CN112162541A - 基于串口通信的无人机伺服舵系统测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于串口通信的无人机伺服舵系统测试系统及方法，该方法包括选择相应舵系统进行测试；配置串口并实现上位机与舵系统之间的通讯连接；对输入指令进行解析，将有效指令发送给舵机控制器控制舵机进行运动；接收舵系统数据并对其进行解析，获得舵机的测试数据。本发明将传动比计算、极性判断、故障识别、阀值超限等比较难记或易于记混的数字信息全部转换为可视化的文字或告警灯提示，易于识别。

Description

基于串口通信的无人机伺服舵系统测试系统及方法

技术领域

本发明属于接口软件技术领域，具体为一种基于串口通信的无人机伺服舵系统测试系统及方法。

背景技术

无人机的伺服舵系统作为无人机活动部件的驱动装置，需要实现对无人机上相关的需要运动的部件如活动舵面、前轮转向、油门杆、活动进气道风门、燃油转换阀等机构的不同运动状态的遥控控制或自动控制。随着数字技术的发展，无人机伺服系统采用数字信号控制已经是比较普遍的技术。而舵系统在装机后，需要对其进行功能、性能的测试，一般研发过程中，舵机厂家按厂家的技术要求开展出厂测试后，主机厂将其安装其飞机上后，需要再次根据飞机上的状态和技术要求重新开展相关的测试工作。

在前期研制过程中，伺服舵系统的调试一般比较依耐于通过飞控计算机的地检接口进行测试，而此方法会使舵系统的调试工作进度受制于飞控计算机的硬件和软件的交付和调试、配电系统的安装和调试等，不能做到将舵系统测试独立于其他系统之外，而且舵系统的调试工作量较大，周期较长，如果借用飞控计算机的接口进行调试，将使整机的装配工作必须串行开展，工作效率较低。如直接借用厂家的测试设备或软件，其传动比计算、舵面极性验证等都需要人工进行换算，而测试人员一般对非常专业的知识理解较困难，增加工作负担，容易出现错误理解导致结果错误，工作反复等现象。

发明内容

本发明的目的在于提出了一种基于串口通信的无人机伺服舵系统测试系统。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于串口通信的无人机伺服舵系统测试系统，包括系统选择模块、串口配置模块、与舵系统一一对应连接的舵系统接收数据解析模块、舵系统一一对应连接的舵系统发送数据解析模块和操作及显示模块，所述系统选择模块用于选择相应舵系统进行测试，所述串口配置模块用于配置串口并实现上位机与舵系统之间的通讯连接，所述舵系统接收数据解析模块用于对接收的舵系统数据进行解析，获得舵机的测试数据，所述舵系统发送数据解析模块用于对输入指令进行解析，将有效指令发送给舵机控制器控制舵机进行运动，所述操作及显示模块用于进行指令输入及状态、相应参数、故障告警显示。

优选地，所述串口配置模块包括：

串口扫描模块，用于对上位机有效串口进行扫描，并将有效串口添加至下拉列表中；

串口控制模块，根据当前硬件所连接的串口，在下拉列表中选择对应串口进行打开或关闭操作，以实现舵机控制器与上位机的通讯连接。

优选地，所述舵机的测试数据包括：传动比、极性以及告警阀值比较结果。

优选地，所述舵系统发送数据解析模块对输入的非法字符或超过舵机工作行程的值进行判别，如有上述值则停止测试，对于正常的有效数值进行解码并组包后，发送给舵机控制器控制舵机进行运动。

优选地，所述操作及显示模块包括舵系统选择区、图片提示区、舵系统指令状态显示区、原码查询显示区、电流/温度状态显示区、帮助/提示区、系统连接状态及计数显示区、端口操作区。

优选地，还包括舵系统选择变化事件初始化模块，所述舵系统选择变化事件初始化模块用于对操作及显示模块的相关信息进行初始化。

优选地，还包括循环发送定时器模块，所述循环发送定时器模块用于根据系统选择事件、开始测试状态以及端口打开状态进行逻辑与的判断，实现定时循环发送数据，以及对舵系统提示灯的刷新功能。

一种基于串口通信的无人机伺服舵系统测试方法，具体步骤为：

选择相应舵系统进行测试；

配置串口并实现上位机与舵系统之间的通讯连接；

对输入指令进行解析，将有效指令发送给舵机控制器控制舵机进行运动；

接收舵系统数据并对其进行解析，获得舵机的测试数据。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：

本发明将传动比计算、极性判断、故障识别、阀值超限等比较难记或易于记混的数字信息全部转换为可视化的文字或告警灯提示，易于识别；

本发明提供了系统操作的图片化提示区，将相关的测试对象进行图片展示，以及帮助按钮的文档，易于熟悉测试对象，提供的原码查询区便于对异常故障进行查询。

下面结合附图对本发明做进一步详细的描述。

附图说明

图1是基于串口通信的无人机伺服舵系统测试方法的流程图。

图2是基于串口通信的无人机伺服舵系统测试系统的操作界面示意图。

图1中标记为：1、舵系统1/2选择区；2、图片提示区；3、原码查询显示区；4、电流/温度状态显示区；5、舵系统2指令状态显示区；6、帮助/提示区；7、系统连接状态及计数显示区；8、舵系统1指令状态显示区。

具体实施方式

一种基于串口通信的无人机伺服舵系统测试系统，包括系统选择模块、串口配置模块、与舵系统一一对应连接的舵系统接收数据解析模块、舵系统一一对应连接的舵系统发送数据解析模块和操作及显示模块，所述系统选择模块用于选择相应舵系统进行测试，所述串口配置模块用于配置串口并实现上位机与舵系统(舵机控制器)之间的通讯连接，所述舵系统接收数据解析模块用于对接收的舵系统数据进行解析，获得舵机的测试数据，所述舵系统发送数据解析模块用于对输入指令进行解析，将有效指令发送给舵机控制器控制舵机进行运动，所述操作及显示模块用于进行指令输入及状态、相应参数、故障告警显示。

进一步的实施例中，所述串口配置模块包括：

串口扫描模块，利用循环语句，对上位机有效串口进行扫描，并将有效串口添加至下拉列表中；

串口控制模块，根据当前硬件所连接的串口，在下拉列表中选择对应串口进行打开或关闭操作，以实现舵机控制器与上位机的通讯连接；

进一步的实施例中，所述舵系统接收数据解析模块对接收的舵系统数据进行解析，获得的舵机的测试数据包括：传动比、极性以及告警阀值比较结果

进一步的实施例中，所述舵系统接收数据解析模块对接收的舵系统数据进行解析，获得舵机的传动比进行计算、极性分析结果以及告警阀值比较结果的具体方法为：

根据通信协议，对接收的数据包进行分析，删除无效信号，对有效信号进行解码。根据理论计算的舵机传动比、极性关系，将接收到的二进制代码转化为工程人员易于识别的系统参数，供工程人员进行检查，具体原理为：舵机控制器将舵机或舵系统的状态信息以二进制代码的形式通过串口发馈至上位机，上位机根据通讯协议解算出当前舵机的位置信息，如顺时针旋转至20°，此时，舵机的旋转角度与舵面的旋转角度之间还存在机械传动的传动比和极性关系，比如传动比为1：2，此时舵面角度应为40°，舵机顺时针旋转对应舵面极性为“上偏”，舵机状态信息位会反馈0或1代表舵机“正常”和“故障”，另外，还有舵系统的电流反馈以及电流超过限定值后的告警灯提示等。

进一步的实施例中，所述舵系统发送数据解析模块用于对舵系统输入指令进行分析，对输入的非法字符或超过舵机工作行程的值进行判别，出现异常即自动停止测试，对于正常的有效数值进行解码并组包后，发送给舵机控制器控制舵机进行运动。

进一步的实施例中，所述操作及显示模块包括舵系统选择区、图片提示区、舵系统指令状态显示区、原码查询显示区、电流/温度状态显示区、帮助/提示区、系统连接状态及计数显示区、端口操作区。

所述图片提示区用于在选择对应舵系统后，自动切换显示对应舵系统在机上的安装位置的提示图片；

所述舵系统指令状态显示区用于显示操作指令相应的反馈状态；

所述的原码查询显示区用于根据任务需求，通过勾选“显示原码”栏实现是否显示原码的显示的效果；

所述电流/温度状态显示区用于实时显示测试过程中舵系统的电流值和温度值，并在温度超高时进行提示灯警告；

所述帮助/提示区用于显示帮助文档；

所述系统连接状态及计数显示区用于显示串口连接状态、舵系统工作状态和接收/发送计数；

所述端口操作区用于进行端口扫描、端口选择、波特率选择的相关操作和状态灯提示。

进一步的实施例中，基于串口通信的无人机伺服舵系统测试系统还包括舵系统选择变化事件初始化模块，所述舵系统选择变化事件初始化模块用于对操作及显示模块的相关信息进行初始化，将舵系统各子系统初始化指令值设为0，将未被选择的舵系统的指令栏全部锁定，选择的舵系统的关联图片在图片提示区的切换；

进一步的实施例中，基于串口通信的无人机伺服舵系统测试系统还包括循环发送定时器模块，所述循环发送定时器模块根据系统选择事件、开始测试状态以及端口打开状态进行逻辑与的判断，当发生了系统选择事件且选择了开始测试并打开了端口，循环发送定时器模块向对应舵系统(舵系统1或舵系统2)定时发送数据，实现在正常工作时的定时循环发送数据系统，以及对舵系统提示灯的刷新功能。

一种基于串口通信的无人机伺服舵系统测试方法，具体步骤为：

选择相应舵系统进行测试；

配置串口并触发与串口对应的舵系统接收数据解析模块，

对输入指令进行解析，将有效指令发送给舵机控制器控制舵机进行运动；

接收舵系统数据并对其进行解析，获得舵机的传动比进行计算、极性分析结果以及告警阀值比较结果并进行显示。

实施例1

一种基于串口通信的无人机伺服舵系统测试系统，包括：包括系统选择模块、串口配置模块、舵系统1接收数据解析模块、舵系统2接收数据解析模块、舵系统1发送数据解析模块、舵系统2发送数据解析模块以及操作及显示模块，所述系统选择模块用于选择相应舵系统进行测试，所述串口配置模块用于配置串口并触发与串口对应的舵系统接收数据解析模块，所述舵系统接收数据解析模块用于对接收的舵系统数据进行解析，获得舵机的传动比进行计算、极性分析结果以及告警阀值比较结果，所述舵系统发送数据解析模块用于对输入指令进行解析，将有效指令发送给舵机控制器控制舵机进行运动。

所述串口配置模块包括：串口扫描模块、串口控制模块以及串口接收模块，其中，所述串口扫描模块利用循环语句，对上位机串口进行扫描，并将有效串口添加至下拉列表中；

所述串口控制模块通过按键事件，将下拉列表中选择的对应串口进行打开或关闭操作；

所述串口接收模块通过关联串口是否打开以及舵系统1或舵系统2选择按键是否被选择，触发对应的舵系统接收数据解析模块；

所述的舵系统1接收数据解析模块用于在舵系统1测试过程中，根据通信协议，对接收的数据包进行分析，对无效信号进行删除，对有效信号进行解码，获得舵机的传动比进行计算、极性分析结果以及告警阀值比较结果，并按要求的数值格式或状态显示在操作界面；

所述的舵系统2接收数据解析模块用于在舵系统2测试过程中，根据通信协议，对接收的数据包进行分析，对无效信号进行删除，对有效信号进行解码，获得舵机的传动比进行计算、极性分析结果以及告警阀值比较结果，并按要求的数值格式或状态显示在操作界面；

所述的舵系统1发送数据解析模块用于对舵系统1的输入指令进行分析，对输入的非法字符或超过舵机工作行程的值进行判别，出现异常即自动停止测试，对于正常的有效数值进行解码并组包后，发送给舵机控制器控制舵机进行运动；

所述的舵系统2发送数据解析模块用于对舵系统2的输入指令进行分析，对输入的非法字符或超过舵机工作行程的值进行判别，出现异常即自动停止测试，对于正常的有效数值进行解码并组包后，发送给舵机控制器控制舵机进行运动；

所述的舵系统1启动和关闭模块为舵系统1启动或停止测试的使能模块；

所述的舵系统1按钮选择变化事件初始化模块用于对操作界面的相关信息进行初始化，将各子系统初始化指令值为0，将未被选择的舵系统2的指令栏全部锁定，系统1关联图片在图片提示区的切换；

所述的舵系统2按钮选择变化事件初始化模块用于对操作界面的相关信息进行初始化，将各子系统初始化指令值为0，将未被选择的舵系统2的指令栏全部锁定，系统1关联图片在图片提示区的切换；

所述的循环发送定时器模块根据系统1或2的选择事件、“启动测试”按键状态以及端口打开状态进行逻辑与的判断，以实现在正常工作时的定时循环发送数据系统，同时对系统1或系统2“启动/停止测试”按键左侧的提示灯的刷新功能；

所述的帮助文档模块用于在按下相应的帮助或提示按键时，在MessageBox窗体中显示中相关的提示信息。

所述操作及显示模块包括图片提示区、舵系统指令状态显示区、原码查询显示区、电流/温度状态显示区、帮助/提示区、系统连接状态及计数显示区。

所述图片提示区在勾选对应舵系统后，会自动切换为对应系统在机上的安装位置的提示图片；

所述舵系统1指令发送及状态显示区和舵系统2指令发送及状态显示区用于显示操作指令相应的反馈状态；

所述原码查询显示区根据任务需求，通过勾选“显示原码”栏实现是否显示原码的显示的效果；

所述电流/温度状态显示区在测试过程中会实时显示舵系统的电流值和温度值，并在温度超高时进行提示灯警告；

所述帮助/提示区用于显示帮助文档；

所述系统连接状态及计数显示区用于显示串口连接状态、舵系统工作状态和接收/发送计数。

本实施例的操作流程为：

新上手用户可在测试前点击帮助/提示区6的“注意事项”和“操作说明”键，阅读相关的帮助信息；

在舵系统1/2选择区1选择将要测试的舵系统，此时在图片提示区2会切换显示对应系统的舵机在飞机上的对应位置；

按下“扫描端口”键，对上位机的有效端口进行扫描，选择需要通信的波特率，然后点击“打开端口”按键，此时按键左侧信号灯会由红色变为红色，指示工作状态正常，同时按键会切换为“关闭端口”状态，再次按下，即可关闭端口；

在舵系统2指令发送及状态显示区5或舵系统1指令发送及状态显示区8的“指令”栏输入相应的指令，然后按下“启动测试”键即可实现对舵机的指令控制，“启动测试”键按下后，左侧信号灯变绿，表示工作状态正常，同时按键上的文字会变为“停止测试”状态，再次按下后即可停止测试；

测试过程中，如需要查询接收到的信号原码，可通过勾选帮助/提示区6的“显示原码栏”，使原码查询显示区3显示原码，如需要清空原码，可按下“清空原码”键；

测试过程中，舵系统的电流和温度及是否超温的状态会显示在电流/温度状态显示区4的对应位置，串口连接状态、舵系统连接状态、接收计数、发送计数会在软件下端的系统连接状态及计数显示区7显示。

Claims (10)

1.一种基于串口通信的无人机伺服舵系统测试系统，其特征在于，包括系统选择模块、串口配置模块、与舵系统一一对应连接的舵系统接收数据解析模块、舵系统一一对应连接的舵系统发送数据解析模块和操作及显示模块，所述系统选择模块用于选择相应舵系统进行测试，所述串口配置模块用于配置串口并实现上位机与舵系统之间的通讯连接，所述舵系统接收数据解析模块用于对接收的舵系统数据进行解析，获得舵机的测试数据，所述舵系统发送数据解析模块用于对输入指令进行解析，将有效指令发送给舵机控制器控制舵机进行运动，所述操作及显示模块用于进行指令输入及状态、相应参数、故障告警显示。

2.根据权利要求1所述的基于串口通信的无人机伺服舵系统测试系统，其特征在于，所述串口配置模块包括：

串口扫描模块，用于对上位机有效串口进行扫描，并将有效串口添加至下拉列表中；

串口控制模块，根据当前硬件所连接的串口，在下拉列表中选择对应串口进行打开或关闭操作，以实现舵机控制器与上位机的通讯连接。

3.根据权利要求1所述的基于串口通信的无人机伺服舵系统测试系统，其特征在于，所述舵机的测试数据包括：传动比、极性以及告警阀值比较结果。

4.根据权利要求1所述的基于串口通信的无人机伺服舵系统测试系统，其特征在于，所述舵系统发送数据解析模块对输入的非法字符或超过舵机工作行程的值进行判别，如有上述值则停止测试，对于有效数值进行解码并组包后，发送给舵机控制器控制舵机进行运动。

5.根据权利要求1所述的基于串口通信的无人机伺服舵系统测试系统，其特征在于，所述操作及显示模块包括舵系统选择区、图片提示区、舵系统指令状态显示区、原码查询显示区、电流/温度状态显示区、帮助/提示区、系统连接状态及计数显示区、端口操作区。

6.根据权利要求1所述的基于串口通信的无人机伺服舵系统测试系统，其特征在于，还包括舵系统选择变化事件初始化模块，所述舵系统选择变化事件初始化模块用于对操作及显示模块的相关信息进行初始化。

7.根据权利要求1所述的基于串口通信的无人机伺服舵系统测试系统，其特征在于，还包括循环发送定时器模块，所述循环发送定时器模块用于定时循环发送数据，并实现对舵系统提示灯的刷新功能。

8.一种基于串口通信的无人机伺服舵系统测试方法，其特征在于，包括：

选择相应舵系统进行测试；

配置串口并实现上位机与舵系统之间的通讯连接；

对输入指令进行解析，将有效指令发送给舵机控制器控制舵机进行运动；

接收舵系统数据并对其进行解析，获得舵机的测试数据。

9.根据权利要求8所述的基于串口通信的无人机伺服舵系统测试方法，其特征在于，舵机的测试数据包括：传动比、极性以及告警阀值比较结果。

10.根据权利要求8所述的基于串口通信的无人机伺服舵系统测试方法，其特征在于，舵机的测试数据通过操作及显示模块显示。

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