CN107247423B - 一种设备等效检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种设备等效检测装置，包括DSP、CPLD、电源、串口通信接口和电缆接口；DSP通过串口通信接口接收设备控制系统的控制指令，执行相关动作，并回送指令给设备控制系统，设备控制系统采集自身的硬件开入量，据此判断控制指令的发送和接收是否正常；CPLD通过电缆接口接收设备控制系统的硬件开出量，CPLD对硬件开出量进行译码得到硬件开入量；DSP采集硬件开入量，根据预定联动关系得到对应的硬件开出量，CPLD将硬件开出量通过电缆接口返回给设备控制系统，设备控制系统对硬件开出量译码后得到硬件开入量，进而据此判断指令执行是否正常。本发明避免了对设备的直接检测，通过等效检测装置的状态来表征设备状态，可靠性强，通用性好。

Description

一种设备等效检测装置
技术领域
本发明属于自动控制技术领域，具体涉及一种设备等效检测装置。
背景技术
对工作可靠性要求非常高的一类设备，在正式启用之前，需要检测其通信是否正常；启用后，需要检测其控制是否正常。因为需要检测的内容和要求与普通的设备检测装置有较大的不同，此不适合直接采用正在使用的设备进行对接。迫切需要一种设备等效检测装置，使得设备控制系统根据设备等效检测装置的状态来判断自身发出的指令和对指令的响应是否正确。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种设备等效检测装置，其目的在于，通过等效检测装置的状态来判断设备发出指令和指令响应是否正确。
为实现上述目的，本发明提供了一种设备等效检测装置，包括处理器DSP、译码器CPLD、电源、串口通信接口和电缆接口；
处理器DSP通过串口通信接口外接设备控制系统的控制指令输出端，处理器DSP连接译码器CPLD，译码器CPLD通过电缆接口外接设备控制系统的开出量输出端；电源分别连接处理器DSP和译码器CPLD；
处理器DSP通过串口通信接口接收设备控制系统的控制指令，解析控制指令，根据控制指令解析结果给出相关硬件开出量，然后回送控制指令帧给设备控制系统；设备控制系统收到回送的控制指令后采集自身的硬件开入量，据此判断控制指令的发送和接收是否正常；
译码器CPLD通过电缆接口接收设备控制系统的硬件开出量，译码器CPLD用于对收到的硬件开出量进行译码得到硬件开入量；处理器DSP采集译码器CPLD译码得到的硬件开入量，根据预定联动关系得到对应的硬件开出量，并将其传送给译码器CPLD；译码器CPLD将处理器DSP输出的硬件开出量通过电缆接口返回给设备控制系统，设备控制系统对收到的硬件开出量译码后得到自身的硬件开入量，进而据此判断指令执行是否正常。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比：
本发明避免了对设备直接测试，通过等效检测装置的状态来间接判断设备发出指令和指令响应是否正确。本发明的等效检测装置采用模块化设计，各模块功能独立，更利于布置，提高装置内部空间使用率；自动化程度高、可靠性高、实时性高，可通过多个渠道来检测控制系统的通信状态；本发明的等效检测装置没有界面操作，上电就能自动运行，不需要其他辅助设备进行测试，极大地方便测试工作。通用性好，测试设备不受限制，测试指令可多样化，操作流程简单，具有较好的应用价值和推广前景。
附图说明
图1为本发明实施例硬件逻辑框图。
图2为本发明实施例软件逻辑框图。
图3为本发明实施例主程序模块逻辑框图。
图4为本发明实施例串口中断控制模块逻辑框图。
图5为本发明实施例定时中断控制模块逻辑框图。
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实例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
图1为本发明装置实施例硬件结构图。设备等效检测装置包括处理器DSP、译码器CPLD、电源、串口通信接口、电缆接口、SDRAM和FLASH芯片。在本实施例中,串口通信接口优选422通信接口。
在检测装置上电运行的过程中，当检测装置通过电缆接口收到控制系统发出的控制指令时，指令被传给422通信接口。通信接口收到数据以后触发DSP的外部中断引脚，DSP加载的软件就会调用外部中断函数处理收到的数据，然后根据通信协议对控制指令进行解析和执行动作。本实例的422串口通信采用0x10帧的方式进行发送，通信更加稳定，鲁棒性更强；
当检测装置通过电缆接口收到控制系统发出的硬件开出量指令时，指令被传给CPLD进行译码得到硬件开入量。DSP加载的软件实时采集硬件开入量数据，并根据开入量和开出量的对应关系将相应的开出量发给控制系统。对硬件开入量和硬件开出量的操作依靠CPLD和DSP来共同完成的。控制系统通过电缆网将硬件开入量发送给检测装置以后，CPLD软件通过内部的对应关系将电缆网上不同引脚的电压值翻译成不同地址的数据存放在CPLD内部的16位寄存器中。当需要获取检测装置的开入量时，DSP软件就通过与CPLD相连接的数据线和地址线找到相对应的CPLD内部寄存器并取出里面存放的值；当需要将值写入地址时，DSP软件先找到CPLD内部寄存器然后将值存放到寄存器中，CPLD会将值转换成不同引脚的高低电平通过电缆网发送出去，达到对地址的读写目的。
电源为处理器DSP、译码器CPLD供电。FLASH芯片为检测装置软件提供存储功能，检测装置掉电以后软件不会被擦除。SDRAM芯片为检测装置软件运行时所产生的各种变量提供临时存放空间，检测装置掉电以后数据会丢失。检测装置上电以后，硬件会将软件从FLASH拷贝到DSP内部SRAM，然后从SRAM的起始地址开始运行，运行中产生的各种变量都存放在SDRAM芯片中。
请参见图3，设备控制系统发出控制指令时，同时通过422通信接口将控制指令发送给检测装置，检测装置软件解析控制指令，根据控制指令结果执行相关动作，并将执行结果通过串口通信数据帧的方式返回给设备控制系统。检测装置通过通信芯片收到控制指令后，检测装置的DSP会触发外部中断，检测装置软件调用外部中断函数接收控制指令帧，然后通过0x10帧协议取出控制指令帧，并进行CRC校验。校验完成后根据事先拟定好的通信协议进行解帧和发送相应的开出量，最后将收到的控制指令帧回送给控制系统，以便告知控制系统该帧的处理已经完毕。设备控制系统收到检测装置回送的控制指令帧后会采集其自身的开入量状态，进而判断控制指令帧的发送和接收流程是否正常。具体的操作见实例。
设备控制系统通过电缆网收到高低电平以后也是先经过CPLD译码，将电缆中的高低电平转换为16位数值存放在CPLD内部寄存器中，等待控制系统的主芯片来采集。采集到数值以后就根据协议判断数值是否正常。
为防止因元器件接触瞬间引起的电平不断变化，在采集硬件开入量信号时，本发明软件做了一个算法的处理：在采集硬件信号时，本软件采集多次譬如三次，并判断多次的结果是否相同，如果不同则丢弃多次的采集结果，等待下一次周期的到来；如果相同，则判断本次采集的结果和上次采集的结果是否有位的变化，如果没有变化则不做处理；如果有变化则根据变化位来执行相关的动作。
在与设备控制系统通信中，本发明主处理器中设定了一个计数标志。该计数标志是每1ms进行累加一次。当该标志计数到预定值譬如200ms时，DSP将采集的一次硬件所有开入量和开出量信号，然后组帧发送给设备控制系统。
为了更直观的说明本检测装置的通用性好，本文将举3个实例来说明本装置的执行流程。实例1和实例2是说明控制系统通过422串口与本检测装置通信，来实现对控制系统的通信数据检测工作；实例3是说明控制系统通过开入量和开出量与本检测装置通信。
实例1：控制系统通过422通信接口发出串口数据帧(0x10 0xff 0x000x00 0x010x0a 0x0b 0x10 0x03)后，检测装置收到串口数据就会触发外部中断，调用外部中断函数，接收串口数据并存储在缓冲区中。然后在主函数中挑帧和解析。第0个字节(0x10)表示帧头，第1个字节(0xff)表示帧标识，字节2～4(0x00 0x00 0x01)表示数据，字节5和字节6(0x0a0x0b)表示校验，字节7和字节8(0x10 0x03)表示帧结束。其中字节4中的第0位为1，根据通信协议，这一位表示的意思是发动机工作指示。解析完成后检测装置就将自身开出量中的发动机工作指示给出，然后将收到的通信数据回送给控制系统。
实例2：与实例1基本相同，不同的是数据字节和校验值的不同。如果收到的数据字节是:0x00 0x01 0x00,则表示控制系统发出的关机指示指令。检测装置就将开出量中的关机指示给出，并回送控制指令。
实例3：检测装置不定时采集自身的开入量状态。如果控制系统给检测装置发出了紧急断电，检测装置会从CPLD的寄存器得到紧急断电的开入量，然后将自身的开出量---断电指示给出，通过电缆网发送给控制系统。控制系统中的CPLD会将数据存储在其内部的寄存器中，供控制系统的主芯片来获取数据值。
本领域的技术人员容易理解，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 (3)

1.一种设备等效检测装置，其特征在于，包括处理器DSP、译码器CPLD 、电源、串口通信接口和电缆接口；
处理器DSP通过串口通信接口外接设备控制系统的控制指令输出端，处理器DSP连接译码器CPLD，译码器CPLD通过电缆接口外接设备控制系统的开出量输出端；电源分别连接处理器DSP和译码器CPLD；
处理器DSP通过串口通信接口接收设备控制系统的控制指令，解析控制指令，根据控制指令解析结果给出相关硬件开出量，然后回送控制指令给设备控制系统；设备控制系统收到回送的控制指令后采集自身的硬件开入量，据此判断控制指令的发送和接收是否正常；
译码器CPLD通过电缆接口接收设备控制系统的硬件开出量，译码器CPLD用于对收到的硬件开出量进行译码得到硬件开入量；处理器DSP采集译码器CPLD译码得到的硬件开入量，根据预定联动关系得到对应的硬件开出量，并将其传送给译码器CPLD；译码器CPLD将处理器DSP输出的硬件开出量通过电缆接口返回给设备控制系统，设备控制系统对收到的硬件开出量译码后得到自身的硬件开入量，进而据此判断指令执行是否正常；
其中，所述处理器DSP采集译码器的硬件开入量时，采集多次并判断多次的结果是否相同，如果不同则丢弃多次的采集结果，等待下一次周期的到来；如果相同，则判断本次采集的结果和上次采集的结果是否有位的变化，如果没有变化则不做处理；如果有变化则根据变化位和预定联动关系得到对应的硬件开出量。
2.如权利要求1所述的设备等效检测装置，其特征在于，还包括用于为DSP软件运行时所产生的各种变量提供临时存放空间的SDRAM。
3.如权利要求1或2所述的设备等效检测装置，其特征在于，还包括用于为DSP加载软件提供存储的FLASH芯片。
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