应对不可预测的电源的策略

我想在汽车上安装Pi，并用它来记录GPS数据。写入SD卡时，我可以遵循哪些策略（在我的程序中）以最大程度地减少由于电源中断而引起的问题？

到目前为止，我可以想到：

• 存储数据并仅间歇写入
• 仅在车速不接近零（即即将关闭点火）时写入
• 写入一个我可以承受的临时文件，然后不时地坚持下去

我想知道是否有

• 在大多数情况下，我可以停留在文件系统模式下，以免突然关闭
• 在断电的同时实现断电恢复的方法

显然（我认为）有些数据丢失是不可避免的，但是如何将其最小化呢？

供应方至少有两个选择：

• 现在，许多汽车都具有不能通过点火开关切换的附件插座...如果您的汽车有一个，请使用该附件插座（但在不使用时请小心拔出插头！），这样可以为您提供可靠的电源（尽管在发动机运行期间可能会掉落）摇动）
• 如果您正在设计自己的电源转换器，请添加一个足够大的储能电容器，以确保在车辆关闭后电源可以保持足够长的时间...您还可以检测到车辆关闭（车辆电源低于阈值）到GPIO，从而确保断电后不开始写入

Windows Embedded中有一个称为增强型写过滤器的概念。他们使用它来避免由于断电等损坏数据丢失。操作系统将其写入RAM覆盖层。断电时文件系统不会损坏，只有在需要时才可以将数据“提交”到内存中。

同样，在Linux操作系统上，有一种保持文件系统完整的技术，只有在需要时才可以写入SD卡。该问题说明了如何构建只读文件系统，并且仅在需要时才可以保存更改。这意味着您将使用选项3：“写入临时文件并在必要时保留”。该问题还指向文章“如何构建只读文件系统”。也许，这可能是第一个起点！

这完全取决于您准备释放的数据量。如果您无法承受任何损失，则需要找到一种方法将PI直接连接到电池（当然要有保险丝），以便在点火开关关闭时不会将其关闭。

再说一次，典型的汽车电池将具有约80 Ah的电量，并且PI会消耗500-1200 mA（取决于是A还是B型），因此可能会在2到6天内耗尽您的汽车电池，所以我认为您不会接受这一点。

如果您仍然负担不起丢失数据的费用，则可以设计某种自定义硬件，在其中可以从PI控制电源并监视点火状态。如果点火开关关闭，则将数据刷新到SD卡，关闭操作系统，然后作为最后一步关闭电源。点火开关打开时也需要打开电源，以使PI再次启动。这都是可行的，但是是一个很大的项目。

但是，如果您发现在关机时丢失一些数据是可以接受的，那么我将设计一个守护程序，该守护程序将GPS数据定期保存到文件中，以使其在每次写入后执行fsync调用（将数据刷新到SD-卡）。如果您每隔几秒钟执行一次（并且还使用默认的日记记录ext4文件系统），则可能意味着每次电源丢失时，您只会松散最后几秒钟。

请记住，Raspbian（至少是我的安装）在启动时未附带根文件系统的fsck。您必须执行以下操作才能在每次安装时启用它：

tune2fs -c 1 /dev/mmcblk0p2

您还必须将/ etc / fstab中根文件系统的最后一行更改为包含1，如下所示：

/dev/mmcblk0p2  /               ext4    defaults,noatime,commit=120  0       1
                                                               Change this ^^^^^

如果您不这样做，那么根文件系统可能会不时启动，因此，如果您运行的是无头系统，则在不执行受控关机的情况下关闭电源，这是绝对必要的。

这看起来像是一个很好的添加，可以很好地为pi消毒汽车电气，并处理检测到汽车点火损失的信息，同时为pi提供电源，并向GPIO引脚发送信号以告知其安全关闭pi 。

不幸的是，目前似乎缺货，但您可以预订。

如果您必须经常处理掉电问题，那么仔细选择文件系统和引导方法（只读，日志，无人值守的fsck，快速恢复..）可能有助于确保系统可靠地启动。

在应用程序方面，使用某些数据库（sqlite？）应保证重新打开时对数据的整体写入或不写入状态。

确实最好是避免在必要时除非必须关闭。使用较小的控制器，您通常会观察电源，如果电源出现故障，则有一个小窗口可以关闭设备，保存所有非易失性数据，并可能使处理器休眠或停止，直到恢复供电为止。对于像PI这样的大型通用处理器，可能需要相当长的时间。

因此，具有在线动力储备并在主电源出现故障时发出警告可能会有所帮助。如果出现故障，则可能需要区分暂时断电（不要写，屏住呼吸）和可能的关机（保存并清理）之间。

在汽车中，您将拥有+12/24 V电压，而PI使用+5 V电压，因此转换器内部或之前的电压有可能（heh）。例如，您可以对另一个9-12 V大小合适的电池进行二极管或运算，然后在电压下降时接管转换器。考虑到相对较大的功耗，则需要以某种方式保持充电状态。您还可以为主电源线安装比较器或专用电压监控器，并在主电源关闭时收到警报。（我暂时不知道用什么方法可以快速发送PI信号。）