CN105116238B - 一种地铁列车模拟量输入输出模块测试系统及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地铁列车模拟量输入输出模块测试系统及其方法，包括上位机、与上位机连接的MVB控制器和AX测试装置，所述MVB控制器和AX测试装置分别与待测的AX模块连接，所述MVB控制器与待测AX模块通过MVB总线连接；所述上位机，用于接收并显示AX模块输入信号和对输入信号进行处理，并显示输出信号；所述MVB控制器，用于上位机与待测的AX模块的数据交换；所述AX测试装置，用于控制待测的AX模块的输入信号，接收并显示AX模块的输出信号，将AX模块的输出电流信号传输至其电流输入端，检测AX模块的电流输入回路，并对测试结果进行报警。本发明模拟了地铁列车实际状况，对AX模块进行检测，结构简单，操作和维护方便，成本低，测试准确，造价成本低。

Description

一种地铁列车模拟量输入输出模块测试系统及其测试方法

技术领域

本发明属于测试装置技术领域，具体涉及一种地铁列车模拟量输入输出模块测试系统及其测试方法。

背景技术

模拟量输入输出(AX)模块是地铁列车诊断与控制系统的核心部件，其价格昂贵。AX模块是用于模拟信号与多功能车辆总线(MVB)中的报文之间的转换。其中所涉及的模拟信号，如自动驾驶参考值、列车速度信号、主风缸压力等。AX模块是地铁列车模拟信息采集的主要部件，在保证列车安全运行的过程中发挥着极其重要的作用。

由于地铁列车生产商未提供AX模块的测试装置，当列车进行大修作业或AX模块出现故障时，需要进行AX模块功能检测，必需将AX模块安装到列车上进行检测，工作量大，手续繁琐，耗时长，效率低，甚至出现由于供车紧张无法装车检测等情况，而且，装车检测时还容易因操作不当而损坏AX模块，极不利于检测工作的开展。同时，AX模块的检测还与列车自身状态相关，容易受到其它因素的干扰，从而影响测试结果，而且AX模块装车后检测到的功能不完全，因此AX模块需要一个独立的功能测试平台。

发明内容

为了克服现有技术中模拟量输入输出模块需要装车才能进行功能检测，手续繁琐、效率低，装车检测受列车自身状态干扰，影响检测结果的问题，本发明提供一种测试准确、测试方便的独立的地铁列车模拟量输入输出模块测试系统及其测试方法。

为了解决上述问题，本发明按以下技术方案予以实现的：

本发明所述地铁列车模拟量输入输出模块测试系统，包括上位机、与上位机连接的多功能车辆总线控制器和测试装置，所述多功能车辆总线控制器和测试装置分别与待测的模拟量输入输出模块连接，所述多功能车辆总线控制器与待测模拟量输入输出模块通过多功能车辆总线连接；

所述上位机，用于接收并显示模拟量输入输出模块的输入信号、模拟模拟量输入输出模块处理输入信号，并显示上位机处理数据后的输出信号；所述上位机包括输入信号显示模块和输出信号模块；

所述多功能车辆总线控制器，用于上位机与模拟量输入输出模块间的数据交换；

所述测试装置，用于输出多路模拟信号至模拟量输入输出模块的输入端，接收并显示模拟量输入输出模块的输出信号，将模拟量输入输出模块的电流输出信号传输至其电流输入端，检测模拟量输入输出模块处理输入电流的状态。

进一步地，所述多功能车辆总线控制器包括通信网卡、第一微处理器、用于与上位机连接的RS232通信串口和用于与待测模拟量输入输出模块连接的RS485通信串口；

所述通信网卡用于监听、采集多功能车辆总线上的数据，并将数据与第一微处理器交换；

所述第一微处理器接收通信网卡的数据，并对数据处理，最后通过RS232通信串口传输至上位机，或第一微处理器将上位机的控制信号经过数据转换传输至通信网卡，经通信网卡传输至模拟量输入输出模块。

进一步地，所述测试装置，包括第二微处理器、供电模块、输入信号模式选择模块、数码显示模块、电流输入使能模块、比较模块、报警模块、多功能车辆总线地址配置模块和连接端口；

所述第二微处理器，用于采集模拟量输入输出模块的输出信号并将其通过数码显示模块显示；

所述供电模块，用于为测试装置和多功能车辆总线控制器提供稳定的直流电源；

所述输入信号模式选择模块，用于控制模拟量输入输出模块的输入通道的输入信号，所述输入信号包括单独输入信号和比较输入信号；所述单独输入信号通过控制各输入通道对应的电位器，控制输出的模拟量至模拟量输入输出模块的输入端；所述比较输入信号通过继电器将多路模拟量输出端切换至同一电位器，输出同一模拟量至模拟量输入输出模块的各个输入端；

所述数码显示模块，包括有若干排数码管，用于显示模拟量输入输出模块的输出电流和输出电压；

所述电流输入使能模块，用于将模拟量输入输出模块的输出电流模拟量连接至模拟量输入输出模块的电流输入端以检测模拟量输入输出模块处理输入电流信号的状态；

所述比较模块用于将上位机上显示的输出信号与测试装置数码显示模块上显示的信号作比较；

所述报警模块用于发出报警信号，所述报警模块包括报警指示灯或报警铃声；

所述多功能车辆总线地址配置模块，用于配置模拟量输入输出模块的多功能车辆总线地址；

所述连接端口，用于与模拟量输入输出模块连接。

进一步地，所述上位机还设置有用于设置上位机与多功能车辆总线控制器间的通信地址的通信设置模块、显示模拟量输入输出模块的电源的电压模块。

进一步地，所述第一微处理器的型号为STC12C5A60S2；所述第二微处理器的型号为STC12C5A60S2。

进一步地，所述模拟量输入输出模块连接端口采用具有防插错功能的48针工业标准接口。

一种地铁列车AX模块测试方法，包括以下步骤：

(1)通过测试装置中的输入信号模式选择模块选择模拟量输入输出模块的输入通道的输入信号，所述输入信号包括选择单独输入信号和对比输入信号；

(2)多功能车辆总线控制器通过多功能车辆总线与模拟量输入输出模块连接，通信网卡监听、采集多功能车辆总线上的信息，并将模拟量输入输出模块的输入信号传输至多功能车辆总线控制器中的第一微处理器；

(3)多功能车辆总线控制器中的第一微处理器处理接收到的信息，并将信息传输至上位机；

(4)上位机接收多功能车辆总线控制器经过RS232通信串口输入的信号，并显示输入信号；

(5)上位机模拟模拟量输入输出模块对输入信号进行处理，并将处理后的输出电压显示；

(6)模拟量输入输出模块的输出信号传输至测试装置中，所述模拟量输入输出模块的输出电流信号和输出电压信号传输至第二微处理器；所述模拟量输入输出模块的输出电流信号传输至电流输入使能模块；

(7)第二微处理器处理模拟量输入输出模块的输出电流信号和输出电压信号，同时通过数码显示模块将输出电流和输出电压显示；

(8)所述测试装置上设置有比较模块和报警模块，所述比较模块用于对比上位机中的输出电压与测试装置的数码显示模块显输出电压，若两者相同，即判断模拟量输入输出模块功能正常，若两者数值不同，报警模块报警。

(9)电流输入使能模块将接收到的输出电流信号传输至模拟量输入输出模块的电流输入端，模拟量输入输出模块将输入的电流信号转换成电压模拟信号，经多功能车辆总线控制器，将信号传输至上位机，并通过输入信号显示模块显示输入信号；

(10)通过调节上位机输出信号模块的输出电压信号，上位机所述输出电压信号转换成相应的输出电流信号，将输出电流信号通过多功能车辆总线控制器将输出信号传输至模拟量输入输出模块，模拟量输入输出模块将输入的电流信号转换成电压模拟信号，经多功能车辆总线控制器将信号传输至上位机，并通过输入信号显示模块显示模拟量输入输出模块的电压模拟信号；

(11)对比输入信号显示模块显示的电压信号与输出信号模块显示的输出电压信号，判断模拟量输入输出模块处理输入电流信号的功能正常与否。

进一步地，所述上位机还设置有电池电压模块，用于监测模拟量输入输出模块的电源的电压。

进一步地，所述上位机还设置有通信设置模块，用于设置上位机与多功能车辆总线控制器通信地址。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明采用独立的测试装置，解决了地铁列车AX模块测试对列车过分依赖的问题，有效降低了因列车自身状态而影响检测结果的可能性，大大提高了AX模块测试工作的质量和效率。同时减少了在装车过程中出现损坏AX模块的概率，也避免了操作人员与高压设备接触的危险，杜绝了因AX模块的状态不良而装车检测，使列车其它重要部件出现损坏的可能性。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1是本发明所述地铁列车AX模块测试系统的原理框图。

图中：1-AX模块测试装置，11-第二微处理器，12-系统供电模块，13-信号输入模式选择模块，14-数码显示模块，15-电流输入使能模块，16-AX模块连接端口，17-MVB地址配置模块，18-比较模块，19-报警模块，2-MVB控制器，21-第一微处理器，22-MVB通信网卡，23-RS232通信串口，24-RS485通信串口，3-AX模块，4-上位机，41-第一通道输入信号模块，42-第二通道输入信号模块，43-第三通道输入信号模块，44-第四通道输入信号模块，45-第一输出信号模块，46-电池电压模块，47-第二输出信号模块，48-通信设置模块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明所述地铁列车AX模块测试系统，包括上位机4、与上位机4连接的MVB控制器2和AX模块测试装置1，所述MVB控制器2和AX模块测试装置1分别与待测AX模块3连接。所述待测的AX模块设置有四个输入通道，两个输出通道。

所述上位机4，用于接收并显示从MVB控制器2输入的AX模块3的输入信号，并且模拟AX模块3处理输入信号，并通过第一输出信号模块45和第二输出信号模块47显示输出电压，为校准AX模块的输出信号提供参照。

所述上位机4上设置有第一通道输入信号模块41、第二通道输入信号模块42、第三通道输入信号模块43和第四通道输入信号模块44，用于对应显示AX模块四个输入通道的输入信号。所述上位机4上还设置有用于监测AX模块3的供电电源电压的电池电压模块46和用于设置上位机4与MVB控制器2通信地址的通信设置模块48。

所述MVB控制器2包括第一微处理器21、MVB通信网卡22以及用于与待测AX模块3连接的RS485通信串口24和用于与上位机4连接的RS232通信串口23。

所述第一微处理器21的型号为STC12C5A60S2，比普通51单片机快7至12倍，满足MVB车辆多功能总线1.5Mbps传输速率的要求。

所述MVB微网卡采用工业上标准MVB通信网卡，根据MVB总线协议监听、采集MVB总线上的数据，并通过PC104接口上8位数据线与微处理器交换数据。

所述RS232通信串口的接口电路使用MAX232芯片进行电平转换，实现MVB控制器与上位机进行串口通信。

所述RS485通信串口的接口电路使用MAX485芯片进行差分信号传输，抗干扰能力强，在物理层上实现了MVB控制器与MVB总线连接。

所述AX模块的测试装置1包括第二微处理器11、供电模块12、输入信号模式选择模块13、数码显示模块14、电流输入使能模块15、比较模块18、报警模块19、MVB地址配置模块17和AX模块连接端口16。

所述第二微处理器11的型号为STC12C5A60S2，自带10位A/D转换器，满足AX模块输出模拟量采集的要求。

所述供电模块12采用隔离开关电源，具有过流保护功能，为系统提供稳定的5V直流电源。

所述输入信号模式选择模块13用于控制AX模块的输入通道的输入信号，所述输入信号包括单独输入信号和比较输入信号；所述单独输入信号通过控制各输入通道对应的电位器，输出0～10V的电压信号至AX模块的输入端，所述单独输入信号表示AX模块各个输入通道的输入信号互相独立；

所述比较输入信号通过继电器将多路模拟量输出端切换至同一电位器，输出同一模拟量至AX模块的各个输入端，所述比较输入信号表示AX模块的各个输入通道的输入信号完全相同；用于测试AX模块各输入通道处理信号的功能。

所述数码显示模块14包括若干排数码管，本实施例中为四排数码管，用于显示AX模块的两路输出电流信号和两路输出电压信号。本发明不限于四排的数码管，也可以根据实际的测试需要设置一排、两排、三排、五排或六排等若干排的数码管。

所述电流输入使能模块15，用于将AX模块3的输出电流模拟量连接至AX模块3的电流输入端，以检测AX模块处理输入电流信号的状态；AX模块3将输入的电流信号转换成电压模拟量，该电压模拟量经MVB控制器2传输至上位机4，通过上位机的第二通道输入信号模块42和第四通道输入信号模块44显示。

所述电流输入使能模块15，用于将AX模块输出电流模拟量传输至AX模块的输入端，使其实现自测试，并且将AX模块输出的电流模拟量传输至第二微处理器11，输出电流经过第二微处理器11的处理，传输至数码显示模块14显示。

所述比较模块18接收上位机4第一输出信号模块45、第二输出信号模块47显示的输出信号和第二微处理器11数码显示模块14显示的输出信号，对其进行比较，若两组输出信号对应相等，即可判断AX模块工作正常，若两组输出信号对应不相等，即发出报警信号给报警模块19，报警模块19进行报警。

所述报警模块19接收比较模块18的信号，进行报警，所述报警模块19包括报警信号灯或报警铃。

所述MVB地址配置模块17用于配置AX模块的MVB地址，进行8位可设地址测试。

所述AX模块连接端口16采用Harting48针工业标准接口，具有防插错功能，电气接触点可靠。

一种地铁列车AX模块的测试方法，其步骤包括：

(1)AX模块测试装置1中的输入信号模式选择模块13对AX模块3的输入通道的输入信号进行设置，选择单独输入模式或对比输入模式；

(2)MVB控制器2通过MVB总线与AX模块3连接，MVB通信网卡22监听、采集MVB总线上的信号，并将AX模块3的输入信号传输至MVB控制器2中的第一微处理器21；

(3)MVB控制器2中的第一微处理器21处理接收到从MVB通信网卡传输过来的信号，并将信号传输至上位机4；

(4)上位机4接收MVB控制器2经过RS232通信串口23输入的信号，并分别通过第一通道输入信号模块41、第二通道输入信号模块42、第三通道输入信号模块43和第四通道输入信号模块44将AX模块3的四个通道的输入信号显示；

(5)上位机4模拟AX模块3处理输入信号进行，并通过第一输出信号模块45和第二输出信号模块47显示输出电压；

(6)AX模块3的输出信号经连接端口传输至测试装置1中，所述AX模块3的输出电流信号和输出电压信号经连接端口16传输至第二微处理器11；另外，所述AX模块3的输出电流信号经连接端口16传输至电流输入使能模块15；

(7)第二微处理器11处理AX模块3的输出电流信号和输出电压信号，同时通过数码显示模块14将输出电流和输出电压显示；

(8)所述测试装置1上设置有比较模块18和报警模块19，所述比较模块18用于对比上位机4中的第一输出信号模块45、第二输出信号模块47显示的电压信号与测试装置1的数码显示模块14显示的输出电压，若两者相同，即判断AX模块3处理电压输入信号的功能正常，若两者数值不同，报警模块19报警。

(9)电流输入使能模块15将接收到的输出电流信号传输至AX模块3的电流输入端，AX模块3将输入的电流信号转换成电压模拟信号，经多功能车辆总线控制器2，将信号传输至上位机4，并通过输入信号显示模块显示输入信号；

(10)通过调节上位机4的第一输出信号模块45、第二输出信号模块47的输出电压信号，上位机4所述输出电压信号转换成相应的输出电流信号，将输出电流信号通过多功能车辆总线控制器2将输出信号传输至AX模块3，AX模块3将输入的电流信号转换成电压模拟信号，经多功能车辆总线控制器2将信号传输至上位机4，并通过输入信号显示模块显示AX模块的电压模拟信号；

(11)对比输入信号显示模块显示的电压信号与输出信号模块显示的输出电压信号，判断AX模块处理输入电流信号的功能正常与否。

本发明模拟了地铁列车实际状况，对AX模块进行检测，结构简单，操作和维护方便，成本低，测试准确，造价成本低，节省了人力物力。

本实施例所述地铁列车AX模块测试系统的其它结构参见现有技术。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种地铁列车模拟量输入输出模块测试系统，其特征在于：包括上位机、与上位机连接的多功能车辆总线控制器和测试装置，所述多功能车辆总线控制器和测试装置分别与待测的模拟量输入输出模块连接，所述多功能车辆总线控制器与待测模拟量输入输出模块通过多功能车辆总线连接；

所述上位机，用于接收并显示模拟量输入输出模块的输入信号、模拟模拟量输入输出模块处理输入信号，并显示上位机处理数据后的输出信号；所述上位机包括输入信号显示模块和输出信号模块；

所述多功能车辆总线控制器，用于上位机与模拟量输入输出模块间的数据交换；

所述测试装置，用于输出多路模拟信号至模拟量输入输出模块的输入端，接收并显示模拟量输入输出模块的输出信号，将模拟量输入输出模块的电流输出信号传输至其电流输入端，检测模拟量输入输出模块处理输入电流的状态。

2.根据权利要求1所述地铁列车模拟量输入输出模块测试系统，其特征在于：所述多功能车辆总线控制器包括通信网卡、第一微处理器、用于与上位机连接的RS232通信串口和用于与待测模拟量输入输出模块连接的RS485通信串口；

所述通信网卡用于监听、采集多功能车辆总线上的数据，并与第一微处理器交换数据；

所述第一微处理器接收通信网卡的数据，并对数据处理，最后通过RS232通信串口传输至上位机，或第一微处理器将上位机的控制信号经过数据转换传输至通信网卡，经通信网卡传输至模拟量输入输出模块。

3.根据权利要求1所述地铁列车模拟量输入输出模块测试系统，其特征在于：所述测试装置，包括第二微处理器、供电模块、输入信号模式选择模块、数码显示模块、电流输入使能模块、比较模块、报警模块、多功能车辆总线地址配置模块和连接端口；

所述第二微处理器，用于采集模拟量输入输出模块的输出信号并将其通过数码显示模块显示；

所述供电模块，用于为测试装置和多功能车辆总线控制器提供稳定的直流电源；

所述输入信号模式选择模块，用于控制模拟量输入输出模块的输入通道的输入信号，所述输入信号包括单独输入信号和比较输入信号；所述单独输入信号通过控制各输入通道对应的电位器，控制输出的模拟量至模拟量输入输出模块的输入端；所述比较输入信号通过继电器将多路模拟量输出端切换至同一电位器，输出同一模拟量至模拟量输入输出模块的各个输入端；

所述数码显示模块，包括有若干排数码管，用于显示模拟量输入输出模块的输出电流和输出电压；

所述电流输入使能模块，用于将模拟量输入输出模块的输出电流模拟量连接至模拟量输入输出模块的电流输入端以检测模拟量输入输出模块处理输入电流信号的状态；

所述比较模块用于将上位机上显示的输出信号与测试装置数码显示模块上显示的信号作比较；

所述报警模块用于发出报警信号，所述报警模块包括报警指示灯或报警铃声；

所述多功能车辆总线地址配置模块，用于配置模拟量输入输出模块的多功能车辆总线地址；

所述连接端口，用于与模拟量输入输出模块连接。

4.根据权利要求1所述地铁列车模拟量输入输出模块测试系统，其特征在于：所述上位机还设置有用于设置上位机与多功能车辆总线控制器间的通信地址的通信设置模块、显示模拟量输入输出模块的电源的电压模块。

5.根据权利要求2所述地铁列车模拟量输入输出模块测试系统，其特征在于：所述第一微处理器的型号为STC12C5A60S2。

6.根据权利要求3所述地铁列车模拟量输入输出模块测试系统，其特征在于：所述第二微处理器的型号为STC12C5A60S2。

7.根据权利要求4所述地铁列车模拟量输入输出模块测试系统，其特征在于：所述模拟量输入输出模块连接端口采用具有防插错功能的48针工业标准接口。

8.一种采用权利要求1至7任一项所述地铁列车模拟量输入输出模块测试系统的测试方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)通过测试装置中的输入信号模式选择模块选择模拟量输入输出模块的输入通道的输入信号，所述输入信号包括单独输入信号和对比输入信号；

(2)多功能车辆总线控制器通过多功能车辆总线与模拟量输入输出模块连接，通信网卡监听、采集多功能车辆总线上的信息，并将模拟量输入输出模块的输入信号传输至多功能车辆总线控制器中的第一微处理器；

(3)多功能车辆总线控制器中的第一微处理器转化接收到的信息，并将信息传输至上位机；

(4)上位机接收多功能车辆总线控制器经过RS232通信串口输入的信号，并显示输入信号；

(5)上位机模拟模拟量输入输出模块对输入信号进行处理，并将处理后的输出电压显示；

(6)模拟量输入输出模块的输出信号传输至测试装置中，所述模拟量输入输出模块的输出电流信号和输出电压信号传输至第二微处理器；所述模拟量输入输出模块的输出电流信号传输至电流输入使能模块；

(7)第二微处理器处理模拟量输入输出模块的输出电流信号和输出电压信号，同时通过数码显示模块将输出电流和输出电压显示；

(8)所述测试装置上设置有比较模块和报警模块，所述比较模块用于对比上位机中的输出电压与测试装置的数码显示模块显示的输出电压，若两者相同，即判断模拟量输入输出模块功能正常，若两者数值不同，报警模块报警；

(9)电流输入模块将接收到的输出信号传输至模拟量输入输出模块的电流输入端，模拟量输入输出模块将输入的电流信号转换成电压模拟信号，经多功能车辆总线控制器，将信号传输至上位机，并通过输入信号显示模块显示输入信号；

(10)通过调节上位机输出信号模块的输出电压信号，上位机所述输出电压信号转换成相应的输出电流信号，将输出电流信号通过多功能车辆总线控制器将输出信号传输至模拟量输入输出模块，模拟量输入输出模块将输入的电流信号转换成电压模拟信号，经多功能车辆总线控制器将信号传输至上位机，并通过输入信号显示模块显示模拟量输入输出模块的电压模拟信号；

(11)对比输入信号显示模块显示的电压信号与输出信号模块显示的输出电压信号，判断模拟量输入输出模块处理输入电流信号的功能正常与否。

9.根据权利要求8所述地铁列车模拟量输入输出模块测试系统的测试方法，其特征在于：所述上位机还设置有电池电压模块，用于监测模拟量输入输出模块的电源的电压。

10.根据权利要求8所述地铁列车模拟量输入输出模块测试系统的测试方法，其特征在于：所述上位机还设置有通信设置模块，用于设置上位机与多功能车辆总线控制器通信地址。