專利名稱：一種航天器設(shè)備地面測試系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測技術(shù)，具體涉及一種航天器設(shè)備地面測試系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
航天器在設(shè)計(jì)完成交付使用之前，通常需要對(duì)其中安裝的各種軟硬件設(shè)備、各分系統(tǒng)進(jìn)行自檢和測試，以確定各部件是否能夠正常工作，以及是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。根據(jù)航天器地面測試的要求，地面測試系統(tǒng)首先應(yīng)該提供一個(gè)真實(shí)的測試仿真環(huán) 境，提供與各類航天設(shè)備相匹配的接口模塊以及模擬航天器上的配電方式。然后，在該仿真 環(huán)境下，將待裝如航天器的各軟硬件設(shè)備安裝接口模塊上，并采用模擬的配電方式供電，進(jìn) 而對(duì)航天器各軟硬件設(shè)備的工作狀態(tài)以及各設(shè)備間的配合情況進(jìn)行測試，看其是否達(dá)到設(shè) 計(jì)要求。但是，目前還沒有一種能夠滿足上述需求的航天器設(shè)備地面測試系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種航天器設(shè)備地面測試系統(tǒng)，能夠模擬真實(shí)的航天器環(huán)境，提供 與各類航天設(shè)備相匹配的接口模塊以及模擬航天器上的配電方式，并在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì) 航天器上的各設(shè)備的工作狀態(tài)以及設(shè)備間的配合情況進(jìn)行測試。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下一種航天器設(shè)備地面測試系統(tǒng)，包括1394總線控制器、1394總線集線設(shè)備、1394 總線存儲(chǔ)等效器、電控臺(tái)、至少1個(gè)插箱等效器、1394總線控制器測試設(shè)備、1394總線分 析儀、主控計(jì)算機(jī)、監(jiān)視臺(tái)、服務(wù)器、配電單元、風(fēng)機(jī)設(shè)備和機(jī)柜，還包括多個(gè)內(nèi)部溫度傳感 器；其中，根據(jù)測試需要，1394總線控制器、1394總線集線設(shè)備、1394總線存儲(chǔ)等效 器、電控臺(tái)、配電單元、風(fēng)機(jī)設(shè)備和插箱等效器可被航天器中的實(shí)際設(shè)備替換，作為被測試 設(shè)備；本系統(tǒng)各組成設(shè)備之間的連接關(guān)系為主控計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、監(jiān)控器、每個(gè)插箱等效器和風(fēng)機(jī)設(shè)備之間通過網(wǎng)絡(luò)總線互 聯(lián)；1394總線控制器測試設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)總線與主控計(jì)算機(jī)互聯(lián)，同時(shí)通過1553B總線與 1394總線控制器互聯(lián)；1394總線集線設(shè)備通過1394總線分別同1394總線控制器、1394總 線存儲(chǔ)等效器、1394總線分析儀以及每個(gè)插箱等效器之間互聯(lián)；1394總線控制器通過導(dǎo)線 與每個(gè)插箱等效器和每個(gè)內(nèi)部溫度傳感器直接相連；1394總線控制器還通過導(dǎo)線與電控 臺(tái)中的每個(gè)開關(guān)控制線路相連，通過繼電器控制各個(gè)插箱等效器的手動(dòng)開關(guān)；1394總線存 儲(chǔ)等效器同服務(wù)器相連；配電單元同本系統(tǒng)的各組成設(shè)備分別相連；內(nèi)部溫度傳感器設(shè)置 在各插箱等效器中；所述機(jī)柜的結(jié)構(gòu)和尺寸根據(jù)航天器內(nèi)給定的空間進(jìn)行設(shè)計(jì)，機(jī)柜所提供的電氣 接口、機(jī)械接口以及布線方式均模擬航天器上的實(shí)際接口和布線方式；1394總線控制器、1394總線集線設(shè)備、1394總線存儲(chǔ)等效器、各個(gè)插箱等效器、配電單元通過機(jī)柜提供的接 口設(shè)置在機(jī)柜中；電控臺(tái)，用于人機(jī)操作，根據(jù)源自主控計(jì)算機(jī)的開關(guān)指令，通過內(nèi)部的繼電器對(duì)相 應(yīng)的插箱等效器進(jìn)行加電或斷電操作；1394總線控制器，作為數(shù)據(jù)管理和控制中心，負(fù)責(zé)通過導(dǎo)線采集各個(gè)插箱等效器 的遙測數(shù)據(jù)的模擬量和來自內(nèi)部溫度傳感器的溫度量，將采集到的模擬量和溫度量轉(zhuǎn)換 為1553B總線數(shù)據(jù)，再通過1394總線控制器測試設(shè)備發(fā)送給主控計(jì)算機(jī)；通過向各個(gè)插箱 等效器發(fā)送1394總線控制指令，控制連接在1394總線上的各個(gè)插箱等效器的數(shù)據(jù)傳輸方 式；1394總線集線設(shè)備，為與其連接的各設(shè)備提供標(biāo)準(zhǔn)1394接口，將來自1394總線控制器的總線控制指令轉(zhuǎn)發(fā)給各個(gè)插箱等效器執(zhí)行，將插箱等效器發(fā)出的1394數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給 1394總線存儲(chǔ)等效器；插箱等效器，模擬航天器中插箱的功耗、接口和功能，其具體功能包括通過配電 單元供電，真實(shí)模擬航天器中插箱的負(fù)載功耗；通過網(wǎng)絡(luò)總線接收源自主控計(jì)算機(jī)的1394 樣本包，通過1394總線接收源自主控計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸方式設(shè)置指令，依據(jù)設(shè)置的數(shù)據(jù)傳 輸方式將1394樣本包中的數(shù)據(jù)以1394數(shù)據(jù)形式，通過1394總線集線設(shè)備發(fā)送給1394總 線存儲(chǔ)等效器。其中，數(shù)據(jù)傳輸方式設(shè)置指令包括傳輸速率設(shè)置指令、連續(xù)發(fā)送指令、開始發(fā)送指 令、停止發(fā)送指令；那么插銷等校器在接收到連續(xù)發(fā)送指令時(shí)，按照設(shè)定好的傳輸速率連續(xù)發(fā)送設(shè)定 好的1394樣本包給1394總線存儲(chǔ)等效器；插銷等校器在接收到開始發(fā)送指令和停止發(fā)送指令時(shí)，在開始發(fā)送指令到來時(shí)按 照設(shè)定好的傳輸速率連續(xù)發(fā)送設(shè)定好的1394樣本包給1394總線存儲(chǔ)等效器，在停止發(fā)送 指令到來時(shí)，停止發(fā)送。1394總線存儲(chǔ)等效器，模擬航天器中1394總線存儲(chǔ)器的接口和功能，接收并存儲(chǔ) 來自插箱等效器的1394數(shù)據(jù)，向服務(wù)器發(fā)送自身存儲(chǔ)的1394數(shù)據(jù)；服務(wù)器，將接收自1394總線存儲(chǔ)等效器的各插箱等效器的數(shù)據(jù)發(fā)送給監(jiān)視臺(tái)；1394總線控制器測試設(shè)備，實(shí)現(xiàn)1394總線控制器與主控計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)；1394總線分析儀，用于對(duì)經(jīng)過1394總線集線設(shè)備的1394總線控制指令和1394數(shù) 據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，顯示監(jiān)控到的數(shù)據(jù)；主控計(jì)算機(jī)，用于提供測試時(shí)的人機(jī)交互界面，顯示采集到來自插箱等效器的遙 測數(shù)據(jù)的模擬量和溫度量，通過電控臺(tái)對(duì)各個(gè)插箱等效器進(jìn)行開關(guān)操作，控制插箱等效器 的數(shù)據(jù)傳輸方式和1394樣本包內(nèi)容，將1394樣本包發(fā)送給監(jiān)視臺(tái)；根據(jù)獲取的溫度值控制 風(fēng)機(jī)設(shè)備工作。該主控計(jì)算機(jī)還可以將發(fā)出的控制命令和接收的數(shù)據(jù)發(fā)送給監(jiān)控臺(tái)進(jìn)行保存，用 于后期的查詢和管理。監(jiān)視臺(tái)，對(duì)源自插箱等效器的數(shù)據(jù)和源自主控計(jì)算機(jī)的1394樣本包進(jìn)行比對(duì)；較 佳地，監(jiān)視臺(tái)可以進(jìn)一步將比對(duì)結(jié)果發(fā)送給主控計(jì)算機(jī)顯示。該地面測試系統(tǒng)可以包括多 個(gè)監(jiān)視臺(tái)，每個(gè)監(jiān)控臺(tái)對(duì)應(yīng)一個(gè)插箱等效器，每個(gè)監(jiān)控臺(tái)對(duì)自身對(duì)應(yīng)的插箱等效器的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。風(fēng)機(jī)設(shè)備，設(shè)置在機(jī)柜中，接收來自主控計(jì)算機(jī)的對(duì)風(fēng)機(jī)的開關(guān)命令，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè) 機(jī)柜的溫度控制；配電單元，模擬航天器的配電設(shè)備，為本系統(tǒng)的各組成設(shè) 備提供電源。在電控臺(tái)中，包括多條與插箱等效器對(duì)應(yīng)的開關(guān)控制線路，每條開關(guān)控制線路包 括模擬航天員手動(dòng)控制插箱等效器開關(guān)的手動(dòng)開關(guān)、獨(dú)立式可更換保險(xiǎn)盒、顯示供電狀態(tài) 的指示燈和繼電器；手動(dòng)開關(guān)、可更換保險(xiǎn)盒和供電狀態(tài)指示燈均設(shè)置在電控臺(tái)的前面板 上；每條開關(guān)控制線路中，與插箱等效器對(duì)應(yīng)的開關(guān)連接獨(dú)立式可更換保險(xiǎn)盒，獨(dú)立 式可更換保險(xiǎn)盒的另一端分別連接指示燈和繼電器，繼電器再同對(duì)應(yīng)的插箱等效器相連， 指示燈的另一端接地?；谏鲜鰷y試系統(tǒng)，本發(fā)明還提供了一種航天器設(shè)備地面測試方法，包括開啟配電單元，為地面測試系統(tǒng)各個(gè)組成設(shè)備上電；主控計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)總線發(fā)送開關(guān)指令，開關(guān)指令經(jīng)由1394總線控制器測試設(shè) 備到達(dá)1394總線控制器，1394總線控制器通過與繼電器相連的導(dǎo)線，將開關(guān)指令發(fā)送給電 控臺(tái)中的各繼電器，各繼電器根據(jù)開關(guān)指令實(shí)現(xiàn)相應(yīng)插箱等效器的加電；插箱等效器加電后，1394總線控制器通過導(dǎo)線實(shí)時(shí)采集各個(gè)插箱等效器的遙測數(shù) 據(jù)的模擬量和內(nèi)部溫度傳感器的溫度量，將采集到的模擬量和溫度量經(jīng)由1394總線控制 器測試設(shè)備發(fā)送至主控計(jì)算機(jī)進(jìn)行顯示；主控計(jì)算機(jī)進(jìn)一步根據(jù)所述溫度量判斷整個(gè)機(jī)柜 是否需要進(jìn)行溫度調(diào)整，如果確定需要進(jìn)行降溫處理，則打開風(fēng)機(jī)對(duì)整個(gè)地面測試系統(tǒng)降 溫，反之則關(guān)閉風(fēng)機(jī)；插箱等效器加電后，主控計(jì)算機(jī)通過1394總線控制器測試設(shè)備向1394總線控制 器發(fā)送傳輸方式設(shè)置指令，1394總線控制器通過1394總線將傳輸方式設(shè)置指令發(fā)送至各 插箱等效器；主控計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)總線向各插箱等效器發(fā)送1394樣本包設(shè)置指令，并將設(shè)置 的1394樣本包通過網(wǎng)絡(luò)總線直接發(fā)送給監(jiān)控器；插箱等效器按照設(shè)定好的傳輸方式，將1394樣本包中的數(shù)據(jù)通過1394總線傳輸 給1394總線存儲(chǔ)等效器存儲(chǔ)；1394總線存儲(chǔ)等效器將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)發(fā)送給服務(wù)器，服務(wù)器根據(jù)主控計(jì)算機(jī)的設(shè)置 將相應(yīng)數(shù)據(jù)發(fā)送給相應(yīng)監(jiān)控臺(tái)；監(jiān)控臺(tái)將所接收的數(shù)據(jù)與事先來自主控計(jì)算機(jī)的1394樣本包進(jìn)行實(shí)時(shí)比對(duì)，判 斷1394總線通信是否成功；在1394總線集線設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)1394總線控制指令和1394數(shù)據(jù)的同時(shí)，進(jìn)一步將轉(zhuǎn)發(fā) 的數(shù)據(jù)發(fā)送給1394總線分析儀進(jìn)行實(shí)時(shí)的比對(duì)分析。由以上所述可以看出，本發(fā)明具有如下技術(shù)效果本發(fā)明通過設(shè)計(jì)機(jī)柜模擬航天器上的空間限制、電氣接口和機(jī)械接口，從而為地 面聯(lián)試提供一個(gè)高度仿真的測試環(huán)境。采用該測試環(huán)境可以驗(yàn)證各待裝入航天器的設(shè)備的 電接口和機(jī)械接口，驗(yàn)證過程只需用待裝設(shè)備替換下測試系統(tǒng)中的相關(guān)設(shè)備即可。例如想 要驗(yàn)證某個(gè)待裝的設(shè)備是否滿足技術(shù)指標(biāo)要求，只需替換下相應(yīng)的插箱等效器。利用安裝接口檢測待裝設(shè)備的機(jī)械接口，利用整個(gè)電路系統(tǒng)檢測待裝設(shè)備的電接口是否符合指標(biāo)要 求。而且，本發(fā)明的配電單元模擬航天器的配電方式，且插箱等效器具有模擬插箱功 耗的功能，因此該地面測試設(shè)備可以模擬航天器的配電情況。其次，本發(fā)明采用監(jiān)視器對(duì)1394樣本包和源自插箱等效器的1394數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)， 還可以驗(yàn)證1394總線通信是否成功。此外，本發(fā)明采用1394總線分析儀顯示1394總線上傳輸?shù)拿詈蛿?shù)據(jù)，為人為進(jìn) 行第二次數(shù)據(jù)比對(duì)提供了基礎(chǔ)。


圖1為本發(fā)明航天器設(shè)備地面測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明提供了一種航天器設(shè)備地面測試系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括1394總線 控制器、1394總線集線設(shè)備、1394總線存儲(chǔ)等效器、電控臺(tái)、至少1個(gè)插箱等效器、1394總線 控制器測試設(shè)備、1394總線分析儀、主控計(jì)算機(jī)、監(jiān)視臺(tái)、服務(wù)器、配電單元、風(fēng)機(jī)設(shè)備、機(jī)柜 和圖1中未示出的多個(gè)內(nèi)部溫度傳感器。上述設(shè)備具體分為兩種類型基礎(chǔ)設(shè)備和可替換設(shè)備?；A(chǔ)設(shè)備是指在整個(gè)測試過程中不需要被替換的設(shè)備，它們構(gòu)成整個(gè)地面系統(tǒng)的 基礎(chǔ)，包括主控計(jì)算機(jī)、監(jiān)視臺(tái)、服務(wù)器、1394總線控制器測試設(shè)備、1394總線分析儀作為 系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)備，這些設(shè)備在整個(gè)測試過程中不需要被替換?？商鎿Q設(shè)備是指在整個(gè)測試過程中根據(jù)測試需要，可被航天器中(如衛(wèi)星)的實(shí) 際設(shè)備所替換的設(shè)備，包括1394總線控制器、1394總線集線設(shè)備、1394總線存儲(chǔ)等效器、插 箱等效器、電控臺(tái)、配電單元和風(fēng)機(jī)設(shè)備?？商鎿Q設(shè)備也就是地面測試的目標(biāo)。上述組成部件之間的連接關(guān)系為主控計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、監(jiān)控器、每個(gè)插箱等效器和風(fēng)機(jī)設(shè)備之間通過RS485或以太 網(wǎng)總線互聯(lián)。1394總線控制器測試設(shè)備通過485總線和/或以太網(wǎng)總線與主控計(jì)算機(jī)互 聯(lián)，同時(shí)通過1553B總線與1394總線控制器互聯(lián)。1394總線集線設(shè)備通過1394總線分別 同1394總線控制器、1394總線存儲(chǔ)等效器、1394總線分析儀以及每個(gè)插箱等效器之間互聯(lián)。1394總線控制器通過導(dǎo)線與每個(gè)插箱等效器和每個(gè)內(nèi)部溫度傳感器直接相連，該 導(dǎo)線用于從插箱等效器獲取遙測數(shù)據(jù)、從溫度傳感器獲取溫度數(shù)據(jù)等模擬量數(shù)據(jù)。內(nèi)部溫 度傳感器設(shè)置在各插箱等效器中。1394總線控制器通過多條導(dǎo)線分別與電控臺(tái)中的開關(guān)控制線路相連，，每條開關(guān) 控制線路通過繼電器連接對(duì)應(yīng)的插箱等效器，那么通過繼電器就可以控制各個(gè)插箱等效器 的開關(guān)。1394總線存儲(chǔ)等效器通過例如LVDS接口同服務(wù)器相連。配電單元同上述各組成設(shè)備分別相連，為其供電。
下面針對(duì)地面測試系統(tǒng)中的各組成部分進(jìn)行詳細(xì)描述。(1)機(jī)柜或者稱為實(shí)驗(yàn)工裝，機(jī)柜的結(jié)構(gòu)和尺寸根據(jù)航天器內(nèi)給定的空間進(jìn)行設(shè)計(jì)，機(jī)柜 所提供的電氣接口、機(jī)械接口以及布線方式均與航天器上的實(shí)際接口和布線相同。1394總 線控制器、1394總線集線設(shè)備、1394總線存儲(chǔ)等效器、各個(gè)插箱等效器、配電單元通過這些 接口設(shè)置在機(jī)柜中。機(jī)柜內(nèi)還設(shè)有風(fēng)機(jī)設(shè)備，通過控制風(fēng)機(jī)的開關(guān)從而控制機(jī)柜的溫度。通 常這些設(shè)備可以為板卡的形式插接在機(jī)柜所提供的插槽內(nèi)。可見，該機(jī)柜的目的是模擬航天器上所用機(jī)柜的機(jī)械、電子、熱循環(huán)接口，通過將 被測試的各設(shè)備即可替換設(shè)備設(shè)置在機(jī)柜中，從而為地面聯(lián)試提供一個(gè)高度仿真的測試環(huán)
^Mi ο(2)電控臺(tái)用于人機(jī)操作。根據(jù)源自主控計(jì)算機(jī)的開關(guān)指令，通過內(nèi)部的繼電器對(duì)相應(yīng)的插 箱等效器進(jìn)行加電或斷電操作。電控臺(tái)的前面板設(shè)有顯示供電狀態(tài)的指示燈、獨(dú)立式可更換保險(xiǎn)盒、模擬航天員 手動(dòng)控制插箱等效器開關(guān)的手動(dòng)開關(guān)和控制插箱等效器加斷電的繼電器。每一個(gè)插箱等效 器均對(duì)應(yīng)一個(gè)指示燈、一個(gè)獨(dú)立式可更換保險(xiǎn)盒、一個(gè)手動(dòng)開關(guān)和一個(gè)控制加斷電的繼電 器。與插箱等效器對(duì)應(yīng)的手動(dòng)開關(guān)連接獨(dú)立式可更換保險(xiǎn)盒，獨(dú)立式可更換保險(xiǎn)盒的另一 端分別連接指示燈和繼電器，繼電器再同對(duì)應(yīng)的插箱等效器相連，指示燈的另一端接地。繼 電器接收來自1394總線控制器的開關(guān)指令，控制各個(gè)插箱等效器的加、斷電。電控臺(tái)的前面板還可以包括一個(gè)或多個(gè)供電插座，為操作人員提供電源接口。每 個(gè)供電插座都配有一個(gè)狀態(tài)指示燈和一個(gè)手動(dòng)開關(guān)。(3) 1394總線控制器1394總線控制器作為數(shù)據(jù)管理和控制中心，負(fù)責(zé)通過導(dǎo)線采集各個(gè)插箱等效器 的遙測數(shù)據(jù)的模擬量和來自內(nèi)部溫度傳感器的溫度量，將采集到的模擬量和溫度量轉(zhuǎn)換為 1553B總線數(shù)據(jù)，再通過1394總線控制器測試設(shè)備發(fā)送給主控計(jì)算機(jī)，通過向各個(gè)插箱等 效器發(fā)送1394總線控制指令，控制連接在1394總線上的各個(gè)插箱等效器的數(shù)據(jù)傳輸方式。1394總線控制器的控制可以為主動(dòng)控制也可以為被動(dòng)控制，在地面測試過程中， 被動(dòng)測試的控制源為主控計(jì)算機(jī)，在航天器上，被動(dòng)測試的控制源為其他分系統(tǒng)。(4) 1394總線集線設(shè)備是1394總線網(wǎng)絡(luò)的物理集成，為各插箱等效器提供標(biāo)準(zhǔn)1394接口，便于1394總 線控制器對(duì)1394網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理和數(shù)據(jù)的交換。該1394總線集線設(shè)備作為1394總線的轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，將來自1394總線控制器的總線 控制指令轉(zhuǎn)發(fā)給各個(gè)插箱等效器執(zhí)行，將插箱等效器發(fā)出的1394數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給1394總線存 儲(chǔ)等效器，并且將轉(zhuǎn)發(fā)的指令和數(shù)據(jù)發(fā)送給1394總線分析儀。(5)插箱等效器 插箱等效器模擬航天器中各插箱的插箱的功耗、電接口和機(jī)械接口和功能。其具 體功能如下通過配電單元供電，真實(shí)模擬航天器中插箱的負(fù)載功耗；可以采用在插箱等效器 中設(shè)置大功率電阻，通過對(duì)大功率電阻加電模擬功耗。
通過網(wǎng)絡(luò)總線(485總線或以太網(wǎng)總線)接收源自主控計(jì)算機(jī)的1394樣本包，可以進(jìn)一步將設(shè)置結(jié)果顯示在主控計(jì)算機(jī)上；通過1394總線接收來源自主控計(jì)算機(jī)的傳輸方式設(shè)置指令，可以進(jìn)一步并將設(shè) 置結(jié)果在主控計(jì)算機(jī)上顯示；傳輸方式設(shè)置指令包括傳輸速率設(shè)置指令、連續(xù)發(fā)送指令、 間隔發(fā)送指令、發(fā)送停止設(shè)置指令，等等。根設(shè)定的據(jù)數(shù)據(jù)傳輸方式，將1394樣本包中的數(shù)據(jù)以1394數(shù)據(jù)形式，通過1394 總線集線設(shè)備發(fā)送給1394總線存儲(chǔ)等效器。接收來自1394總線控制器的1394總線控制指令，例如讀指令、寫指令等，可以返 回執(zhí)行信息，返回的執(zhí)行信息在主控計(jì)算機(jī)上顯示；通過導(dǎo)線向1394總線控制器輸出模擬量遙測信號(hào)，輸出的模擬量在主控計(jì)算機(jī) 上顯示；輸出的遙測信號(hào)可以根據(jù)主控計(jì)算機(jī)的指令設(shè)定和改變。主動(dòng)計(jì)算機(jī)在設(shè)定遙測 信號(hào)時(shí)通過RS485總線或以太網(wǎng)將遙測信號(hào)設(shè)置值發(fā)送給插箱等效器。設(shè)置在插箱等效器中用于測溫的溫度傳感器輸出1路溫度值，該溫度值輸出到 1394總線控制器，由1394總線控制器發(fā)送給主控計(jì)算機(jī)顯示。(6) 1394總線存儲(chǔ)等效器模擬航天器中1394總線存儲(chǔ)器的接口和功能，接收并存儲(chǔ)來自插箱等效器的 1394數(shù)據(jù)。通過LVDS接口向服務(wù)器發(fā)送1394數(shù)據(jù)。(7)服務(wù)器服務(wù)器完成來自1394總線存儲(chǔ)等效器的1394數(shù)據(jù)的保存，將所接收的數(shù)據(jù)發(fā)送 給監(jiān)視臺(tái)。通常，監(jiān)視臺(tái)可以有多個(gè)，那么服務(wù)器還需要根據(jù)主控計(jì)算機(jī)的設(shè)置，確認(rèn)監(jiān)控 臺(tái)與插箱等效器的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將來相應(yīng)控插箱等效器的1394數(shù)據(jù)發(fā)送給相應(yīng)監(jiān)控臺(tái)。(8) 1394總線控制器測試設(shè)備用于實(shí)現(xiàn)1394總線控制器同主控計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。該設(shè)備模擬了 1394總 線控制器與航天器上其他分系統(tǒng)之間的接口。(9) 1394總線分析儀用于對(duì)經(jīng)過1394總線集線設(shè)備的1394總線控制指令和1394數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控， 顯示監(jiān)控到的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)為人為進(jìn)行1394信息分析、對(duì)比提供了基礎(chǔ)。(10)主控計(jì)算機(jī)主控計(jì)算機(jī)是整個(gè)地面測試系統(tǒng)的控制中心，提供測試時(shí)的人機(jī)交互界面，實(shí)現(xiàn) 主控制臺(tái)功能和狀態(tài)監(jiān)測功能，顯示1394總線控制器、1394總線集線設(shè)備、電控臺(tái)等設(shè)備 的控制狀態(tài)、遙測數(shù)據(jù)、溫度量，通過電控臺(tái)對(duì)各個(gè)插箱等效器進(jìn)行開關(guān)操作，并控制插箱 等效器的1394總線傳輸方式和1394樣本包內(nèi)容。該主控計(jì)算機(jī)還將發(fā)出的控制命令和接 收的數(shù)據(jù)發(fā)送給監(jiān)控臺(tái)進(jìn)行保存，用于后期的查詢和管理。主控計(jì)算機(jī)還根據(jù)獲取的溫度 值控制風(fēng)機(jī)設(shè)備工作。(11)監(jiān)視臺(tái)地面測試系統(tǒng)包括多個(gè)監(jiān)控臺(tái)，例如可以包括與插箱等效器數(shù)量相同的監(jiān)控臺(tái)， 這樣就可以采用一對(duì)一的方式采用監(jiān)控臺(tái)顯示插箱等效器數(shù)據(jù)。監(jiān)控臺(tái)對(duì)源自插箱等效器 的數(shù)據(jù)和源自主控計(jì)算機(jī)的1394樣本包進(jìn)行比對(duì)，從而判斷1394總線通信是否成功，并可 以進(jìn)一步地將比對(duì)結(jié)果發(fā)送給主控計(jì)算機(jī)。
監(jiān)控臺(tái)還可以對(duì)歷史數(shù)據(jù)(包括遙測數(shù)據(jù)、指令數(shù)據(jù))進(jìn)行查詢、回放，顯示插箱 等效器在不同時(shí)間段的工作狀態(tài)。(12)風(fēng)機(jī)設(shè)備風(fēng)機(jī)設(shè)備設(shè)置在機(jī)柜中，接收來自主控計(jì)算機(jī)的用于控制風(fēng)機(jī)的開關(guān)命令，實(shí)現(xiàn) 對(duì)整個(gè)機(jī)柜的溫度控制。在實(shí)際中，還可以在機(jī)柜中除插箱等效器之外的其他較為重要的 部位設(shè)置溫度傳感器，從而采集這些重要部位的溫度，便于進(jìn)行風(fēng)機(jī)控制。(13)配電單元
模擬航天器的配電設(shè)備，為上述各組成部份提供電源，且每路都獨(dú)立可控、顯示電 壓值和電流值，每路都提供過流過壓保護(hù)。本系統(tǒng)的工作過程如下首先，開啟配電單元，使地面測試系統(tǒng)各個(gè)設(shè)備上電。此時(shí)，在電控臺(tái)中，人為閉合 與插箱等效器對(duì)應(yīng)的手動(dòng)開關(guān)，地面測試系統(tǒng)即進(jìn)入待測試狀態(tài)。然后，主控計(jì)算機(jī)通過485總線或者以太網(wǎng)總線發(fā)送開關(guān)指令給1394總線控制器 測試設(shè)備，1394總線控制器測試設(shè)備通過1553B總線將其發(fā)送給1394總線控制器，1394總 線控制器通過與繼電器連接的導(dǎo)線，將開關(guān)指令發(fā)送給電控臺(tái)中的繼電器，開關(guān)指令是模 擬量，因此繼電器根據(jù)相應(yīng)指令實(shí)現(xiàn)各個(gè)插箱等效器的加電。如果要對(duì)各個(gè)插箱等效器進(jìn) 行斷電處理，主控計(jì)算機(jī)發(fā)送斷電指令同理上述過程。同時(shí)，主控計(jì)算機(jī)將所發(fā)出的指令發(fā) 送給監(jiān)控臺(tái)，用于后期的查詢和管理。插箱等效器加電后，1394總線控制器通過導(dǎo)線實(shí)時(shí)采集各個(gè)插箱等效器的遙測數(shù) 據(jù)的模擬量和內(nèi)部溫度傳感器的溫度量，再通過1553B總線發(fā)給1394總線控制器測試設(shè) 備。1394總線控制器測試設(shè)備通過485總線或者以太網(wǎng)總線將遙測數(shù)據(jù)發(fā)給主控計(jì)算機(jī) 并進(jìn)行顯示。主控計(jì)算機(jī)進(jìn)一步根據(jù)所述溫度量判斷整個(gè)機(jī)柜是否需要進(jìn)行溫度調(diào)整，如 果確定需要進(jìn)行降溫處理，則打開風(fēng)機(jī)對(duì)整個(gè)地面測試系統(tǒng)降溫，反之則關(guān)閉風(fēng)機(jī)。主控計(jì) 算機(jī)還將收到的包括遙測數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)的各種數(shù)據(jù)發(fā)送給監(jiān)控臺(tái)，用于后期的查詢和管 理。插箱等效器加電后，1394總線控制器在主控計(jì)算機(jī)的控制下，通過1394總線集線 設(shè)備，向插箱等效器發(fā)送傳輸速率設(shè)置指令，要求插箱等效器按照設(shè)定好的傳輸速率進(jìn)行 傳輸。1394總線控制器還在主控計(jì)算機(jī)的控制下，通過1394總線發(fā)送“連續(xù)發(fā)送”指 令給各插箱等效器。插箱等效器按照設(shè)定好的傳輸速率連續(xù)發(fā)送設(shè)定好的1394樣本包給 1394總線存儲(chǔ)器存儲(chǔ)。或者，1394總線控制器在主控計(jì)算機(jī)的控制下，通過1394總線發(fā)送 “開始發(fā)送”和“停止發(fā)送”指令給各插箱等效器，插箱等效器在此時(shí)間段內(nèi)，發(fā)送1394等時(shí) 數(shù)據(jù)給1394總線存儲(chǔ)器存儲(chǔ)。主控計(jì)算機(jī)通過RS485總線或以太網(wǎng)總線向各插箱等效器發(fā)送1394樣本包設(shè)置 指令，并將設(shè)置好的1394樣本包通過RS485總線或以太網(wǎng)總線直接發(fā)送給監(jiān)控器。那么， 插箱等效器就可以按照設(shè)定好的傳輸速率將1394樣本包中的數(shù)據(jù)傳輸給1394總線存儲(chǔ)等 效器。在1394總線集線設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)1394總線控制指令和1394數(shù)據(jù)的同時(shí)，將轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù) 發(fā)送給1394總線分析儀進(jìn)行實(shí)時(shí)的比對(duì)分析。
1394總線存儲(chǔ)等效器將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)通過LVDS接口發(fā)送給服務(wù)器。服務(wù)器根據(jù)主控計(jì)算機(jī)的設(shè)置將相應(yīng)數(shù)據(jù)發(fā)送給相應(yīng)監(jiān)控臺(tái)。監(jiān)控臺(tái)將所接收的數(shù)據(jù)與事先來自主控計(jì)算機(jī)的1394樣本包進(jìn)行實(shí)時(shí)比對(duì)，判斷1394總線通信是否成功。監(jiān)控臺(tái)還保存主控計(jì)算機(jī)發(fā)來的其他數(shù)據(jù)。綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。 凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的 保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種航天器設(shè)備地面測試系統(tǒng)，其特征在于，包括1394總線控制器、1394總線集線設(shè)備、1394總線存儲(chǔ)等效器、電控臺(tái)、至少1個(gè)插箱等效器、1394總線控制器測試設(shè)備、1394總線分析儀、主控計(jì)算機(jī)、監(jiān)視臺(tái)、服務(wù)器、配電單元、風(fēng)機(jī)設(shè)備和機(jī)柜，還包括多個(gè)內(nèi)部溫度傳感器；其中，根據(jù)測試需要，1394總線控制器、1394總線集線設(shè)備、1394總線存儲(chǔ)等效器、電控臺(tái)、配電單元、風(fēng)機(jī)設(shè)備和插箱等效器可被航天器中的實(shí)際設(shè)備替換，作為被測試設(shè)備；本系統(tǒng)各組成設(shè)備之間的連接關(guān)系為主控計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、監(jiān)控器、每個(gè)插箱等效器和風(fēng)機(jī)設(shè)備之間通過網(wǎng)絡(luò)總線互聯(lián)；1394總線控制器測試設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)總線與主控計(jì)算機(jī)互聯(lián)，同時(shí)通過1553B總線與1394總線控制器互聯(lián)；1394總線集線設(shè)備通過1394總線分別同1394總線控制器、1394總線存儲(chǔ)等效器、1394總線分析儀以及每個(gè)插箱等效器之間互聯(lián)；1394總線控制器通過導(dǎo)線與每個(gè)插箱等效器和每個(gè)內(nèi)部溫度傳感器直接相連；1394總線控制器還通過導(dǎo)線與電控臺(tái)中的每個(gè)開關(guān)控制線路相連，通過繼電器控制各個(gè)插箱等效器的手動(dòng)開關(guān)；1394總線存儲(chǔ)等效器同服務(wù)器相連；配電單元同本系統(tǒng)的各組成設(shè)備分別相連；內(nèi)部溫度傳感器設(shè)置在各插箱等效器中；所述機(jī)柜的結(jié)構(gòu)和尺寸根據(jù)航天器內(nèi)給定的空間進(jìn)行設(shè)計(jì)，機(jī)柜所提供的電氣接口、機(jī)械接口以及布線方式均模擬航天器上的實(shí)際接口和布線方式；1394總線控制器、1394總線集線設(shè)備、1394總線存儲(chǔ)等效器、各個(gè)插箱等效器、配電單元通過機(jī)柜提供的接口設(shè)置在機(jī)柜中；電控臺(tái)，用于人機(jī)操作，根據(jù)源自主控計(jì)算機(jī)的開關(guān)指令，通過內(nèi)部的繼電器對(duì)相應(yīng)的插箱等效器進(jìn)行加電或斷電操作；1394總線控制器，作為數(shù)據(jù)管理和控制中心，負(fù)責(zé)通過導(dǎo)線采集各個(gè)插箱等效器的遙測數(shù)據(jù)的模擬量和來自內(nèi)部溫度傳感器的溫度量，將采集到的模擬量和溫度量轉(zhuǎn)換為1553B總線數(shù)據(jù)，再通過1394總線控制器測試設(shè)備發(fā)送給主控計(jì)算機(jī)；通過向各個(gè)插箱等效器發(fā)送1394總線控制指令，控制連接在1394總線上的各個(gè)插箱等效器的數(shù)據(jù)傳輸方式；1394總線集線設(shè)備，為與其連接的各設(shè)備提供標(biāo)準(zhǔn)1394接口，將來自1394總線控制器的總線控制指令轉(zhuǎn)發(fā)給各個(gè)插箱等效器執(zhí)行，將插箱等效器發(fā)出的1394數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給1394總線存儲(chǔ)等效器；插箱等效器，模擬航天器中插箱的功耗、接口和功能，其具體功能包括通過配電單元供電，真實(shí)模擬航天器中插箱的負(fù)載功耗；通過網(wǎng)絡(luò)總線接收源自主控計(jì)算機(jī)的1394樣本包，通過1394總線接收源自主控計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸方式設(shè)置指令，依據(jù)設(shè)置的數(shù)據(jù)傳輸方式將1394樣本包中的數(shù)據(jù)以1394數(shù)據(jù)形式，通過1394總線集線設(shè)備發(fā)送給1394總線存儲(chǔ)等效器；1394總線存儲(chǔ)等效器，模擬航天器中1394總線存儲(chǔ)器的接口和功能，接收并存儲(chǔ)來自插箱等效器的1394數(shù)據(jù)，向服務(wù)器發(fā)送自身存儲(chǔ)的1394數(shù)據(jù)；服務(wù)器，將接收自1394總線存儲(chǔ)等效器的各插箱等效器的數(shù)據(jù)發(fā)送給監(jiān)視臺(tái)；1394總線控制器測試設(shè)備，實(shí)現(xiàn)1394總線控制器與主控計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)；1394總線分析儀，用于對(duì)經(jīng)過1394總線集線設(shè)備的1394總線控制指令和1394數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，顯示監(jiān)控到的數(shù)據(jù)；主控計(jì)算機(jī)，用于提供測試時(shí)的人機(jī)交互界面，顯示采集到來自插箱等效器的遙測數(shù)據(jù)的模擬量和溫度量，通過電控臺(tái)對(duì)各個(gè)插箱等效器進(jìn)行開關(guān)操作，控制插箱等效器的數(shù)據(jù)傳輸方式和1394樣本包內(nèi)容，將1394樣本包發(fā)送給監(jiān)視臺(tái)；根據(jù)獲取的溫度值控制風(fēng)機(jī)設(shè)備工作；監(jiān)視臺(tái)，對(duì)源自插箱等效器的數(shù)據(jù)和源自主控計(jì)算機(jī)的1394樣本包進(jìn)行比對(duì)；風(fēng)機(jī)設(shè)備，設(shè)置在機(jī)柜中，接收來自主控計(jì)算機(jī)的對(duì)風(fēng)機(jī)的開關(guān)命令，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)機(jī)柜的溫度控制；配電單元，模擬航天器的配電設(shè)備，為本系統(tǒng)的各組成設(shè)備提供電源。
2.如權(quán)利要求1所述的航天器設(shè)備地面測試系統(tǒng)，其特征在于，在電控臺(tái)中，包括多條 與插箱等效器對(duì)應(yīng)的開關(guān)控制線路，每條開關(guān)控制線路包括模擬航天員手動(dòng)控制插箱等效 器開關(guān)的手動(dòng)開關(guān)、獨(dú)立式可更換保險(xiǎn)盒、顯示供電狀態(tài)的指示燈和繼電器；手動(dòng)開關(guān)、可 更換保險(xiǎn)盒和供電狀態(tài)指示燈均設(shè)置在電控臺(tái)的前面板上；每條開關(guān)控制線路中，與插箱等效器對(duì)應(yīng)的開關(guān)連接獨(dú)立式可更換保險(xiǎn)盒，獨(dú)立式可 更換保險(xiǎn)盒的另一端分別連接指示燈和繼電器，繼電器再同對(duì)應(yīng)的插箱等效器相連，指示 燈的另一端接地。
3.如權(quán)利要求1所述的航天器設(shè)備地面測試系統(tǒng)，其特征在于，所述主控計(jì)算機(jī)進(jìn)一 步用于將發(fā)出的控制命令和接收的數(shù)據(jù)發(fā)送給監(jiān)控臺(tái)進(jìn)行保存，用于后期的查詢和管理。
4.如權(quán)利要求1所述的航天器設(shè)備地面測試系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)傳輸方式設(shè) 置指令包括傳輸速率設(shè)置指令、連續(xù)發(fā)送指令、開始發(fā)送指令、停止發(fā)送指令；所述依據(jù)設(shè)置的數(shù)據(jù)傳輸方式將1394樣本包中的數(shù)據(jù)以1394數(shù)據(jù)形式，通過1394總 線集線設(shè)備發(fā)送給1394總線存儲(chǔ)等效器，包括當(dāng)接收到連續(xù)發(fā)送指令時(shí)，插箱等效器按照設(shè)定好的傳輸速率連續(xù)發(fā)送設(shè)定好的1394 樣本包給1394總線存儲(chǔ)等效器；當(dāng)接收到開始發(fā)送指令和停止發(fā)送指令時(shí)，插箱等效器在開始發(fā)送指令到來時(shí)按照設(shè) 定好的傳輸速率連續(xù)發(fā)送設(shè)定好的1394樣本包給1394總線存儲(chǔ)等效器，在停止發(fā)送指令 到來時(shí)，停止發(fā)送。
5.如權(quán)利要求1所述的航天器設(shè)備地面測試系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)視臺(tái)進(jìn)一步將 比對(duì)結(jié)果發(fā)送給主控計(jì)算機(jī)顯示。
6.如權(quán)利要求1所述的航天器設(shè)備地面測試系統(tǒng)，其特征在于，該地面測試系統(tǒng)包括 多個(gè)監(jiān)視臺(tái)，每個(gè)監(jiān)控臺(tái)對(duì)應(yīng)一個(gè)插箱等效器，每個(gè)監(jiān)控臺(tái)對(duì)自身對(duì)應(yīng)的插箱等效器的數(shù) 據(jù)進(jìn)行管理。
7.一種航天器設(shè)備地面測試方法，其特征在于，該方法應(yīng)用于如權(quán)利要求1所述的地 面測試系統(tǒng)中，該方法包括開啟配電單元，為地面測試系統(tǒng)各個(gè)組成設(shè)備上電；主控計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)總線發(fā)送開關(guān)指令，開關(guān)指令經(jīng)由1394總線控制器測試設(shè)備到 達(dá)1394總線控制器，1394總線控制器通過與繼電器相連的導(dǎo)線，將開關(guān)指令發(fā)送給電控臺(tái) 中的各繼電器，各繼電器根據(jù)開關(guān)指令實(shí)現(xiàn)相應(yīng)插箱等效器的加電；插箱等效器加電后，1394總線控制器通過導(dǎo)線實(shí)時(shí)采集各個(gè)插箱等效器的遙測數(shù)據(jù)的模擬量和內(nèi)部溫度傳感器的溫度量，將采集到的模擬量和溫度量經(jīng)由1394總線控制器測 試設(shè)備發(fā)送至主控計(jì)算機(jī)進(jìn)行顯示；主控計(jì)算機(jī)進(jìn)一步根據(jù)所述溫度量判斷整個(gè)機(jī)柜是否 需要進(jìn)行溫度調(diào)整，如果確定需要進(jìn)行降溫處理，則打開風(fēng)機(jī)對(duì)整個(gè)地面測試系統(tǒng)降溫，反 之則關(guān)閉風(fēng)機(jī)；插箱等效器加電后，主控計(jì)算機(jī)通過1394總線控制器測試設(shè)備向1394總線控制器發(fā) 送傳輸方式設(shè)置指令，1394總線控制器通過1394總線將傳輸方式設(shè)置指令發(fā)送至各插箱 等效器；主控計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)總線向各插箱等效器發(fā)送1394樣本包設(shè)置指令，并將設(shè)置的 1394樣本包通過網(wǎng)絡(luò)總線直接發(fā)送給監(jiān)控器；插箱等效器按照設(shè)定好的傳輸方式，將1394樣本包中的數(shù)據(jù)通過1394總線傳輸給 1394總線存儲(chǔ)等效器存儲(chǔ)；`139 4總線存儲(chǔ)等效器將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)發(fā)送給服務(wù)器，服務(wù)器根據(jù)主控計(jì)算機(jī)的設(shè)置將相 應(yīng)數(shù)據(jù)發(fā)送給相應(yīng)監(jiān)控臺(tái)；監(jiān)控臺(tái)將所接收的數(shù)據(jù)與事先來自主控計(jì)算機(jī)的1394樣本包進(jìn)行實(shí)時(shí)比對(duì)，判斷 1394總線通信是否成功；在1394總線集線設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)1394總線控制指令和1394數(shù)據(jù)的同時(shí)，進(jìn)一步將轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù) 據(jù)發(fā)送給1394總線分析儀進(jìn)行實(shí)時(shí)的比對(duì)分析。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種航天器設(shè)備地面測試系統(tǒng)和方法。機(jī)柜所提供的電氣接口、機(jī)械接口以及布線方式均與航天器上的實(shí)際接口和布線相同；系統(tǒng)中的可替換設(shè)備均設(shè)置在機(jī)柜中；主控計(jì)算機(jī)通過發(fā)送開關(guān)指令為插箱等效器的加電；加電后，1394總線控制器采集各個(gè)插箱等效器的遙測數(shù)據(jù)并下發(fā)主控計(jì)算機(jī)；主控計(jì)算機(jī)通過1394總線控制器設(shè)置插箱等效器的數(shù)據(jù)傳輸方式，通過網(wǎng)絡(luò)總線設(shè)置插箱等效器的傳輸內(nèi)容，插箱等效器根據(jù)設(shè)置輸出1394數(shù)據(jù)；監(jiān)控臺(tái)對(duì)插箱等效器輸出的數(shù)據(jù)和樣本包進(jìn)行對(duì)比，判斷1394傳輸是否正常。本發(fā)明通過設(shè)計(jì)機(jī)柜模擬航天器上的空間限制、電氣接口和機(jī)械接口，從而為地面聯(lián)試提供一個(gè)高度仿真的測試環(huán)境。
文檔編號(hào)G05B23/02GK101866178SQ20101020237
公開日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2010年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月18日
發(fā)明者吳淑娜, 徐延庭, 范圣海, 雍國富 申請(qǐng)人:中國航天科技集團(tuán)公司第五研究院第五一三研究所