CN104698326A - 多芯线缆智能检测装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多芯线缆智能检测装置及检测方法，检测装置由PC机、主机、线缆转接盒和连接线缆组成；在PC机界面上导入已知线缆连接关系的Excel表，生成N行N列的“0”和“1”矩阵；选择对应型号的线缆进行测试，在被测试线缆一端从第1芯到第N芯顺序发送高电平“1”，其余位发送“0”低电平，线缆另一端将接收的结果数据组合成N行N列的结果矩阵，将结果矩阵和原来的矩阵比较即可判断线缆的断路和短路芯数；对未知线序的线缆，选择未知线缆测试，将测试结果生成为N行N列矩阵，将矩阵反向生成Excel线缆关系表存入数据库中，实现下次该类型线缆的自动检测。本发明可完成多芯、未知线序的线缆自动化检测，具有通用性强、效率高、成本低等优点。

Description

多芯线缆智能检测装置及其检测方法

技术领域

本发明涉及一种线缆检测技术，尤其是对多芯、任意线序、带有各类接插件的线缆进行自动检测和线序自学习功能的多芯线缆智能检测装置及检测方法。

背景技术

在通信领域，各种通信设备之间的互联互通需要大量的线缆连接，这些线缆类型繁多，芯数从几芯到几百芯，线缆芯线之间的连接关系复杂，既有线序直连线缆，也有线序交叉线缆，工人在制作这些纷繁复杂的线缆时，容易出现接线漏焊、错焊和焊接短路故障，使用多年的线缆容易出现短路和断路故障。

目前，对线缆的检测方法多为传统的万用表通断检测法，用万用表测试线缆两端的通断，人工检测存在工作量大、效率低，无法检测线缆之间的短路故障。

现有技术中，线缆检测的方法和装置有多种，其构成和检测方法也各不相同，适用范围也各不相同，在中国专利申请号CN103207347 A，名称为多芯多型线缆自动检测器及检测方法中，公开了多芯多型号线缆检测器实现多芯线缆的自动检测，该检测装置预先将已有型号线缆的连接关系数据存储在主板的FLASH存储器中，通过主机、线缆转接箱和机内的DSP电路、A/D采样电路和模拟开关、恒流源等电路组合实现多芯线缆的故障检测。该检测方法电路实现较为复杂，成本较高，对未知线序的线缆无法检测。

专利申请号为CN103048581A，名称为线缆测试装置，公开了一种用于对无人机上各种成束或多芯线缆和数据线的导通性、高压绝缘性进行测试的测试装置，该检测装置应用场合有限。

另外如网线检测仪，只是针对具体的RJ45接口定制的，只能测试某一种型号的线缆，而且多为通断检测，所检测线缆的芯数较少。

总之，当前线缆的检测方法和检测设备对多芯线缆的检测硬件电路比较复杂，线缆检测通用性差、无未知线序自学习功能。

本发明针对多芯数、各种线序连接关系的线缆检测技术存在工作量大、效率低、智能化程度低、通用性差、无自学习能力等缺点和问题，提出了一种针对多芯数、任意线序连接关系、带有各类接插件的线缆，提高线缆的检测效率，并且能够自动学习未知线序关系的线缆，实现智能化检测，线缆连接关系支持EXCEL格式导入数据库，导入非常方便，同时能够对测试结果进行管理分析的多芯线缆智能检测装置及检测方法。

发明内容

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下。

一种智能多芯线缆检测装置，其特征在于：包括PC机（1）、主机（2）、线缆转接盒（3）、以太网线缆（4）、连接线缆（5）和连接线缆（6）。

其中：所述PC机（1）为普通商用PC机，含机箱、显示器、键盘、鼠标等，操作系统为Windows XP系统。

所述主机包括机箱（201）、主板（202）、线缆输入插座（203）、线缆输出插座（204）、电源插座（205）、电源开关（206）、以太网插座（207）；所述线缆输入插座（203）、线缆输出插座（204）安装在机箱（201）前面板上；所述电源插座（205）、以太网插座（207）、电源开关（206）安装在机箱（201）后面板上；所述主板（202）安装在机箱（201）内部。

所述线缆转接盒（3）包括转接盒机箱和若干不同被检测线缆插座，以及两个用于与主机相连的线缆输入插座（301）和线缆输出插座（302）；被测试线缆插座安装在线缆转接盒箱体前面板上，两个用于与主机相连的线缆输入插座（301）和线缆输出插座（302）安装在线缆转接盒的后面板上；所述线缆转接盒（3）用于将各种不同型号的带有各类接插件被测试线缆的芯线通过线缆转接盒的连接器转接，实现FPGA（2023）的输出I/O和输入I/O和被测试线缆的两端对应。

所述主板由ARM9模块（2022）、FPGA（2023）、I/O口驱动电路（2024）组成，ARM9模块（2022）通过以太网线缆（4）和PC机（1）机相连，ARM9模块（2022）通过数据总线、地址总线和控制总线和FPGA（2023）相连，FPGA（2023）的I/O接口和I/O口驱动电路（2024）相连，I/O口驱动电路（2024）由16245驱动芯片和接口信号下拉电阻组成，经过I/O口驱动电路（2024）的I/O信号按照顺序依次和线缆输出插座（203）和线缆输入插座（204）相连。

所述的线缆转接盒中线缆输出插座（301）和线缆输入插座（302）的芯线，编号从1开始直到N，依次与每一个被测线缆插座的芯线，编号从1开始直到N，一一对应地连接。 

本发明的有益效果是：能对任意接线顺序的线缆进行自动化检测；能够自动对未知线序连接关系的线缆进行线序学习；和现在复杂的线缆通断、短接测试硬件电路相比，本发明运用简单的软件算法结合可编程逻辑器件替代复杂的继电器、模拟开关硬件切换电路；支持Excel表格式方便导入已知线缆连接关系，同时，可实现对测试结果自动化管理。

附图说明

图1总体示意图。

图2主机三维结构示意图。

图3主机的后面板示意图。

图4主板组成原理图。

图5线缆转接盒后面板结构示意图。

图6线缆转接盒前面板结构示意图。

图7线缆转接盒内部线缆插座和被测试线缆插座接线原理。

图8线缆测时的连接关系图。

具体实施方式

多芯线缆智能检测装置的检测方法如下：

在PC机（1）上打开应用软件，将EXCEL表格式的线缆连接关系导入到数据库中，进行线缆通断和短路检测：将被检测线缆两端连接到线缆转接盒的被测试线缆插座连接器上，打开主机电源开关（201），在PC机（1）测试界面上输入线缆型号，点击“开始测试”按钮，并选择是否勾选“保存结果”按钮，如果勾选“保存结果”，测试结果会自动保存到后台数据库中，如果不勾选该项，则本次测试结果将只在当前测试后显示不会自动保存到数据库中，检测结束后测试结果显示在测试界面结果显示框中。

根据导入的EXCEL表的线缆连接关系，由连接关系生成N行N列矩阵， N代表线缆总芯数，i代表当前测试的线缆芯数。矩阵中的行表示被测试线缆的其中一端，记为A端，称为发送端，A端的X1、X2、X3、Xi一直到XN和被测试线缆发送端插座的第1芯、第2芯、第3芯、第i芯直到第N芯对应。

矩阵中的列表示被测试线缆的另一端，记为B端，称为接收端，B端的X1、X2、X3、Xi一直到XN和被测试线缆接收端插座的第1芯、第2芯、第3芯、第i芯直到第N芯对应；

在矩阵表格中将相应的位用“0”和“1”表示，如X11=“1”，表示线缆第一芯的A、B两端实际相连接，如果X11=“0”，表示线缆第一芯的A、B两端实际未连接，X12=“1”，表示线缆第1芯和第2芯相连接，X12=“0”，表示线缆第1芯和第2芯未连接，以此类推，Xii=“1”表示线缆第i芯A、B两端实际相连接，Xii=“0”表示第i芯线缆A、B两端实际未连接；以此类推，生成完整的N行N列的“0”和“1”矩阵。

测试开始后，测试命令通过PC机（1）的以太网下发到主机（2）的ARM9模块（2022），由ARM9模块（2022）控制FPGA（2023）发送测试数据，FPGA（2023）发端的I/O口在ARM9模块（2022）的控制下，从第i开始直到N（i从1直到N），依次发高电平“1”，其余位发送 “0”低电平。

具体为：当第“1芯”发送高电平“1”时，表中为X1=“1”，X2=“0”，X3=“0”，X4=“0”，Xi=“0”，……，XN=“0”，发送的数据经过FPGA（2023）的发端I/O口，经过I/O驱动电路（2024）后送到线缆输出插座（203），再经过被测试线缆到收端，FPGA（2023）的收端读取收回的测试数据，将数据通过数据总线送到ARM9模块（2022），由ARM9模块（2022）通过以太网送到PC机（1），PC机（1）将收到的数据生成一个1行N列矩阵，矩阵中，X11填写第“1芯”收到的数据，X12填写第“2芯”收到的数据，以此类推，X1i填写第“i芯”收到的数据，X1N填写第“N芯”收到的数据，将该次收到的数据填写完成后，和预先由EXCEL表格生成的矩阵的第1行进行对比，即可判断线缆第“1芯”的A、B两端是否导通以及第“1芯”和其余各芯是否短接。

当第“2芯”发送“1”时，表中为X2=“1”，X1=“0”，X3=“0”，X4=“0”，Xi=“0”，……，XN=“0”，发送的数据经过FPGA（2023）的发端I/O口，经过I/O驱动电路（2024）后送到线缆输出插座（203），再经过被测试线缆到收端，FPGA（2023）的收端读取收回的测试数据，将数据通过数据总线送到ARM9模块（2022），由ARM9模块（2022）通过以太网送到PC机（1），PC机（1）将收到的数据生成一个1行N列矩阵，矩阵中，X21填写第“1芯”收到的数据，X22填写第“2芯”收到的数据，以此类推，X2i填写第“i芯”收到的数据，X2N填写第“N芯”收到的数据，将该次收到的数据填写完成后，和预先由EXCEL表格生成的矩阵的第2行进行对比，即可判断线缆第“2芯”的A、B两端是否导通以及第“2芯”和其余各芯是否短接。

当第“i芯”发送“1”时，表中为Xi=“1”，X1=“0”，X2=“0”，X3=“0”，X4=“0”，……，XN=“0”，发送的数据经过FPGA（2023）的发端I/O口，经过I/O驱动电路（2024）后送到线缆输出插座（203），再经过被测试线缆到收端，FPGA（2023）的收端读取收回的测试数据，将数据通过数据总线送到ARM9模块（2022），由ARM9模块（2022）通过以太网送到PC机（1），PC机（1）将收到的数据生成一个N行N列矩阵，矩阵中，Xi1第“1芯”收到的数据，Xi2填写第“2芯”收到的数据，以此类推，Xii写第“i芯”收到的数据，XiN填写第“N芯”收到的数据，将该次收到的数据填写完成后，和预先由EXCEL表格生成的矩阵的第i行进行对比，即可判断线缆第 “i芯”端是否导通以及第“i”和其余各芯是否短接。

当第“N”发送“1”时，表中为XN=“1”，X1=“0”，X2=“0”，X3=“0”，X4=“0”，……，Xi=“0”，发送的数据经过FPGA（2023）的发端I/O口，经过I/O驱动电路（2024）后送到线缆输出插座（203），再经过被测试线缆到收端，FPGA（2023）的收端读取收回的测试数据，将数据通过数据总线送到ARM9模块（2022），由ARM9模块（2022）通过以太网送到PC机（1），PC机（1）将收到的数据生成一个1行N列矩阵，矩阵中，XN1填写第“1芯”收到的数据，XN2填写第“2芯”收到的数据，以此类推，XNi写第“i芯”收到的数据，XNN填写第“N芯”收到的数据，将该次收到的数据填写完成后，和预先由EXCEL表格生成的矩阵的第N行进行对比，即可判断线缆第 “N芯”的A、B两端是否导通以及第“N芯”和其余各芯是否短接。

测试完成一根线缆的所有芯线后，最后在测试界面上显示线缆测试结果，如果线缆无断路和短路故障，则显示正常，如果其中有断路芯线，显示断路芯线数，如果其中有芯线短路，显示短路芯线数。

对未知线序连接关系的线缆，检测仪自动进行芯线线序连接关系检测，在界面上选择“未知线缆检测”，由PC机（1）通过以太网将测试命令发送到主机ARM9模块（2022），由ARM9模块（2022）通过总线控制FPGA(2023)发送测试数据，FPGA（2023）的I/O口与线缆芯线的“1芯”直到“N芯”对应；FPGA从“1芯”开始直到“N芯”，依次发送“1”高电平，其余芯发送“0”低电平，FPGA在收端依次接收从线缆收端送来的数据，将接收的数据生成N行N列的收数据矩阵，矩阵中对角线表格数据表示芯线数据是否断路，为“0”表示该芯线A、B两端断开，为“1”表示该芯线A、B两端导通，矩阵中对角线表格两侧数据表示线缆芯线之间是否短路，为“1”表示该线缆芯线之间有短路连接，为“0”表示该线缆芯线之间无短路连接。通过收数据矩阵表格反向生成本次测试的未知线序线缆连接关系的EXCEL表格，将本次学习的结果保存到数据库中，用于下次自动检测该类型线缆。

Claims (2)

1.一种智能多芯线缆检测装置，其特征在于：包括PC机（1）、主机（2）、线缆转接盒（3）、以太网线缆（4）、连接线缆（5）和连接线缆（6），将被测试线缆的A、B两端连接到线缆转接盒上。

2.一种智能多芯线缆检测装置，其特征在于：在PC机（1）上运行测试应用软件，将Excel格式的线缆连接关系表导入到测试系统数据库中，生成N行N列的矩阵（N代表所测试线缆的总芯数），矩阵中对角线表格数据表示芯线数据是否断路，为“0”表示该芯线A、B两端断开，为“1”表示该芯线A、B两端导通，矩阵中对角线表格两侧数据表示线缆芯线之间是否短路，为“1”表示该线缆芯线之间有短路连接，为“0”表示该线缆芯线之间无短路连接；在界面上选择“开始测试”项，PC机（1）通过以太网线缆（4）将测试命令送到主机（2），主机（2）内部的ARM9模块（2022）控制FPGA(2023)发送测试数据， FPGA(2023)的I/O输出信号通过线缆输出插座（204）按照从1到N的顺序和被测试线缆的A端相连，FPGA的I/O输入信号通过线缆输入插座（203）按照从1到N的顺序和被测试线缆的B端相连；FPGA（2023）的I/O口依次从被测试线缆的第“1芯”开始到第“N芯”结束，将其中某芯发送 “1” 高电平，其余发送 “0” 低电平，FPGA（2023）从线缆的B端收回测试数据，通过总线送到ARM9模块（2022），ARM9模块（2022）通过以太网线缆（4）送到PC机（1），PC机（1）将收到的“0”、“1”测试数据组合成1个N行N列的矩阵，和通过Excel表生成的N行N列矩阵进行比较即可判断线缆的断路芯数和短路芯数；对未知线序关系的线缆，在界面上选择“未知线缆检测”，将检测的结果组合成N行N列的结果矩阵，通过矩阵反过来生成Excel线缆关系表，将表存入数据库中，实现下次该类型线缆的自动检测。