CN106444468B - 一种信息机适配器检测系统及方法 - Google Patents

一种信息机适配器检测系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种信息机适配器检测系统及方法，检测系统包括上位机、检测系统CPU板、通信板、外部结构装置；上位机通过串口与检测系统CPU板连接，检测系统CPU板与通信板电连接，外部结构装置与检测系统CPU板、通信板电连接，同时公开一种信息机适配器检测方法。本发明解决远距离模拟有线通信、信息采集等，具有快速分析和定位单体设备和板件的故障，并能保存数据，同时，设置上位机适配器参数，通过适配器串口、CAN口、模拟通信口、网口发送和采集相应被检测设备的数据，还可以借助三方设备通过有线、无线将信息发送至需求方，是目前功能齐备，检测手段最全的军民两用通信检测。

Description

一种信息机适配器检测系统及方法
技术领域
本发明属于信息机检测设备技术领域，尤其涉及一种信息机适配器检测系统及方法。
背景技术
目前，没有专门的设备针对信息机(军用)整机检测、板件检测，现有技术只有通过拆开设备，通过换件的方式检测，检测一套设备需要20分钟左右，或者搭建整套指挥平台，只能判断整机故障，不能定位那一块板件和重要器件故障，
检测速度和效果难以满足快速反应要求。
发明内容
本发明为解决目前没有专门的设备针对信息机(军用)整机检测、板件检测，而且不能定位那一块板件和重要器件故障，检测速度和效果难以满足快速反应要求的技术问题而提供一种信息机适配器检测系统及方法。
本发明是这样实现的，一种信息机适配器检测系统，该信息机适配器检测系统包括上位机、检测系统CPU板、通信板、外部结构装置；所述上位机通过串口与检测系统CPU板连接，检测系统CPU板与通信板电连接，外部结构装置与检测系统CPU板、通信板电连接；
所述检测系统CPU板包括第一CPU模拟单元、第二CPU模拟单元、控制CPU单元、开关K1、开关K2、开关K4、开关K5；所述控制CPU单元通过开关K1与第一CPU模拟单元连接，控制CPU单元与第二CPU模拟单元通过RS232-3接口连接；所述控制CPU单元通过开关K1、第二CPU模拟单元通过开关K2均与外部被检CPU板连接；
所述通信板包括通信模拟单元电路、模拟距离选择电路和开关K3；所述通信模拟单元电路与第一CPU模拟单元通过开关K2连接，通信模拟单元电路与模拟距离选择电路连接，模拟距离选择电路通过开关K3与外部被检通信板、被检小型机主板、被检整机连接；
所述外部结构装置包括显示器、键盘和外部接口；所述显示器通过开关K5与外部被检CPU板、外部被检小型机主板连接，键盘通过开关K4与外部被检CPU板、外部被检小型机主板连接，所述外部接口包括电源接口、通信接口和板件检测接口，通信接口包括串行接口和整机检测接口，整机检测接口包括RS232接口、二线口和耳机接口，板件检测接口包括检测系统CPU板接口、通讯板接口和小型化主板接口，RS232接口包括RS232-1接口、RS232-2接口、RS232-3接口。
进一步，所述通信板还包括电源单元，所述通信模拟单元电路、模拟距离选择电路和电源单元均集成在一块电路板上；所述第一CPU模拟单元、第二CPU模拟单元、控制CPU单元集成在一块电路板上；所述开关K3包括继电器开关；所述模拟距离选择电路设置有0km、2km、10km、20km共4个档，所述被检CPU板包括G型机CPU板，被检小型机主板包括A型机主板，被检整机包括信息处理机。
进一步，所述检测系统CPU板采用ARM板M9020-N20，检测系统CPU板还包括基于LPC2290的工业级微控制器、内嵌μC/OS-II正版实时操作系统、内置TCP/IP协议与FAT32的文件管理系统、工业级10M以太网控制器、工业级2路CAN控制器、支持CF卡的存储数据方、2MB NOR Flash程序存储器、4路10位A/D转换器、1个32位定时器带1路捕获和1路比较通道、1路PWM输出、1路高速I2C总线、1路高速SPI总线、2路UART控制器、通过串口扩展的芯片VK3266、6个RS232串行接口；
LPC2290的工业级微控制器用于支持工业级10M以太网、2路CAN通信、CF卡接口、A/D转换、低功耗RTC。
进一步，所述通信板采用modem通信板用于远距离接收和传输数据,通信板还包括采用89C52的处理器，通信模拟单元电路的通信模拟采用73K222AU-IP单片式调制解调器，通信模拟单元电路还包括模拟信号放大器、RS232串行接口、CAN口、网口。
本发明另一目的在于提供一种信息机适配器检测方法，该信息机适配器检测方法包括以下步骤：
用户通过上位机，选择检测方式，并发送检测命令给检测系统，接收检测系统回执报文并判断选择的检测方式的故障；
检测系统CPU板接收到上位机的报文，选通串行接口、CAN口、网口，对信号进行处理，并将处理后报文信号转发至通信板；
通讯板对检测系统CPU板转发的报文信号通过通信模拟单元电路将信号放大并通过模拟距离选择电路有线或无线传输至外部接收设备。
进一步，所述上位机安装有上位机检测控制软件，上位机控制软件安装在配有RS232接口的计算机上；
上位机控制软件采用Microsoft Visual C++6.0，所述Mi crosoft Visual C++6.0用于对话框界面和串口通信程序；上位机控制软件设置的数据库采用MicrosoftOffice Access 2007。
进一步，所述检测方式为RS232接口检测、二线通信故障检测、通信板通信故障检测、模拟距离检测、信息机整机检测、电路板检测、性能测试。
进一步，所述选择的检测方式的故障包括：
RS232接口故障检测：控制CPU单元通过RS232-2接口向信息处理机、A型机主板、G型机CPU板的RS232接口发送目标坐标数据，通过显示器判断有无故障；
二线通信故障检测、性能测试：控制CPU单元通过RS232接口向信息处理机、A型机主板、第一通信模拟单元的二线口发送自由报文数据，判断有无故障；
通信板通信故障检测、性能测试：控制CPU单元通过RS232-2接口向第一CPU模拟单元发送自由报文数据，控制CPU单元通过RS232-3接口向第二CPU模拟单元发送自由报文数据，判断有无故障。
本发明另一目的在于提供一种通信方法，其特征在于，该通信方法为:
a)上位机与控制CPU单元通信协议：上位机与控制CPU通信采用RS-232三线制，56000bps，每个字符由10位构成；
上位机与控制CPU的通信数据格式：
STX+数据内容+ETX，
其中STX＝02H，命令开始标志，
ETX＝03H，命令结束标志，
上位机向控制CPU发送的数据内容为检测命令，控制CPU向上位机发送的是检测结果；
b)检测命令:计算机向控制CPU发送的检测命令由5部分组成，分别为P1、P2、P3、P4、P5，
P1为检测对象，1字节，取值包括：
0x31A信息机CPU板检测；
0x32A信息机CPU板检测；
0x33G信息机主板板检测；
P2为检测内容，1字节，取值包括：
'A'RS232故障检测；
'B'通信故障检测；
'C'性能测试,性能测试包括首发成功率、平均成功率、通信速率；
P3为模拟距离，1字节，取值包括：
'0'直通即0km；
'1'2km；
'2'10km；
'3'20km；
P4为被检装备地址，4字节，通信协议格式，
P5为模拟身份地址，4字节，通信协议格式，
数传转换盒检测不需要地址；
c)检测结果：
控制CPU向上位机发送的检测结果包括：
故障检测结果：
'Y'无故障；
'N'有故障，
成功率测试结果：
首发成功率(**.**％)+平均成功率(**.**％)+通信速率(******/S)。其中*中为0～9的数字字符，速率为每秒的字符数。
本发明将通过设计电路和软件协议解决信息机整机检测、电路板检测、性能测试、距离模拟测试，还解决了远距离模拟有线通信、信息采集等，具有快速分析和定位单体设备和板件的故障，并能保存数据。同时，设置上位机适配器参数，通过适配器串口、CAN口、模拟通信口、网口发送和采集相应被检测设备的数据，还可以借助三方设备通过有线、无线将信息发送至需求方，是目前功能齐备，检测手段最全的军民两用通信检测设备；
本发明设计专用检测设备，快速检测和查找信息机(军用)整机及板件故障，适合批量生产检测、装备维修检测，而且能够作为数据采集和发送的适配器，外部接口较多，集成了串口、CAN口、模拟通信口、网口等，协议可根据用户自定义和出厂设置，是一款多功能检测设备；该设备在整机检测和板件检测项目中，可以几秒钟快速检测和诊断故障，并配置有专用设备检测接口、通用检测设备接口，适应板件检测；该检测设备还具有功能扩展，用于可以自定义设备检测协议、通信频率，用于其它设备检测；同时，检测设备价格比原型设备价格低很多，不足三分一，而且可以减少检测人员、检测难度，适合与批产检测，专用单体设备检测。
本发明用于专用设备检测，特别是针对A/G型信息机整机检测，板件检测；用于军用单体通信设备整机检测及部件检测；数据采集，通过主控端口设置各数据交换口参数、通信格式，可以用于配有RS232串口、CAN口、网络、二线等接口数据采集；远距离数据传输，可以通过二线、网络实现远距离数据采集和传输；另外，可以与电台实现有线数据交换，无线转发。
附图说明
图1是本发明实施例提供的信息机适配器检测方法流程图；
图2是本发明实施例提供的检测适配器ARM9020引脚图；
图3是本发明实施例提供的检测适配器CPU板电源电路图；
图4是本发明实施例提供的检测适配器CPU板UART接口电路图；
图5是本发明提供的检测适配器CPU板CAN总线接口电路图；
图6是本发明实施例提供的检测适配器CPU板以太网接口电路图；
图7是本发明实施例提供的检测适配器CPU板USB Host接口电路图；
图8是本发明实施例提供的模拟通信CPU芯片89C52(89S52)图；
图9是本发明实施例提供的73K222AU-IP图；
图10是本发明实施例提供的模拟通信输出图；
图11是本发明实施例提供的通信选通芯片ADG659图；
图12是本发明实施例提供的检测原理图；
图13是本发明实施例提供的上位机检测流程图；
图14是本发明实施例提供的检测系统CPU程序设计框图；
图15是本发明实施例提供的通信板程序设计框图；
图16是本发明实施例提供成功率测试算法图；
图17是本发明实施例提供的信息机适配器检测系统图；
图18是本发明实施例提供的检测系统CPU板图。
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。
下面结合附图及原理分析对本发明作详细描述。
一种信息机适配器检测系统，集成多种外部接口，能够与模拟二线RS232串口、CAN总线、网络等通信和远距离传输，频率和协议可以根据检测设备自定义，而且能与数传转接盒、专用电台和计算机通信，检测方便快速，尤其是检测现役大批量列装的某型信息机，能够完成单板或整机故障检测，性能测试和分析，检测数据留存等。该型号设备的创新点是利用73K222AU-IP和信号放大电路实现远距离模拟有线通信，方便可靠；集成多种检测接口；协议可自定义。检测适配器CPU板外围电路如图2至图7；
模拟板CPU采用89C52或89S52，控制两路模拟通信，一组为完整模拟通信，另外一组为CPU和模拟通信单元分离，与被测板件CPU板、通信板组合形成回路，CPU原理如下图8，73K222AU-IP如图9，模拟通信输出如图10；
信息机适配器检测系统包括上位机软件、检测系统CPU板及软件、通信板及软件、机械结构装置；所述上位机通过串口与检测系统CPU板连接，检测系统CPU板与通信板电连接，外部结构装置与检测系统CPU板、通信板电连接。
所述检测系统CPU板包括第一CPU模拟单元、第二CPU模拟单元、控制CPU单元、开关K1、开关K2、开关K4、开关K5，开关组合为CPU 89C52(89S52)输入输出口P1.5、P1.6,其中K1:00、K2:01、K3:10、K4:11；所述控制CPU单元通过开关K1与第一CPU模拟单元连接，控制CPU单元与第二CPU模拟单元通过RS232-3接口连接；所述控制CPU单元通过开关K1、第二CPU模拟单元通过开关K2均与外部被检CPU板连接。
所述通信板包括通信模拟单元电路、模拟距离选择电路和开关K3；所述通信模拟单元电路与第一CPU模拟单元通过开关K2连接，通信模拟单元电路与模拟距离选择电路连接，模拟距离选择电路通过开关K3与外部被检通信板、被检小型机主板、被检整机连接。
所述外部结构装置包括显示器、键盘和外部接口；所述显示器通过开关K5与外部被检CPU板、外部被检小型机主板连接，键盘通过开关K4与外部被检CPU板、外部被检小型机主板连接，所述外部接口包括电源接口、通信接口和板件检测接口，通信接口包括串行接口和整机检测接口，整机检测接口包括RS232接口、二线口和耳机接口，板件检测接口包括检测系统CPU板接口、通讯板接口和小型化主板接口，RS232接口包括RS232-1接口、RS232-2接口、RS232-3接口。
所述通信板还包括电源单元，所述通信模拟单元电路、模拟距离选择电路和电源单元均集成在一块电路板上；所述第一CPU模拟单元、第二CPU模拟单元、控制CPU单元集成在一块电路板上；所述开关K3包括继电器开关；所述模拟距离选择电路设置有0km、2km、10km、20km共4个档，所述被检CPU板包括G型机CPU板，被检小型机主板包括A型机主板，被检整机包括信息处理机。
所述检测系统CPU板采用ARM板M9020-N20，检测系统CPU板还包括基于LPC2290的工业级微控制器、内嵌μC/OS-II正版实时操作系统、内置TCP/IP协议与FAT32的文件管理系统、工业级10M以太网控制器、工业级2路CAN控制器、支持CF卡的存储数据方、2MB NORFlash程序存储器、4路10位A/D转换器、1个32位定时器带1路捕获和1路比较通道、1路PWM输出、1路高速I2C总线、1路高速SPI总线、2路UART控制器、通过串口扩展的芯片VK3266、6个RS232串行接口；
LPC2290的工业级微控制器用于支持工业级10M以太网、2路CAN通信、CF卡接口、A/D转换、低功耗RTC。
通信板采用模块化设计，其中一个CPU1 89C52与73K222AU-IP形成一个完整通信单元，通过输入输出口P1.5、P1.6控制ADG659，如图11，选通测试类型，从而实现二线控制，完成模拟通信整机检测、A型机检测、G型机检测、G型机通信板检测。
另外一个CPU289C52实现单板检测，如果检测G型信息机CPU板，另一组73K222AU-IP与G型信息机CPU板形成整机，与被检测设备整机功能一致，均能实现显示、键盘操作，模拟板通过上位机控制命令组合形成了两个模拟通信回路，原理如图12所示。如果检测G型信息机通信板时，CPU289C52与通信板形成整机，与被检测设备整机功能一致，直接通过上位机控制命令组合形成了两个模拟通信回路，原理如图12所示。如果检测A型信息机CPU板，CPU189C52与A型信息机板形成两个模拟通信回路，原理如图12所示。通过变压器信号放大实现远距离传输。
下面结合软件设计对本发明进一步说明。
1、上位机软件设计
上位机程序是信息机适配器检测系统设置与被检设备通信参数和检测方式，用户通过上位机发送检测命令，其规则由5部分组成，分别为P1、P2、P3、P4、P5，详见后面通信方法说明。用户还可以通过定制参数、回执内容和端口选择完成对其它设备的检测，如网络接口、CAN总线、RS232串口。上位机检测原理图13。
通信端口设置及通信方式：
(1)RS232串口。上位机与控制CPU通信采用RS232三线制，波特率固定56000bps，每个字符由10位构成，与信息机适配器CPU板串口RS232-1相连接；上位机通过串口可以设置信息机适配器所有端口参数。
(2)扩展检测口。主要有RS232串口检测、网络端口检测、CAN总线检测，通过上位机设置扩展检测口通信参数，与被检设备相连接并定制检测方式。
(3)通信方式。上位机软件采用Microsoft Visual C++6.0开发，通信方式采用多线程监测，串口发送数据时启动相应的监听线程，如果在设定的时间内收到正确回执，确定被检设备正常；如果在设定的时间内未收到正确回执，确定被检设备故障。
2、检测系统CPU板软件设计
检测系统CPU板通过串口RS232-1与上位机相连，既要根据上位机的检测命令接通与被检设备的通信链路，还要完成用户协议的定制、命令发送，以及接收被检设备回执信息和解析相应的数据，并将检测结果判断发送给上位机，起到呈上起下的作用。另外，检测系统CPU板软件还可以根据用户完成与被检设备RS232串口检测、CAN总线检测、网络检测等功能。同时，具备与通信板数据发送和接收数据。检测系统CPU板软件设计原理如图14。
检测系统CPU板采用ARM9020工控板，有2MB NOR Flash；.2MB/8MB PSRAM(板上集成)；10M以太网接口；2路USB-Host控制器；集成电子盘(可选配置16MB-1GB)；2路CAN控制器；E2PROM以及RTC等；2个RS232串口。另外，通过VK3266扩展4个RS232串口。
通信端口设置及通信方式：
(1)RS232串口设置。ARM9020串口RS232-1与上位机通信，采用RS232三线制，设置为56000bps、8位数据位、无校验方式，每个字符由10位构成；RS232-2串口由上位机发送控制命令设置与被检设备相匹配的串口参数，默认与模拟通信板通信，波特率设置9600bps、8位数据位、无校验方式；扩展串口采用VK3266芯片，共扩展4个串口，其中3个为RS232标准串口，1个为TTL电平串口，参数默认设置为波特率9600bps、8位数据位、无校验方式。
(2)CAN总线检测口。CAN控制器、总线收发器以及相应的隔离电路组成，参数通过上位机发送相关命令配置。在调用ZLG/I P通讯函数库之前，需进行函数库的加载和配置。
(3)网络检测口。集成了10M工业级以太网控制器，网络通信采用国际标准，设计有外接状态指示灯、网络变压器、匹配电阻、高压电容和RJ45插座。被检设备网络接口直接通过网线连接到检测适配器网络接口，即可完成通信。
首先要设置网络相关参数，需要设置的网络设置参数，程序清单如下：
uint8 MCU_IP[4]＝{192,168,0,253}；
uint8 MCU_Mark[4]＝{255,255,255,0}；
uint8 MCU_GateWay[4]＝{192,168,0,254}；
uint16 MCU_Port＝1200；
uint8 PC_IP[4]＝{192,168,0,131}；
uint16 PC_Port＝2200；
ZLG/IP的初始化非常简单，直接调用ZlgipInitial()函数：
ZlgipInitial(MCU_IP,MCU_GateWay,MCU_Mark)。
(4)USB检测口。工控板提供2路USB Host，采用标准的USB2.0接口协议，可以直接与被检USB设备数据交换，以及模拟通信测试。
3、检测系统通信板软件设计
检测系统通信板接收和转发检测系统CPU板的数据，同时采集和发送被检设备的数据。检测系统通信板设计有两个CPU 89C52，分别通过控制两路73K222AU-IP模拟通信单元。其中一路为完整模拟通信；另外一路为模块设计，CPU与模拟单元分别为两个独立模块，通过上位机检测命令组合，主要为了检测被检板件，如G型机CPU通信或G型机通信板，可以任意与其组合成完成通信链路。整机检测通过通信模拟单元电路将信号放大至外部接收设备。同时，检测系统还设有距离模拟，通过输入输出口控制距离模拟单元。检测系统通信板软件源程序如下，原理框图如图15。
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4、算法设计
(1)CRC算法
CRC循环冗余校验是为了保证数据存储和数据通讯领域数据的正确，采用检错的一种手段。检错能力极强，开销小，易于用编码器及检测电路实现。从其检错能力来看，它所不能发现的错误的几率仅为0.0047％以下。从性能上和开销上考虑，均远远优于奇偶校验及算术和校验等方式。因而，在数据存储和数据通讯领域，CRC用途非常广泛：著名的通讯协议X.25的FCS(帧检错序列)采用的是CRC-CCITT，ARJ、LHA等压缩工具软件采用的是CRC32，磁盘驱动器的读写采用了CRC16，通用的图像存储格式GIF、TIFF等也都用CRC作为检错手段。最常用的CRC码及生成多项式如下表1：
表1 CRC多项式表
名称 生成多项式 备注
CRC-8 x8+x5+x4+1
CRC-12 x12+x11+x3+x2+x1+1
CRC-16 x16+x15+x2+1
CRC-CCITT x16+x12+x5+1
CRC-32 X32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x+1
CRC-8：多项式是x8+x5+x4+1，对应的数字是0x131，左移8位。
CRC-12：多项式是x12+x11+x3+x2+x1+1，对应的数字是0x180D，左移12位。
CRC-CCI TT：多项式是x16+x12+x5+1，对应的数字是0x11021，左移16位。
CRC-16：多项式是x16+x15+x2+1，对应的数字是0x18005，左移16位。
CRC-32：多项式是X32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x+1，对应数字是0x104C11DB7，左移32。
因此，在得到字节串对应的数字后，再将数字左移M位(比如CRC-16是左移16位)，就得到了被除数。
(2)奇偶校验算法
奇偶校验(Parity Check)是一种校验代码传输正确性的方法。根据被传输的一组二进制代码的数位中“1”的个数是奇数或偶数来进行校验。采用奇数的称为奇校验，反之，称为偶校验。奇偶校验能够检测出信息传输过程中的部分误码(奇数位误码能检出，偶数位误码不能检出)，同时，它不能纠错。在发现错误后，只能要求重发。
奇校验：所有传送的数位(含字符的各数位和校验位)中，“1”的个数为奇数，如：
1 0110，0101或0 0110，0101
偶校验：所有传送的数位(含字符的各数位和校验位)中，“1”的个数为偶数，如：
1 0100，0101或0 0100，0101
(3)性能测试算法设计
性能测试主要通过多次发送数据到被检设备，通过通信成功率判断通信是否可靠，设置指标有首发成功率、平均成功率、通信速率，设置每次发送数据，如果失败则重发，最多重发3次。首次发送成功为首发成功，3次重发失败判定为失败，通信速率由成功通信的字符数来统计。
软件算法如下图16所示。其中m为发送次数，n0为首发成功次数，n1为发送成功次数，n2为每次发送和应答的数据量(包括正文、报头报尾)，t0为通信开始时刻，t1为通信结束时刻。
五、源程序部分设计
(1)CRC程序设计
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(2)模拟通信板73K222AU-IP设置
/>
所述上位机安装有上位机检测控制软件，上位机控制软件安装在配有RS232接口的计算机上；
上位机控制软件采用Microsoft Visual C++6.0，所述Mi crosoft Visual C++6.0用于对话框界面和串口通信程序；上位机控制软件设置的数据库采用MicrosoftOffice Access 2010。
所述检测方式为RS232接口检测、二线通信故障检测、通信板通信故障检测、模拟距离检测、信息机整机检测、电路板检测、性能测试。
所述选择的检测方式的故障包括：
RS232接口故障检测：控制CPU单元通过RS232-2接口向信息处理机、A型机主板、G型机CPU板的RS232接口发送目标坐标数据，通过显示器判断有无故障；
二线通信故障检测、性能测试：控制CPU单元通过RS232接口向信息处理机、A型机主板、第一通信模拟单元的二线口发送自由报文数据，判断有无故障；
通信板通信故障检测、性能测试：控制CPU单元通过RS232-2接口向第一CPU模拟单元发送自由报文数据，控制CPU单元通过RS232-3接口向第二CPU模拟单元发送自由报文数据，判断有无故障。
下面结合附图对本发明应用原理进一步详细描述，
如图1所示：一种信息机适配器检测方法，该信息机适配器检测方法包括以下步骤：
S101：用户通过上位机，选择检测方式，并发送检测命令给检测系统，接收检测系统回执报文并判断选择的检测方式的故障；
S102：检测系统CPU板接收到上位机的报文，选通串行接口、CAN口、网口，对信号进行处理，并将处理后报文信号转发至通信板；
S103：通讯板对检测系统CPU板转发的报文信号通过通信模拟单元电路将信号放大并通过模拟距离选择电路有线或无线传输至外部接收设备。
所述上位机安装有上位机检测控制软件，上位机控制软件安装在配有RS232接口的计算机上，
上位机控制软件采用Microsoft Visual C++6.0，所述Microsoft Visual C++6.0用于对话框界面和串口通信程序；上位机控制软件设置的数据库采用Microsoft OfficeAccess 2010，由于检测系统数据保存主要针对一般数据结果和检测板件型号进行保存，检测技术人员较为固定，便于操作。
所述检测方式为RS232接口检测、二线通信故障检测、通信板通信故障检测、模拟距离检测、信息机整机检测、电路板检测、性能测试，检测结果显示“通信正常、无故障”，则认为无故障，否则，显示检测失败。
所述选择的检测方式的故障包括：
RS232接口故障检测(不适用于G型机通信板)：控制CPU单元通过RS232-2接口向信息处理机、A型机主板、G型机CPU板的RS232口发送目标坐标数据，通过显示器观察是否收到数据，判断有无故障；
二线通信故障检测、性能测试：控制CPU单元通过RS232-3向信息处理机、A型机主板、第一通信模拟单元(G型机CPU板)的二线口发送自由报文数据，能够收到应答表示无故障；
通信板通信故障检测、性能测试：控制CPU单元通过RS232-2向第一CPU模拟单元发送自由报文数据，能够从RS232-3接收到此数据；控制CPU单元通过RS232-3向第二CPU模拟单元发送自由报文数据，能够从RS232-2接收到此数据，表示无故障。
如图17所示：一种信息机适配器检测系统，包括上位机、检测系统CPU板、通信板、外部结构装置；所述上位机通过串口与检测系统CPU板连接，检测系统CPU板与通信板电连接，外部结构装置与检测系统CPU板、通信板电连接；
所述检测系统CPU板包括第一CPU模拟单元、第二CPU模拟单元、控制CPU单元、开关K1、开关K2、开关K4、开关K5；所述控制CPU单元通过开关K1与第一CPU模拟单元连接，控制CPU单元与第二CPU模拟单元通过RS232-3接口连接；所述控制CPU单元通过开关K1、第二CPU模拟单元通过开关K2均与外部被检CPU板连接；
所述通信板包括通信模拟单元电路、模拟距离选择电路和开关K3；所述通信模拟单元电路与第一CPU模拟单元通过开关K2连接，通信模拟单元电路与模拟距离选择电路连接，模拟距离选择电路通过开关K3与外部被检通信板、被检小型机主板、被检整机连接；
所述外部结构装置包括显示器、键盘和外部接口；所述显示器通过开关K5与外部被检CPU板、外部被检小型机主板连接，键盘通过开关K4与外部被检CPU板、外部被检小型机主板连接，所述外部接口包括电源接口、通信接口和板件检测接口，通信接口包括串行接口和整机检测接口，整机检测接口包括RS232接口、二线口和耳机接口，板件检测接口包括CPU板接口、通讯板接口和小型化主板接口，RS232接口包括RS232-1接口、RS232-2接口、RS232-3接口。
所述通信板还包括电源单元，所述通信模拟单元电路、模拟距离选择电路和电源单元均集成在一块电路板上。
所述第一CPU模拟单元、第二CPU模拟单元、控制CPU单元集成在一块电路板上。
所述开关K3包括继电器开关。
所述模拟距离选择电路设置有0km、2km、10km、20km共4个档。
所述被检CPU板包括G型机CPU板，被检小型机主板包括A型机主板，被检整机包括信息处理机。
如图18所示：所述检测系统CPU板采用ARM板M9020-N20，检测系统CPU板还包括基于LPC2290的工业级微控制器、内嵌μC/OS-II正版实时操作系统、内置TCP/IP协议与FAT32的文件管理系统、工业级10M以太网控制器、工业级2路CAN控制器、支持CF卡的存储数据方、2MB NOR Flash程序存储器、4路10位A/D转换器、1个32位定时器带1路捕获和1路比较通道、1路PWM输出、1路高速I2C总线、1路高速SPI总线、2路UART控制器、通过串口扩展的芯片VK3266、4个RS232串口；
LPC2290的工业级微控制器支持10M以太网(工业级)、2路CAN通信、CF卡接口、A/D转换、低功耗RTC等功能；
内嵌μC/OS-II正版实时操作系统，用户无需解决版权问题；
2MB NOR Flash程序存储器；M9020-N20配置2MB内存/M9080-N20配置8MB内存；
4路10位A/D转换器，单通道转换时间低至2.44μs；
通过串口扩展芯片VK3266，增加4个RS232串口，一共6个串行接口，满足RS232数据传输、数据采集、数据交换，M9020-N20接收到上位机的报文，选通需要串行接口、CAN口、网口等，并将数据转发至通信板，具备自己端口检测能力，判断端口是否正常。
所述通信板采用modem通信板能远距离接收和传输数据,尺寸8000mil×4200mil，设计有两路模拟通信，处理器采用89C52，模拟通信采用73K222AU-IP，模拟信号通过放大器，并根据检测距离模拟，通过普通电缆传输距离可达数十公里，乃至数百公里，可以有效解决长距离传输，而且维护方便，是野外有线通信的最佳方式，而且可以通过无线设备发送至目标地，73K222AU-IP与73K222AL功能一致，是TDK公司新近推出的K系列单片式调制解调器,是专门用于和单片机配套以组成远距离数据通信与控制系统的集成电路芯片，可以用MODEM(调制解调器)芯片与单片机构成自动报警装置，借助于工厂、企业内部的电话交换机网络，甚至公用电话交换机网络，远距离地传送报警信息,不受地点和时间的限制，真正做到安全、迅速和正确，两条模拟通道可以通过上位机检测命令，自由组成通路，直接与被检设备整机按预定协议通信，也可以对单独电路板进行检测，判断是否故障，另外，还可以用于模拟通道数据采集，对采集数据进行转发至RS232、CAN口、网口等，有效解决多接口通信问题。
本发明提供一种通信方法，该通信方法为:
a)上位机与控制CPU单元通信协议：上位机与控制CPU通信采用RS232三线制，56000bps，每个字符由10位构成；
上位机与控制CPU的通信数据格式：
STX+数据内容+ETX，
其中STX＝02H，命令开始标志，
ETX＝03H，命令结束标志，
上位机向控制CPU发送的数据内容为检测命令，控制CPU向上位机发送的是检测结果；
b)检测命令:上位机向控制CPU发送的检测命令由5部分组成，分别为P1、P2、P3、P4、P5，
P1为检测对象，1字节，取值包括：
0x31A信息机CPU板检测；
0x32A信息机CPU板检测；
0x33G信息机主板板检测；
P2为检测内容，1字节，取值包括：
'A'RS232故障检测；
'B'通信故障检测；
'C'性能测试,性能测试包括首发成功率、平均成功率、通信速率；
P3为模拟距离，1字节，取值包括：
'0'直通即0km；
'1'2km；
'2'10km；
'3'20km；
P4为被检装备地址，4字节，通信协议格式，
P5为模拟身份地址，4字节，通信协议格式，
数传转换盒检测不需要地址；
c)检测结果：
控制CPU向上位机发送的检测结果包括：
故障检测结果：
'Y'无故障；
'N'有故障，
成功率测试结果：
首发成功率(**.**％)+平均成功率(**.**％)+通信速率(******/S)。其中*中为0～9的数字字符，速率为每秒的字符数。
下面结合实例对本发明进一步说明。
信息机适配器检测系统外形尺寸，长方形结构，长40cm、宽30cm、高10cm；材质：铝合金；颜色：军绿色，外部接口包括电源及通信接口检测接口。
信息机适配器检测系统硬件及型号如表2，
表2 主要器件表
各硬件所在的位置及其连接关系中机箱后面板插座如表3，机箱面板插座小型化主板插座如表4，机箱面板插座CPU板插座表5，机箱面板插座通信板插座如表6。
表3 机箱后面板插座
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表4 机箱面板插座小型化主板插座(型号：WTA41PDSY)
引脚序号 引脚名称 引脚序号 引脚名称 引脚序号 引脚名称
1 +5V 15 TX1 29 D7
2 GND 16 GND 30 D6
3 BELL+ 17 RX1 31 D5
4 -5V 18 GND 32 D4
5 BELL- 19 P24 33 D3
6 空 20 GND 34 D2
7 空 21 P26 35 D1
8 空 22 TX2 36 D0
9 H3 23 RX2 37 LED+
10 H6 24 CSA 38 空
11 H2 25 CSB 39 空
12 VCC 26 D/I 40 空
13 W1 27 R/W 41 BAT(+8V)
14 W2 28 E
表5 机箱面板插座CPU板插座(型号：J18RC48Z)
表6 机箱面板插座通信板插座(型号：J18RC32Z)
引脚序号 引脚名称 引脚序号 引脚名称
A1 GND B1 GND
A2 VDD B2 VDD
A3 ENA B3 ENA
A4 F- B4 F+
A5 J1 B5 RR
A6 J2 B6 W/N
A7 B7 O/A
A8 TXA B8 TXA
A9 RXA B9 RXA
A10 H6 B10 H6
A11 H3 B11 H3
A12 H2 B12 H2
A13 B13
A14 W1 B14 W1
A15 W2 B15 W2
A16 GND B16 GND
下面结合设计原理对本发明进一步说明。
本发明基于解决军工企业大批量生产某型信息机及相关产品快速检测、维修为依托，生产专用型检测设备，并自定义协议，能够与多种通信设备数据交换和通信检测。有上位机软件、检测系统CPU板及软件、通信板及软件、结构设计等四部分。
a)上位机软件采用Microsoft Visual C++6.0设计，便于对话框界面设计和串口通信程序设计；数据库采用Microsoft Office Access 2010设计，由于检测系统数据保存主要针对一般数据结果和检测板件型号进行保存，检测技术人员较为固定，便于操作。
b)检测系统CPU采用ARM系列工控板，集成M9020-N20芯片，接口众多，只需设计外围电路即可达到检测处理要求；另外，采用VK3266芯片，扩展4个串行接口，增加串行口有利于数据交换和数据采集，能与多个设备数据同时交换，并具备一定扩展功能；软件采用模块化，可根据上位机协议选择软件模块，如选择算法CRC、奇偶效验等；硬件电路板采用6层板设计，克服接插键过多，布线困难。
c)通信板采用89C52+73K222AU-IP，适应远距离数据传输，解决模拟信号通信需求。处理器采用89C52可以方便采用C51编程，电路设计简单；73K222AU-IP是TDK公司新近推出的K系列单片式调制解调器,专门用于和单片机配套以组成远距离数据通信与控制系统的集成电路芯片；信号经放大器可以通过普通电缆与数百公里的设备数据交换；设计2路模拟通信，并且将控制电路和通信电路分开，采用模块化设计，通过上位机数据，自己组合成能检测板件和整机通信，还支持被检电路具备的显示功能；另外，还可以通过板件选通距离模拟单元，仿真远距离传输；硬件电路板采用4层板设计。
本发明将通过设计电路和软件协议解决信息机整机检测、电路板检测、性能测试、距离模拟测试，还解决了远距离模拟有线通信、信息采集等，具有快速分析和定位单体设备和板件的故障，并能保存数据。同时，设置上位机适配器参数，通过适配器串口、CAN口、模拟通信口、网口发送和采集相应被检测设备的数据，还可以借助三方设备通过有线、无线将信息发送至需求方，是目前功能齐备，检测手段最全的军民两用通信检测设备；
本发明设计专用检测设备，快速检测和查找信息机(军用)整机及板件故障，适合批量生产检测、装备维修检测，而且能够作为数据采集和发送的适配器，外部接口较多，集成了串口、CAN口、模拟通信口、网口等，协议可根据用户自定义和出厂设置，是一款多功能检测设备；该设备在整机检测和板件检测项目中，可以几秒钟快速检测和诊断故障，并配置有专用设备检测接口、通用检测设备接口，适应板件检测；该检测设备还具有功能扩展，用于可以自定义设备检测协议、通信频率，用于其它设备检测；同时，检测设备价格比原型设备价格低很多，不足三分一，而且可以减少检测人员、检测难度，适合与批产检测，专用单体设备检测。
本发明用于专用设备检测，特别是针对A/G型信息机整机检测，板件检测；用于军用单体通信设备整机检测及部件检测；数据采集，通过主控端口设置各数据交换口参数、通信格式，可以用于配有RS232串口、CAN口、网络、二线等接口数据采集；远距离数据传输，可以通过二线、网络实现远距离数据采集和传输；另外，可以与电台实现有线数据交换，无线转发。
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 (8)

1.一种信息机适配器检测系统，其特征在于，该信息机适配器检测系统包括上位机、检测系统CPU板、通信板、外部结构装置；所述上位机通过串口与检测系统CPU板连接，检测系统CPU板与通信板电连接，外部结构装置与检测系统CPU板、通信板电连接；
所述检测系统CPU板包括第一CPU模拟单元、第二CPU模拟单元、控制CPU单元、开关K1、开关K2、开关K4、开关K5；所述控制CPU单元通过开关K1与第一CPU模拟单元连接，控制CPU单元与第二CPU模拟单元通过RS232-3接口连接；所述控制CPU单元通过开关K1、第二CPU模拟单元通过开关K2均与外部被检CPU板连接；
所述通信板包括通信模拟单元电路、模拟距离选择电路和开关K3；所述通信模拟单元电路与第一CPU模拟单元通过开关K2连接，通信模拟单元电路与模拟距离选择电路连接，模拟距离选择电路通过开关K3与外部被检通信板、被检小型机主板、被检整机连接；
所述外部结构装置包括显示器、键盘和外部接口；所述显示器通过开关K5与外部被检CPU板、外部被检小型机主板连接，键盘通过开关K4与外部被检CPU板、外部被检小型机主板连接，所述外部接口包括电源接口、通信接口和板件检测接口，通信接口包括串行接口和整机检测接口，整机检测接口包括RS232接口、二线口和耳机接口，板件检测接口包括检测系统CPU板接口、通讯板接口和小型化主板接口，RS232接口包括RS232-1接口、RS232-2接口、RS232-3接口；
选择的检测方式的故障包括：
RS232接口故障检测：控制CPU单元通过RS232-2接口向信息处理机、A型机主板、G型机CPU板的RS232接口发送目标坐标数据，通过显示器判断有无故障；
二线通信故障检测、性能测试：控制CPU单元通过RS232接口向信息处理机、A型机主板、第一通信模拟单元的二线口发送自由报文数据，判断有无故障；
通信板通信故障检测、性能测试：控制CPU单元通过RS232-2接口向第一CPU模拟单元发送自由报文数据，控制CPU单元通过RS232-3接口向第二CPU模拟单元发送自由报文数据，判断有无故障。
2.如权利要求1所述的信息机适配器检测系统，其特征在于，所述通信板还包括电源单元，所述通信模拟单元电路、模拟距离选择电路和电源单元均集成在一块电路板上；所述第一CPU模拟单元、第二CPU模拟单元、控制CPU单元集成在一块电路板上；所述开关K3包括继电器开关；所述模拟距离选择电路设置有0km、2km、10km、20km共4个档，所述被检CPU板包括G型机CPU板，被检小型机主板包括A型机主板，被检整机包括信息处理机。
3.如权利要求1所述的信息机适配器检测系统，其特征在于，所述检测系统CPU板采用ARM板M9020-N20，检测系统CPU板还包括基于LPC2290的工业级微控制器、内嵌μC/OS-II正版实时操作系统、内置TCP/IP协议与FAT32的文件管理系统、工业级10M以太网控制器、工业级2路CAN控制器、支持CF卡的存储数据方、2MB NOR Flash程序存储器、4路10位A/D转换器、1个32位定时器带1路捕获和1路比较通道、1路PWM输出、1路高速I2C总线、1路高速SPI总线、
2路UART控制器、通过串口扩展的芯片VK3266、6个RS232串行接口；
LPC2290的工业级微控制器用于支持工业级10M以太网、2路CAN通信、CF卡接口、A/D转换、低功耗RTC。
4.如权利要求1所述的信息机适配器检测系统，其特征在于，所述通信板采用modem通信板用于远距离接收和传输数据,通信板还包括采用89C52的处理器，通信模拟单元电路的通信模拟采用73K222AU-IP单片式调制解调器，通信模拟单元电路还包括模拟信号放大器、RS232串行接口、CAN口、网口。
5.一种如权利要求1所述检测系统的信息机适配器检测方法，其特征在于，该信息机适配器检测方法包括以下步骤：
用户通过上位机，选择检测方式，并发送检测命令给检测系统，接收检测系统回执报文并判断选择的检测方式的故障；
检测系统CPU板接收到上位机的报文，选通串行接口、CAN口、网口，对信号进行处理，并将处理后报文信号转发至通信板；
通讯板对检测系统CPU板转发的报文信号通过通信模拟单元电路将信号放大并通过模拟距离选择电路有线或无线传输至外部接收设备。
6.如权利要求5所述的信息机适配器检测方法，其特征在于，所述上位机安装有上位机检测控制软件，上位机控制软件安装在配有RS232接口的计算机上；
上位机控制软件采用Microsoft Visual C++6.0，所述Microsoft Visual C++6.0用于
对话框界面和串口通信程序；上位机控制软件设置的数据库采用Microsoft Office
Access 2007。
7.如权利要求5所述的信息机适配器检测方法，其特征在于，所述检测方式为RS232接口检测、二线通信故障检测、通信板通信故障检测、模拟距离检测、信息机整机检测、电路板检测、性能测试。
8.一种如权利要求1所述信息机适配器检测系统的通信方法，其特征在于，该通信方法为:
a)上位机与控制C PU单元通信协议：上位机与控制C PU通信采用R S-23 2三线制，56000bps，每个字符由10位构成；
上位机与控制CPU的通信数据格式：
STX+数据内容+ETX，
其中STX＝02H，命令开始标志，
ETX＝03H，命令结束标志，
上位机向控制CPU发送的数据内容为检测命令，控制CPU向上位机发送的是检测结果；
b)检测命令:计算机向控制CPU发送的检测命令由5部分组成，分别为P1、P2、P3、P4、P5，
P1为检测对象，1字节，取值包括：
0x31 A信息机CPU板检测；
0x32 A信息机CPU板检测；
0x33 G信息机主板板检测；
P2为检测内容，1字节，取值包括：
'A'RS232故障检测；
'B'通信故障检测；
'C'性能测试,性能测试包括首发成功率、平均成功率、通信速率；
P3为模拟距离，1字节，取值包括：
'0'直通即0km；
'1'2km；
'2'10km；
'3'20km；
P4为被检装备地址，4字节，通信协议格式，
P5为模拟身份地址，4字节，通信协议格式，
数传转换盒检测不需要地址；
c)检测结果：
控制CPU向上位机发送的检测结果包括：
故障检测结果：
'Y'无故障；
'N'有故障，
成功率测试结果：
首发成功率(**.**％)+平均成功率(**.**％)+通信速率(******/S)；其中*中为0～9的数字字符，速率为每秒的字符数。
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