CN114264980A - 一种积木式模块化检查被测设备内部导线连接关系的测试方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明采用搭积木的方式构建测试系统，模块化设计，检查被测设备内部导线连接关系。测试模块采用相同的硬件系统和软件设计，当对于不同的被测设备进行连线测试时，被测试设备的测试接口、测试量有巨大变化时，测试系统只需更换相应的适配器，增添或减少测试模块即可适应不同时测试需求，而且对被测设备分布范围没有特别要求。系统测试对被测设备中特殊网络，如“电”、“地”网进行测试也可以自动测试。本发明采用测试模块搭积木式构建ZigBee星型无线网测试系统对被测设备的导线连接关系进行测试，具有极强的测试扩充能力，可对被测设备机柜内部各类导线连接关系快速准确的测试，不需要额外的测试设施。
Description
技术领域
本发明属于测试技术领域，具体涉及一种导线连接关系测试系统和方法。
背景技术
在许多场合下对设备中导线连接关系的检查是一项重要工作。大量的查线工作都是人工开展，存在工作量大、效率低、受环境空间约束大的问题。特别是维修旧产品时，如原有资料不全或不准确，则难以查清各种隐蔽的接插件端点间导线连接关系，人工检查设备内多余连线、短路导线尤为困难。
采用自动检查导线连接关系的测试设备能够较好的解决以上问题。发表于《现在雷达》2012年第08期的《基于CAN总线智能查线仪的设计与实现》、发表于《工业控制计算机》2015年07期的《查线记录仪的设计》，和安徽大学 2014年 09期硕士论文《基于DSP的查线器研究与设计》中公开了若干种查线测试方法。
但此类自动查线设备一般采用传统机柜形式出现，由测试探头、测试主机、测试计算机构成。其机柜、测试探头组成是固定的，也就是说一旦设计成型后，其最大测试能力一般就确定了，如一台设备最大可测试5000个导线连接点相互连接的情况。如果被测设备需测试点超过5000个，此测试仪就难以完成测试工作。如果被测设备分布区域较大，超过常见机柜布局时，普通自动查线设备也难以测试。查线测试仪常常需要很大的机柜结构，设备量较大，携带极不便捷。其二传统查线测试仪很多是通过激励信号驱动测试探头，其余探头检测激励信号的方法检查被测设备的导线连接关系的，如果检查到大量被测端点连接在一起的特殊网络，如“电”、“地” 网络时，由于无法驱动数量庞大的被测端点电信号，往往需要分层处理。因此具备大容量测试能力、测试性能高的查线仪表设备往往价格昂贵，体积庞大，极大的限制了自动查线设备的使用范围及效率。
目前模块化是仪表一种发展方向，无线组网技术又为测试仪表构造模块化提供一种新的解决方案。采用无需增添机柜结构，只需添加基本模块的搭积木式自由增减方式就可增加或削减仪表组成对控制成本、提高效益有相当大的益处。无线组网技术是模块仪表设备的重要发展方向。ZigBee 组网技术是一种用于对数据传输速率要求不高，低功耗的短距离无线通信技术，成本低、价格便宜、组网方便、网络容量大。其核心芯片性价比高，只需较少的外围器件就可以组成ZigBee无线组网收发系统。组网协议编程可使用集成开发环境用的工具开发。ZigBee 网络的拓扑结构可以分为星型网、树状网和网状网。市面上有许多货架产品组网模块，价格便宜，支持ZigBee无线组网，留有二次开发基础，可以用于一般星型网络开发应用。组网模块可安装在测试组件PCB板预留位置上。网络中具有一个节点ZigBee 设备为全功能设备(FFD)起到协调器功能，其余节点为简化功能设备(RFD)，所有节点均组网连接到协调器，其最大的优点是结构简单，组网方便，功耗低。组网技术的发展为模块化查线系统提供了坚实的技术支持。但目前尚未有无线组网、模块化测试、搭积木方式自动查线的测试方法和相关系统。
发明内容
本发明目的在于实现一种积木式模块化检查被测设备内部导线连接关系的测试方法和系统。
本发明克服了现有技术中的缺点，提供了新型的一种积木式模块化检查被测设备内部导线连接关系的测试方法和系统。
1、解决传统查线测试方法中对“电”、“地”网这类特殊网络的测试难点；
2、解决传统查线测试方法设备量大，扩充难度大，不具备模块化问题；
3、解决一些特殊被测设备如设备分布范围大，测试设备难以测试问题；
4、解决查线设备结构复杂，设备成本高，设备量大，不便于携带问题。
以低成本、低功耗芯片设计的模块化测试单元作为测试基础，通过积木式搭建测试系统，可检查被测设备机柜内部导线各种连接短路、开路情况，可灵活适应不同被测设备的测试对象差距极大的情况。测试系统无传统的测试机柜，采用ZigBee无线组网技术相互通讯，有极强的测试扩充能力。
本发明采用搭积木的方式构建测试系统，模块化设计，检查被测设备内部导线连接关系。测试模块采用相同的硬件系统和软件设计，当对于不同的被测设备进行连线测试时，被测试设备的测试接口、测试量有巨大变化时，测试系统只需更换相应的适配器，增添或减少测试模块即可适应不同时测试需求，而且对被测设备分布范围没有特别要求。系统测试对被测设备中特殊网络，如“电”、“地”网进行测试也可以自动测试。本发明采用测试模块搭积木式构建ZigBee星型无线网测试系统对被测设备的导线连接关系进行测试，具有极强的测试扩充能力，可对被测设备机柜内部各类导线连接关系快速准确的测试，不需要额外的测试设施。
一种积木式模块化检查被测设备内部导线连接关系的测试方法，其测试方法在于如下步骤：
（1）在对首次被测的新型设备进行测试前，需要对被测设备需要测试的导线连接端点数量进行评估，确定所需测试模块单元数量；并完成被测设备测试相配合的专用适配器制作，如果对同型被测设备已进行过测试，可跳过此步；
（2）使用适配器将测试系统各测试模块测试端子与被测设备待测连线端子连接，同时根据连接情况，从主模块开始按测试顺序设定测试系统中各个测试模块ID号，并人工将被测设备导线端子与测试模块测试端子连接对应关系录入测试计算机；
（3）测试系统加电，测试系统自检，测试模块组建ZigBee星型无线网络；
（4）测试系统对被测设备中特殊网络,如被测设备“地”、”电”网络的导线连接关系分别进行测试，测试系统的测试计算机向主模块传送测试指令，主模块通过无线网下传指令并汇总测试数据，上传到测试计算机。测试计算机解析后得到与特殊网络：如“地”网络相连接的测试端子列表（A）、“电”网络相连接的测试端子列表（B）等；
（5）测试系统对被测设备中除特殊网络以外的导线连接关系进行测试，测试计算机通过与步骤（4）相同的测试路径下传指令和汇总数据；测试计算机进行数据解析，得到有相互连接关系的测试端子连接表（C）；
（6）测试计算机根据表（A）、表（B）、表（C）和测试系统与被测设备端子连接对应表进行综合分析，生成标准格式实测被测设备导线表；
（7）测试计算机将实测表与正确导线表比较，判断被测系统设备是否存在导线连接错误。
根据步骤（1）测试方法，在测试前需要对所需测试模块数量的评估，并准备相应的测试模块、适配器；
根据步骤（2）在人工将测试系统与被测设备通过适配器相连接时，从主测试模块开始按顺序设置测试模块ID号作为模块标识符，同时人工在测试计算机录入被测导线端子与测试模块端子连接对应关系。主测试模块ID号为ID“1”；
根据步骤（3）对测试系统加电，测试系统自检，检查测试模块自动组建ZigBee星型无线网络情况，在测试通讯正常情况下，准备开始测试；
根据步骤（4）对被测设备的测试首先是对被测设备中特殊网络的导线连接关系分别进行测试。如被测设备中“地”网、“电”网进行测试。测试前，需要用导线将测试模块的“地”网与被测设备的特殊网络中某一点连接。系统加电，在计算机中执行对特殊网络测试程序。测试计算机发送测试模块采集测试端子上电信号的指令。主测试模块中AVR单片机通过串口接收测试计算机指令，通过ZigBee星型组网的无线模块发送指令到测试模块组内，组内各测试模块中AVR单片机通过组网的无线模块接收指令后，控制模块内FPGA芯片执行测试端子采集电信号的指令。采集数据由AVR单片机汇总后添加标识符编译成指定格式表格。主模块通过无线网按组内测试模块ID顺序收集组内模块采集的测试表，汇集成组内测试表上传测试计算机。数据由测试计算机分析，得到与被测设备的特殊网络相连的测试端子列表。如与被测设备的“地”网相连的测试端子列表（A）、与被测设备的“电”网相连的测试端子列表（B）等等。以上测试分开依次进行的，而且每次对新测的特殊网络测试前后，都应进行新的连接或拆除上次测试系统“地”网与被测设备的特殊网络间连接线。
根据步骤（5）启动测试计算机对排除掉与被测设备中特殊网络相连的测试端子后的其他所有已连接到被测端点的测试端子连线关系的测试程序。程序先对此类测试端子进行排序，得到所需测试的测试端子排序表。如果系统中共有m个测试模块，那么表中从主测试模块中第一个测试端子：“01-01”开始到测试系统的最后一个测试端子“m-**”结束进行排序。测试计算机按排序表逐次向主测试模块发送指令，指定当前测试端子发送“0”电平信号，其余测试端子执行信号采集的指令。主测试模块通过串口接收测试计算机指令，通过ZigBee无线网络发送指令到各个测试模块。各模块中AVR单片机按指令控制测试端子工作方式，并记录采集数据，添加特定标识符形成指定格式的测试采集表。主测试模块发送指令要求组内模块按顺序要求上传测试采集表，各个测试模块接收指令后，按顺序上传测试表，主测试模块汇总数据后上传测试计算机。
测试计算机不断按测试排序表，发送新的指令，直到测试排序表中测试项目都已测试完成，相应的采集数据都已汇总到测试计算机，才完成数据采集工作。测试计算机对数据进行数据解析，得到有相互连接关系的测试端子连接表（C）。
根据步骤（6），测试计算机程序根据表（A）、表（B）、表（C）和测试系统与被测设备端子连接对应表进行综合分析，生成标准格式实测被测设备导线表。完成对被测设备的导线关系实际测量。
根据步骤（7），当测试计算机中存被测设备正确的导线表时，测试程序将其与实测导线表比较，可判断被测设备是否存在导线连接错误，给出故障节点表。
一种积木式模块化测试被测设备内部导线连接关系测试系统，包括硬件部分和软件部分。
硬件部分包括硬件设备，软件部分包括调度控制、通讯、数据分析、显示输出；硬件设备在软件调度控制下通过通讯网络将采样数据传输到分析软件，分析软件将分析结果显示输出。
测试系统硬件包括测试计算机、1~m个可自动组网的测试模块，被测设备测试配套适配器。适配器属于专用设备。测试模块均提供唯一标识符ID编号；
测试计算机负责控制指令下发与测试数据处理，测试模块单元负责通过适配器读取被测设备接插件端点上的测试数据信号，测试数据传到测试计算机，根据预先录入的测试端子与被测设备被测端点连接对应表经软件处理后形成被测设备导线连接关系表。
测试模块，单个模块可以对具有一定连线端子数的设备进行测试。测试模块硬件主要电路由三部分组成，以Atmel公司的AVR单片机及接口电路为主的控制电路、以Xiline公司的CyloneⅡ中EP4C的FPGA芯片为主的数据采集电路、以TI公司的CC2530芯片为主的ZigBee无线网络通讯模块。当测试系统需要增加测试模块时，ZigBee无线网络通讯模块负责各个测试模块间的组网；单片机负责控制采集数据的FPGA集成电路进行数据采集及数据汇总上传；采集数据的FPGA集成电路发送激励信号并采集数据。
测试模块中采集数据的FPGA集成电路是通过FPGA芯片中I/O管脚作为测试端子，管脚接弱上拉电阻。在无外界电信号接入时，测试端子会采集到高电平信号“1”。当有低电平信号输入时，则采集到的是低电平信号“0”。如果被测设备中两个被测导线端点连通的，所采集到的电信号是相同的。通过对I/O测试端子发送“0”电平信号，就只有与它相连的端子才能采集到“0”电平信号。其余测试端子只会采集到高电平信号。根据汇总采集到的信号“0”或“1”来判断导线连接关系。
当测试系统采用多个测试模块进行测试时，需设置每个模块的ID号，作为模块的识别码。ID编号1的测试模块作为主测试模块与测试计算机通讯，在承担采集数据的同时，还负责测试系统的各个模块单元的采集数据汇总及数据上传。组网模块以单片PCB电路方式嵌加在测试模块预留位置的PCB板上。组网模块采用PCB板印制天线，主测试模块上组网模块起协调器功能，其余测试模块上ZigBee 组网模块为简化功能节点，所有节点可自动组网连接到协调器。
软件部分包括：测试模块内嵌软件、网络模块内嵌软件、测试计算机数据处理软件。各个测试模块单元中涉及的安装在单片机、FPGA内的嵌入软件是相同的，当装入测试系统时，嵌入软件通过设定的单元ID号调用子程序模块，起到按系统设定的方式协调工作的作用。
本发明的有益效果是：
本发明采用搭积木的方式构建测试系统，模块化设计，无线组网，使测试系统构成非常简洁，极大简化了系统扩展要求，既可大大提高了查线的工作效率，又有投资高效、易于扩展、便于携带，组合简洁的特点，较好的解决了以往查线设备的种种问题。为查清被测设备机柜或插箱接插件端点间的电气连接情况提供了一种高效率的检查方法。
附图说明
图1 测试流程；
图2 特殊网络测试流程
图3 测试系统测试端子与被测设备被测导线连接端点的连接对应表示意图
图4 测试系统测试示意框图
图5 测试系统测试连接示意图
图6 测试模块示意逻辑框图
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
结合图1-图5，本实施例公开了一种搭积木式模块化检查被测导线连接关系的测试方法，包括如下步骤：
(1)在对首次被测的新型设备进行测试前，需要对被测设备需要测试的导线连接端点数量进行评估，确定所需测试模块单元数量；并完成被测设备测试相配合的专用适配器制作，如果对同型被测设备已进行过测试，可跳过此步；
(2)使用适配器将测试系统各测试模块测试端子与被测设备待测连线端子连接，同时根据连接情况，从主模块开始按测试顺序设定测试系统中各个测试模块ID号，并人工将被测设备导线端子与测试模块测试端子连接对应关系录入测试计算机；
(3)测试系统加电，测试系统自检，测试模块组建ZigBee星型无线网络；
(4)测试系统对被测设备中特殊网络,如被测设备“地”、”电”网络的导线连接关系分别进行测试，测试系统的测试计算机向主模块传送测试指令，主模块通过无线网下传指令并汇总测试数据，上传到测试计算机。测试计算机解析后得到与特殊网络：如“地”网络相连接的测试端子列表（A）、“电”网络相连接的测试端子列表（B）等；
(5)测试系统对被测设备中除特殊网络以外的导线连接关系进行测试，测试计算机通过与步骤（4）相同的测试路径下传指令和汇总数据；测试计算机进行数据解析，得到有相互连接关系的测试端子连接表（C）；
(6)测试计算机根据表（A）、表（B）、表（C）和测试系统与被测设备端子连接对应表进行综合分析，生成标准格式实测被测设备导线表；
(7)测试计算机将实测表与正确导线表比较，判断被测系统设备是否存在导线连接错误。
步骤（1）中测试前需要对被测设备测试量进行评估，确定系统组成模块数量，并完成被测设备相配合的专用适配器制作。系统最少需要一块测试模块，当被测设备需测试导线连接节点数小于一块测试模块测试端子数时，则不需要增添另外的测试模块，也无需进行无线组网步骤；
步骤（2）中，在人工将测试系统与被测设备通过适配器相连接时，从主测试模块开始按顺序设置测试模块ID号作为模块标识符，同时人工在测试计算机录入被测导线端子与测试模块端子连接对应关系；
步骤（3）中，对测试系统加电，测试系统自检，检查测试模块自动组建ZigBee星型无线网络情况，在测试通讯正常情况下，准备开始测试；
步骤（4）中，对被测设备的测试首先是对被测设备中特殊网络的导线连接关系分别进行测试。如被测设备中“地”网、“电”网进行测试。测试前，需要用导线将测试模块的“地”网与被测设备的特殊网络中某一点连接。系统加电，测试计算机发送测试模块读取采集测试端子电平的指令。主测试模块中AVR单片机接收指令，通过组网的无线模块发送指令到测试模块组内，组内各测试模块中AVR单片机通过组网的无线模块接收指令后，控制模块内FPGA芯片执行测试端子采集电平指令，采集数据由AVR单片机汇总后添加标识符编译成指定格式表格。主模块通过无线网顺序收集组内模块采集的测试表，汇集成组内测试表上传测试计算机，由测试计算机分析，得到与被测设备的特殊网络相连的测试端子列表。如与被测设备的“地”网相连的测试端子列表（A）、与被测设备的“电”网相连的测试端子列表（B）等等。以上测试分开依次进行的，而且每次对新测的特殊网络测试前后，都应进行新的连接或拆除上次测试系统“地”网与被测设备的特殊网络间连接线；
如果实测的被测设备“地”网和“电”网络连接关系一致，则说明被测设备“电”“地”短路，需要对被测设备进行检查。
步骤（5）中，测试计算机对排除掉与被测设备中特殊网络相连的测试端子后的其他所有已连接到被测端点的测试端子进行排序，得到所需测试的测试排序表，如果系统中共有m个测试模块，那么表中从主测试模块中第一个测试端子：“01-01”开始到测试系统的最后一个测试端子“m-**”结束进行排序成表。测试系统执行下列工作：
i）测试命令发送
测试计算机向测试系统中主测试模块发出测试控制指令，测试指令指定按测试顺序表排列的首个测试端子发送测试激励信号，而序列表中其他测试引脚采集测试端子上电信号。
ii）测试数据采集
主测试模块AVR单片机接收指令后，通过无线网络发布指令，同时按指令将本模块上在第一个测试端子上发送测试激励信号“0”，然后采集本模块中其他测试端子电平信号，汇总采集的数据成规定表格形式，并将本模块ID号、发送测试激励信号“0”的测试端子号填入采集表内指定位置。模块组内其他测试模块中单片机根据通过无线网接收到的控制指令，判断需要发送测试激励信号“0”的测试端子是否在本模块上，如果在，则控制此端子发送测试激励信号，其余本模块测试端子采集信号。如果不在，则直接采集信号。各模块AVR单片机将本模块ID号、发送测试激励信号“0”的测试端子号、采集的数据填入采集表内指定位置。
iii）测试采集数据上传
主测试模块完成本模块数据采集后，通过无线网按顺序通知组内各测试模块将数据采集表上传到主测试模块。主测试模块汇总数据后，通过串口上传到测试计算机。
iv）顺序测试
测试计算机向测试系统中主测试模块发出指定下一个测试端子发送测试激励信号，而序列表中其他测试端子采集端子上电信号的指令，各测试模块执行指令并上传采集数据。
测试系统按测试顺序表逐一开展测试，直至顺序表内所有测试项都已完成。
测试完成后，相应的采集数据都已汇总到测试计算机，才完成数据采集工作。测试计算机对数据进行数据解析，得到有相互连接关系的测试端子连接表（C）。
步骤（6）中，测试计算机根据表（A）、表（B）、表（C）和测试系统与被测设备端子连接对应表进行综合分析，根据在同一次采集表中采集的电平信号为“0”的测试端子是相互连接的原理，能够解析出被测设备的导线连接关系表。经过转换可以得到标准格式的导线连接表，这样就完成了对被测设备的导线关系实际测量。
步骤（7）中，当有正确的导线表时，测试程序将其与实测导线表比较，可判断被测设备是否存在导线连接错误，给出故障节点表。
本实施例公开的搭积木式模块化检查被测设备导线连接关系的测试方法，能够以简单经济的方式，实现有效的对被测设备的导线连接关系进行测试。
实施例2
结合图1-图6，本实施例公开了一种搭积木式模块化检查被测导线连接关系的测试系统，测试系统包括硬件部分和软件部分。
硬件部分包括硬件设备，软件部分包括调度控制、通讯、数据分析、显示输出；硬件设备在软件调度控制下通过通讯网络将采样数据传输到分析软件，分析软件将分析结果显示输出。
硬件包括测试计算机、1~m个可自动组网的测试模块、被测设备测试配套适配器。适配器属于专用设备。测试模块均提供唯一标识符，标识符包括ID唯一编号，配套适配器负责测试系统与被测设备的电连接。
所述测试计算机为通用计算机，可通过串口与主测试模块通讯，测试计算机负责控制命令下发与上传的测试数据处理。
测试计算机负责控制指令下发与测试数据处理，测试模块单元负责通过适配器读取被测设备接插件端点上的测试数据信号，测试数据传到测试计算机，根据预先录入的测试端子与被测设备被测端点连接对应表经软件处理后形成被测设备导线连接关系表。
测试模块，单个模块可以对具有一定连线端子数的设备进行测试。测试模块硬件的单个模块主要电路由三部分组成，以Atmel公司的AVR单片机及通讯接口为主的模块控制电路、以Xiline公司的CyloneⅡ中EP4C的FPGA芯片为主的采集数据电路、以TI公司的CC2530芯片为核心芯片的ZigBee无线网络通讯模块。可以对一定连线端口数量的设备进行测试。当测试系统需要增加测试测试模块时，ZigBee无线网络通讯模块负责各个测试模块间的组网；单片机负责控制采集数据的FPGA集成电路的数据采集及数据汇总上传；采集数据的FPGA集成电路发送激励信号并采集数据。
测试模块组，由多块硬件结构组成相同的测试模块通过无线网通讯。测试模块内嵌的软件相同，各个模块根据所属ID号和控制命令执行不同的软件模块实现系统测试配合。在被测设备连线端口数量多于单个测试模块的测试数量时，通过增加测试模块数量达到测试能力扩充。在具有m个测试模块（在测试需要多个测试模块的被测设备时）系统中，测试模块设置唯一标识符ID号。主测试模块的ID号在测试前由人员设置为“01”，组内其他按顺序人工设置为“02、03、… m ”。主测试模块通过自带的ZigBee无线网络通讯模块向组内其他自带线网络通讯模块的测试模块发送命令及收集数据。
测试模块的FPGA芯片中双向I/O引脚引出后作为测试端子，既可发送信号，也可作为信号输入端点进行数据采集，测试端子连接上拉电阻。通过比较测试端子上的电平信号异同判断导线是否连接。测试前，每个测试端子都经过适配器与被测设备的一个被测试端点相连。通电后，在无外界电信号接入时，每个I/O测试端子会被上拉成高电平，此时测试单元上单片机控制FPGA芯片对此I/O测试端子进行电信号采集，会采集到高电平信号“1”。当I/O测试引脚上有低电平信号输入时，则采集到的是低电平信号“0”。
当整个测试系统只有唯一的一个测试端子发送“0”电平信号，那么就只有与它通过导线相连的测试端子上才能采集到“0”电平信号。其余测试模块的测试端子由于不与之相连，并且无外部电信号接入，测试端子只会采集到高电平信号“1”。通过汇总所有同一次采集到的数据表，检查数据“0”信号所对应的测试端子，得到有导线连通的测试端子信息，通过不同的测试引脚顺序发送“0”电平信号，得到一系列有导线连通的测试端子信息，再根据被测导线端子与测试模块端子连接对应表推断出被测系统的被测导线端点连接关系。
所述的模块上ZigBee无线网络通讯模块以TI公司的CC2530核心芯片，用少量外围器件组成ZigBee无线组网收发系统，采用为星型网，使用市面上货架产品组网模块，进行二次开发构建测试系统的星型无线网。组网模块以单片PCB电路方式嵌加在查线测试单元预留位置的PCB板上。主测试模块上的ZigBee 模块为网络中的协调器作用，其余测试模块上的ZigBee 模块作为简化功能设备(RFD)，协调器选择信道给本网络设置一个唯一的标识符，外围节点加入网络扫描网络来发现本网络的协调器，发送入网请求，协调器同意入网并随机分配给该节点16 位短地址代表入网成功。
所述的供电系统有两种方式：模块自带电池供电，和普通电源供电，自带电池供电的模块一般可通过被测试设备共地。
所述的测试系统软件部分分为三个部分：ZigBee网络模块软件、测试单元测试软件、测试计算机数据处理软件。ZigBee网络模块软件由货架产品软件二次开发修改编译。测试单元中FPGA芯片以VHDL语句编译硬件系统、微处理器AVR芯片以C语言构成单片机测试软件。测试计算机中程序为运行于Windiws xp操作系统下用VC作为开发环境编写的应用程序。
本实施例的测试时间取决于被测系统连接端子的数量。对于多测试单元级联测试时，采集是并行开展的，但要对系统中每个测试端点要逐一置位，总测试时间相当于各测试单元采集本板测试点所需时间之和。单测试模块有250个测试端点，测试时间在几十毫秒之内，则对具有1000个连接端子的被测系统的测试需要4~5个测试单元，总采集时间不超过几百毫秒。
对单测试单元采集后形成的数据表最大为250位二进制表（每位代表一个测试端子采集信号），加上标志识别码及指定置位端点标志，表格数据量35个字节。ZigBee无线网络一帧数据最大可传输32个字节，所以要传输35字节数据需要在2帧ZigBee数据传输。但一般情况下不会用满240测试端子，所以一般用1帧ZigBee数据就可传输。
单个测试单元完成测试会产生最大总数量为250个数据表(对应250个测试端子)。对具有1000个连接端子的被测系统的测试则会产生1000个数据表，数据量约在256kb。ZigBee无线网传输速率一般可以达到20kbps以上，加上ZigBee通讯中必须的通讯格式帧，测试一个具有1000个接插件端点的待测设备的总合时间最大约需要十几秒。
本实施例可采用搭积木的方式构建测试系统，不需要传统的机柜，没有系统内部连接线，使用无线通讯网络，系统增减及其方便，解决了以往自动查线测试系统测试能力难以扩充的难点。同时基础测试模块采用低功耗芯片构造，价格低廉。可根据被测设备实时通过增加独立的测试模块即可提供相应的测试能力，无需改动设计和其他设施就可进行测试，可扩展性强，系统维护简单，使用费用低。
以上所述，仅为本发明最佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。
Claims (8)
1.一种积木式模块化检查被测设备内部导线连接关系的测试方法，其特征在于，该方法步骤如下：
步骤1、在对首次被测的新型设备进行测试前，需要对被测设备需要测试的导线连接端点数量进行评估，确定所需测试模块单元数量；并完成被测设备测试相配合的专用适配器制作，如果对同型被测设备已进行过测试，可跳过此步；在测试前需要对所需测试模块数量的评估，并准备相应的测试模块、适配器；
步骤2、使用适配器将测试系统各测试模块测试端子与被测设备待测连线端子连接，同时根据连接情况，从主模块开始按测试顺序设定测试系统中各个测试模块ID号，并人工将被测设备导线端子与测试模块测试端子连接对应关系录入测试计算机；
步骤3、测试系统加电，测试系统自检，测试模块组建ZigBee星型无线网络，在测试通讯正常情况下，准备开始测试；
步骤4、测试系统对被测设备中特殊网络的导线连接关系分别进行测试，测试系统的测试计算机向主模块传送测试指令，主模块通过无线网下传指令并汇总测试数据，上传到测试计算机；测试计算机解析后得到与特殊网络相连接的测试端子列表A、测试端子列表B；测试端子列表A、测试端子列表B分别为：与“地”网络相连接的测试端子列表A、与“电”网络相连接的测试端子列表B；
步骤5、测试系统对被测设备中除特殊网络以外的导线连接关系进行测试，测试计算机通过与步骤4相同的测试路径下传指令和汇总数据；测试计算机进行数据解析，得到有相互连接关系的测试端子连接表C；
步骤6、测试计算机根据表A、表B、表C和测试系统与被测设备端子连接对应表进行综合分析，生成标准格式实测被测设备导线表；完成对被测设备的导线关系实际测量；
步骤7、测试计算机将实测表与正确导线表比较，判断被测系统设备是否存在导线连接错误。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中：在人工将测试系统与被测设备通过适配器相连接时，从主测试模块开始按顺序设置测试模块ID号作为模块标识符，同时人工在测试计算机录入被测导线端子与测试模块端子连接对应关系；主测试模块ID号为ID“1”。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4中：对被测设备的测试首先是对被测设备中特殊网络的导线连接关系分别进行测试；测试前，需要用导线将测试模块的“地”网与被测设备的特殊网络中某一点连接；系统加电，在计算机中执行对特殊网络测试程序；测试计算机发送测试模块采集测试端子上电信号的指令；主测试模块中AVR单片机通过串口接收测试计算机指令，通过ZigBee星型组网的无线模块发送指令到测试模块组内，组内各测试模块中AVR单片机通过组网的无线模块接收指令后，控制模块内FPGA芯片执行测试端子采集电信号的指令；采集数据由AVR单片机汇总后添加标识符编译成指定格式表格；主模块通过无线网按组内测试模块ID顺序收集组内模块采集的测试表，汇集成组内测试表上传测试计算机；数据由测试计算机分析，得到与被测设备的特殊网络相连的测试端子列表A、测试端子列表B；以上测试分开依次进行的，而且每次对新测的特殊网络测试前后，都应进行新的连接或拆除上次测试系统“地”网与被测设备的特殊网络间连接线。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤5中：启动测试计算机对排除掉与被测设备中特殊网络相连的测试端子后的其他所有已连接到被测端点的测试端子连线关系的测试程序；程序先对此类测试端子进行排序，得到所需测试的测试端子排序表；系统中共有m个测试模块，那么表中从主测试模块中第一个测试端子：“01-01”开始到测试系统的最后一个测试端子“m-**”结束进行排序；测试计算机按排序表逐次向主测试模块发送指令，指定当前测试端子发送“0”电平信号，其余测试端子执行信号采集的指令；主测试模块通过串口接收测试计算机指令，通过ZigBee无线网络发送指令到各个测试模块；各模块中AVR单片机按指令控制测试端子工作方式，并记录采集数据，添加特定标识符形成指定格式的测试采集表；主测试模块发送指令要求组内模块按顺序要求上传测试采集表，各个测试模块接收指令后，按顺序上传测试表，主测试模块汇总数据后上传测试计算机；测试计算机不断按测试排序表，发送新的指令，直到测试排序表中测试项目都已测试完成，相应的采集数据都已汇总到测试计算机，才完成数据采集工作；测试计算机对数据进行数据解析，得到有相互连接关系的测试端子连接表C。
5.一种积木式模块化测试被测设备内部导线连接关系测试系统，其特征在于，该系统包括硬件部分和软件部分；
硬件部分包括硬件设备，软件部分包括调度控制、通讯、数据分析、显示输出；硬件设备在软件调度控制下通过通讯网络将采样数据传输到分析软件，分析软件将分析结果显示输出；
测试系统硬件包括测试计算机、1~m个可自动组网的测试模块，被测设备测试配套适配器；适配器属于专用设备；测试模块均提供唯一标识符ID编号；
测试计算机负责控制指令下发与测试数据处理，测试模块单元负责通过适配器读取被测设备接插件端点上的测试数据信号，测试数据传到测试计算机，根据预先录入的测试端子与被测设备被测端点连接对应表经软件处理后形成被测设备导线连接关系表；
软件部分包括：测试模块内嵌软件、网络模块内嵌软件、测试计算机数据处理软件；各个测试模块单元中涉及的安装在单片机、FPGA内的嵌入软件是相同的，当装入测试系统时，嵌入软件通过设定的单元ID号调用子程序模块，起到按系统设定的方式协调工作的作用。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，测试模块，单个模块可以对具有一定连线端子数的设备进行测试；测试模块硬件主要电路由三部分组成，单片机及接口电路为主的控制电路、FPGA芯片为主的数据采集电路、ZigBee无线网络通讯模块；当测试系统需要增加测试模块时，ZigBee无线网络通讯模块负责各个测试模块间的组网；单片机负责控制采集数据的FPGA集成电路进行数据采集及数据汇总上传；采集数据的FPGA集成电路发送激励信号并采集数据。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，测试模块中采集数据的FPGA集成电路是通过FPGA芯片中I/O管脚作为测试端子，管脚接弱上拉电阻；在无外界电信号接入时，测试端子会采集到高电平信号“1”；当有低电平信号输入时，则采集到的是低电平信号“0”；如果被测设备中两个被测导线端点连通的，所采集到的电信号是相同的；通过对I/O测试端子发送“0”电平信号，就只有与它相连的端子才能采集到“0”电平信号；其余测试端子只会采集到高电平信号；根据汇总采集到的信号“0”或“1”来判断导线连接关系。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，当测试系统采用多个测试模块进行测试时，需设置每个模块的ID号，作为模块的识别码；ID编号1的测试模块作为主测试模块与测试计算机通讯，在承担采集数据的同时，还负责测试系统的各个模块单元的采集数据汇总及数据上传；组网模块以单片PCB电路方式嵌加在测试模块预留位置的PCB板上；组网模块采用PCB板印制天线，主测试模块上组网模块起协调器功能，其余测试模块上ZigBee 组网模块为简化功能节点，所有节点可自动组网连接到协调器。
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