CN103116294B - 射频校准测试屏蔽箱及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种射频校准测试屏蔽箱及其控制方法。所述屏蔽箱包括箱体、设于箱体内且可携带被测设备从箱体的一侧面水平弹出和收进的被测设备进出机构、设于箱体内且与所述被测设备进出机构配合工作的探针升降机构、设于箱体内且在被测设备进出机构收进到位时与被测设备连接的连接机构、以及设于箱体内且与外部计算机通信连接以控制被测设备进出机构和探针升降机构配合工作的控制模块，探针升降机构上的探针通过射频线与外部射频校准测试仪连接，连接机构设有电源接头和网线接头以将被测设备上电并通过网线将被测设备与外部计算机连接。本发明将屏蔽箱与被测设备连接夹具集成在一起实现统一控制、自动运动，减少生产人员动作，降低劳动成本。

Description

射频校准测试屏蔽箱及其控制方法

技术领域

本发明涉及无线产品的射频校准测试技术，更具体地说，涉及一种射频校准测试屏蔽箱及其控制方法。

背景技术

当前，无线产品的生产厂商对无线路由器进行射频（RF）校准测试时，所使用的生产测试设备主要组合模式为：射频校准测试仪（IQflex）+计算机+气动屏蔽箱+被测设备连接夹具。射频校准测试系统的拓扑图如图1所示，被测设备400置于屏蔽箱100内，通过射频线与IQflex300连接并通过双绞线与计算机200的网口连接以接受测试；屏蔽箱100通过串口线与计算机200通信连接以接收测试控制信号。生产员工所需要直接面对和操作的设备主要是气动屏蔽箱和被测设备连接夹具。

现有的气动屏蔽箱采用的是体积较大的上下开合式屏蔽箱，其核心控制芯片采用的是AT89S52。被测设备连接夹具主要采用的结构为曲柄滑块结构，通过两个曲柄滑块结构，完成被测设备上电插网线以及探针连接两个动作。生产员工的操作流程如下：1）将被测设备放入夹具中，手动拨动一个滑块，使被测设备上电；2）手动拨动另一个滑块，使探针连接；3）手动同时按住关闭屏蔽箱的关闭按钮，直到屏蔽箱完全关闭；4）使测试软件运行；5）测试完成后，手动按一下开启按钮，使屏蔽箱开启，切换被测设备，如此循环。

上述的目前使用的气动屏蔽箱+被测设备连接夹具的测试设备组合模式存在一些问题：

1、整个测试过程中，除了测试是由计算机完成，被测设备的取放和切换几乎都是由生产员工手动完成，生产效率低，人工成本高，不能实现自动化；

2、气动屏蔽箱本身就体积庞大，上下开合的运动模式使得运动过程中所占的空间更加庞大，造成生产空间的浪费；

3、气动屏蔽箱控制部分电路老旧，驱动电路不够完善，稳定性差，无法扩展新功能；

4、气动屏蔽箱控制部分软件功能较少，且软件的鲁棒性及扩展性较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种将屏蔽箱与被测设备连接夹具集成在一起实现统一控制、自动运动以减少生产人员动作、降低劳动成本的射频校准测试屏蔽箱及其控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提出一种射频校准测试屏蔽箱，包括箱体、设于箱体内且可携带被测设备从箱体的一侧面水平弹出和收进的被测设备进出机构、设于箱体内且与所述被测设备进出机构配合工作的探针升降机构、设于箱体内且在被测设备进出机构收进到位时与被测设备连接的连接机构、以及设于箱体内且与外部计算机通信连接以控制被测设备进出机构和探针升降机构配合工作的控制模块，其中：

所述探针升降机构上的探针通过射频线与外部射频校准测试仪连接；

所述连接机构设有电源接头和网线接头以在被测设备进出机构收进到位时将被测设备上电并通过网线将被测设备与外部计算机连接；

所述控制模块控制被测设备进出机构弹出到位以接收被测设备，并在控制被测设备进出机构收进到位且检测到被测设备与外部计算机连通时控制探针升降机构降下到位以使探针与被测设备连接，并在检测到被测设备测试完成时控制探针升降机构上升到位然后控制被测设备进出机构弹出到位。

优选的，所述被测设备进出机构包括第一驱动气缸以及安装于第一驱动气缸的活塞杆上从而可从箱体的侧面水平弹出和收进的被测设备定位夹具。

优选的，所述探针升降机构包括第二驱动气缸以及安装于第二驱动气缸的活塞杆上从而可上下升降的探针安装座。

优选的，所述控制模块包括：

通过串口与外部计算机通信连接的控制器；

用于检测被测设备进出机构的弹出到位和收进到位以及探针升降机构的下降到位和上升到位以向控制器提供检测信号的多个传感器；

基于控制器发出的控制信号控制被测设备进出机构的第一驱动气缸进气和放气的第一电磁阀；

基于控制器发出的控制信号控制探针升降机构的第二驱动气缸进气和放气的第二电磁阀。

优选的，所述控制模块还包括：

设于箱体的供被测设备进出机构弹出和收进的同一侧面上的按键开关，所述按键开关提供用户的操作信号给控制器。

优选的，所述按键开关基于用户的第一操作提供第一操作信号给控制器以控制被测设备进出机构弹出到位，且基于用户的第二操作提供第二操作信号给控制器以控制被测设备进出机构收进到位。

优选的，所述屏蔽箱还设有基于控制器提供的信号显示被测设备的测试状态的指示灯。

本发明为解决其技术问题还提出一种射频校准测试屏蔽箱的控制方法，其中，所述屏蔽箱包括箱体、设于箱体内且可携带被测设备从箱体的一侧面水平弹出和收进的被测设备进出机构、设于箱体内且与所述被测设备进出机构配合工作的探针升降机构、设于箱体内且在被测设备进出机构收进到位时与被测设备连接的连接机构、以及设于箱体内且与外部计算机通信连接以控制被测设备进出机构和探针升降机构配合工作的控制模块，所述控制方法包括如下步骤：

S1、基于用户的第一操作控制被测设备进出机构弹出到位以接收被测设备；

S2、基于用户的第二操作控制被测设备进出机构收进到位以将被测设备与连接机构连接，使被测设备上电并与外部计算机连接；

S3、在检测到被测设备与外部计算机连通时，控制探针升降机构下降到位以使探针与被测设备连接以开始测试；

S4、在检测到被测设备测试完成时，控制探针升降机构上升到位，然后控制被测设备进出机构弹出到位。

优选的，所述步骤S2还包括：

在预定的时间内未检测到被测设备进出机构收进到位时，控制被测设备进出机构弹出到位。

优选的，所述步骤S1还包括：

在未检测到探针升降机构上升到位时，控制探针升降机构上升到位。

本发明的射频校准测试屏蔽箱及其控制方法具有以下有益效果：

1）将屏蔽箱与连接夹具结合到一起，实现屏蔽箱的运动与被测设备夹具的运动统一控制、自动运动，降低了生产人员的劳动强度，减少生产人工成本。

2）抽屉式开合模式使得屏蔽箱小型化，测试设备体积大大减小，缩减生产空间，降低生产成本。

3）优化设计的控制部分和控制流程，使得该屏蔽箱运行更为稳定，扩展性更好，同时实现了探针保护、指示灯显示测试流程、防夹手、独立的串口信号处理规则等特殊功能。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是射频校准测试系统的拓扑图；

图2是本发明一个实施例的射频校准测试屏蔽箱的外部结构示意图；

图3是本发明一个实施例的射频校准测试屏蔽箱的内部结构示意图；

图4是本发明一个实施例的射频校准测试屏蔽箱的内部结构示意图；

图5是本发明一个实施例的射频校准测试屏蔽箱的控制模块的逻辑框图；

图6是本发明一个实施例的射频校准测试屏蔽箱的控制方法的流程图；

图7是本发明另一实施例的射频校准测试屏蔽箱的控制方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图2示出了根据本发明一个实施例的射频校准测试屏蔽箱100的外部结构，图3和图4分别从不同角度示出了该屏蔽箱100的内部结构。如图2-图4所示，该屏蔽箱100主要由箱体110和设于箱体110内的被测设备进出机构120、探针升降机构130、连接机构140和控制模块150构成。被测设备进出机构120可携带被测设备从箱体110的一侧面111水平弹出和收进，形成抽屉开合式屏蔽箱100。探针升降机构130在控制模块150的控制下升降探针以与被测设备进出机构120配合工作。连接机构140设于被测设备进出机构120的收进方向的后方，用于在被测设备进出机构120收进到位时与被测设备连接。具体来说，连接机构140设有电源接头和网线接头，以在被测设备进出机构120收进到位时将被测设备上电并通过网线将被测设备与外部计算机连接。

具体如图3所示，被测设备进出机构120包括第一驱动气缸121以及安装于第一驱动气缸121的活塞杆122上的被测设备定位夹具123。被测设备定位夹具123用于安装和固定被测设备。当第一驱动气缸121进气时，活塞杆122从箱体110的侧面111水平向外伸出，带动被测设备定位夹具123随之从箱体110的侧面111水平弹出。当第一驱动气缸121放气时，活塞杆122从箱体110的侧面111水平向内收回，带动被测设备定位夹具123随之从箱体110的侧面111水平收进。当被测设备定位夹具123在第一驱动气缸121的带动下收进到位时，位于其内的被测设备正好与连接机构140的电源接头和网线接头连接。

进一步如图4所示，探针升降机构130包括第二驱动气缸131以及安装于第二驱动气缸的活塞杆132上的探针安装座133。探针安装座133用于安装和固定探针134。探针134通过射频线与外部射频校准测试仪连接，以在与被测设备连接时对被测设备进行射频校准测试。当第二驱动气缸131进气时，活塞杆132竖向向上伸出，带动探针安装座133随之上升。当第二驱动气缸131放气时，活塞杆132竖向向下收回，带动探针安装座133随之降下。当探针安装座133在第二驱动气缸131的带动下降下到位时，其上的探针134正好可与被测设备上对应位置的焊盘接触，实现测试连接。

控制模块150是该屏蔽箱100自动工作的控制核心。控制模块150与外部计算机通信连接，以接收外部计算机发出的控制信号来协调控制被测设备进出机构120和探针升降机构130的运动，以及将被测设备进出机构120和探针升降机构130的运动状态提供给外部计算机。具体来说，控制模块150用于控制被测设备进出机构120弹出到位以接收被测设备，并在控制被测设备进出机构120收进到位且检测到被测设备与外部计算机连通时控制探针升降机构降130下到位以使探针134与被测设备连接，并在检测到被测设备测试完成时控制探针升降机构130上升到位然后控制被测设备进出机构120弹出到位。

图5示出了根据本发明一个实施例的控制模块150的逻辑框图。如图5所示，控制模块150主要由控制器151、按键开关152、多个传感器153、以及第一电磁阀154和第二电磁阀155构成。控制器151通过串口与外部计算机200通信连接。控制器151可以采用STC新型高效单片机实现，例如STC12C5A60S2。第一电磁阀154与被测设备进出机构120的第一驱动气缸121连接，根据控制器151发出的控制信号动作以使第一驱动气缸121进气或放气。第二电磁阀155与探针升降机构130的第二驱动气缸131连接，根据控制器151发出的控制信号动作以使第二驱动气缸131进气或放气。多个传感器153用于检测被测设备进出机构120的弹出到位和收进到位以及探针升降机构130的下降到位和上升到位，并向控制器151提供相应的检测信号，以便控制器151根据被测设备进出机构120和探针升降机构130的运动状态控制第一电磁阀154和第二电磁阀155的动作。具体实施例中，可通过在被测设备进出机构120的弹出到位位置和收进到位位置以及探针升降机构130的下降到位位置和上升到位位置分别设置的光电传感器来实现对第一电磁阀154和第二电磁阀155的动作的控制。

按键开关152可设于箱体110的供被测设备进出机构120弹出和收进的同一侧面111上（参见图2），以便于用户的操作。按键开关152根据用户的按键操作提供操作信号给控制器151，以触发控制器151的控制。本发明设计按键开关152具有第一操作状态（短按按键开关）和第二操作状态（长按按键开关）。当用户短按按键开关152时，按键开关152提供第一操作信号给控制器151，触发控制器151通过控制第一电磁阀154的动作使被测设备进出机构120弹出到位，方便用户将被测设备放入被测设备进出机构120中。当用户长按按键开关152时，按键开关152提供第二操作信号给控制器151，触发控制器151通过控制第一电磁阀154的动作使被测设备进出机构120收进到位。

在被测设备进出机构120收进的过程中，本发明还设计了防夹手机制。用户需要长按按键开关152，直到被测设备进出机构120收进到位，中间如果发现有夹其它物品，松开按键，被测设备进出机构120将迅速弹出。另一方面，在被测设备进出机构120收进时增加延时判断，被测设备进出机构120一旦开始收进箱体110便开始计时，如果计时时间达到预定时间（例如3秒）控制器151仍未收到被测设备进出机构120收进到位的检测信号，则控制被测设备进出机构120弹出。

进一步如图5所示，屏蔽箱100还设有基于控制器151提供的信号显示被测设备的测试状态的指示灯160。具体来说，指示灯160可设于箱体110的供被测设备进出机构120弹出和收进的同一侧面111上（参见图2），以便于用户观察。一个实施例中，指示灯160为两个，即红色指示灯和绿色指示灯，用以显示被测设备的测试状态。两个指示灯的显示状态与被测设备的测试状态的对应关系为：红灯亮绿灯灭，表示测试失败；绿灯亮红灯灭，表示测试通过；两灯交替闪烁，表示测试过程中；两灯同时熄灭，表示手动退出被测设备。

如前所述，控制器151通过串口与外部计算机200通信连接，接收计算机200发出的控制信号来协调控制被测设备进出机构120和探针升降机构130的运动。本发明为控制器151和计算机200之间的串口通信建立了一套串口信号通信规则，所使用的串口通信协议为：波特率9600bps，无校验码，8位数据码，1位停止码。一个实施例中，控制器151和计算机200之间的串口通信内容均为简单的十六进制码，具体说明如表1所示。

表1RF校准测试屏蔽箱软件串口数据说明

图6示出了本发明一个实施例中前述射频校准测试屏蔽箱100的控制方法的流程图。如图6所示，控制方法600包括如下步骤：

步骤601中，基于用户的第一操作控制被测设备进出机构弹出到位以接收被测设备。屏蔽箱100启动后，用户先短按按键开关152，使被测设备进出机构120弹出到位，将被测设备放入其上的被测设备定位夹具123中。

随后步骤602中，基于用户的第二操作控制被测设备进出机构收进到位以将被测设备与连接机构连接，使被测设备上电并与外部计算机连接。放好被测设备之后，用户长按按键开关152，使被测设备进出机构120完全收进到位，此时被测设备正好与连接机构140连接上，给被测设备上电，并将其通过网线与计算机200连通。控制器151控制指示灯开始交替闪烁。

随后步骤603中，在检测到被测设备与外部计算机连通时，控制探针升降机构下降到位以使探针与被测设备连接以开始测试。计算机200ping通被测设备后，通过串口给控制器151发送0x00信号，触发控制器151控制探针升降机构130将探针下降到位，与被测设备连接以开始测试。

随后步骤604中，在检测到被测设备测试完成时，控制探针升降机构上升到位，然后控制被测设备进出机构弹出到位。测试结束时，计算机200通过串口发送0x11信号给控制器151，触发控制器151控制探针升降机构130将探针升起到位，然后再控制被测设备进出机构120弹出到位。此时，如果测试通过，计算机200发送0x01信号给控制器151，指示灯绿灯亮、红灯灭；如果测试失败，计算机200发送0x10信号给控制器151，指示灯绿灯灭、红灯亮。

图7示出了本发明另一具体实施例中前述射频校准测试屏蔽箱100的控制方法的流程图。如图7所示，控制方法700包括如下步骤：

步骤701中，屏蔽箱100初始化，包括各参数及输出端口的初始化，以及串口中断初始化和定时器初始化。

随后步骤702中，检测是否有用户的第一按键操作，即检测用户是否短按按键开关152。若是，则进入步骤703，否则等待，直到检测到用户的按键操作。

步骤703中，控制器151基于按键开关152提供的第一操作信号控制探针升降机构130升起探针。

随后步骤704中，检测探针升降机构130是否上升到位。若是，则进入步骤705，否则返回步骤703。

步骤705中，检测被测设备进出机构120是否弹出到位，若是，则进入步骤707，否则进入步骤706，控制被测设备进出机构弹出到位，然后执行步骤707。

随后步骤707中，检测是否有用户的第二按键操作，即检测用户是否长按按键开关152。若是，则进入步骤708，否则等待用户的第二按键操作。

随后步骤708中，控制器151基于按键开关152提供的第二操作信号控制被测设备进出机构120收进，并打开定时器开始计时。

随后步骤709中，检测被测设备进出机构120是否收进到位，若是，则进入步骤712，否则执行步骤710。

步骤710中，检测按键开关152是否松开。若是，表明操作异常，则进入步骤706，控制器151控制被测设备进出机构120弹出到位，然后重复步骤707。若否，则进入步骤711，进一步检测定时器是否超时。若定时器超时，则表明操作异常，进入步骤706，控制器151控制被测设备进出机构120弹出到位，然后重复步骤707。若定时器未超时，则重复执行步骤709。以上步骤710和步骤711两个判断步骤的引入，可以实现被测设备进出机构120的异常检测，防止用户夹伤手。

随后步骤712中，检测被测设备是否与外部计算机200连通。若是，则执行步骤713，否则等待被测设备与计算机200连通，即等待计算机发送ping通信号0x00。

随后步骤713中，控制器151基于串口信号0x00的触发控制探针升降机构130下降到位，探针134与被测设备连接开始测试。

随后步骤714中，检测被测设备是否测试完成。若是，执行步骤715，否则等待测试完成。

随后步骤715中，控制器151基于计算机200发送的完成测试的串口信号的触发控制探针升降机构130将探针升起。

随后步骤716中，检测探针升降机构是否上升到位。若是，则执行步骤717，否则等待探针升降机构上升到位。

随后步骤717中，控制器151控制被测设备进出机构120弹出到位，将完成测试的被测设备退出。此时，如果测试通过，计算机200发送0x01信号给控制器151，指示灯绿灯亮、红灯灭；如果测试失败，计算机200发送0x10信号给控制器151，指示灯绿灯灭、红灯亮。

至此，屏蔽箱100的一次测试流程结束，用户将被测设备取下，根据测试结果放入不同的区域，再放上待测试的被测设备，长按按键开关152，触发控制器151控制被测设备进出机构120收进到位，开始下一轮测试流程。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种射频校准测试屏蔽箱，其特征在于，包括箱体、设于箱体内且可携带被测设备从箱体的一侧面水平弹出和收进的被测设备进出机构、设于箱体内且与所述被测设备进出机构配合工作的探针升降机构、设于箱体内且在被测设备进出机构收进到位时与被测设备连接的连接机构、以及设于箱体内且与外部计算机通信连接以控制被测设备进出机构和探针升降机构配合工作的控制模块，其中：

所述探针升降机构上的探针通过射频线与外部射频校准测试仪连接；

所述连接机构设有电源接头和网线接头以在被测设备进出机构收进到位时将被测设备上电并通过网线将被测设备与外部计算机连接；

所述控制模块控制被测设备进出机构弹出到位以接收被测设备，并在控制被测设备进出机构收进到位且检测到被测设备与外部计算机连通时控制探针升降机构降下到位以使探针与被测设备连接，并在检测到被测设备测试完成时控制探针升降机构上升到位然后控制被测设备进出机构弹出到位。

2.根据权利要求1所述的射频校准测试屏蔽箱，其特征在于，所述被测设备进出机构包括第一驱动气缸以及安装于第一驱动气缸的活塞杆上从而可从箱体的侧面水平弹出和收进的被测设备定位夹具。

3.根据权利要求2所述的射频校准测试屏蔽箱，其特征在于，所述探针升降机构包括第二驱动气缸以及安装于第二驱动气缸的活塞杆上从而可上下升降的探针安装座。

4.根据权利要求3所述的射频校准测试屏蔽箱，其特征在于，所述控制模块包括：

通过串口与外部计算机通信连接的控制器；

用于检测被测设备进出机构的弹出到位和收进到位以及探针升降机构的下降到位和上升到位以向控制器提供检测信号的多个传感器；

基于控制器发出的控制信号控制被测设备进出机构的第一驱动气缸进气和放气的第一电磁阀；

基于控制器发出的控制信号控制探针升降机构的第二驱动气缸进气和放气的第二电磁阀。

5.根据权利要求4所述的射频校准测试屏蔽箱，其特征在于，所述控制模块还包括：

设于箱体的供被测设备进出机构弹出和收进的同一侧面上的按键开关，所述按键开关提供用户的操作信号给控制器。

6.根据权利要求5所述的射频校准测试屏蔽箱，其特征在于，所述按键开关基于用户的第一操作提供第一操作信号给控制器以控制被测设备进出机构弹出到位，且基于用户的第二操作提供第二操作信号给控制器以控制被测设备进出机构收进到位。

7.根据权利要求4所述的射频校准测试屏蔽箱，其特征在于，所述屏蔽箱还设有基于控制器提供的信号显示被测设备的测试状态的指示灯。

8.一种射频校准测试屏蔽箱的控制方法，其中，所述屏蔽箱包括箱体、设于箱体内且可携带被测设备从箱体的一侧面水平弹出和收进的被测设备进出机构、设于箱体内且与所述被测设备进出机构配合工作的探针升降机构、设于箱体内且在被测设备进出机构收进到位时与被测设备连接的连接机构、以及设于箱体内且与外部计算机通信连接以控制被测设备进出机构和探针升降机构配合工作的控制模块，其特征在于，所述控制方法包括如下步骤：

S1、基于用户的第一操作控制被测设备进出机构弹出到位以接收被测设备；

S2、基于用户的第二操作控制被测设备进出机构收进到位以将被测设备与连接机构连接，使被测设备上电并与外部计算机连接；

S3、在检测到被测设备与外部计算机连通时，控制探针升降机构下降到位以使探针与被测设备连接以开始测试；

S4、在检测到被测设备测试完成时，控制探针升降机构上升到位，然后控制被测设备进出机构弹出到位。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：

在预定的时间内未检测到被测设备进出机构收进到位时，控制被测设备进出机构弹出到位。

10.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：

在未检测到探针升降机构上升到位时，控制探针升降机构上升到位。