專利名稱：機車電氣產(chǎn)品的通用測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電氣產(chǎn)品的測試方法，特別是一種機車電氣產(chǎn)品的通用測試方法。
背景技術(shù)：
目前機車電氣產(chǎn)品測試設(shè)備的開發(fā)，大多采用PC機采集卡，結(jié)合各種各樣的信號調(diào)理設(shè)備進行開發(fā)，存在大量的重復(fù)性開發(fā)工作，且開發(fā)周期較長，種類繁多，不便于測試方法的規(guī)范，產(chǎn)品可靠性相對較低，現(xiàn)有方法都不具備很好的通用性，且不能夠?qū)崟r操作系統(tǒng)和Windows操作系統(tǒng)結(jié)合，不能夠利用兩種系統(tǒng)的優(yōu)勢，對實時性、非實時性的各種機車電氣產(chǎn)品進行測試。構(gòu)建一個實時性的測試系統(tǒng)，通常采用嵌入式的測試系統(tǒng)，由于測試系統(tǒng)的規(guī)模、 結(jié)構(gòu)和軟硬件資源不同，一旦測試目的改變或設(shè)備更換，就要重新構(gòu)建測試系統(tǒng)并開發(fā)軟件，因此開發(fā)周期很長，難度較大，其通用性極差，并且嵌入式的測試系統(tǒng)往往缺乏良好的人機交互界面；構(gòu)建非實時性的測試系統(tǒng)，可采用基于Windows操作系統(tǒng)的圖形化軟件進行開發(fā)，可實現(xiàn)良好的人機界面，并能快速、高效地完成，但如果實時性要求較高，則無法實現(xiàn)或者需要很嚴格的附加條件，比如圖形化的測試軟件LabVIEW軟件，進行實時性的測試時，需要安裝其軟件模塊(RT)，且需要購買NI (美國國家儀器)公司的相應(yīng)配套硬件設(shè)備， 成本很高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提出一種機車電氣產(chǎn)品的通用測試方法，將Windows操作系統(tǒng)和實時操作系統(tǒng)相結(jié)合，充分利用兩種系統(tǒng)的優(yōu)勢，實現(xiàn)對實時性、非實時性的各種機車電氣產(chǎn)品進行測試。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種機車電氣產(chǎn)品的通用測試方法，機車電氣產(chǎn)品的通用測試平臺由上位機工業(yè)控制計算機和下位機控制機箱構(gòu)成， 上位機和下位機之間通過以太網(wǎng)或串口連接，下位機包括控制單元、模擬輸入單元、模擬輸出單元、信號調(diào)理單元、數(shù)字入出單元、通信接口單元、開關(guān)電源單元、母板總線，下位機各單元通過AMS總線互聯(lián)，該測試方法的非實時性測試流程步驟如下(1)上位機軟件將控制指令或數(shù)據(jù)發(fā)送至下位機控制軟件；(2)下位機控制軟件接收上位機控制指令或數(shù)據(jù)，通過下位機相應(yīng)的執(zhí)行單元，向被測試模塊發(fā)出相應(yīng)的信號，被測試模塊根據(jù)信號執(zhí)行相應(yīng)的任務(wù)后，向下位機控制單元反饋測試數(shù)據(jù)及結(jié)果；(3)下位機控制軟件將測試得到的數(shù)據(jù)及結(jié)果傳遞給上位機；(4)上位機對其進行分析、處理以及顯示；該測試方法還包括實時性測試模式，實時性測試流程步驟如下(1)上位機軟件將控制指令或數(shù)據(jù)發(fā)送至下位機控制軟件；(2)下位機控制軟件接收上位機控制指令或數(shù)據(jù)，通過下位機相應(yīng)的執(zhí)行單元，與被測產(chǎn)品循環(huán)地進行實時性的數(shù)據(jù)交互，被測產(chǎn)品反饋的數(shù)據(jù)及結(jié)果傳送給下位機；(3)下位機控制軟件將測試得到的數(shù)據(jù)及結(jié)果循環(huán)地進行存儲，獲得實時性的原始測試數(shù)據(jù)；(4)下位機控制軟件將存儲的實時性數(shù)據(jù)分批分時傳遞給上位機軟件；(5)上位機對實時數(shù)據(jù)進行分析處理；(6)上位機軟件再次發(fā)送停止命令至下位機控制軟件，停止下位機與被測產(chǎn)品之間的實時性數(shù)據(jù)交互行為。上位機軟件可采用LabWindows/CVI、iTestMancU C++、VB、VC等計算機軟件。下位機可采用Windows CE、pSOS、QNX等實時操作系統(tǒng)。基于VxWorks操作系統(tǒng)的特點，可實現(xiàn)多任務(wù)的運行模式，將實時性和非實時性的測試作為兩個獨立的任務(wù)，同時運行兩個任務(wù)，控制軟件可同時滿足實時性和非實時性的要求，能分別調(diào)用下位機中不同的硬件資源，即可同時實現(xiàn)對實時性及非實時性的被測產(chǎn)品進行測試，因此該通用測試方法具有很強的通用性?？刂茊卧鳛橄挛粰C的控制核心，采用ARM或者PowerPC處理器，控制軟件基于強實時性的VxWorks操作系統(tǒng)進行開發(fā)，能夠?qū)崿F(xiàn)實時數(shù)據(jù)采集、控制功能?？刂茊卧ㄟ^ AMS總線實現(xiàn)對模擬入出單元、數(shù)字入出單元、通信接口單元、信號調(diào)理單元進行控制，控制單元通過以太網(wǎng)總線或串口連接到上位機，可將各種數(shù)據(jù)信息實時地傳送到上位機中，由上位機進行分析處理。模擬入出單元由模擬輸入插件和模擬輸出插件構(gòu)成，實現(xiàn)AC/DC-10V +IOV信號的輸入輸出功能。數(shù)字入出單元可實現(xiàn)DCMV、DC110V數(shù)字量信號的入出功能，滿足機車電氣產(chǎn)品常用數(shù)字量信號需求。模擬入出單元、數(shù)字入出單元的數(shù)量可靈活配置，且在總線中的插槽位置可任意變換，控制單元能夠自動識別，進行模擬量數(shù)據(jù)、數(shù)字量數(shù)據(jù)的輸入輸出控制。信號調(diào)理單元可實現(xiàn)機車電氣產(chǎn)品常用的電流、電壓信號，如60 400mA大電流信號，15V 24V電壓信號等，開關(guān)電源單元也可提供DC15V、24V電壓信號，信號調(diào)理單元也可根據(jù)需求配置其具體數(shù)量，具有模塊化配置的特點。通信接口單元可實現(xiàn)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)與MVB/RS485/CAN總線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的功能，能夠?qū)C車MVB網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、CAN總線及485總線上的電氣設(shè)備進行測試，也可根據(jù)需求配置通信接口單元的數(shù)量。本發(fā)明提供的針對機車電氣產(chǎn)品的通用測試方法，能夠?qū)崿F(xiàn)對各種機車電氣產(chǎn)品進行測試，簡化了后續(xù)的開發(fā)過程，節(jié)約了開發(fā)成本，縮短了開發(fā)周期，避免了大量的重復(fù)性開發(fā)工作，在此基礎(chǔ)上，便于規(guī)范對機車電氣產(chǎn)品的測試方法，提高產(chǎn)品的可靠性。


圖1為本發(fā)明測試平臺的系統(tǒng)原理圖；圖2為本發(fā)明通用測試方法的測試流程圖；圖3為非實時性測試流程圖；圖4為本發(fā)明實時性測試流程圖。
具體實施例方式這里結(jié)合機車電氣產(chǎn)品的通用測試平臺，對本發(fā)明中提出的通用測試方法進行說明。機車電氣產(chǎn)品的通用測試平臺主要由工業(yè)控制計算機和控制機箱構(gòu)成，工業(yè)控制計算機作為測試平臺的上位機，控制機箱作為其下位機，上位機和下位機之間通過以太網(wǎng)或串口進行數(shù)據(jù)交互，上位機進行主要的數(shù)據(jù)運算、控制及處理，下位機進行主要的數(shù)據(jù)采集， 簡單的控制、數(shù)據(jù)處理功能。該測試平臺的系統(tǒng)原理圖如圖1所示。上位機基于Windows操作系統(tǒng)進行開發(fā)，采用圖形化的編程語言LabVIEW軟件， 可充分發(fā)揮其卓越的人機交互性，便于操作和維護。LabVIEW軟件支持TCP/IP協(xié)議和 ActiveX，SQL等技術(shù)，具備強大的信號處理功能，便于數(shù)據(jù)顯示和用戶界面開發(fā)。基于其圖形化編程，能夠?qū)崿F(xiàn)快速編程，輕松維護和理解代碼。下位機主要包含控制單元、模擬輸入單元、模擬輸出單元、信號調(diào)理單元、數(shù)字入出單元、通信接口單元、開關(guān)電源單元、母板總線等，控制機箱母板總線采用AMS總線，各接口單元可通過AMS總線互聯(lián)，實現(xiàn)方式為通過控制單元進行管理?？刂茩C箱中模擬入出單元、數(shù)字入出單元、通信接口單元、信號調(diào)理單元可靈活配置，可根據(jù)需要對其數(shù)量進行增加或減少，控制單元軟件能夠?qū)ζ渥詣幼R別，便于使用及構(gòu)建測試系統(tǒng)?？刂茊卧鳛橄挛粰C的控制核心，控制軟件基于強實時性的VxWorks操作系統(tǒng)進行開發(fā)，開發(fā)工具為Tornado 集成開發(fā)環(huán)境?？刂茊卧ㄟ^AMS總線實現(xiàn)對模擬入出單元、數(shù)字入出單元、通信接口單元、信號調(diào)理單元進行控制，控制單元通過以太網(wǎng)總線或串口連接到上位機，可將各種數(shù)據(jù)信息實時地傳送到上位機中，由上位機進行分析處理。該通用測試方法的測試流程圖如圖2所示，上位機軟件進行實時性或非實時性測試模式的設(shè)置，在實時性測試的模式下，上位機軟件將控制命令或數(shù)據(jù)發(fā)送給下位機軟件， 基于VxWorks操作系統(tǒng)的實時性，下位機軟件直接連接被測產(chǎn)品進行數(shù)據(jù)交互，下位機將實時交互的數(shù)據(jù)進行存儲，每隔5 10個ms通過以太網(wǎng)總線發(fā)送給上位機軟件，這樣得到的實時存儲數(shù)據(jù)就是實時交互的原始數(shù)據(jù)，上位機軟件再進行數(shù)據(jù)分析處理；在非實時測試的模式下，上位機發(fā)出控制命令或數(shù)據(jù)發(fā)送給下位機，下位機執(zhí)行相應(yīng)的控制命令，直接連接被測產(chǎn)品進行數(shù)據(jù)交互，下位機軟件就不需要對實時數(shù)據(jù)進行存儲，根據(jù)測試需求在執(zhí)行過程中或執(zhí)行完畢后，就可將測試數(shù)據(jù)直接反饋給上位機軟件，由上位機軟件進行數(shù)據(jù)分析處理；也可通過上位機軟件直接連接被測產(chǎn)品，或上位機連接一些通信模塊，基于 Windows操作系統(tǒng)的特點，實現(xiàn)對非實時性的產(chǎn)品進行測試?；谠摐y試方法的測試思路，下位機中軟件采用模塊化思想開發(fā)，下位機軟件開發(fā)完成后，不需要經(jīng)常變更或維護，因此具有很強的通用性，在后續(xù)測試設(shè)備的開發(fā)時，則不需要嵌入式軟件的開發(fā)，根據(jù)被測產(chǎn)品的變化或測試目的的變化，只需更改或開發(fā)上位機軟件，替代了下位機軟件的開發(fā)，充分利用上位機圖形化軟件的特點，避免了大量的重復(fù)性開發(fā)工作，降低了開發(fā)難度，縮短了開發(fā)周期，能夠節(jié)約開發(fā)成本及維護成本，便于規(guī)范對機車電氣產(chǎn)品的測試方法，提高產(chǎn)品的可靠性。參見圖3和圖4，基于VxWorks操作系統(tǒng)的特點，可實現(xiàn)多任務(wù)的運行模式，將實時性和非實時性的測試作為兩個獨立的任務(wù)，同時運行兩個任務(wù)，控制軟件可同時滿足實時性和非實時性的要求，能分別調(diào)用下位機中不同的硬件資源，即可同時實現(xiàn)對實時性及非實時性的被測產(chǎn)品進行測試，因此該通用測試方法具有很強的通用性。
權(quán)利要求
1.一種機車電氣產(chǎn)品的通用測試方法，機車電氣產(chǎn)品的通用測試平臺由上位機工業(yè)控制計算機和下位機控制機箱構(gòu)成，上位機和下位機之間通過以太網(wǎng)或串口連接，下位機包括控制單元、模擬輸入單元、模擬輸出單元、信號調(diào)理單元、數(shù)字入出單元、通信接口單元、 開關(guān)電源單元、母板總線，下位機各單元通過AMS總線互聯(lián)，該測試方法的非實時性測試流程步驟如下(1)上位機軟件將控制指令或數(shù)據(jù)發(fā)送至下位機控制軟件；(2)下位機控制軟件接收上位機控制指令或數(shù)據(jù)，通過下位機相應(yīng)的執(zhí)行單元，向被測試模塊發(fā)出相應(yīng)的信號，被測試模塊根據(jù)信號執(zhí)行相應(yīng)的任務(wù)后，向下位機控制單元反饋測試數(shù)據(jù)及結(jié)果；(3)下位機控制軟件將測試得到的數(shù)據(jù)及結(jié)果傳遞給上位機；(4)上位機對其進行分析、處理以及顯示；其特征在于，該測試方法還包括實時性測試模式，實時性測試流程步驟如下(1)上位機軟件將控制指令或數(shù)據(jù)發(fā)送至下位機控制軟件；(2)下位機控制軟件接收上位機控制指令或數(shù)據(jù)，通過下位機相應(yīng)的執(zhí)行單元，與被測產(chǎn)品循環(huán)地進行實時性的數(shù)據(jù)交互，被測產(chǎn)品反饋的數(shù)據(jù)及結(jié)果傳送給下位機；(3)下位機控制軟件將測試得到的數(shù)據(jù)及結(jié)果循環(huán)地進行存儲，獲得實時性的原始測試數(shù)據(jù)；(4)下位機控制軟件將存儲的實時性數(shù)據(jù)分批分時傳遞給上位機軟件；(5)上位機對實時數(shù)據(jù)進行分析處理；(6)上位機軟件再次發(fā)送停止命令至下位機控制軟件，停止下位機與被測產(chǎn)品之間的實時性數(shù)據(jù)交互行為。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機車電氣產(chǎn)品的通用測試方法，其特征在于，控制單元的控制軟件基于VxWorks操作系統(tǒng)進行開發(fā)，同時對實時性及非實時性的被測產(chǎn)品進行測試。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種機車電氣產(chǎn)品的通用測試方法，機車電氣產(chǎn)品的通用測試平臺由上位機工業(yè)控制計算機和下位機控制機箱構(gòu)成，上位機和下位機之間通過以太網(wǎng)或串口連接，下位機包括控制單元、模擬輸入單元、模擬輸出單元、信號調(diào)理單元、數(shù)字入出單元、通信接口單元、開關(guān)電源單元、母板總線，下位機各單元通過AMS總線互聯(lián)，該測試方法分為實時性測試和非實時性測試，本發(fā)明提供的針對機車電氣產(chǎn)品的通用測試方法，能夠?qū)崿F(xiàn)對各種機車電氣產(chǎn)品進行測試，簡化了后續(xù)的開發(fā)過程，節(jié)約了開發(fā)成本，縮短了開發(fā)周期，避免了大量的重復(fù)性開發(fā)工作，在此基礎(chǔ)上，便于規(guī)范對機車電氣產(chǎn)品的測試方法，提高產(chǎn)品的可靠性。
文檔編號G01R31/00GK102360046SQ201110207199
公開日2012年2月22日 申請日期2011年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月22日
發(fā)明者余長超, 劉偉良, 李小文, 李進進, 蘇理, 譚利紅, 陳明奎 申請人:株洲南車時代電氣股份有限公司