CN104569653B - 一种通行卡自动测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种通行卡自动测试系统，本系统由微处理器、采样模块和通信模块组成，微处理器向采样模块与通信模块发送测试指令，采样模块及通信模块依据测试指令与待测通行卡进行数据交互后获得测试数据，并将测试数据发送至微处理器。本发明中采集待测通行卡测试数据的过程是自动执行的，相对于现有技术中采用手动的方式逐个获取测试数据而言，大大提高了测试数据的采集效率和准确性，进一步提高了通行卡的测试效率和准确性。

Description

一种通行卡自动测试系统

技术领域

本发明涉及自动化技术领域，尤其涉及一种通行卡自动测试系统。

背景技术

目前，我国很多省市都建设了高速公路多义性路径识别收费系统。多义性路径识别系统是高速公路联网收费系统的一个子系统。车辆在高速公路入口时领取复合通行卡，当车辆高速通过路侧标识站时，复合通行卡接收路径标识码信息并存储在复合通行卡中，在出口时通过读写器读取出卡内的入口信息和路径信息，确定车辆行驶的路径和通行费金额。

经过多方面研究已经研制出专门针对高速公路联网收费多义性路径识别的第二代复合通行卡，第二代复合通行卡作为多义性路径识别系统中的车载无线通信设备，在进行产品开发和生产测试时，需要检验复合通行卡的功能参数是否符合标准和规范的要求，因此需要对复合通行卡进行各类物理电气以及通信性能进行测试。

第一代复合通行卡的测试方法为人工手动采集测试数据，并依据测试数据进行判断是否符合标准，第二代复合通行卡生产工艺精密度高、工艺复杂且数量大，若采用手工方式获取测试数据则测试效率较低，且准确性较低，因此现在需要一种方法能够自动获取测试数据，以便自动对复合通行卡进行测试，以提高测试效率和准确性。

发明内容

本发明提供了一种通行卡自动测试系统，本系统能够自动获取待测通行卡的测试数据，提高了测试效率和测试的准确性。

为了实现上述目的，本发明提供了以下技术手段：

一种通行卡自动测试系统，包括：

在接收测试指令后，发送第一下行指令和第二下行指令的微处理器；

一端与所述微处理器相连、另一端与至少两个测试通行卡相连的，用于依据所述第一下行指令采集待测通行卡的卡片测试数据，并将所述卡片测试数据反馈至所述微处理器的采样模块；

一端与所述微处理器相连、另一端与所述至少两个测试通行卡相连的，用于导通所述微处理器与所述待测通行卡，并依据所述第二下行指令获取所述待测通行卡的交易测试数据，并将所述交易测试数据反馈至所述微处理器的通信模块。

优选的，所述通信模块包括：

第一通信模块，用于接收微处理器发送的第二下行指令，并依据所述第二下行指令获取所述待测通行卡的交易测试数据，并将所述交易测试数据反馈至所述微处理器。

优选的，所述第一通信模块包括433M通信芯片。

优选的，所述通信模块还包括第二通信模块，所述第二通信模块包括：

与所述微处理器相连的读写模块和多路射频开关，所述多路射频开关的第一导通端与所述读写模块相连，第二导通端与所述至少两个测试通行卡相连，控制端与所述微处理器相连；

所述读写模块，用于根据微处理器的第三下行指令发送13.56MHZ信号；

所述多路射频开关，用于在接收所述微处理器发送的选通指令后导通所述读写模块与所述待测通行卡，以使所述待测通行卡接收13.56MHZ信号。

优选的，所述读写模块还用于获取所述至少两个测试通行卡的集成电路卡识别码ICCID，并将至少两个测试通行卡的ICCID发送至所述微处理器。

优选的，所述第一通信模块和/或第二通信模块与所述至少两个测试通行卡之间为有线连接。

优选的，所述卡片测试数据包括：

与所述待测通行卡的充电电路性能对应的第一电压；和/或与所述待测通行卡的静态电流对应的第二电压；和/或与所述待测通行卡的射频接收电流和射频发送电流对应的第三电压；

所述交易测试数据包括：所述待测通行卡的出口信息、车载电子标签OBUID和电池电压。

优选的，还包括：与所述微处理器相连的上位机；

所述上位机用于接收所述微处理器上传的所述卡片测试数据和所述交易测试数据；

针对所述卡片测试数据在验证所述第一电压大于第一阈值时，确认所述目标测试通行卡的充电电路性能合格，在验证所述第二电压大于第二阈值时，确认所述目标测试通行卡的漏电性能合格，在验证所述第三电压在预设范围内时，确认所述目标测试通行卡的射频发送和射频接收性能合格；

针对所述交易测试数据在验证所述出口信息和所述OBU ID完整时，确认所述待测通行卡的交易性能合格，验证所述电池电压大于第三阈值时，确认所述电池电源合格。

优选的，还包括：

π型衰减模块，用于接收所述微处理器发送的第二下行指令，并将所述第二下行指令衰减至预设值后，再发送至所述第一通信模块。

优选的，还包括：

与所述微处理器相连的，用于对交易流程的安全验证进行模拟测试的PSAM模块；和/或

与所述微处理器相连的，用于对测试系统进行在线编程或软件升级的JTAG模块；和/或

与所述微处理器相连的，用于指示测试系统的工作状态、测试进度和异常报警的声光提示模块。

本发明提供了一种通行卡自动测试系统，本系统由微处理器、采样模块和通信模块组成，微处理器向采样模块与通信模块发送测试指令，采样模块及通信模块依据测试指令与待测通行卡进行数据交互后获得测试数据，并将测试数据发送至微处理器。本发明中采集待测通行卡测试数据的过程是自动执行的，相对于现有技术中采用手动的方式逐个获取测试数据而言，大大提高了测试数据的采集效率和准确性，进一步提高了通行卡的测试效率和准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种通行卡自动测试系统的结构示意图；

图2为本发明实施例公开的又一种通行卡自动测试系统的结构示意图；

图3为本发明实施例公开的又一种通行卡自动测试系统的结构示意图；

图4为本发明实施例公开的又一种通行卡自动测试系统的结构示意图；

图5为本发明实施例公开的一种通行卡自动测试系统中第二通信模块的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供了一种通行卡自动测试系统，包括：

在接收测试指令后，发送第一下行指令和第二下行指令的微处理器100；

一端与所述微处理器100相连、另一端与至少两个测试通行卡400相连的，用于依据所述第一下行指令采集待测通行卡的卡片测试数据，并将所述卡片测试数据反馈至所述微处理器100的采样模块200；

一端与所述微处理器100相连、另一端与所述至少两个测试通行卡400相连的，用于导通所述微处理器100与所述待测通行卡400，并依据所述第二下行指令获取所述待测通行卡的交易测试数据，并将所述交易测试数据反馈至所述微处理器100的通信模块300。其中至少两个测试通行卡400采用测试通行卡1、测试通行卡2……测试通行卡N表示，N为大于1的自然数，待测通行卡为多个测试通行卡中一个。

如图2所示，所述通信模块300包括：

第一通信模块301，用于接收微处理器100发送的第二下行指令，并依据所述第二下行指令获取所述待测通行卡的交易测试数据，并将所述交易测试数据反馈至所述微处理器100；所述第一通信模块包括433M通信芯片。

第二通信模块302，用于在接收所述微处理器100发送的选通指令后导通所述微处理器100与所述待测通行卡400。

如图3所示，所述第二通信模块302包括：与所述微处理器100相连的读写模块3021和多路射频开关3022，所述多路射频开关3022的第一导通端与所述读写模块3021相连，第二导通端与所述至少两个测试通行卡400相连，控制端与所述微处理器100相连；

所述读写模块3021，用于根据微处理器的第三下行指令发送13.56MHZ信号；微处理器100与读写模块之间采用SPI方式进行通信。

所述多路射频开关3022，用于在接收所述微处理器100发送的选通指令后导通所述读写模块3021与所述待测通行卡，以使所述待测通行卡接收13.56MHZ信号。在实际使用时，为了避免干扰，各射频开关的信道之间必须保证-40db以上的隔离度。

如图1所示，本发明还包括与所述微处理器100相连的上位机500，微处理器100与上位机500之间通过485通信接口相连。

下面详细介绍本发明的具体执行过程：

上位机500在技术人员的操控下，向微处理器100发送测试指令，微处理器100在接收测试指令后，便开始本次测试，首先确定当前需要测试的待测通行卡，微处理器100向多路射频开关3022的控制端发送选通指令，多路射频开关3022依据选通指令导通读写模块3021和待测通行卡，读写模块3021能够发射13.56MHZ信号，所以待测通行卡接收读写模块3021经过多路射频开关3022发射的13.56MHZ信号。

微处理器100向采样模块200发送第一下行指令采集待测通行卡本身的卡片测试数据，然后将卡片测试数据发送至上位机500，以便上位机通过卡片测试数据来判定待测通行卡本身是否合格。

具体的，卡片测试数据包括：与所述待测通行卡的充电电路性能对应的第一电压；和/或与所述待测通行卡的静态电流对应的第二电压；和/或与所述待测通行卡的射频接收电流和射频发送电流对应的第三电压。

微处理器100向第一通信模块301发送第二下行指令，第一通信模块301依据第二下行指令与待测通行卡进行交易测试，并将获得待测通行卡在交易过程中产生的交易测试数据，并将交易测试数据发送至微处理器100，微处理器100将交易测试数据发送至上位机500，以便上位机500通过交易测试数据来判定待测通行卡的进行交易过程是否合格。

具体的，所述交易测试数据包括：所述待测通行卡的出口信息、车载电子标签OBUID和电池电压。

本发明提供了一种通行卡自动测试系统，本系统由微处理器100、采样模块200和通信模块300组成，微处理器100向采样模块200与通信模块300发送测试指令，采样模块200及通信模块300依据测试指令与待测通行卡进行数据交互后获得测试数据，并将测试数据发送至微处理器100。本发明中采集待测通行卡测试数据的过程是自动执行的，相对于现有技术中采用手动的方式逐个获取测试数据而言，大大提高了测试数据的采集效率和准确性，进一步提高了通行卡的测试效率和准确性。

读写模块3021除了向待测通行卡发送13.56MHZ的信号外，还能够获取所述至少两个测试通行卡400的集成电路卡识别码ICCID，并将至少两个测试通行卡的ICCID发送至所述微处理器100。ICCID为IC卡的唯一识别号码，共有20位数字组成。

具体的多个测试通行卡ICCID的过程可以为微处理器100依次选通至少两个测试通行卡400中的每个测试通行卡，通过向测试通行卡发送获取标识指令，依次获取每个测试通行卡的卡片标识，并将所有测试通行卡的卡片标识发送至微处理器100。微处理器100将上述通行卡标识发送至上位机500，以便上位机500判断被测试的通行卡是否能被正常唤醒并完成交易。进一步的，通行卡被读写模块3021发送的13.56MHZ的信号唤醒后，才能响应第一通信模块301的交易测试。

在模拟实际测试时，所述第一通信模块301与所述至少两个测试通行卡400之间为有线连接；所述采样模块200与所述至少两个测试通行卡400之间为有线连接；第二通信模块302与所述至少两个测试通行卡400之间为有线连接。

对于第一通信模块301，由于测试通行卡所使用的交易信号为433MHZ的交易信号，由于433MHZ的信号容易辐射，如果有两台以上测试系统在工厂同时工作，采用无线传输测试指令的方式会产生干扰，所以本发明在测试过程采用有线方式传输433MHZ的测试指令，从而达到即可以减少相互干扰，又可以减少信号泄露目的。本发明中将读写模块3021发送的13.56MHZ信号通过多路射频开关3022发送至测试通行卡，由于在实际测试时，测试通行卡为半成品状态尚未安装感应天线，并且在开放状态下，若安装天线后进行测试的话，读写模块3021与测试通行卡之间13.56MHZ采用无线耦合方式的测试结果离散型较大，不利于产品质量的判断，所以本发明采用多路射频开关13.56MHZ信号有线直接送入测试通行卡中，不仅可以提高信号强度，还可以减少信号泄露，增强测试结果的可靠性。

此外，如图4所示，为了真实模拟待测通行卡在实际使用时接收433MHZ的测试指令，本发明还提供π型衰减模块700，用于接收所述微处理器发送的第二下行指令，并将所述第二下行指令衰减至预设值后，再发送至所述第一通信模块301。

实际应用中，测试通行卡的433M天线感应空间中的433M信号进行通信，一般的，空间信号有传输损耗强弱不一，从设计角度来看，希望测试通行卡能够接收到的信号强度的下限越弱越好，下限越弱表明通讯距离更远，所以通过调整π型衰减模块700的衰减倍数，将微处理器100发送的433MHZ信号衰减到预设值再发送给测试通行卡，如果在此衰减程度下，测试通行卡仍然能接收到信号，说明此测试通行卡的433M接收性能满足设计要求。预设值可以依据具体情况而定，例如根据实际要求设定一个标准值，比如：通讯距离1000米，-100db，预设值的具体大小可以依据具体情况而定，在此不做限定。

另外，如图4所示，为了真实测试需要，本发明还包括：与所述微处理器100相连的，用于对交易流程的安全验证进行模拟测试的PSAM模块800；

与所述微处理器100相连的，用于对测试系统进行在线编程或软件升级的JTAG模块900；JTAG为Joint Test Action Group，联合测试行为组织。

与所述微处理器相连的，用于指示测试系统的工作状态、测试进度和异常报警的声光提示模块1000。声光提示模块能够在测试完成后通过蜂鸣器或者LED灯进行提示，以便技术人员根据提示信息确定当前测试通行卡的测试结果是否合格。

下面详细介绍本发明的多路射频开关3022，如图5所示，为本发明使用高隔离度的双掷射频开关，双掷射频开关对微处理器100发送的双路差分信号进行换路控制，并使用传输变压器进行信号对地隔离，实现多路切换的功能。

双掷射频开关中17脚(PCA)、18脚(PCB)是主信道，连接读写模块3021，P1A、P1B、P2A、P2B、P3A、P3B、P4A、P4B端口分别连接传输变压器进行信号对地隔离，然后一一接入测试通行卡，微处理器100根据待测通行卡控制VCTL1和VCTL2的电平来控制通道方向，向测待测通行卡发送和接收13.56M信号。

如表1所示为双掷射频开关控制VCTL1和VCTL2的电平来控制通道方向的真值表。

“H”＝V_CTL(H)，“L”＝V_CTL(L)

ON PATH	VCTL1	VCTL2
			PCA-P1A，PCB-P1B	H	L
PCA-P2A，PCB-P2B	L	L
			PCA-P3A，PCB-P3B	L	H
PCA-P4A，PCB-P4B	H	H

例如：VCTL1和VCTL2均为高电平时对应P4A、P4B端口选通，与该端口对应的测试通行卡作为待测通行卡进行测试。

下面介绍上位机500如何对卡片测试数据和交易测试数据进行测试，所述上位机500用于接收所述微处理器100上传的所述卡片测试数据和所述交易测试数据；

针对所述卡片测试数据在验证所述第一电压大于第一阈值时，确认所述目标测试通行卡的充电电路性能合格，在验证所述第二电压大于第二阈值时，确认所述目标测试通行卡的漏电性能合格，在验证所述第三电压在预设范围内时，确认所述目标测试通行卡的射频发送和射频接收性能合格；

针对所述交易测试数据在验证所述出口信息和所述OBU ID完整时，确认所述待测通行卡的交易性能合格，验证所述电池电压大于第三阈值时，确认所述电池电源合格。

下面介绍详细执行过程：

1)模拟无线充电功能测试过程

通行卡具备通过13.56M信号无线充电功能，在测试过程中高强度的13.56M(20db以上)信号通过有线传导方式进入测试通行卡电路内部，经过测试通行卡整流和稳压后，最终输出一个合理的电压给测试通行卡的电池充电。在本系统中，需要重点关注测试通行卡电路的无线充电转换效率是否达到标准，测试方法为在测试通行卡输出端接入一个360Ω的负载电阻，通过AD采样负载电阻两端的电压，若电压高于一定值，说明测试卡片的充电电路性能合格。

举例说明：测试开始高强度13.56M进入测试通行卡，经整流和稳压后，360Ω电阻两端电压采样值为3.6V，充电电流为3.6V/360Ω＝10mA，证明测试卡片的电路可以满足给电池进行3.6V电压、10mA电流充电的能力，满足卡片设计要求，反之，如果电压低于3.6V，则表示充电电流低、效率低，认为测试通行卡的充电电路存在性能不良。

2)模拟静态电流测试过程：

静态电流是指复合通行卡在休眠模式下，测试通行卡电路的电流损耗。由于测试目标此时处于半成品的工艺阶段未组装电池，所以本测试系统给测试卡片的电池接入端输入外置3.3V电源，并且3.3V电源接入1KΩ负载电阻，通过AD采样负载电阻后端的电压，若电压低于一定值，说明测试卡片存在漏电现象，性能不合格。

举例说明：外置3.3V电源通过1KΩ电阻接入测试卡片，正常情况下卡片处于高阻状态，AD采样电路采样到的电压为3.299V，则可计算到此时的静态电流为(3V-3.299V)/1kΩ＝1uA满足卡片设计要求，反之，采样电压越低，说明1KΩ电阻的压差越大，通过它的电流越大，静态电流也就越大。

3)模拟射频发送和射频接收电流测试过程：

当复合通行卡处于433M射频发送或者接收状态时，需要电流处于一定范围之内，电流异常时功能存在异常。在本系统中，给测试通行卡输入外置3.3V电源，电源接入10Ω负载电阻，发送指令将测试卡片处于射频发送或者射频接收状态，然后通过AD采样负载电阻后端的电压，若电压处于一定范围之内，说明测试卡片射频接收和射频发送的电流正常。

举例说明：外置3.3V电源通过10Ω电阻接入测试卡片，电阻不能太大，否则会导致卡片功能异常，将卡片至于射频发送状态，采样电阻后端的电压为3V，则可计算到此时的射频发送电流为(3.3V-3V)/10Ω＝30mA，超出了复合通行卡的设计要求范围。

4)交易性能测试过程

针对所述交易测试数据，将出口信息和OBU ID与预设个出口格式和OBUID的格式进行对比，若一致，则表示出口信息和OBU ID完整时，确认所述待测通行卡的交易性能合格，验证所述电池电压大于第三阈值时，确认所述电池电源合格。

以上为内容为上位机对测试数据进行测试的过程，测试完成后，通过声光提示模块进行提示，若有不合格的测试项目则告知测试人员进行整改，若全部测试通过，则一个测试通行卡完成，可以进行下一个测试通行卡的测试，测试过程与前一个测试通行卡的测试过程一致，从而完成所有待测通行卡的测试。

本自动测试系统中采集待测通行卡测试数据的过程是自动执行的，相对于现有技术中采用手动的方式逐个获取测试数据而言，大大提高了测试数据的采集效率和准确性，进一步提高了通行卡的测试效率和准确性。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种通行卡自动测试系统，其特征在于，包括：

在接收测试指令后，发送第一下行指令和第二下行指令的微处理器；

一端与所述微处理器相连、另一端与至少两个测试通行卡相连的，用于依据所述第一下行指令采集待测通行卡的卡片测试数据，并将所述卡片测试数据反馈至所述微处理器的采样模块；

一端与所述微处理器相连、另一端与所述至少两个测试通行卡相连的，用于导通所述微处理器与所述待测通行卡，并依据所述第二下行指令获取所述待测通行卡的交易测试数据，并将所述交易测试数据反馈至所述微处理器的通信模块；

其中，卡片测试数据用于判定待测通行卡本身是否合格，交易测试数据用于判定待测通行卡的进行交易过程是否合格。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述通信模块包括：

第一通信模块，用于接收微处理器发送的第二下行指令，并依据所述第二下行指令获取所述待测通行卡的交易测试数据，并将所述交易测试数据反馈至所述微处理器。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一通信模块包括433M通信芯片。

4.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述通信模块还包括第二通信模块，所述第二通信模块包括：

与所述微处理器相连的读写模块和多路射频开关，所述多路射频开关的第一导通端与所述读写模块相连，第二导通端与所述至少两个测试通行卡相连，控制端与所述微处理器相连；

所述读写模块，用于根据微处理器的第三下行指令发送13.56MHZ信号；

所述多路射频开关，用于在接收所述微处理器发送的选通指令后导通所述读写模块与所述待测通行卡，以使所述待测通行卡接收13.56MHZ信号。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述读写模块还用于获取所述至少两个测试通行卡的集成电路卡识别码ICCID，并将至少两个测试通行卡的ICCID发送至所述微处理器。

6.如权利要求4所述的系统，其特征在于，

所述第一通信模块和/或第二通信模块与所述至少两个测试通行卡之间为有线连接。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述卡片测试数据包括：

与所述待测通行卡的充电电路性能对应的第一电压；和/或与所述待测通行卡的静态电流对应的第二电压；和/或与所述待测通行卡的射频接收电流和射频发送电流对应的第三电压；

所述交易测试数据包括：

所述待测通行卡的出口信息、车载电子标签OBU ID和电池电压。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，还包括：与所述微处理器相连的上位机；

所述上位机用于接收所述微处理器上传的所述卡片测试数据和所述交易测试数据；

针对所述卡片测试数据在验证所述第一电压大于第一阈值时，确认目标测试通行卡的充电电路性能合格，在验证所述第二电压大于第二阈值时，确认所述目标测试通行卡的漏电性能合格，在验证所述第三电压在预设范围内时，确认所述目标测试通行卡的射频发送和射频接收性能合格；

针对所述交易测试数据在验证所述出口信息和所述OBU ID完整时，确认所述待测通行卡的交易性能合格，验证所述电池电压大于第三阈值时，确认所述电池电源合格。

9.如权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括：

π型衰减模块，用于接收所述微处理器发送的第二下行指令，并将所述第二下行指令衰减至预设值后，再发送至所述第一通信模块。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，还包括：

与所述微处理器相连的，用于对交易流程的安全验证进行模拟测试的PSAM模块；和/或

与所述微处理器相连的，用于对测试系统进行在线编程或软件升级的JTAG模块；和/或

与所述微处理器相连的，用于指示测试系统的工作状态、测试进度和异常报警的声光提示模块。