嵌入式系统异常分类与检测机制

异常分级与分类

根据异常严重程度、影响范围，将扫地机器人嵌入式系统异常分为三级，便于制定差异化处理策略：

一级轻微异常：不影响核心功能，仅局部体验受限，如传感器短暂干扰、单路采集异常、指示灯故障等。

二级中度异常：部分功能受限，需干预修复但无安全风险，如电机转速异常、地图数据丢失、通信中断、局部卡滞等。

三级严重异常：存在安全风险或核心功能完全失效，如电池过热、电机堵转、电路短路、跌落触发、系统死机等。

全维度异常检测机制

构建硬件监测+软件巡检的全维度异常检测体系，实现故障早发现、早预警：

硬件实时监测：通过电压检测芯片、电流采样电路监测供电状态；利用温度传感器监测电池、电机、主控芯片温度；采集电机电流、传感器反馈信号，判断硬件工作状态；通过看门狗电路监测程序运行时序。

软件周期性巡检：设计独立的异常监测任务，按固定周期巡检各模块状态；校验传感器数据有效性，判断任务运行状态；监测内存使用率、CPU负载，排查资源异常；核对控制指令与执行结果，检测驱动与执行机构偏差。

交叉校验与阈值判断：对冗余传感器数据进行对比校验，偏差超出范围则判定异常；为电压、温度、电流、转速等参数设置合理阈值，超出阈值立即触发异常标记。

分级异常处理与自愈恢复机制

异常处理遵循先安全兜底、再分级处置、后自主恢复的流程，针对不同级别异常制定专属处理策略，降低故障影响，实现无人值守下的自主恢复。

一级轻微异常处理

此类异常无需停机，采用后台静默处理模式：对受干扰的传感器数据进行滤波、重采，剔除异常值；单路传感器异常时，切换至冗余传感器采集；短暂通信丢包时，启动重传机制；指示灯、按键故障时，屏蔽对应功能并记录故障日志，不影响核心清扫任务。

二级中度异常处理

此类异常需暂停局部功能，启动故障修复流程：电机转速偏差过大时，重新校准驱动参数、重启驱动模块；地图数据丢失时，重新执行局部建图与定位；Wi-Fi通信中断时，周期性尝试重连；机身卡滞时，执行反向转动、小幅转向的脱困逻辑；参数丢失时，从备份存储区加载默认参数，修复完成后恢复正常运行。

三级严重异常处理

此类异常以安全防护为核心，立即执行紧急停机与风险隔离：电池过热、短路时，立即切断电池供电，启动散热措施；电机堵转、过载时，停止驱动输出，避免烧毁电路；跌落触发时，锁定底盘电机，防止机身坠落；系统死机时，硬件看门狗触发复位，重启后加载备份固件；所有严重异常均会触发声光提示，同步记录故障代码，便于后续排查。

异常自愈与恢复验证

异常处置完成后，系统自动进入恢复验证阶段：重新初始化故障模块，采集状态参数校验修复效果；轻微异常直接恢复运行，中度、重度异常修复后，执行短距离试运行，确认功能正常后再继续清扫任务；若多次修复失败，系统进入安全待机状态，保留故障信息并提示用户介入处理。