接口，主机的形式包括但不限于台式电脑、笔记本电脑、服务器、专用机、读卡器、通讯设备、数码相机、集线器或PDA等。由于上游USB接口2一般为母头的形式，第二USB接口202用于与上游USB接口2进行通信，所以一般为公头的形式；USB设备1一般为公头形式，故与USB设备1相连的第一USB接口201一般为母头形式。实际应用中，USB接口的连接方式还有很多种，本领域的技术人员可以对本实施例提供的带报警功能的USB总线电流检测装置200做适当的变型及改进，例如使用A型USB接口与B型USB接口或其它接口形式来实现。
在具体生产实践中，电流检测模块204有很多种实现方式，例如可以由电阻和MAX471芯片组成的电流检测部分(电流检测部分也可以是仅由电阻组成)，及A/D转换芯片TLC1549实现，或者由电阻和MAX471芯片组成的电流检测部分(电流检测部分也可以是仅由电阻组成)，及专用的电压/频率转换芯片(电压/频率转换电路)和计数芯片实现，也可以将电流转换为光信号，再通过检测光信号的强度来实现，再或者可以将电流转换成磁场信号，再通过检测磁场信号强度来实现，等等，本领域技术人员可以根据本实施例做简单变型、同等替换以及改进等方法均可实现。
预置模块203可以是按键组、选择开关或线性调节器，例如在电流检测装置200上设置一个0～9的按键组(键盘)，用户可以将电流门限值利用0～9的按键组输入进行设置，也可以是在电流检测装置200上设置几个常用的电流门限值等级，用户可以利用选择开关按照自己的需要选择不同的电流门限值等级，还可以在电流检测装置200上设置线性调节器，线性调节器包括变阻和变容等几种，可以是类似老款收音机调频使用的旋转型的，也可以是滑槽中设置调节按钮的拨动型等多种形式，用户通过调节该线性调节器选择合适的电流门限值，同理，预置模块203还可以由其它方式输入设置。另外，预置模块203还可以将电流门限值通过第二USB接口202连接的上游USB接口2下载的方法实现，例如，用户可以预先将电流门限值输入在主机中，通过第二USB接口202连接的上游USB接口2将电流门限值下载到电流检测装置200中。
报警模块206可以是蜂鸣器，当比较模块205的比较结果是选择切换模块207选通的两个第一USB接口201中的一个USB接口和第二USB接口202之间的GND信号线上的电流值超出预置模块203预置的电流门限值时，比较模块205向报警模块206发送报警信号，报警模块206接收到报警信号后发出蜂鸣声。
报警模块206也可以是发光二极管，当比较模块205的比较结果是选择切换模块207选通的两个第一USB接口201中的一个USB接口和第二USB接口202之间的GND信号线上的电流值高于预置模块203预置的电流门限值时，比较模块205向报警模块206发送报警信号，报警模块206接收到报警信号后被点亮或闪烁。
报警模块206还可以是显示装置，例如段码显示器、点阵显示器、字符显示器、图像显示器等，同理，当比较模块205的比较结果是选择切换模块207选通的两个第一USB接口201中的一个USB接口和第二USB接口202之间的GND信号线上的电流值超出预置模块203预置的电流门限值时，比较模块205向报警模块206发送报警信号，报警模块206接收到报警信号后显示警告字和/或警告图案。
另外，报警模块206还可以是将比较模块205发送的报警信号上传至第二USB接口202连接的上游USB接口2进行报警输出。
选择切换模块207可以由选择开关实现，也可以由控制芯片和选择开关共同组成实现，用于选择连通两个第一USB接口201中的一个与第二USB接口之间的通路。作为优选的，本实施例中的选择切换模块207选择连通某一通路时，其它通路的D+信号线、D-信号线、GND信号线和Vbus信号线被同时切断，以免影响连通的USB设备1与上游USB接口2之间的通信。
优选的，为更好地增强本实施例提供的电流检测装置200的保护功能，更适于实际工业生产，本实施例提供的电流检测装置200还包括串联在第二USB接口202和由选择切换模块207选择连通的两个第一USB接口201中的一个USB接口之间的保护模块210，保护模块210与比较模块205相连，其中保护模块210可以串联在由选择切换模块207选择连通的两个第一USB接口201中的一个USB接口与第二USB接口202的Vbus信号线、GND信号线、D+信号线和D-信号线中至少一根信号线之间，用于当比较模块205发出报警信号后，切断USB设备1与上游USB接口2之间的通信回路，实现保护。保护模块210可以由可控的具有开关功能的装置实现，例如开关、继电器或接触器等。保护模块210通过第二USB接口202为其提供电力。
更进一步地，电流检测装置200还可以进一步包括上电恢复模块211，与保护模块210相连，用于当电流检测装置200上电后，将USB设备1与上游USB接口2之间的通信回路设置为连通状态。上电恢复模块211由第二USB接口202为其提供电力。
为使本实施例提供的电流检测装置200使用更直观和更适于实际应用场景，本实施例提供的电流检测装置200还可以增加确认模块208，确认模块208与预置模块203相连，用于确认预置模块203预置的电流门限值是否正确；确认模块208可以由显示装置和确认按键组成，由第二USB接口202为其提供电力。确认模块208还可以将预置模块203预置的电流门限值上传至第二USB接口202连接的上游USB接口2进行确认。
本实施例提供的电流检测装置200还可以进一步包括输出模块209，输出模块209与电流检测模块204的输出端口相连，用于将电流检测模块204检测的第一USB接口201和第二USB接口202之间的GND信号线上的电流值输出，由第二USB接口202为其提供电力。输出模块209可以是显示装置，例如段码显示器、点阵显示器、字符显示器、图像显示器或指针盘等。输出模块209可以与报警模块206和/或确认模块208共用一个显示装置。输出模块209还可以由存储芯片、控制芯片和接口芯片组成，存储芯片用于存储电流检测模块204检测到的电流值，存储方式有很多，例如存储芯片可以按照预先设置的存储时间间隔来存储电流值，例如可以预先设置每间隔1分钟存储一次电流值，那么存储芯片每间隔1分钟存储一个电流值，再例如，存储芯片还可以仅存储当前电流值；控制芯片从存储芯片中将对应的电流值读取出来，并发送至接口芯片，例如可以是当控制芯片接收到上游USB设备或其它主机、外设等询问电流值的命令后，假如询问电流值的命令是需要读取第5分钟的电流值，则控制芯片将存储芯片中存储的第5分钟的电流值读取出来，发送至接口芯片；接口芯片输出该电流值。其中，存储芯片和控制芯片可以集成在一颗控制芯片中实现，接口芯片可以是单独的UART、RS-232、RS-485、ATA或USB接口芯片等，也可以是集成在控制芯片中的UART、RS-232、RS-485、ATA或USB接口，还可以是与第二USB接口202共用一个USB接口。
本实施例提供的USB总线电流检测装置200中是将电流检测模块204串联在第二USB接口202和选择切换模块207之间的GND信号线上实现的，在实际应用中，也可以将电流检测模块204串联在第二USB接口202和选择切换模块207之间的Vbus信号线之间实现，此时电流检测模块204检测选择切换模块207选通的两个第一USB接口201中的一个USB接口和第二USB接口202之间的Vbus信号线上的电流值，串联在Vbus信号线上的情况可以同理得到，此处不再赘述。
本实用新型实施例提供了一种简单方便的对USB设备的运行电流值进行监控报警的USB总线电流检测装置，该设备克服了目前生产、测试、调试或使用中对USB设备及整个工作环境的保护不够，工作人员不能及时意识到USB设备工作电流异常的问题；另外，本实用新型实施例提供的带报警功能的USB总线电流检测装置还可以在其工作电流异常时，及时地将整个USB电流回路切断，达到及时控制当USB设备工作电流异常时将设备烧毁及破坏整个工作环境等问题，同时也有效地避免了工程生产中不必要的浪费，提高了生产效率，尤其对于需要24小时工作的情况，本实用新型实施例提供的USB电流检测装置对其工作环境的安全性保障更为重要；另外，本实用新型实施例还提供了一种带报警功能的USB总线电流检测装置，能够提供多个可连接USB设备的USB接口，通过选择切换，大大地提高了检测USB设备工作电流的效率，非常适合在生产测试等场合应用。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (21)
1.一种带报警功能的USB总线电流检测装置，其特征在于，所述装置包括用于与USB设备连接的第一USB接口、用于与上游USB接口连接的第二USB接口、电流检测模块、预置模块、比较模块和报警模块；
所述电流检测模块串联在所述第一USB接口和第二USB接口之间的Vbus信号线或GND信号线上；所述比较模块的输入端口分别与电流检测模块和预置模块相连，所述比较模块的输出端口与报警模块相连；
所述第一USB接口的D+信号线、D-信号线分别与第二USB接口的D+信号线、D-信号线相连；所述电流检测模块、预置模块、比较模块和报警模块通过所述第二USB接口由所述上游USB接口为其提供电力。
2.如权利要求1所述的带报警功能的USB总线电流检测装置，其特征在于，当所述第一USB接口为多个时，所述装置还包括选择切换模块，所述选择切换模块与所述多个第一USB接口和第二USB接口相连，用于选择连通多个第一USB接口中的一个USB接口与第二USB接口之间的通路；所述选择切换模块通过所述第二USB接口由上游USB接口为其提供电力；
相应地，所述电流检测模块串联在所述第二USB接口和所述选择切换模块之间的Vbus信号线或GND信号线上；所述第二USB接口的D+信号线和D-信号线通过所述选择切换模块与所述第一USB接口的D+信号线和D-信号线连接。
3.如权利要求2所述的带报警功能的USB总线电流检测装置，其特征在于，所述选择切换模块为选择开关。
4.如权利要求2所述的带报警功能的USB总线电流检测装置，其特征在于，所述选择切换模块由控制芯片和选择开关组成。
5.如权利要求1或2所述的带报警功能的USB总线电流检测装置，其特征在于，所述预置模块为按键组、选择开关或线性调节器。
6.如权利要求1或2所述的带报警功能的USB总线电流检测装置，其特征在于，所述报警模块为蜂鸣器。
7.如权利要求1或2所述的带报警功能的USB总线电流检测装置，其特征在于，所述报警模块为发光二极管。
8.如权利要求1或2所述的带报警功能的USB总线电流检测装置，其特征在于，所述报警模块为显示装置，所述显示装置为段码显示器、点阵显示器、字符显示器、图像显示器或指针盘。
9.如权利要求1或2所述的带报警功能的USB总线电流检测装置，其特征在于，所述报警模块为向所述第二USB接口连接的上游USB接口上传报警信息进行报警。
10.如权利要求1或2所述的带报警功能的USB总线电流检测装置，其特征在于，所述装置还包括确认模块，所述确认模块与所述预置模块相连，用于确认所述预置模块预置的电流门限值是否正确；所述确认模块通过所述第二USB接口由上游USB接口为其提供电力。
11.如权利要求10所述的带报警功能的USB总线电流检测装置，其特征在于，所述确认模块由显示装置和按键组成。
12.如权利要求10所述的带报警功能的USB总线电流检测装置，其特征在于，所述确认模块为向所述第二USB接口连接的上游USB接口上传确认信息进行确认。
13.如权利要求1或2所述的带报警功能的USB总线电流检测装置，其特征在于，所述装置还包括保护模块，所述保护模块与所述比较模块相连，并串联在所述第二USB接口和所述第一USB接口之间，用于切断USB设备与上游USB接口之间的通信回路，实现保护；所述保护模块通过所述第二USB接口由上游USB接口为其提供电力。
14.如权利要求13所述的带报警功能的USB总线电流检测装置，其特征在于，所述保护模块为可控的具有开关功能的装置，所述可控的具有开关功能的装置为开关、继电器或接触器。
15.如权利要求13所述的带报警功能的USB总线电流检测装置，其特征在于，所述装置还包括上电恢复模块，所述上电恢复模块与所述保护模块相连，用于将USB设备与上游USB接口之间的通信回路设置为连通状态；所述上电恢复模块通过所述第二USB接口由上游USB接口为其提供电力。
16.如权利要求1或2所述的带报警功能的USB总线电流检测装置，其特征在于，所述装置还包括输出模块，所述输出模块与所述电流检测模块相连；所述输出模块通过所述第二USB接口由上游USB接口为其提供电力。
17.如权利要求16所述的带报警功能的USB总线电流检测装置，其特征在于，所述输出模块具体为显示装置，所述显示装置包括段码显示器、点阵显示器、字符显示器、图像显示器或指针盘。
18.如权利要求16所述的带报警功能的USB总线电流检测装置，其特征在于，所述输出模块包括存储芯片、控制芯片和接口芯片；
所述存储芯片，用于存储所述电流检测模块检测到的电流值；
所述控制芯片，用于从所述存储芯片中读取出对应的电流值，并发送至所述接口芯片；
所述接口芯片，用于输出所述电流值。
19.如权利要求18所述的带报警功能的USB总线电流检测装置，其特征在于，所述存储芯片和控制芯片集成在一颗芯片中。
20.如权利要求18所述的带报警功能的USB总线电流检测装置，其特征在于，所述接口芯片为UART、RS-232、RS-485、ATA或USB接口芯片，或为集成在所述控制芯片中的UART、RS-232、RS-485、ATA或USB接口。
21.如权利要求18所述的带报警功能的USB总线电流检测装置，其特征在于，所述接口芯片与所述第一USB接口共用一个USB接口芯片。
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