CN113970901A - 一种通用化开关矩阵控制平台 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种通用化开关矩阵控制平台。所述平台包括：上位机和开关矩阵控制箱；开关矩阵控制箱包括：机箱、通信模块、控制模块、电源模块及至少1个开关模块；开关模块包括控制板、用于安装射频开关的安装支架以及至少1个射频开关；控制板包括：编码模块、IO模块以及电源适配模块；所述编码模块用于对开关模块中射频开关的类别、型号、数量以及通信地址进行编码；上位机根据预设需求、开关模块的编码模块的编码结果，对开关模块的导通状态进行远程控制。该平台可采用不同种类、不同控制方式、不同工作电压的开关交叉控制组成N*M路矩阵通道，平台具有较好的通用性，可降低研发成本和研发时间。

Description

一种通用化开关矩阵控制平台
技术领域
本申请涉及自动测试技术领域，特别是涉及一种通用化开关矩阵控制平台。
背景技术
开关矩阵是自动测试系统的重要组成部分。由于测试环境、测试需求的不同，大部分射频开关矩阵是进行定制设计。这样使得开关矩阵不仅价格昂贵，且从设计到成品需要较长的时间。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种通用化开关矩阵控制平台。
一种通用化开关矩阵控制平台，所述平台包括：上位机和开关矩阵控制箱。
所述开关矩阵控制箱包括：机箱和安装在所述机箱内部的通信模块、控制模块、电源模块及至少1个开关模块。
所述通信模块，用于所述上位机和所述控制模块与所述开关模块之间进行通信。
所述控制模块，用于根据预设需求在本地控制所述开关模块的导通状态。
所述开关模块，包括控制板、用于安装射频开关的安装支架以及至少1个射频开关；
所述控制板包括：编码模块、IO模块以及电源适配模块；所述编码模块用于对开关模块中射频开关的类别、型号、数量以及通信地址进行编码；所述IO模块包括多个IO口和多个开关状态检测端口，所述IO口与射频开关的控制端连接；所述电源适配模块用于对射频开关提供合适的工作电压；
所述电源模块，用于给所述机箱、所述通信模块、所述控制模块以及所述开关模块提供电源；
所述上位机，用于根据所述预设需求、开关模块的编码模块的编码结果，对开关模块的导通状态进行远程控制。
进一步的，当所述开关矩阵控制箱的数量为1个以上时；所述开关矩阵控制箱通过总线级联，然后通过总线与上位机连接。
进一步的，所述控制模块包括控制器、可触控显示器以及两位地址拨码器；所述可触控显示器和所述控制器连接；所述控制器用于执行控制软件实现对射频开关的通断进行控制；所述两位地址拨码器用于为通过总线形式级联的1个以上开关矩阵控制箱提供地址。
进一步的，当所述开关矩阵控制箱包括1个以上的开关模块时，同一个开关模块中的射频开关的类别和型号相同，不同开关模块中的射频开关的类别、型号和数量相同或者不同，射频开关数量为1-6个。
进一步的，所述机箱为支持安装6个开关模块的3U标准机箱，包括设置在机箱前后面板上的两个USB接口、一个LAN网口、两个RS485接口以及两路直流电源输出端口；所述RS485接口用于机箱级联，所述直流电源输出端口用于给需要外接电源的待测试器件提供电源。
进一步的，所述编码模块包括：三组拨码开关和一组通信地址位。
具体的，一组通信地址位用于通信方式识别。
进一步的，第一组拨码开关用于记录射频开关类别，射频开关类别包括：常开型低电平有效；常开型高电平有效；磁保持型低电平有效；磁保持型高电平有效；第二组拨码开关用于记录射频开关型号，射频开关型号包括：单刀双掷开关、双刀双掷开关，单刀三掷开关，单刀四掷开关、单刀六掷开关、单刀八掷开关和单刀十掷开关；第三组拨码开关用于记录射频开关的数量。
进一步的，所述上位机用于运行上位机软件，所述上位机软件用于通过识别编码模块的编码结果，确定每个开关模块中射频开关的类型、型号以及数量，并根据预设需求自动选择控制方式对开关模块进行控制。
进一步的，所述上位机软件包括射频开关模块总览模块，开关模块控制模块、通道控制模块及通道编辑模块；所述射频开关模块总览模块用于将上位机软件读取所述平台中所有开关模块信息通过图形的方式进行显示，还用于显示开关状态；所述开关模块控制模块用于对开关模块进行显示和控制；所述通道控制模块用于根据开关模块的通道设置对开关模块的通道进行控制；所述通道编辑模块用于给操作人员提供通道控制编辑界面，编辑完毕后，将通道映射到所述通道控制模块。
进一步的，所述开关模块的接口为标准化接口，采用通用的带状连接器。
上述一种通用化开关矩阵控制平台，所述平台包括：上位机和开关矩阵控制箱；开关矩阵控制箱包括：机箱、通信模块、控制模块、电源模块及至少1个开关模块；开关模块包括控制板、用于安装射频开关的安装支架以及至少1个射频开关；控制板包括：编码模块、IO模块以及电源适配模块；所述编码模块用于对开关模块中射频开关的类别、型号、数量以及通信地址进行编码；上位机根据预设需求、开关模块的编码模块的编码结果，对开关模块的导通状态进行远程控制。该平台可采用不同种类、不同控制方式、不同工作电压的开关组成N*M路矩阵通道。平台具有较好的通用性，可降低研发成本和研发时间。
附图说明
图1为一个实施例中通用化开关矩阵控制平台组成框图；
图2为一个实施例中通用化开关矩阵控制平台连接示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在一个实施例中，如图1所示，提供了一种通用化开关矩阵控制平台，该平台包括：上位机10和开关矩阵控制箱20。
开关矩阵控制箱20包括：机箱201和安装在机箱201内部的通信模块202、控制模块203、电源模块204及至少1个开关模块205。
通信模块202，是一个总线模块，包括USB模块、LAN转RS485模块。通信模块202，用于上位机10和控制模块203与开关模块205之间进行通信，实现上位机10对开关模块205直接进行控制，并实现开关矩阵控制箱20对开关模块205直接进行控制。
控制模块203，用于根据预设需求在本地控制开关模块205的导通状态。
开关模块205，包括控制板、用于安装射频开关的安装支架以及至少1个射频开关。将开关进行了模块化设计，每个开关模块可根据需求选择开关类型（如大功率开关），不同模块之间进行组合。平台支持快速更换开关模块，需要更换或增加开关模块时无需返厂，测试人员可直接进行拆除更换。不同厂商的同类型射频开关外观尺寸基本相同，这样有利于安装支架的统一设计。
控制板包括：编码模块、IO模块以及电源适配模块；所述编码模块用于对开关模块205中射频开关的类别、型号、数量以及通信地址进行编码。 IO模块包括多个IO口和多个开关状态检测端口，IO口与射频开关的控制端连接。IO口与射频开关的控制端连接。作为优选，IO口和开关状态检测端口的数量均为14个。所述电源适配模块用于对射频开关提供合适的工作电压。通用化开关矩阵控制平台将种类繁多的射频开关进行归类，使用三组拨码开关记录每个开关模块中射频开关信息，软件通过识别这些信息，选择相应的模式对开关模块进行控制。同时平台支持手动设置测试通道，调高测试效率。
电源模块204，用于给机箱201、通信模块202、控制模块203以及开关模块205提供电源。
上位机10，用于根据预设需求、开关模块205的三组拨码开关的状态和一组通信地址位，对开关模块205的导通状态进行远程控制。同时平台可兼容不同种类、不同控制方式、不同工作电压的射频开关交叉控制，用户可根据具体需求选择不同厂家的射频开关。
平台支持本地控制和远程控制，用户可根据需要进行配置。
上述一种通用化开关矩阵控制平台中，所述平台包括：上位机和开关矩阵控制箱；开关矩阵控制箱包括：机箱、通信模块、控制模块、电源模块及至少1个开关模块；开关模块包括控制板、用于安装射频开关的安装支架以及至少1个射频开关；控制板包括：编码模块、IO模块以及电源适配模块；所述编码模块用于对开关模块中射频开关的类别、型号、数量以及通信地址进行编码；上位机根据预设需求、开关模块的编码模块的编码结果，对开关模块的导通状态进行远程控制。该平台可采用不同种类、不同控制方式、不同工作电压的开关组成N*M路矩阵通道，平台具有较好的通用性，可降低研发成本和研发时间。
进一步的，当开关矩阵控制箱的数量为1个以上时；开关矩阵控制箱通过总线级联，然后通过总线与上位机连接，通用化开关矩阵控制平台连接示意图如图2所示。
单个平台最大可支持72个开关通道，且平台的开关矩阵控制箱支持级联扩展。
进一步的，控制模块包括控制器、可触控显示器以及两位地址拨码器；可触控显示器和控制器连接，作为优选，可触控显示器为4.3寸可触控显示器；控制器用于执行控制软件实现对射频开关的通断进行控制；两位地址拨码器用于为通过总线形式级联的开关矩阵控制箱提供地址，平台支持四个开关矩阵控制箱的级联。在使用备用地址后可支持八个开关矩阵控制箱进行级联。方便进行扩展。
作为优选控制器为工控机、本地电脑、Windows开发板或具有总线通信功能的微控制器等。
进一步的，当开关矩阵控制箱包括1个以上的开关模块时，同一个开关模块中的射频开关的类别和型号相同，不同开关模块中的射频开关的类别、型号和数量相同或者不同，射频开关数量为1-6个。
进一步的，机箱为支持安装6个开关模块的3U标准机箱，包括设置在机箱前后面板上的两个USB接口、一个LAN网口、两个RS485接口以及两路直流电源输出端口；RS485接口用于机箱级联，直流电源输出端口用于给需要外接电源的待测试器件提供电源。
进一步的，编码模块包括三种拨码开关和一组通信地址位。
进一步的，第一组拨码开关用于记录射频开关类别，射频开关类别包括：常开型低电平有效；常开型高电平有效；磁保持型低电平有效；磁保持型高电平有效；第二组拨码开关用于记录射频开关型号，射频开关型号包括：单刀双掷开关、双刀双掷开关，单刀三掷开关，单刀四掷开关、单刀六掷开关、单刀八掷开关和单刀十掷开关；第三组拨码开关用于记录射频开关的数量。
具体的，射频开关的分类方式有：1控制方式不同；2控制电压不同；3开关类型不同。按照控制方式，射频开关可分为磁保持型、常开型、自复位型；控制电压有TTL控制电压、12V、24V、28V；按照开关类型可分为，单刀双掷开关（SPDT），双刀双掷开关（DPDT）和单刀多掷开关（SPnT）。
进一步的，上位机用于运行上位机软件，上位机软件用于通过识别编码模块的编码结果，确定每个开关模块中射频开关的类型、型号以及数量，并根据预设需求自动选择控制方式对开关模块进行控制。
具体的，当射频开关是磁保持型号时，上位机控制该开关模块进行动作，IO口变为有效电位，经过一定的延时，IO口电位自动转换为无效电平，防止射频开关长时间通电发热，减少开关的使用寿命。当开关是常开型开关时，在上位机未改变其状态时，该IO端口需要一直保持有效电平状态，保持开关通道在闭合的状态。当选择上位机控制下一个通道进行导通时，下位机软件会自动将所有IO口至于无效电平，使开关处于复位状态（全部通道均在断开状态），这样就可避免出现因为误操作使同一开关多路通道同时导通的现象。
进一步的，上位机软件包括射频开关模块总览模块，开关模块控制模块、通道控制模块及通道编辑模块；射频开关模块总览模块用于将上位机软件读取平台中所有开关模块信息通过图形的方式进行显示，还用于显示开关状态；开关模块控制模块用于对开关模块进行显示和控制；通道控制模块用于根据开关模块的通道设置对开关模块的通道进行控制；通道编辑模块用于给操作人员提供通道控制编辑界面，编辑完毕后，将通道映射到通道控制模块。
平台支持手动编辑开关级联通道，只需按照通道级联顺序连接开关通道即可。
上位机软件包括三个部分：射频开关模块总览界面，开关模块控制界面、通道控制界面及通道编辑界面组成。
上位机与机箱通信连接后，软件会自动读取所有开关模块信息，根据信息在该界面上形成开关模块总览界面。当需要控制开关模块时，点击开关模块模型，进入开关控制界面，开关控制界面中的开关模型数量及排列方式与实际开关模块一一对应。开关通道控制界面，支持操作人员进行编辑，编辑完毕后，可将通道映射到控制界面。控制软件采用图形化模块。直观、易懂，测试人员经过简单的培训就可进行操作。
进一步的，开关模块的接口为标准化接口，采用通用的带状连接器，连接方便、简单。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种通用化开关矩阵控制平台，其特征在于，所述平台包括：上位机和开关矩阵控制箱；
所述开关矩阵控制箱包括：机箱和安装在所述机箱内部的通信模块、控制模块、电源模块及至少1个开关模块；
所述通信模块，用于所述上位机和所述控制模块与所述开关模块之间进行通信；
所述控制模块，用于根据预设需求在本地控制所述开关模块的导通状态；
所述开关模块，包括控制板、用于安装射频开关的安装支架以及至少1个射频开关；
所述控制板包括：编码模块、IO模块以及电源适配模块；所述编码模块用于对开关模块中射频开关的类别、型号、数量以及通信地址进行编码；所述IO模块包括多个IO口和多个开关状态检测端口，所述IO口与射频开关的控制端连接；所述电源适配模块用于对射频开关提供合适的工作电压；
所述电源模块，用于给所述机箱、所述通信模块、所述控制模块以及所述开关模块提供电源；
所述上位机，用于根据所述预设需求、开关模块的编码模块的编码结果，对开关模块的导通状态进行远程控制。
2.根据权利要求1所述的平台，其特征在于，当所述开关矩阵控制箱的数量为1个以上时；
所述开关矩阵控制箱通过总线级联，然后通过总线与上位机连接。
3.根据权利要求2所述的平台，其特征在于，所述控制模块包括控制器、可触控显示器以及两位地址拨码器；
所述可触控显示器和所述控制器连接；所述控制器用于执行控制软件实现对射频开关的通断进行控制；
所述两位地址拨码器用于为通过总线形式级联的1个以上开关矩阵控制箱提供地址。
4.根据权利要求1所述的平台，其特征在于，当所述开关矩阵控制箱包括1个以上的开关模块时，同一个开关模块中的射频开关的类别和型号相同，不同开关模块中的射频开关的类别、型号和数量相同或者不同，射频开关数量为1-6个。
5.根据权利要求1所述的平台，其特征在于，所述机箱为支持安装6个开关模块的3U标准机箱，包括设置在机箱前后面板上的两个USB接口、一个LAN网口、两个RS485接口以及两路直流电源输出端口；
所述RS485接口用于机箱级联，所述直流电源输出端口用于给需要外接电源的待测试器件提供电源。
6.根据权利要求1所述的平台，其特征在于，所述编码模块包括：三组拨码开关和一组通信地址位。
7.根据权利要求6所述的平台，其特征在于，第一组拨码开关，用于记录射频开关类别，射频开关类别包括：常开型低电平有效；常开型高电平有效；磁保持型低电平有效；磁保持型高电平有效；
第二组拨码开关，用于记录射频开关型号，射频开关型号包括：单刀双掷开关、双刀双掷开关，单刀三掷开关，单刀四掷开关、单刀六掷开关、单刀八掷开关和单刀十掷开关；
第三组拨码开关，用于记录射频开关的数量。
8.根据权利要求1所述的平台，其特征在于，所述上位机用于运行上位机软件，所述上位机软件用于通过识别编码模块的编码结果，确定每个开关模块中射频开关的类型、型号以及数量，并根据预设需求自动选择控制方式对开关模块进行控制。
9.根据权利要求8所述的平台，其特征在于，所述上位机软件包括射频开关模块总览模块，开关模块控制模块、通道控制模块及通道编辑模块；
所述射频开关模块总览模块，用于将上位机软件读取所述平台中所有开关模块信息通过图形的方式进行显示，还用于显示开关状态；
所述开关模块控制模块，用于对开关模块进行显示和控制；
所述通道控制模块，用于根据开关模块的通道设置对开关模块的通道进行控制；
所述通道编辑模块，用于给操作人员提供通道控制编辑界面，编辑完毕后，将通道映射到所述通道控制模块。
10.根据权利要求1-9任一项所述的平台，其特征在于，所述开关模块的接口为标准化接口，采用通用的带状连接器。
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