CN101598755B

CN101598755B - 一种即插即用测试设备

Info

Publication number: CN101598755B
Application number: CN2008101143647A
Authority: CN
Inventors: 张晓军; 王薇
Original assignee: BEIJING CONTROL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BEIJING CONTROL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2008-06-04
Filing date: 2008-06-04
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2028-06-04
Also published as: CN101598755A

Abstract

本发明提供了一种即插即用测试设备，采用计算机和电源各自分别双机冗余的结构，并且测试设备的接口板进行了热插拔设计，可以在使用中不必停掉整个机箱电源的情况下进行更换；通过插板结构使各部件相接，保证了设备的可靠性，在同样的单板平均无故障时间的前提下，提高了系统连续不中断工作的性能指标，提高了测试设备整机不间断工作时间。测控计算机、接口板和电源插在总线板上，无中间环节，集成度高，拆卸方便，可以随时进行热插拔，便于维护，并可以根据需要安置多个接口板，使用时与外置的输入输出设备相连，实现了设备冗余和高度集成，可靠性强，满足了不同测控环境下的测试需要。

Description

一种即插即用测试设备

技术领域

本发明属于测控领域，涉及一种即插即用测试设备。

背景技术

随着我国卫星事业的发展和测试技术的进步。对卫星专用测试设备提出更高更严格的要求。测试设备通用化、平台化、产品化，测试设备能长时间连续、可靠、稳定运行，是产品设计者的目标。测试设备安全性和可靠性的进一步提高是测试设备研制工作中的重点。测试设备可缩短研制任务的研制周期，降低单台成本并且提高测试设备安全性和可靠性，完成达到高质量和高可靠的测试任务。

测试设备平台化建立了标准测试模式，找出一般测试方法和规律。研制专用硬件和软件平台，构建测试设备平台化产品。实用的测试设备，满足卫星测试任务型号种类多，测试项目复杂，进度周期短并且要求安全可靠性高，圆满的完成对卫星单元、部件或分系统的测试、调试和试验任务。

在测控领域中，测控计算机一是要求计算机本身的便携性，计算机体积轻巧，携带方便；二是要求在设备本身运行过程中，设备运行稳定，一旦出现器件故障，马上可以更换，可维护性强。现有的测试设备所用的计算机，一般为笔记本、台式机或是大型的工控计算机。普通的测试设备原理如图1所示，待测设备由电缆接入到转换箱中，经线路转换后再由电缆接入到调理箱进行电压的转换和隔离，最后再接入测控机的输入接口进行测试，测试完毕后在将测试结果输入到输出设备进行显示。测试设备的维护性相对较差，设备或器件出现故障时，必须得开启机箱进行复杂的拆卸，耽误了工程进度，而且体积庞大，不易携带，对环境要求较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种即插即用测试设备，采用了计算机和电源各自分别双机冗余的结构，并且测试设备的接口板进行了热插拔设计，可以在使用中不必停掉整个机箱电源的情况下进行更换；通过插板结构使各部件相接，保证了设备的可靠性，在同样的单板平均无故障时间的前提下，提高了系统连续不中断工作的性能指标，提高了测试设备整机不间断工作时间，可组装性强，更换、维修及使用更方便。

一种即插即用测试设备，包括机箱、测控计算机A、测控计算机B、电源A和电源B，其特征在于：还包括总线板和若干块接口板；所述测控计算机A和测控计算机B相同，所述电源A和电源B相同；总线板横向竖直地固定在机箱内部，电源A、电源B、测控计算机A、测控计算机B和各接口板并排纵向竖直地插入到机箱后部，一端通过助力手柄固定在机箱上，另一端连接在总线板上；电源A和电源B连接到总线板上，通过总线板对各接口板、测控计算机A和测控计算机B进行供电。

电源A或电源B对输入交流电源进行电压转换，通过总线板独立对各接口板、测控计算机A和测控计算机B进行供电；测控计算机A和测控计算机B的通信处理模块分别通过RS-2321和RS-2322通信接口与通信桥A和通信桥B建立通信连接；接口板的输入接口将待测设备的测试信号输入并进行预处理，预处理的结果通过总线板上的I²C传递给测控计算机A或测控计算机B，再通过数据管理模块进行分析和计算处理，将相关信息保存到数据库并显示，另一方面由测控计算机A或测控计算机B通过通信处理模块发送指令通过总线板上的I²C总线将指令输出到接口板，由输出接口为待测设备提供模拟信号。

所述测控计算机A和测控计算机B分别集成通信桥A和通信桥B，预处理后的信息通过通信桥A或通信桥B传递到测控计算机A或测控计算机B中进行处理，从而使测控计算机A或测控计算机B与测量仪表建立通信连接，各种定时命令开始执行，各种检测量通过测控计算机A或测控计算机B的界面处理模块进行显示，并通过数据管理模块保存记录在硬盘中，超限则数据报警。用户的处理命令通过通信桥A、通信桥B和I²C总线下发到各接口板执行。

所述接口板由总线板供电，且通过两根线连接到接口板的I²C总线上通讯。

所述测控计算机A和所述测控计算机B的芯片组采用Intel 82945GM+ICH7M芯片组，BIOS采用AMIBIOS8；测控计算机A和测控计算机B分别单独工作，进行数据分析处理后提供人机界面显示，并且根据需要将测控计算机A和测控计算机B的人机界面显示进行切换。

所述接口板、测控计算机A和所述测控计算机B、电源A和电源B由助力手柄并排竖直固定在机箱后部，打开助力手柄时机箱内部取出，且多个相同规格的接口板固定在一个机箱的后部。

所述接口板包括信号的输入\输出接口板，进行信号的输入、输出处理和隔离。

本发明一种即插即用测试设备的优点在于：

(1)本发明一种即插即用测试设备，将传统测试设备的转换箱、调理箱集成在接口板上，由接口板进行信号的输入\输出、隔离和预处理，并和冗余测控计算机和冗余电源集成到一个机箱中，结构简单，体积轻巧。

(2)本发明一种即插即用测试设备，由插板式的测控计算机、接口板和电源插在总线板上，无中间环节，集成度高，拆卸方便，可以随时进行热插拔，便于维护，并可以根据需要安置多个接口板，使用时与外置的输入输出设备相连，实现了设备冗余和高度集成，可靠性强，满足了不同测控环境下的测试需要。

(3)本发明一种即插即用测试设备，采用双机热备的方式进行测试，且每个电源为各接口板和测控计算机独立供电，电源之间相互独立，保证设备的可靠性，即使一台电源出现故障，另一台电源也会对其他设备进行供电，两台计算机均不受影响，实现双机冗余。

(4)本发明一种即插即用测试设备，接口板和总线板之间连线只有两条，可使热插拔的设计工艺极为简单，在测试过程不停止的情况下进行热插拔，可维护性好。

附图说明

图1是传统设备的工作示意图；

图2是本发明一种即插即用测试设备的工作示意图；

图3是本发明一种即插即用测试设备的组成结构图；

图4是本发明一种即插即用测试设备的测控计算机A的模块结构图；

图5是本发明一种即插即用测试设备的机箱后部的安装分布示意图；

图6是本发明一种即插即用测试设备的测控计算机A或测控计算机B的外形图；

图7是本发明一种即插即用测试设备的电源A或电源B的外形图；

图8是本发明一种即插即用测试设备的接口板的外形图。

图中：1.测控计算机A 101.通信桥A 102.人机界面A 103.数据管理模块104.界面处理模块 105.通信处理模块2.测控计算机B 201.通信桥B202.人机界面B 3.电源A 4.电源B 5.总线板 601.接口板1 602.接口板2614.接口板14 7.机箱 801.助力手柄1 802.助力手柄2 818助力手柄18

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明。

本发明的目的在于提供一种即插即用测试设备，如图2所示，该测试设备直接与待测设备相连，待测设备将信号传送到测试设备中，在测试设备中进行预处理、分析和处理后再将测试结果输入到输出设备中；测试设备为待测设备提供模拟信号。

一种即插即用测试设备，包括机箱7、测控计算机A1、测控计算机B2、电源A3、电源B4、总线板5和若干块接口板601、602、…、614；本实施例中接口板的数量少于等于机箱的接口板槽位14个；所述测控计算机A1和测控计算机B2相同，所述电源A3和电源B4相同；总线板5横向竖直地固定在机箱7内部，电源A3、电源B4、测控计算机A1、测控计算机B2和各接口板601、602、…、614并排纵向竖直地插入到机箱7后部，一端通过助力手柄801、802、…、818固定在机箱7上，另一端通过96芯总线接口连接在总线板5上；电源A3和电源B4连接到总线板5上，通过总线板5对各接口板601、602、…、614、测控计算机A1和测控计算机B2进行供电。

如图3所示，电源A3或电源B4对输入交流电源进行转换，通过总线板5独立对各接口板601、602、…、614、测控计算机A1和测控计算机B2进行供电；测控计算机A1和测控计算机B2分别通过RS-2321和RS-2322通信接口与通信桥A和通信桥B手动或自动建立通信连接；接口板601、602、…、614的输入接口将待测设备的测试信号输入并进行如A/D转换之类的信号预处理，预处理的结果通过总线板5上的I²C总线传递给测控计算机A1或测控计算机B2，测控计算机A1或测控计算机B2一方面利用人机界面A102或人机界面B202进行显示，且两者可以根据需要进行显示切换；另一方面接口板601、602、…、614通过输出接口为待测设备提供模拟信号。

所述测控计算机A1和测控计算机B2分别集成通信桥A101和通信桥B201负责与各接口板601、602、…、614建立通讯连接，如图4所示，测控计算机A通过通信处理模块105发送指令，与通信桥A101手动或自动建立通信连接，预处理后的信息通过通信桥A101传递到测控计算机A1中进行处理；测控计算机A1再通过数据管理模块103进行分析和计算处理；此时，针对测试设备的各种定时命令开始执行，各种检测量通过测控计算机A的界面处理模块104显示在人机界面A102中，并通过数据管理模块103保存记录在硬盘的数据库中，超限则报警。测控计算机A1的人机界面104接受用户指令通过通信桥A101传递到I²C总线上，由接口板601、602、…、614执行，为待测设备提供模拟信号。同理，测控计算机B2的工作原理也与之相同。

电源A3和电源B4、测控计算机A1和测控计算机B2采用双重冗余热备份设计，两台电源或计算机同时因故障停止工作的可能性极低，不必考虑在系统热插拔更换。其它所有接口板601、602、…、614为单机工作，设计成热插拔模块，可以在使用中不必停掉整个机箱电源，在其它模块和测控计算机A1或测控计算机B2仍然在工作的情况下，可热插拔更换接口板，提高了系统连续不中断工作的性能指标。在同样的单板平均无故障时间的前提下，提高了测试设备整机不间断的工作时间。这种单通讯总线测控系统做到电源冗余，计算机冗余，系统中接口板没有冗余，通讯总线没有冗余。适合在要求确保电源可靠，计算机可靠的测量控制系统中应用。

如图5所示，机箱7采用4U高19英寸宽机箱，后插模块结构。每套机箱有两个电源槽位，两个测控计算机槽位，14个测试单元即接口单元槽位。所述接口板601、602、…、614、测控计算机A1和所述测控计算机B2、电源A3和电源B4由助力手柄801、802、…、818并排竖直固定在机箱7后部，打开助力手柄801、802、…、818时可从机箱7内部取出，且多个相同规格的接口板601、602、…、614可以固定在一个机箱7的后部，测控计算机A1和测控计算机B2、电源A3和电源B4分别竖直固定在机箱7两侧。

如图6所示，为所述测控计算机A1或测控计算机B2的外观。为3U高、6T宽，芯片组采用Intel 82945GM+ICH7M芯片组，BIOS采用AMIBIOS8；本实施例中，CPU采用Intel Core^TM Duo L2400 1.66GHz with 2MByte L2 cache；内存采用DDR2SODIMM DDR667 1GB；显卡最大支持224M动态共享显存，可以支持VGA显示和LVDS平板显示；存储设备采用44针2mm IDE接口40G，1.8寸笔记本硬盘；网卡芯片采用PHY Intel 82562，提供一个10/100M以太网接口；操作系统为Windows XPProfessional SP2。测控计算机A1、测控计算机B2两者单独工作，进行数据分析处理后提供人机界面显示，并且可以根据需要进行测控计算机A1和测控计算机B2之间的显示切换。

如图7所示为电源A3和电源B4为3U高、8T宽，每个电源一方面为测控计算机、接口板处理电路进行供电，本实施例中，额定功率100W，峰值功率120W；另一方面为电源接口板的隔离电路进行供电，本实施例中，额定功率50W，峰值功率80W，两者彼此之间相互隔离。所有输出具有过压保护、短路保护、过流保护和过热保护等功能。电源A3和电源B4为测控计算机A1、测控计算机B2，测量电路，控制电路等供电，电源和地线同被测对象的电源和地线完全隔离。

如图8所示，为所述接口板601、602、…、614为3U高、4T宽，本实施例中，采用CPU采用80C51F120单片机；温度传感器采用片上温度传感器；并带有JATG接口进行编程和调试；采用5个16位通用定时器，6个可编程定时器阵列(PCA)进行定时；接口板601、602、…、614由总线板5供电，总线板5上的I²C总线负责其进行通讯和数据交换，且通过两根线连接到接口板601、602、…、614的I²C总线上，方便热插拔电路的实现，实现热插拔可以通过保护电路和插拔开关实现，由于保护电路的连接线很少，只有两根，所以实现保护简单。

Claims

1.一种即插即用测试设备，包括机箱、测控计算机A、测控计算机B、电源A和电源B，其特征在于：还包括总线板和若干块接口板；所述测控计算机A和测控计算机B相同，所述电源A和电源B相同；总线板横向竖直地固定在机箱内部，电源A、电源B、测控计算机A、测控计算机B和各接口板并排纵向竖直地插入到机箱后部，一端通过助力手柄固定在机箱上，另一端连接在总线板上；电源A和电源B连接到总线板上，通过总线板对各接口板、测控计算机A和测控计算机B进行供电；

电源A或电源B对输入交流电源进行电压转换，通过总线板独立对各接口板、测控计算机A和测控计算机B进行供电；测控计算机A和测控计算机B的通信处理模块分别通过RS-2321和RS-2322通信接口与通信桥A和通信桥B建立通信连接；接口板的输入接口将待测设备的测试信号输入并进行预处理，预处理的结果通过总线板上的I²C传递给测控计算机A或测控计算机B，再通过数据管理模块进行分析和计算处理，将相关信息保存到数据库并显示，另一方面由测控计算机A或测控计算机B通过通信处理模块发送指令通过总线板上的I²C总线将指令输出到接口板，由输出接口为待测设备提供模拟信号；

所述测控计算机A和测控计算机B分别集成通信桥A和通信桥B，预处理后的信息通过通信桥A或通信桥B传递到测控计算机A或测控计算机B中进行处理，从而使测控计算机A或测控计算机B与测量仪表建立通信连接，各种定时命令开始执行，各种检测量通过测控计算机A或测控计算机B的界面处理模块进行显示，并通过数据管理模块保存记录在硬盘中，超限则数据报警；用户的处理命令通过通信桥A、通信桥B和I²C总线下发到各接口板执行。

2.根据权利要求1所述一种即插即用测试设备，其特征在于：所述接口板由总线板供电，接口板通过两根线连接到接口板的I²C总线上进行通讯。

3.根据权利要求1所述一种即插即用测试设备，其特征在于：所述测控计算机A和所述测控计算机B芯片组采用Intel 82945GM+ICH7M芯片组，BIOS采用AMIBIOS8；

测控计算机A和测控计算机B分别单独工作，进行数据分析处理后提供人机界面显示，并且根据需要将测控计算机A和测控计算机B的人机界面显示进行切换。

4.根据权利要求1所述一种即插即用测试设备，其特征在于：所述接口板、测控计算机A和所述测控计算机B、电源A和电源B由助力手柄并排竖直固定在机箱后部，打开助力手柄时从机箱内部取出，且多个相同规格的接口板固定在一个机箱的后部。

5.根据权利要求1所述一种即插即用测试设备，其特征在于：所述接口板包括信号的输入\输出接口板，进行信号的输入、输出处理和隔离。