一种带抗扰功能的微小卫星CAN总线测试装置及应用方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种带抗扰功能的微小卫星CAN总线测试装置及应用方法，本发明专利技术装置包括内外CAN测试接口和地面CAN测试网络，所述内外CAN测试接口包括T型电缆和CAN隔离转发器，所述T型电缆将CAN隔离转发器连接在星上CAN总线网络的星载计算机、星表CAN设备的双CAN接口之间，所述地面CAN测试网络包括三段式地测电缆、外部直流电源和多个地面测试设备，所述多个地面测试设备通过三段式地测电缆与CAN隔离转发器相连。本发明专利技术能够有效提高微小卫星CAN总线测试的便利性和稳定性，确保微小卫星内部总线与在轨状态的一致性，减少地面测试网络对星上CAN总线工作状态的干扰。

【技术实现步骤摘要】
一种带抗扰功能的微小卫星CAN总线测试装置及应用方法
本专利技术属于航天器综合电子与测试
，涉及一种带抗扰功能的微小卫星CAN总线测试装置及应用方法。
技术介绍
控制器局域网CAN(ControllerAreaNetwork)是由德国博世公司在20世纪80年代初提出的一种串行通信现场总线，最初主要用于实现汽车中众多的控制和测量仪器之间的数据通信，随着CAN的应用普及，其实时性好、可靠性高、抗干扰能力强等优势也为航天领域所认可，被广泛地应用到航天领域中。国内外均已将其引入综合电子系统，大量微小卫星已经将CAN总线作为星上骨干网络来完成星上设备间的信息交互。现代微小卫星新技术含量高，功能密度大，研制周期短，成为航天领域最具活力的研究方向，并成为军用、民用卫星的重要成员。在微小卫星发展初期阶段，卫星平台与载荷功能相对简单，星上设备少，星上CAN链路短，对通信实时性要求低，无需开展额外的CAN网络拓扑设计，与外部地面测试设备简单连接，即可实现星上CAN设备、外部地面测试设备的连接和通信。随着微小卫星不断发展，对星上CAN总线网络和地面CAN测试网络的设计与连接方式提出了更高的要求。当前微小卫星星上设备越来越多，为兼顾总线电缆长度控制与通信性能，同时便于总装测试操作，主要采用链式CAN总线方案，即采用双CAN总线，将所有单机设备串行连接，并构成独立的星内CAN总线系统。与此同时，外部地面测试设备也在增多和网络化，包括总线监听设备、信号测量设备和动力学仿真器等，测试设备种类多，位置散布大，可能造成测试电缆长、网络结构复杂，测试总线上干扰信号复杂，如果简单地将外部CAN测试网络直接连接到星上CAN总线网络，将会破坏卫星内部CAN总线网络的已有拓扑结构，并将测试网络额外的外部干扰引入星内网络，轻则导致总线通信异常，不能满足实时性与可靠性要求，重则导致整个CAN总线网络瘫痪，卫星失控。当前可用的卫星CAN总线测试接口方法包括总线末端接入法、随机接入法、脐带电缆接入法等。总线末端接入方法简单，直接将测试总线挂接在星上CAN总线的末端，但要求星上总线构建完整，不适用于增量式总装测试过程，且在卫星合舱后无法接入测试；随机接入法无固定接入点，适用于增量式总装测试过程，但接入点选择随意性大，且需频繁调整接入点，安全性可靠性低。脐带电缆接入法通过脐带电缆接入，需占用脱插电连接器有限的接点资源，且脱插后会在星内残留一段无用的CAN电缆，既增加赘重，又引入额外的干扰信号。此外，当前卫星CAN总线测试方法缺少对卫星各阶段测试环境和测试任务的适应性设计，如未提前考虑和进行针对性设计，则测试系统可能无法适应整星某些特殊试验任务(热真空试验)的测试要求，导致缓误测试进度，甚至无法完成既定测试任务。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种带抗扰功能的微小卫星CAN总线测试装置及应用方法，本专利技术旨在解决现有微小卫星CAN总线测试方案缺少科学指导，且难以兼顾总装便利性、通信可靠性和环境适应性的难题，提高微小卫星CAN总线测试的便利性和稳定性，确保微小卫星内部总线与在轨状态的一致性，减少地面测试网络对星上CAN总线工作状态的干扰。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种带抗扰功能的微小卫星CAN总线测试装置，包括内外CAN测试接口和地面CAN测试网络，所述内外CAN测试接口包括T型电缆和CAN隔离转发器，所述T型电缆将CAN隔离转发器连接在星上CAN总线网络的星载计算机、星表CAN设备的双CAN接口之间，所述地面CAN测试网络包括三段式地测电缆、外部直流电源和多个地面测试设备，所述多个地面测试设备通过三段式地测电缆与CAN隔离转发器相连。可选地，所述T型电缆包括三个外部自由电连接器和M个内部导线连接端子，所述三个外部自由电连接器包括第一电连接器、第二电连接器和第三电连接器，所述第一电连接器与CAN隔离转发器相连，第二电连接器与星载计算机相连，第三电连接器与星表CAN设备相连，所述第一电连接器的M路信号电缆各通过一个内部导线连接端子一分为二，且一路信号电缆与第二电连接器相连、另一路信号电缆与第三电连接器相连，使得第二电连接器以及第三电连接器之间的M路信号电缆分别连接到第一电连接器的M路信号电缆。可选地，所述CAN隔离转发器包括微控制器、星上CAN接口单元、地面CAN接口单元以及电源模块，所述星上CAN接口单元包含独立的两路星上CAN收发电路，所述星上CAN收发电路均包含第一CAN控制器和第一CAN隔离收发器，所述第一CAN控制器与微处理器相连、且通过第一CAN隔离收发器与星上CAN总线网络的星上CAN-A网络或星上CAN-B网络相连，所述地面CAN接口单元包含独立的两路地面CAN收发电路，所述地面CAN收发电路均包含第二CAN控制器和第二CAN隔离收发器，所述第二CAN控制器与微处理器相连、且通过第二CAN隔离收发器与地面CAN测试网络的地面CAN-A网络或地面CAN-B网络相连，且第二CAN隔离收发器所连的CAN总线上设有匹配电阻，所述电源模块的供电输出端分别与微控制器、星上CAN接口单元、地面CAN接口单元的电源电子相连。可选地，所述电源模块包括供电电源切换开关和DC-DC电源模块，所述供电电源切换开关的输出端通过DC-DC电源模块分别与微控制器、星上CAN接口单元、地面CAN接口单元的电源电子相连，所述供电电源切换开关包括两路输入端，一路输入端与地面CAN测试网络中的外部直流电源相连，另一路输入端通过T型电缆与从星表CAN设备的供电电缆相连以获取卫星上的一次电源，且通过T型电缆与从星表CAN设备的供电电缆相连以获取卫星上的一次电源的输入端上连接有用于测试星上一次电源的一次电源测试接口。可选地，所述CAN隔离转发器还包括内部温度传感器、热控电路与多个加热片，所述内部温度传感器的输出端与微控制器相连，所述热控电路的控制端与微控制器相连，所述热控电路的输出端分别与多个加热片相连。可选地，所述热控电路包括熔断器、三极管开关控制电路、二级VMOS管开关电路和加热状态采集电路，所述熔断器、二级VMOS管开关电路两者串接在电源模块的输出端、加热片的电源输入端之间，所述二级VMOS管开关电路的控制端与三极管开关控制电路相连，所述三极管开关控制电路的控制端与微控制器相连，所述加热状态采集电路则通过电阻分压网络将加热片的电源输入端接地，且电阻分压网络的加热状态输出端子通过模数采集电路与微控制器的输入端相连以输出加热工作状态。可选地，所述CAN隔离转发器还包括CAN信号侦测接口、秒脉冲侦测接口、通信配置接口和调试接口等，所述CAN信号侦测接口设于第一CAN隔离收发器所连的CAN总线上，且所述CAN信号侦测接口直接将星上的2条CAN总线信号引出到连接端子以供外部测试设备连接测试；所述秒脉冲侦测接口将星上的秒脉冲信号连接到连接端子以供外部测试设备连接测试，所述通信配置接口为RS-232类型接口，用于连接地面计算机，配置CAN隔离转发器的通信参数，所述调试接口用于CAN隔离转发器的软件开发调本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带抗扰功能的微小卫星CAN总线测试装置，其特征在于，包括内外CAN测试接口和地面CAN测试网络，所述内外CAN测试接口包括T型电缆和CAN隔离转发器，所述T型电缆将CAN隔离转发器连接在星上CAN总线网络的星载计算机、星表CAN设备的双CAN接口之间，所述地面CAN测试网络包括三段式地测电缆、外部直流电源和多个地面测试设备，所述多个地面测试设备通过三段式地测电缆与CAN隔离转发器相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种带抗扰功能的微小卫星CAN总线测试装置，其特征在于，包括内外CAN测试接口和地面CAN测试网络，所述内外CAN测试接口包括T型电缆和CAN隔离转发器，所述T型电缆将CAN隔离转发器连接在星上CAN总线网络的星载计算机、星表CAN设备的双CAN接口之间，所述地面CAN测试网络包括三段式地测电缆、外部直流电源和多个地面测试设备，所述多个地面测试设备通过三段式地测电缆与CAN隔离转发器相连。


2.根据权利要求1所述的带抗扰功能的微小卫星CAN总线测试装置，其特征在于，所述T型电缆包括三个外部自由电连接器和M个内部导线连接端子，所述三个外部自由电连接器包括第一电连接器、第二电连接器和第三电连接器，所述第一电连接器与CAN隔离转发器相连，第二电连接器与星载计算机相连，第三电连接器与星表CAN设备相连，所述第一电连接器的M路信号电缆各通过一个内部导线连接端子一分为二，且一路信号电缆与第二电连接器相连、另一路信号电缆与第三电连接器相连，使得第二电连接器以及第三电连接器之间的M路信号电缆分别连接到第一电连接器的M路信号电缆。


3.根据权利要求2所述的带抗扰功能的微小卫星CAN总线测试装置，其特征在于，所述CAN隔离转发器包括微控制器、星上CAN接口单元、地面CAN接口单元以及电源模块，所述星上CAN接口单元包含独立的两路星上CAN收发电路，所述星上CAN收发电路均包含第一CAN控制器和第一CAN隔离收发器，所述第一CAN控制器与微处理器相连、且通过第一CAN隔离收发器与星上CAN总线网络的星上CAN-A网络或星上CAN-B网络相连，所述地面CAN接口单元包含独立的两路地面CAN收发电路，所述地面CAN收发电路均包含第二CAN控制器和第二CAN隔离收发器，所述第二CAN控制器与微处理器相连、且通过第二CAN隔离收发器与地面CAN测试网络的地面CAN-A网络或地面CAN-B网络相连，且第二CAN隔离收发器所连的CAN总线上设有匹配电阻，所述电源模块的供电输出端分别与微控制器、星上CAN接口单元、地面CAN接口单元的电源电子相连。


4.根据权利要求3所述的带抗扰功能的微小卫星CAN总线测试装置，其特征在于，所述电源模块包括供电电源切换开关和DC-DC电源模块，所述供电电源切换开关的输出端通过DC-DC电源模块分别与微控制器、星上CAN接口单元、地面CAN接口单元的电源电子相连，所述供电电源切换开关包括两路输入端，一路输入端与地面CAN测试网络中的外部直流电源相连，另一路输入端通过T型电缆与从星表CAN设备的供电电缆相连以获取卫星上的一次电源，且通过T型电缆与从星表CAN设备的供电电缆相连以获取卫星上的一次电源的输入端上连接有用于测试星上一次电源的一次电源测试接口。


5.根据权利要求4所述的带抗扰功能的微小卫星CAN总线测试装置，其特征在于，所述CAN隔离转发器还包括内部温度传感器、热控电路与多个加热片，所述内部温度传感器的输出端与微控制器相连，所述热控电路的控制端与微控制器相连，所述热控电路的输出端分别与多个加热片相连。


6.根据权利要求5所述的带抗扰功能的微小卫星CAN总线测试装置，其特征在于，所述热控电路包括熔断器、三极管开关控制电路、二级VMOS管开关电路和加热状态采集电路，所述熔断器、二级VMOS管开关电路两者串接在电源模块的输出端、加热片的电源输入端之间，所述二级VMOS管开关电路的控制端与三极管开关控制电路相连，所述三极管开关控制电路的控制端与微控制器相连，所述加热状态采集电路则通过电阻分压网络将加热片的电源输入端接地，且电阻分压网络的加热状态输出端子通过模数采集电路与微控制器的输入端相连以输出加热工作状态。


7.根据权利要求6所述的带抗扰功能的微小卫星CAN总线测试装置，其特征在于，所述CAN隔离转发器还包括CAN信号侦测接口、秒脉冲侦测接口、通信配置接口和调试接口等，所述CAN信号侦测接口设于第一CAN隔离收发器所连的CAN总线上，且所述CAN信号侦测接口直接将星上的2条C...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴军，李东旭，涂开武，袁福，王杰，吴国福，范才智，刘望，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43