船用仪表现场自动测试系统总线技术方案

本发明专利技术所设计的船用仪表现场自动测试系统总线，每个槽位具有模块控制与通信总线接口、测试信号总线接口和电源总线接口，总线与电源控制模块输出功能模块的控制指令，模块控制与通信总线进行功能模块的控制指令传输，测试信号总线实现电阻源功能模块、电流采集功能模块和电压采集功能模块与被测对象之间的激励信号与响应信号的输出与输入，矩阵切换功能模块提供被测对象与测试信号总线和电源总线之间通信的信号输入与输出通道，电源总线接口给功能模块和被测对象供电。本发明专利技术较通用标准总线具有体积小、结构简单、参数设定灵活等优点，不但适用于实验室条件下自动测试，还适用于船用等空间小的现场场合。

Field automatic test system bus of marine instrument

【技术实现步骤摘要】
船用仪表现场自动测试系统总线
本专利技术涉及自动测试系统
，具体地指一种船用仪表现场自动测试系统总线。技术背景自动测试系统由通用标准测试总线搭建而成。测试总线是自动测试系统中数据传输、处理、存储的媒介，其特性参数决定了自动测试系统的性能。目前，测试总线主要有GPIB、VXI、PXI、PXIe、LXI和AXIe等总线通用标准。自动测试系统大多由通用标准测试总线中的一种或多种总线搭建。每种测试总线都有各自的特点，基于现有测试总线标准的设备总体上性能指标比较高。但由于标准测试总线系统按照固定总线标准设计，其电气结构、机械结构均有严格标准，设备体积、传输速率、时延、插槽功率等特性参数都是固定值，而且物理尺寸大、重量也普遍较重，只适用于大型或固定式维修测试、校准平台中，不能满足船用仪表现场维修测试需求，并且，通用标准测试总线系统接线都采用前面板独立接线方式，这种方式一方面容易造成接线错误，另一方面，考虑到测试设备工作于空间小且有晃动的船用环境，在使用中，可能出现插针弯折而无法继续使用的情况。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要提供一种船用仪表现场自动测试系统总线标准，该标准定义的总线较通用标准总线具有体积小、结构简单、参数设定灵活等优点，不但适用于实验室条件下自动测试，还适用于船用等空间小的现场场合。为实现此目的，本专利技术所设计的船用仪表现场自动测试系统总线，其特征在于：它包括总线母板、总线与电源控制模块、矩阵切换功能模块、电阻源功能模块、电流采集功能模块和电压采集功能模块等，总线母板上设置有多个槽位，每个槽位具有模块控制与通信总线接口、测试信号总线接口和电源总线接口，模块控制与通信总线接口接入模块控制与通信总线，测试信号总线接口接入测试信号总线，电源总线接口接入电源总线，总线与电源控制模块用于输出电阻源功能模块、电流采集功能模块、电压采集功能模块和矩阵切换功能模块的控制指令，模块控制与通信总线用于进行电阻源功能模块、电流采集功能模块、电压采集功能模块和矩阵切换功能模块的控制指令传输，测试信号总线用于实现电阻源功能模块、电流采集功能模块和电压采集功能模块与被测对象之间的激励信号与响应信号的输出与输入，矩阵切换功能模块用于提供被测对象与测试信号总线和电源总线之间通信的信号输入与输出通道，电源总线用于给矩阵切换功能模块、电阻源功能模块、电流采集功能模块、电压采集功能模块和被测对象进行供电。本专利技术总线结构简化，同步触发方式简单，效率更高。现有仪器总线如GPIB、VXI、PXI均为并行总线，连线多，结构复杂，本设计采用自定义串行同步总线，取代传统的计算机总线的方式，使用单片机系统作为主控制器，简化测试系统结构、减少连线、降低系统复杂程度。MFTB总线采用基于消息的同步方式，不需要额外增加同步时钟模块。采用硬件触发的方式，控制器与功能模块之间的触发通过硬接线，该种方式配置简单，由控制器直接进行控制，不需要额外复杂的总线仲裁机制。本专利技术首创将测试信号后移至总线母板，并采用统一的测试接口与被测对象连接，简化了连线、提高了系统的可靠性，在一个自动测试系统中，需要多个功能模块配合使用。目前，被测对象与功能模块之间的连接大多采用外部直接连线或通过专用适配器转接的方式。但这两种方式不能满足现场测试需求。一方面，接线多，容易造成接线错误的情况；另一方面，在使用中，尤其是会有晃动的舰船上，稍不注意，会出现插针弯折而无法继续使用的情况，这不符合自动测试系统高可靠性的要求；同时，不同的被测对象对测试资源的需求不一样，需要对应的专用适配器，这增加了操作的复杂度，并且还有误插的风险。本专利技术为简化被测对象与测试资源的连接，测试接口采用统一的接插件。对于不同的被测对象，接插件针脚对应的定义不同，即对应使用的测试资源不同。通过增加矩阵切换功能模块可实现该方案。矩阵切换功能模块将测试资源传输给对应的测试接口针脚，从而实现一个测试接口用于多个被测对象。更换被测对象时，使用者不需要连接复杂的接线，只需要拔插一个测试接口即可。本专利技术设计的上述船用仪表现场自动测试系统总线，采用自定义物理尺寸的方式，打破行业内测试仪器尺寸的限制，使得基于MFTB总线的自动测试系统可应用于对船舶等空间要求高的现场场合；替代基于计算机总线扩展的测试总线，使用单片机系统作为主控制器，自定义总线，同步触发方式简单，简化系统结构、减少连线、降低系统复杂程度，参数设定灵活，可实现资源利用最大化；首创将功能模块信号接线后移至背板，被测对象与测试机箱采用标准化的测试接口，替代传统功能模块的多组、独立连线，减少连接总线的复杂度、提高了系统的可靠性，同时也减小了总线体积。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术中模块控制与通信总线、测试信号总线和电源总线的引脚放大图；图3为本专利技术中被测对象的引脚放大图；其中，1—总线母板、1.1—模块控制与通信总线接口、1.2—测试信号总线接口、1.3—电源总线接口、2—总线与电源控制模块、3—矩阵切换功能模块、4—模块控制与通信总线、5—测试信号总线、6—电阻源功能模块、7—电流采集功能模块、8—电压采集功能模块、9—被测对象、10—电源总线。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明：如图1～3所述的船用仪表现场自动测试系统总线(定义为MFTB总线，MiniFieldTestBus)，它包括总线母板1、总线与电源控制模块2、矩阵切换功能模块3、电阻源功能模块6、电流采集功能模块7和电压采集功能模块8，总线母板1上设置有多个槽位，每个槽位具有模块控制与通信总线接口1.1、测试信号总线接口1.2和电源总线接口1.3，模块控制与通信总线接口1.1接入模块控制与通信总线4，测试信号总线接口1.2接入测试信号总线5，电源总线接口1.3接入电源总线10，总线与电源控制模块2用于输出电阻源功能模块6、电流采集功能模块7、电压采集功能模块8和矩阵切换功能模块3的控制指令，模块控制与通信总线4用于进行电阻源功能模块6、电流采集功能模块7、电压采集功能模块8和矩阵切换功能模块3的控制指令传输，测试信号总线5用于实现电阻源功能模块6、电流采集功能模块7和电压采集功能模块8与被测对象9之间的激励信号与响应信号的输出与输入，矩阵切换功能模块3用于提供被测对象9与测试信号总线5和电源总线10之间通信的信号输入与输出通道，电源总线10用于给矩阵切换功能模块3、电阻源功能模块6、电流采集功能模块7、电压采集功能模块8和被测对象9进行供电。上述技术方案中，总线与电源控制模块2由控制芯片STM32F407、SRAM存储芯片以及外设电路组成。安置上述船用仪表现场自动测试系统总线的机械结构包括机箱和功能模块。采用机箱和拔插式功能模块相结合的方式。MFTB机箱物理尺寸为宽215mm、深106mm、高90mm。MFTB功能模块物理尺寸定义为1.5U，具体为宽20mm、深80mm、高50mm。上述技术方案中，所述电阻源功能模块6用来产生电阻信号，作为被测对象9的输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种船用仪表现场自动测试系统总线，其特征在于：它包括总线母板(1)、总线与电源控制模块(2)、矩阵切换功能模块(3)、电阻源功能模块(6)、电流采集功能模块(7)和电压采集功能模块(8)，总线母板(1)上设置有多个槽位，每个槽位具有模块控制与通信总线接口(1.1)、测试信号总线接口(1.2)和电源总线接口(1.3)，模块控制与通信总线接口(1.1)接入模块控制与通信总线(4)，测试信号总线接口(1.2)接入测试信号总线(5)，电源总线接口(1.3)接入电源总线(10)，总线与电源控制模块(2)用于输出电阻源功能模块(6)、电流采集功能模块(7)、电压采集功能模块(8)和矩阵切换功能模块(3)的控制指令，模块控制与通信总线(4)用于进行电阻源功能模块(6)、电流采集功能模块(7)、电压采集功能模块(8)和矩阵切换功能模块(3)的控制指令传输，测试信号总线(5)用于实现电阻源功能模块(6)、电流采集功能模块(7)和电压采集功能模块(8)与被测对象(9)之间的激励信号与响应信号的输出与输入，矩阵切换功能模块(3)用于提供被测对象(9)与测试信号总线(5)和电源总线(10)之间通信的信号输入与输出通道，电源总线(10)用于给矩阵切换功能模块(3)、电阻源功能模块(6)、电流采集功能模块(7)、电压采集功能模块(8)和被测对象(9)进行供电。/n...

【技术特征摘要】
1.一种船用仪表现场自动测试系统总线，其特征在于：它包括总线母板(1)、总线与电源控制模块(2)、矩阵切换功能模块(3)、电阻源功能模块(6)、电流采集功能模块(7)和电压采集功能模块(8)，总线母板(1)上设置有多个槽位，每个槽位具有模块控制与通信总线接口(1.1)、测试信号总线接口(1.2)和电源总线接口(1.3)，模块控制与通信总线接口(1.1)接入模块控制与通信总线(4)，测试信号总线接口(1.2)接入测试信号总线(5)，电源总线接口(1.3)接入电源总线(10)，总线与电源控制模块(2)用于输出电阻源功能模块(6)、电流采集功能模块(7)、电压采集功能模块(8)和矩阵切换功能模块(3)的控制指令，模块控制与通信总线(4)用于进行电阻源功能模块(6)、电流采集功能模块(7)、电压采集功能模块(8)和矩阵切换功能模块(3)的控制指令传输，测试信号总线(5)用于实现电阻源功能模块(6)、电流采集功能模块(7)和电压采集功能模块(8)与被测对象(9)之间的激励信号与响应信号的输出与输入，矩阵切换功能模块(3)用于提供被测对象(9)与测试信号总线(5)和电源总线(10)之间通信的信号输入与输出通道，电源总线(10)用于给矩阵切换功能模块(3)、电阻源功能模块(6)、电流采集功能模块(7)、电压采集功能模块(8)和被测对象(9)进行供电。


2.根据权利要求1所述的船用仪表现场自动测试系统总线，其特征在于：所述电阻源功能模块(6)用来产生电阻信号，作为被测对象(9)的输入激励信号、电流采集功能模块(7)用来采集被测对象(9)输出的电流响应信号、电压采集功能模块(8)用来采集被测对象(9)输出的电压响应信号。


3.根据权利要求1所述的船用仪表现场自动测试系统总线，其特征在于：模块控制与通信总线(4)采用串行传输的方式实现电阻源功能模块(6)、电流采集功能模块(7)、电压采集功能模块(8)和矩阵切换功能模块(3)的控制指令的传输。


4.根据权利要求1所述的船用仪表现场自动测试系统总线，其特征在于：所述模块控制与通信总线(4)还用于实现功能扩展模块的控制指令的传输。

【专利技术属性】
技术研发人员：金传喜，朱利文，陈盼辉，刘明辉，张龙飞，毛伟，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军工程大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42