CN101520660A - 一种通用环境监控传感器信号的模拟装置和模拟方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种通用环境监控传感器信号的模拟装置和模拟方法，其中装置包括：顺序连接的主控单元、逻辑单元和接口适配单元；所述主控单元用于向所述逻辑单元发送控制信号；所述逻辑单元用于根据所述控制信号产生并发送传感器信号；所述接口适配单元用于对所述传感器信号进行转换，使转换后的所述传感器信号与真实传感器产生的信号一致。应用本发明提供的技术对大批量生产的环境监控单板进行测试，能够过滤出绝大多数的故障单板以减少后续检测工序，从而从整体上大大降低了测试成本；同时，模拟装置中的各主要测试单元都可参考测试领域内成熟设计电路实现，技术难度低，有利于降低模拟装置投入成本。

Description

一种通用环境监控传感器信号的模拟装置和模拟方法

技术领域

本发明涉及通讯设备测试领域，特别是指一种通用环境监控传感器信号的模拟装置和模拟方法。

背景技术

随着通讯技术的迅速发展，无线通讯业务在电信运营业中的地位越来越重要，无线通讯系统的组成设备也越来越多地被电信运营企业采购并装备；为保证无线通讯系统设备的正常运行，需要对设备所处的机房和机柜位置处的环境进行监控，监控的指标主要包括：温度、温湿度、烟雾、防雷、水淹、红外、门禁和风扇等传感器信号，以确保机房和机柜内设备的正常运行，而完成上述监控的设备主要是环境监控单板。

在现有技术中，对环境监控单板的测试一般采取的测试设备和方法是：采用真实的各种传感器来搭建各种模拟装置来模拟各种告警信号，观察环境监控单板能否正常告警。上述技术的好处是简单易行，可以使得环境监控单板真实判断目前所处环境的情况，应用在单板调试阶段是可行的；但这种技术若是应用于大批量生产的环境监控单板的功能测试，则会存在一些问题。

首先是测试过程过于复杂，需要模拟各种环境变量告警的情况；例如环境监控单板对温度传感器信号测试，就需要人为改变当前环境的温度来进行；环境监控单板对烟雾传感器信号测试，则需要模拟产生烟雾和无烟两种情况来进行烟雾传感器信号链路的检测。

同时，对环境监控单板的大批量生产来说，测试目的是为了过滤有故障的单板，例如：单板焊接有短路、开路、贴错芯片、芯片损坏等故障；这些故障绝大多数都可导致单板的环境监控信号等基本指标远离正常值，而将复杂的实际传感器用于检测类似这些单板故障是非常浪费的。

由此，可以看出，现有对环境监控单板的检测技术中，在检测过程普遍需要直接采用真实的传感器来搭建通用环境监控传感器信号模拟装置，导致不利于自动化测试，需要过多的人工参与和过高的成本，不利于环境监控单板大规模测试。

发明内容

本发明的目的是提供一种通用环境监控传感器信号的模拟装置和模拟方法，用于解决现有对环境监控单板的检测技术中，在检测过程普遍需要直接采用真实的传感器来搭建通用环境监控传感器信号模拟装置，导致不利于自动化测试，需要过多的人工参与和过高的成本，不利于环境监控单板大规模测试。

一种通用环境监控传感器信号的模拟装置，至少包括顺序连接的主控单元、逻辑单元和接口适配单元；所述主控单元用于向所述逻辑单元发送控制信号；所述逻辑单元用于根据所述控制信号产生并发送传感器信号；所述接口适配单元用于对所述传感器信号进行转换，使转换后的所述传感器信号与真实传感器产生的信号一致。

一种通用环境监控传感器信号的模拟方法，主控单元发送控制信号到达逻辑单元后，该逻辑单元根据所述控制信号产生并发送传感器信号到达接口适配单元，该接口适配单元将所述传感器信号转换为与真实传感器产生的信号一致后发送到所述环境监控单板；所述传感器信号在所述环境监控单板形成测试数据并返回所述主控单元。

应用本发明提供的技术方案，适合对大批量生产的环境监控单板进行测试，过滤出绝大多数的故障单板以减少后续检测工序，从而从整体上大大降低了测试成本；同时，模拟装置中的各主要测试单元都可参考测试领域内成熟设计电路实现，技术难度低，有利于降低模拟装置的成本。

附图说明

图1为本发明优选实施例中模拟装置的工作原理示意图；

图2为本发明实施例环境监控单板内部结构示意图；

图3为本发明实施例逻辑单元内部结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术特征和实施效果更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明的优选实施例进行详细描述。

本发明公开了一种通用环境监控传感器信号的模拟装置，如图1所示，该模拟装置至少包括以下各个测试单元：主控单元103、逻辑单元104和接口适配单元105，还可以包括一个电源单元106；各个测试单元共同组成通用环境监控传感器信号的模拟装置101，提供对大批量生产的被测单板，即环境监控单板102的测试。

图1还描述了各个测试单元之间的组织结构，以及环境监控单板102与模拟装置101中各测试单元之间的信号流向。主控单元103与逻辑单元104建立连接，通过该连接向逻辑单元104发送控制信号，并与逻辑单元104、接口适配单元105和电源单元106之间通过通讯接口和上位机交互测试命令和测试结果信息；逻辑单元104则与接口适配单元105建立连接，通过该连接向接口适配单元105发送传感器信号，并且，接口适配单元105作为对外接口与被测试的环境监控单板102建立连接，实现环境监控单板102与模拟装置101的连接，并对该单板提供传感器信号的电平转换功能，使模拟产生的传感器信号与真实传感器信号的电平完全相同；以上三个单元组成通用环境监控传感器信号的模拟装置101。

同时所述模拟装置101中还可以存在一个电源单元106，用于向主控单元103、逻辑单元104和接口适配单元105中的一个或多个提供电力，图1中所示作为一种优选实施例是同时向三个测试单元提供电力。

为进一步揭示本发明技术的工作原理，以下选择本发明的优选实施例进行描述，仍然以图1所示的模拟装置101的工作原理示意图为例，所述模拟装置101中的各个测试单元的具体功能包括：

主控单元103主要由流程控制模块和通讯模块组成，用于发出控制信号，该控制信号控制了逻辑单元104产生并发送环境监控单板102所需的传感器信号；其中流程控制模块用于运行设置在主控单元103内的测试流程，产生所述控制信号，该测试流程可以由程序实现并可根据测试需要随时定制修改；主控单元103可以基于普通PC机实现，此时所述通讯模块可以采用RS232(RS232，Recommended Standard 232)接口、服务提供商接口(SPI，Service ProviderInterface)或两线式串行总线(I2C，Inter-Integrated Circuit)等常见通讯接口形式，如果主控单元103是基于紧凑型周边元件扩展接口(CPCI，Compact PeripheralComponent Interconnect)平台，则通讯模块可以采用CPCI总线与逻辑单元104连接。同时，所述控制信号还可以进一步控制其他各个相关的测试单元(图中未标出)完成所需测试环境的配置。

主控单元103不仅用于实现以上基本功能，还可以根据测试现场的实际情况，提供所需的用户交互界面，以及其他扩展功能；比如为用户提供测试结果报表，数据远程录入数据库等，从而可在需要时对测试数据进行分析，形成环境监控单板102测试故障分析平台，给单板的生产加工、测试提供可参考的历史???数据信息。

逻辑单元104根据主控单元103的控制信号，产生环境监控单板102所需的传感器信号并发送。传感器信号至少应该包括：可以在一定范围内设置的电平、电流、频率、占空比等信号；这些信号既可以是电平信号，也可以是电流信号，总之需与环境监控单板102的测试需求相适应。

如图3所示，则是逻辑单元104的内部结构示意图，至少包括：单总线(1-wire)模拟单元301、频率信号模拟单元302、风扇告警信号模拟单元303和IO信号电平模拟单元304；其中，

1-wire总线模拟单元301，用于产生模拟的温度传感器信号；

频率信号模拟单元302，用于产生模拟的温湿度传感器信号；

风扇告警信号模拟单元303，用于产生模拟的风扇告警信号；其中风扇告警信号需要经过接口适配单元105转换为24V或-48V电平信号，具体由环境监控单板102所采用的是24V还是-48V电平信号来决定；而烟雾传感器信号也需要由接口适配单元105来转换为大、小电流信号。

IO信号电平模拟单元304，用于产生红外、门禁、水淹和烟雾传感器信号。

接口适配单元105用于为环境监控单板102提供接口信号的电平转换功能，根据环境监控单板102的传感器型号以及信号电平的类型，采用合适的信号适配方式，比如可转变为12V，24V和-48V的电平信号或者几mA或者几百uA的电流信号；实现了环境监控单板102与模拟装置101的连接，使模拟产生的传感器信号与真实传感器产生的信号完全相同。接口适配单元105可以采用测试夹具形式实现，或者根据环境监控单板102的接口类型选择其他符合要求的结构形式。

作为被测单板的环境监控单板102，通过其本身提供的各种接口来与接口适配单元105之间实现通讯连接以及与通讯系统内的其他单元实现通讯；所述各种接口可以是各种形式的普通插座。如图2所示，描述了环境监控单板102携带的不同接口，包括：电源接口201、传感器信号接口202和通讯接口203。

其中，

电源接口201用于与电源连接，为所述环境监控单板102提供电力；

传感器信号接口202用于与模拟装置101中的接口适配单元105连接，接收各种传感器信号；

通讯接口203用于与环境监控单板102的主控单元103等建立连接，并实现通讯。

与模拟装置101相对应，本发明还提供了一种通用环境监控传感器信号的模拟方法，以下以烟雾传感器信号模拟过程为优选实施例进行描述。其中，模拟装置101上安置的两个电阻分别为3K欧姆和400K欧姆：

步骤401.主控单元103通过其内置的通讯模块向逻辑单元104发送控制信号。

步骤402.逻辑单元104根据所述控制信号，使其内置的IO信号电平模拟单元304分别产生12V和-12V的烟雾传感器工作电平。

步骤403.由于烟雾传感器信号的正常工作和烟雾告警时的工作电流分别约为20微安和10毫安左右，因此接口适配单元105与所述两个电阻分别连接，输出烟雾传感器信号。

步骤404.所述烟雾传感器信号通过接口适配单元105之后，进一步通过所述环境监控单板102内置的所述传感器信号接口202到达环境监控单板102。

步骤405.信号在环境监控单板102中进行检测生成测试数据，该测试数据通过所述通讯接口203返回主控单元103，由该主控单元103进行分析；从而测试环境监控单板102烟雾传感器信号链路是否正常。

由以上各个优选实施例可以看出，本发明提供的环境监控传感器信号模拟装置组成简单，能够完全代替真实的环境监控传感器模拟传感器信号，该模拟装置可以方便、快速的对被测环境监控单板进行电平、电流、频率、占空比等指标测试，对环境监控单板的信号链路进行故障定位；适合对大批量生产的环境监控单板进行测试，过滤出绝大多数的故障单板减少了后续检测工序，从而从整体上大大降低了测试成本；同时，模拟装置中的各主要测试单元都可参考测试领域内成熟设计电路实现，技术难度低，有利于降低模拟装置的成本。

应当说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，所有的参数取值可以根据实际情况调整，且在该权利保护范围内。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种通用环境监控传感器信号的模拟装置，其特征在于，至少包括顺序连接的主控单元、逻辑单元和接口适配单元；

所述主控单元用于向所述逻辑单元发送控制信号；

所述逻辑单元用于根据所述控制信号产生并发送传感器信号；

所述接口适配单元用于对所述传感器信号进行转换，使转换后的所述传感器信号与真实传感器产生的信号一致。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主控单元为一个计算机，或者位于紧凑型周边元件扩展接口平台。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述主控单元由流程控制模块和通讯模块组成；

所述流程控制模块用于执行测试流程并生成所述控制信号；

所述通讯模块至少包括：RS232总线、服务提供商接口、两线式串行总线或者紧凑型周边元件扩展接口总线。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述模拟装置中还包括一个电源单元，用于向所述主控单元、逻辑单元和接口适配单元中的一个或多个提供电力。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述逻辑单元包括以下模拟单元中的至少一个：

单总线模拟单元，用于产生模拟的温度传感器信号；

频率信号模拟单元，用于产生模拟的温湿度传感器信号；

风扇告警信号模拟单元，用于产生模拟的风扇告警信号；

IO信号电平模拟单元，用于产生红外、门禁、水淹和烟雾传感器信号。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述模拟装置与被测的所述环境监控单板连接；

所述环境监控单板至少包括：电源接口、传感器信号接口和通讯接口；其中，

所述电源接口用于与电源连接，为所述环境监控单板提供电力；

传感器信号接口用于与所述模拟装置中的接口适配单元连接，接收不同的传感器信号；

通讯接口用于与所述主控单元建立连接，将生成的测试数据返回所述主控单元。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述主控单元的控制信号控制所述逻辑单元产生传感器信号，该传感器信号由所述接口适配单元变换后到达所述环境监控单板的所述传感器信号接口；

所述环境监控单板根据该传感器信号产生的测试数据通过所述通讯接口回到所述主控单元。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述主控单元还用于对所述测试数据进行分析，并生成历史数据信息。

9.一种通用环境监控传感器信号的模拟方法，其特征在于，主控单元发送控制信号到达逻辑单元后，该逻辑单元根据所述控制信号产生并发送传感器信号到达接口适配单元，该接口适配单元将所述传感器信号转换为与真实传感器产生的信号一致后发送到所述环境监控单板；

所述传感器信号在所述环境监控单板形成测试数据并返回所述主控单元。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述接口适配单元将所述传感器信号转换为与真实传感器产生的信号一致进一步包括：

根据所述环境监控单板所采用的电平信号来决定转换后的传感器信号的电平值；

或者，

根据所述环境监控单板所采用的电流信号来决定转换后的传感器信号的电流值。

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