CN111896824B - 无人值守可靠性测试装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无人值守可靠性测试装置及系统，包括：嵌入式处理模块、显示屏、电源模块、前面板和后面板航插接口；市电通过后面板航插接口进入测试装置；显示屏连接嵌入式处理模块；后面板航插接口通过线缆连接嵌入式处理模块；嵌入式处理模块通过运行测试程序，完成程序设定的调压控制信号、继电器控制信号的输出以及测试被测设备的串口、网络、USB和CAN口；前面板包括主电源开关、指示灯和蜂鸣器，主电源开关连接在市电输入及电源模块之间，指示灯和蜂鸣器均接入嵌入式处理模块。本发明可以在整个可靠性试验过程中实现无人值守，节省大量的人力资源的同时减少试验过程中的人为因素，提高了试验的准确性。

Description

无人值守可靠性测试装置及系统

技术领域

本发明涉及可靠性测试技术领域，具体地，涉及一种无人值守可靠性测试装置及系统。尤其地，涉及一种无人值守军用计算机可靠性测试设备。

背景技术

军用计算机在研制、生产中需要对产品可靠性指标进行验证或考核。根据GJB要求，可靠性试验一般采用多应力综合试验，试验过程一般采取对被试样品施加温度应力、电应力、机械应力及湿度应力等手段，加速产品老化。试验时间从几百小时至几千小时不等，过程中存在大量的电压调压、开关机和中间测试点，且操作时间分散，一般需要安排试验人员24小时监测，耗费大量人力资源且较容易出错。现开发一种可无人值守自动测试设备，以替代技术人员进行可靠性试验中的开关机、调电压及测试工作，以减轻产品开发、生产中技术人员的工作压力，提高测试准确性。

目前计算机通用测试设备，如TI、FLUKE等厂家的端口测试设备，均侧重于端口功能性能测试，功能强大但需要技术人员配合参与，主要用于产品设计过程中的验证以及在生产过程中的调测试。可靠性试验的特殊性决定了此类设备无法替代人工进行试验检测。

可靠性试验：指军用设备在研制阶段进行的可靠性鉴定试验，或在产品批产阶段进行一致性检查时的可靠性验收试验。试验依据一般为GJB或产品规范。

无人值守：指在试验过程中无需技术人员干预，自动完成试验过程。

专利文献CN106053964A(201610353553.4)公开了一种分布式战场电磁环境动态模拟构建方法，在试验开始执行前采用“无人值守时间表”软件的预演执行模式对试验环境应力进行预先演练，从而获得满足需求的试验数据，构建适应动态变化的模拟电磁环境；采用“无人值守时间表”软件的任务动作类型库和任务时间序列实现对多台设备长时间不间断的自动化分布式程控，在此基础上所收集到的电子装备在电磁环境仿真试验过程中的检测数据才是准确、有价值的，能够为后续进行的信息集成、信息交互、模拟仿真与信息融合提供充分可靠的基础数据。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种无人值守可靠性测试装置及系统。

根据本发明提供的无人值守可靠性测试装置，包括：嵌入式处理模块、显示屏、电源模块、前面板和后面板航插接口；

市电通过所述后面板航插接口进入测试装置，通过所述电源模块转换为直流电给所述嵌入式处理模块进行供电；

所述显示屏连接嵌入式处理模块，显示测试程序设定的输出信息；

所述后面板航插接口通过线缆连接嵌入式处理模块；

所述嵌入式处理模块通过运行测试程序，完成程序设定的调压控制信号、继电器控制信号的输出以及测试被测设备的串口、网络、USB和CAN口；

所述前面板包括主电源开关、指示灯和蜂鸣器，所述主电源开关连接在市电输入及电源模块之间，所述指示灯和蜂鸣器均接入嵌入式处理模块。

优选的，所述主电源开关控制测试装置上电，所述指示灯用于指示电源输入情况，所述蜂鸣器用于警示测试出现的故障。

优选的，所述嵌入式处理模块使用ARM架构处理器，集成内存及flash存储器，运行嵌入式操作系统；

所述嵌入式处理模块支持两路独立的10/100/1000M自适应网络接口，2路USB2.0接口、1路4线TF卡接口、6路串口接口、一路CAN口和多个GPIO；

所述嵌入式处理模块采用直流供电。

优选的，所述显示屏为液晶触摸显示屏，用于设置测试内容，在试验过程中显示测试项目和告警信息，用于随时查看测试结果。

优选的，所述电源模块用于将AC220V市电电源转换为直流电源给嵌入式处理模块供电。

优选的，所述后面板航插接口包括1路市电输入、1路受控电源输入、1路受控电源输出、2路网口、6路串口、1路CAN口、2路USB接口及1路TF卡插口。

优选的，测试装置端软件包括嵌入式操作系统及测试程序；

所述嵌入式操作系统包括Linux内核程序、显示驱动程序、触摸屏驱动程序、各接口电路驱动程序及GPIO驱动程序；

所述测试程序包括开关机控制程序和功能测试控制程序。

优选的，所述开关机控制程序控制被测试设备的开关机时间和开机过程中的输入电压。

优选的，所述功能测试控制程序控制测试设备定时测试受试设备的端口。

根据本发明提供的无人值守可靠性测试系统，采用上述的无人值守可靠性测试装置。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明使用本测试设备可以在整个可靠性试验过程中实现无人值守，节省大量的人力资源的同时减少试验过程中的人为因素，提高了试验的准确性；

2、本发明检测设备可以自动记录故障时间、类型等信息，可以有效地帮助技术人员进行故障分析定位；

3、本发明测试设备能够根据试验方案要求，调节被试设备上电电压，以实现在无人值守的情况下对被试设备进行电应力调节的要求；

4、本发明测试设备通过交互通信的方式判断被试设备是否成功开机，以实现在无人值守的情况下判断被试设备是否故障；

5、本发明根据试验方案要求，测试设备通过程序设计，可以在规定的时间内，对特定的中间测试项目进行测试并记录测试结果，以实现在无人值守的情况下进行功能检查；

6、本发明测试设备配备液晶显示屏，方便试验人员随时查看试验进程及试验结果；

7、本发明测试设备配合测试程序可以实现军用计算机可靠性试验过程中的无人值守，可以通过编程控制被试设备的开关机、并对被试设备功能进行测试，自动记录测试结果并在出现故障时通过声音和图像告警。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为测试设备框图；

图2为开关机控制程序流程图；

图3为功能测试控制程序流程图；

图4为受试设备端软件流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1：

根据本发明提供的无人值守可靠性测试装置，包括：嵌入式处理模块、显示屏、电源模块、前面板和后面板航插接口；

市电通过所述后面板航插接口进入测试装置，通过所述电源模块转换为直流电给所述嵌入式处理模块进行供电；

所述显示屏连接嵌入式处理模块，显示测试程序设定的输出信息；

所述后面板航插接口通过线缆连接嵌入式处理模块；

所述嵌入式处理模块通过运行测试程序，完成程序设定的调压控制信号、继电器控制信号的输出以及测试被测设备的串口、网络、USB和CAN口；

所述前面板包括主电源开关、指示灯和蜂鸣器，所述主电源开关连接在市电输入及电源模块之间，所述指示灯和蜂鸣器均接入嵌入式处理模块。

优选的，所述主电源开关控制测试装置上电，所述指示灯用于指示电源输入情况，所述蜂鸣器用于警示测试出现的故障。

优选的，所述嵌入式处理模块使用ARM架构处理器，集成内存及flash存储器，运行嵌入式操作系统；

所述嵌入式处理模块支持两路独立的10/100/1000M自适应网络接口，2路USB2.0接口、1路4线TF卡接口、6路串口接口、一路CAN口和多个GPIO；

所述嵌入式处理模块采用直流供电。

优选的，所述显示屏为液晶触摸显示屏，用于设置测试内容，在试验过程中显示测试项目和告警信息，用于随时查看测试结果。

优选的，所述电源模块用于将AC220V市电电源转换为直流电源给嵌入式处理模块供电。

优选的，所述后面板航插接口包括1路市电输入、1路受控电源输入、1路受控电源输出、2路网口、6路串口、1路CAN口、2路USB接口及1路TF卡插口。

优选的，测试装置端软件包括嵌入式操作系统及测试程序；

所述嵌入式操作系统包括Linux内核程序、显示驱动程序、触摸屏驱动程序、各接口电路驱动程序及GPIO驱动程序；

所述测试程序包括开关机控制程序和功能测试控制程序。

优选的，所述开关机控制程序控制被测试设备的开关机时间和开机过程中的输入电压。

优选的，所述功能测试控制程序控制测试设备定时测试受试设备的端口。

根据本发明提供的无人值守可靠性测试系统，采用上述的无人值守可靠性测试装置。

实施例2：

如图1，根据本发明提供的无人值守可靠性测试装置，包括：

一、硬件设计

该测试设备主要由嵌入式处理模块、显示屏、电源模块、前面板开关、指示灯蜂鸣器及后面板接口航插组成。可外接USB鼠标、键盘作为输入输出设备，可使用外置TF卡作为存储设备。可驱动继电器、程控电源等设备为被测设备进行供电。

市电通过后面板航插进入测试装置，通过电源模块转换为直流电给嵌入式核心模块进行供电。被测设备在试验中需要测试的接口如串口、网络、USB、CAN等通过后面板航插接入测试装置。后面板航插接口通过线缆连接至嵌入式处理模块。显示屏连接至嵌入式核心模块显示接口，显示测试程序设定的输出信息。前面板主电源开关连接在市电输入及电源模块之间，控制整个测试设备上电。前面板指示灯、蜂鸣器均接入嵌入式处理模块，指示灯用于指示电源输入情况，蜂鸣器用于在警示测试出现的故障。嵌入式处理模块通过运行测试程序，完成程序设定的调压控制信号、继电器控制信号的输出以及测试被测设备的串口、网络、USB、CAN口等接口。

用于在可靠性试验中对被试设备进行开关机、供电电压调节以及对被试设备的串口、网络、USB、CAN口等端口进行测试。

(1)嵌入式处理模块

作为测试设备的核心部件，处理模块使用ARM架构处理器，集成内存及flash存储器，可运行嵌入式操作系统。模块支持两路独立的10/100/1000M自适应网络接口，2路USB2.0接口、1路4线TF卡接口、6路串口接口(4路RS232，2路可跳RS232/422/485)、1一路CAN口以及若干GPIO。模块采用直流供电。

(2)显示屏

测试设备采用液晶触摸显示屏。显示屏主要用于设置测试内容，在试验过程中显示测试项目、告警信息，并支持随时查看测试结果。

(3)电源模块

电源模块用于将AC220V市电电源转换为直流电源给嵌入式核心模块供电。

(4)前面板开关、指示灯蜂鸣器

前面板包括一个电源总开关，电源指示灯及蜂鸣器。前面板主电源开关连接在市电输入及电源模块之间，控制整个测试设备上电。前面板指示灯、蜂鸣器均接入嵌入式处理模块，指示灯用于指示电源输入情况，蜂鸣器用于在警示测试出现的故障。测试设备在测试正常情况下蜂鸣器不响，当测试程序出错或被测设备出现故障时发出连续响声。

(5)后面板航插

后面板航插包括1路市电输入、1路受控电源输入、1路受控电源输出、2路网口、6路串口、1路CAN口、2路USB接口及1路TF卡插口。

(二)软件设计

要全面实现无人值守，要设计能够编程的测试程序，试验过程中需要在受试设备及测试设备分别运行相应的测试程序，以实现自动开关机、调电压以及功能测试。以下对受试设备端及测试设备端测试程序设计给予简要介绍。

(1)测试设备端软件设计

测试设备端软件包含嵌入式操作系统及测试程序。

操作系统包含Linux内核程序、显示驱动程序、触摸屏驱动程序、各接口电路驱动程序及GPIO驱动程序。

测试程序设计包含开关机控制程序、功能测试控制程序程序。以下对各程序模块给予简要介绍。

如图2，开关机设置程序模块主要控制被试设备的开关机时间，以及开机过程中的输入电压。试验人员可通过触摸屏或鼠标、键盘等设备输入试验过程中被试设备开关机时间、电压及试验循环数、开机情况检测通信口设置及受试设备开机时间等信息。测试程序运行后该模块将根据输入的信息，定时驱动调压控制接口控制程控电源箱电压输出，并通过控制继电器模块来对受试设备进行上电操作。受试设备上电后，该程序模块还将通过设置好的通信端口(以下简称调试通信口)与被试设备进行通信，若在设定的时间内通信成功，则判定受试设备开机成功，程序模块将记录开机成功时间。若未在设定的时间内通信成功则判定受试设备开机失败，程序模块将记录开机失败时间，通过显示屏及蜂鸣器发出警告信息，并控制继电器模块切断受试设备电源以保护受试设备。在被试设备运行期间，程序模块将定时通过该通信端口与被试设备进行心跳通信，直至被试设备关机。若未到关机时间出现3次以上通信失败，则判定受试设备在工作过程中出现故障，程序模块将记录故障时间，通过显示屏及蜂鸣器发出警告信息，并控制继电器模块切断受试设备电源以保护受试设备。到达关机时间后，通过调试通信口向受试设备发送关机指令，并于设定时间后控制继电器模块切断受试设备电源。之后判断试验过程是否结束，若试验过程结束则测试程序完成；若试验未完成则进入下一个阶段等待。

如图3，功能测试控制程序模块主要控制测试设备定时测试受试设备某些端口。试验人员可通过触摸屏或鼠标、键盘等设备输入试验过程中的需要测试的端口(含串口、网口、USB口、CAN口)，测试时间、测试参数及试验循环数。设置完成后，通过调试通信口将各项参数，包括测试端口号、测试参数等，下发至受试设备。测试程序运行后该程序模块将根据输入的信息，到达预设测试时间点后，通过调试通信口通知受试设备端软件进行测试，并在收到回复后开始测试。若受试设备超时未回复，则直接判定受试设备该时间点功能异常，程序模块将记录功能异常时间，并通过显示屏及蜂鸣器发出警告信息。测试开始后，程序模块驱动相应的接口模块，以设定的参数与受试设备进行通信并校验通信结果。校验结果符合预期设定，则判定受试设备功能正常，程序模块将记录测试内容及测试时间。若检验结果不符合预期设定，则判定受试设备该时间点功能异常，程序模块将记录功能异常时间及端口号，并通过显示屏及蜂鸣器发出警告信息。

(2)受试设备端软件设计

受试设备端软件主要功能有设置与测试设备通信的调试通信口信息、接收测试设备发来的各项参数、对计算机发出关机指令、应答测试设备的心跳信息以及在测试时调用被测端口对测试设备发送设定好的返回信息。

如图4，在试验开始前，由试验人员在受试设备端软件设置调试通信口信息(包括端口号、通信方式、通信速率等)。随后由测试设备端由调试通信口下发测试参数，包括测试端口号、测试参数等。试验开始设备上电后，受试设备端软件随操作系统启动自动启动，随后开始检测检测设备发来的开机检测信号，收到信号后返回程序预设值。随后定时与测试设备设备进行心跳通信并直至收到测试设备发来的关机信号，之后软件向操作系统发送关机指令，操作系统进入关机进程。在受试设备收到测试设备发来的测试开始信息后，软件发送应答信息。然后根据试验前下发的测试参数，调用计算机相应端口资源，与测试设备进行通信。

优选的，可以选择性的增加外部的检测设备，如受试设备输入端电压电流检测设备、视频监控设备等。通过硬件连接和软件设计，可以将这些设备的检测结果增加到整体测试报告中，便于技术人员在出现故障时排查故障原因。

优选的，测试设备增加一个配置网口，该测试网口可接入企业内部网，在B/S软件上通过该口可实现本地或远程配置监控。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (2)

1.一种无人值守可靠性测试装置，其特征在于，包括：嵌入式处理模块、显示屏、电源模块、前面板和后面板航插接口；

市电通过所述后面板航插接口进入测试装置，通过所述电源模块转换为直流电给所述嵌入式处理模块进行供电；

所述显示屏连接嵌入式处理模块，显示测试程序设定的输出信息；

所述后面板航插接口通过线缆连接嵌入式处理模块；

所述嵌入式处理模块通过运行测试程序，完成程序设定的调压控制信号、继电器控制信号的输出以及测试被测设备的串口、网络、USB和CAN口；

所述前面板包括主电源开关、指示灯和蜂鸣器，所述主电源开关连接在市电输入及电源模块之间，所述指示灯和蜂鸣器均接入嵌入式处理模块；

测试装置端软件包括嵌入式操作系统及测试程序；

所述嵌入式操作系统包括Linux内核程序、显示驱动程序、触摸屏驱动程序、各接口电路驱动程序及GPIO驱动程序；

所述测试程序包括开关机控制程序和功能测试控制程序；

所述开关机控制程序控制被测试设备的开关机时间和开机过程中的输入电压；

所述功能测试控制程序控制测试设备定时测试受试设备的端口；

所述主电源开关控制测试装置上电，所述指示灯用于指示电源输入情况，所述蜂鸣器用于警示测试出现的故障；

所述嵌入式处理模块使用ARM架构处理器，集成内存及flash存储器，运行嵌入式操作系统；

所述嵌入式处理模块支持两路独立的10/100/1000M自适应网络接口，2路USB 2.0接口、1路4线TF卡接口、6路串口接口、一路CAN口和多个GPIO；

所述嵌入式处理模块采用直流供电；

所述显示屏为液晶触摸显示屏，用于设置测试内容，在试验过程中显示测试项目和告警信息，用于随时查看测试结果；

所述电源模块用于将AC220V市电电源转换为直流电源给嵌入式处理模块供电；

所述后面板航插接口包括1路市电输入、1路受控电源输入、1路受控电源输出、2路网口、6路串口、1路CAN口、2路USB接口及1路TF卡插口；

开关机设置程序模块控制被试设备的开关机时间，以及开机过程中的输入电压，试验人员通过触摸屏或鼠标、键盘设备输入试验过程中被试设备开关机时间、电压及试验循环数、开机情况检测通信口设置及受试设备开机时间信息，测试程序运行后该模块将根据输入的信息，定时驱动调压控制接口控制程控电源箱电压输出，并通过控制继电器模块来对受试设备进行上电操作，受试设备上电后，该程序模块还将通过设置好的通信端口与被试设备进行通信，若在设定的时间内通信成功，则判定受试设备开机成功，程序模块将记录开机成功时间；若未在设定的时间内通信成功则判定受试设备开机失败，程序模块将记录开机失败时间，通过显示屏及蜂鸣器发出警告信息，并控制继电器模块切断受试设备电源以保护受试设备；在被试设备运行期间，程序模块将定时通过该通信端口与被试设备进行心跳通信，直至被试设备关机；若未到关机时间出现3次以上通信失败，则判定受试设备在工作过程中出现故障，程序模块将记录故障时间，通过显示屏及蜂鸣器发出警告信息，并控制继电器模块切断受试设备电源以保护受试设备；到达关机时间后，通过调试通信口向受试设备发送关机指令，并于设定时间后控制继电器模块切断受试设备电源；之后判断试验过程是否结束，若试验过程结束则测试程序完成；若试验未完成则进入下一个阶段等待；

功能测试控制程序模块控制测试设备定时测试受试设备某些端口，试验人员通过触摸屏或鼠标、键盘设备输入试验过程中的需要测试的端口，测试时间、测试参数及试验循环数，设置完成后，通过调试通信口将各项参数，包括测试端口号、测试参数，下发至受试设备；测试程序运行后该程序模块将根据输入的信息，到达预设测试时间点后，通过调试通信口通知受试设备端软件进行测试，并在收到回复后开始测试；若受试设备超时未回复，则直接判定受试设备该时间点功能异常，程序模块将记录功能异常时间，并通过显示屏及蜂鸣器发出警告信息；测试开始后，程序模块驱动相应的接口模块，以设定的参数与受试设备进行通信并校验通信结果；校验结果符合预期设定，则判定受试设备功能正常，程序模块将记录测试内容及测试时间；若检验结果不符合预期设定，则判定受试设备该时间点功能异常，程序模块将记录功能异常时间及端口号，并通过显示屏及蜂鸣器发出警告信息；

受试设备端软件功能有设置与测试设备通信的调试通信口信息、接收测试设备发来的各项参数、对计算机发出关机指令、应答测试设备的心跳信息以及在测试时调用被测端口对测试设备发送设定好的返回信息；

在试验开始前，由试验人员在受试设备端软件设置调试通信口信息，随后由测试设备端由调试通信口下发测试参数，包括测试端口号、测试参数，试验开始设备上电后，受试设备端软件随操作系统启动自动启动，随后开始检测检测设备发来的开机检测信号，收到信号后返回程序预设值，随后定时与测试设备设备进行心跳通信并直至收到测试设备发来的关机信号，之后软件向操作系统发送关机指令，操作系统进入关机进程；在受试设备收到测试设备发来的测试开始信息后，软件发送应答信息；然后根据试验前下发的测试参数，调用计算机相应端口资源，与测试设备进行通信；

增加外部的检测设备，包括受试设备输入端电压电流检测设备、视频监控设备，通过硬件连接和软件设计，将这些设备的检测结果增加到整体测试报告中，便于技术人员在出现故障时排查故障原因；

测试设备增加一个配置网口，该测试网口接入企业内部网，在B/S软件上通过该口可实现本地或远程配置监控。

2.一种无人值守可靠性测试系统，其特征在于，采用权利要求1所述的无人值守可靠性测试装置。