CN115113561A - 一种基于数据记录器的地面测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种基于数据记录器的地面测试系统及方法，包括地面测试设备和上位机，将测试装备的几大功能划分成若干模块分别实行各个模块的功能，其中主要包括PCM模拟信号源模块，命令发送模块，数据接收模块，数据记录器状态监测模块，以太网通讯模块和供电模块几大部分，提高自动化测试系统的通用性，并且达到硬件的功能模块化，提高系统的整体运行的稳定性。

Description

一种基于数据记录器的地面测试系统及方法

技术领域

本公开涉及数据记录器测试技术领域，具体涉及一种基于数据记录器的地面测试系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

运行数据记录器一般包括通讯参数、信号传输获取单元、通讯数据记录单元、显示单元和外壳等四部分构成，将数据记录器用于测试系统中，数据记录器地面测试设备是针对测量系统数据记录器的专用地面测试设备，具有数据存储、数据远程读取、数据格式化、接受数据与数据记录器工作状态实时监测、事后在线读数将已存储数据高速回传等功能。

电力中，无人机飞行器广泛应用于电力设备、电缆的各种监测场景中，而且在无人机飞行器上安装数据记录器用于存储和回传大量的有效遥测数据，但是对于飞行器中的数据记录器的功能测试关系到数据传输的精确和完整性，对数据记录器的自动化测试系统原本采用手工检测，测试时间长，效率低下，测试规律难以寻找，出现故障难以进行排查，专业设备专用检查，通用性比较差，使得资源浪费较为严重，目前，自动化测试系统的通用性方面的不足依然没有改进，并且难以达到硬件的功能模块化，系统的整体运行缺乏稳定性。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种基于数据记录器的地面测试系统及方法，本公开设计一种地面测试设备，并将测试设备的功能划分为多个模块分别实现各个模块的功能，利用状态监测模块实现对数据记录器状态的实时的监测。

根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：

一种基于数据记录器的地面测试系统，包括：

地面测试设备，所述地面测试设备包括地面控制模块，所述地面控制模块生成控制指令并通过命令发送模块将指令信号传输给数据记录器，所述数据记录器接收外界数据通过数据接收模块回传给所述地面控制模块；

所述地面控制模块通过上位机接口模块连接上位机；

根据另一些实施例，本公开还采用如下技术方案：

一种基于数据记录器的地面测试系统的测试方法，包括：

单机自测模式，具体为：

地面测试设备模拟无人机飞行器设备，将1路PCM数据下发至数据记录器，并且控制数据记录器开始记录，对其工作状态进行实时的监测，并通过上位机进行显示，记录完成后，地面测试设备发送停止命令控制数据记录器停止记录，再发送回读命令，将数据记录器内所有的数据通过回读通路取回，并通过上位机进行数据分析对比，完成测试。

整体联试模式，具体为：

将数据记录器安装在无人机飞行器内部，通过内部电缆网与数据综合器相连，所述数据综合器将无人机飞行器遥测数据下发给数据记录器，同时地面测试设备连接无人机飞行器，对数据记录器进行远程控制和状态监测，在无人机飞行器起飞之前，地面测试设备启动对数据记录器的实时监测，通过上位机进行显示，同时进行数据分析对比，完成测试。

有益效果

与现有技术相比，本公开的有益效果为：通过对测试系统模块化的设计，对数据记录器进行准确的性能测试，能够对无人机飞行器中的数据记录器进行状态监测，及时的发现问题，防止后期电力使用中造成数据缺失，影响电网设备的运行。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1为本公开系统总体设计架构图；

图2为本公开单机自测模式下工作流程图；

图3为本公开整体联试模式下工作流程图；

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本领域内的技术人员应明白，本公开的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

实施例1

数据记录器地面测试设备是针对测量系统数据记录器的专用地面测试设备，具有数据存储、数据远程读取、数据格式化、接收数据与数据记录器工作状态实时监测、事后在线读数将已存储数据高速回传等功能。本公开设计的地面测试设备隶属于遥测数据地面测试系统的一部分，主要是完成对飞行器遥测信号的模拟，并且在数据记录器存储完毕之后将数据回读，并回传到上位机进行数据分析。

本公开提出一种基于数据记录器的地面测试系统，在进行地面测试设备方案的时候，需要尽可能的多方面考虑问题，同时有相应的理论支持，并且以模块化、标准化为指导设计思想，充分借鉴其他成功案例和开发经验，这样有利于设备后续的功能升级、模块扩展和维护。本公开针对存储系统的技术指标和设计要求，提出了一个较为全面的设计方案。

整个系统包含两大部分，包括一台上位机和一台地面测试设备，如图1所示，第一部分为上位机，采用加固笔记本，具有加固、键盘防水、抗电磁干扰屏幕、便携，可靠稳定等设计特点。配套地面测试软件及地面测试设备，可实现对数据记录器的单机测试和数据读取、分析功能。第二部分为地面测试设备，本着模块化设计思路，将测试装备的几大功能划分成若干模块分别实行各个模块的功能。其中主要包括PCM模拟信号源模块，命令发送模块，数据接收模块，数据记录器状态监测模块，以太网通讯模块和供电模块几大部分。

所述的地面测试设备，所述地面测试设备包括地面控制模块，所述地面控制模块生成控制指令并通过命令发送模块将指令信号传输给数据记录器，所述数据记录器接收外界数据通过数据接收模块回传给所述地面控制模块；地面控制模块通过上位机接口模块连接上位机。

地面测试设备包括在线控制接口，所述地面测试设备通过所述在线控制接口在线指示数据记录器。地面测试设备包括状态监测接口，所述地面测试设备通过状态监测接口对所述数据记录器进行状态数据监测，通过所述状态监测接口内的A/D芯片接收数据记录器发来的模拟信号，并将其转换为数字量回传到上位机。

地面测试设备还包括PCM模拟信号源模块，所述模块采用异步串行422格式发送数据，根据晶振提供的时钟模拟出码率的串行数据流。

地面测试设备还包括供电模块，具备两套供电方式可以通过AC220V供电，也可以使用大容量锂电池提供电源。

当地面测试设备接收到上位机下发的命令时，通过所述地面控制模块内部处理之后，将并行数据发送到命令发送模块，由所述命令发送模块将命令信号进行电压转换，通过电缆下发至数据记录器。

数据接收模块与数据记录器的发送端相匹配，将经过长线传输的信号通过均衡器进行信号补偿，随后接口芯片将高速串行数据转换为并行数据，同时重建并行数据时钟，在重建时钟触发下，进行数据的接收，实现高速回传数据记录器所记录数据。

地面控制模块还可以通过PC机接口模块连接手机移动端。

具体的，各个模块的具有如下功能：

PCM模拟信号源模块：该模块采用异步串行422格式发送数据，控制核心FPGA根据晶振提供的时钟模拟出码率为9.8304Mbps的串行数据流，并且将帧格式定义为192(列)×128(行)，每行末尾以X“EB90”为行标志，每帧末尾以X“146F”为帧标志，完全按照实际测试情况来设计，保证数据记录器接收到的数据格式和实测时完全相同。

命令发送模块：当地面测试设备接收到上位机下发的命令时，通过FPGA内部处理之后，将并行数据发送到命令发送模块，由发送模块芯片将命令信号进行电压转换，通过电缆下发到数据记录器。

数据接收模块：该模块要与数据记录器发送端相匹配，将经过长线传输的信号通过均衡器进行信号补偿，随后接口芯片将高速串行数据转换为并行数据，同时重建并行数据时钟，在重建时钟触发下，进行数据接收，实现高速回读数据记录器所记录的整个实验数据。

数据记录器状态监测模块：该模块通过A/D芯片接收数据记录器发来的模拟信号，并将其转换为数字量回传到上位机，实现对数据记录器状态的实时监测功能。

供电模块：整个地面测试系统有两套供电系统，既可以通过AC220V供电，也可以使用大容量锂电池提供电源，实现了不同场合分别对地面测试装备供电的需求。

另外，用于连接计算机和地面测试设备的通讯方式为以太网。

以太网主要有以下几个优点：

(1)数据传输速率高，提供足够的带宽；

(2)通信协议相同，便于集成开发；

(3)在网络中采取了不同于以往的开放式和交互式数据存储技术；

(4)技术成熟，使得维护、升级更加便捷；

(5)性能稳定，不易掉线。

实施例2

本公开还提供一种基于数据记录器的地面测试系统的测试方法，采用实施例1中的所述系统，包括：

地面测试设备，所述地面测试设备包括地面控制模块，所述地面控制模块生成控制指令并通过命令发送模块将指令信号传输给数据记录器，所述数据记录器接收外界数据通过数据接收模块回传给所述地面控制模块；所述地面控制模块通过上位机接口模块连接上位机。

将测试装备的几大功能划分成若干模块分别实行各个模块的功能。其中主要包括PCM模拟信号源模块，命令发送模块，数据接收模块，数据记录器状态监测模块，以太网通讯模块和供电模块几大部分。

具体的系统的工作方法分为两种工作模式，第一种模式为单机自测模式，如图2所示，第二种工作模式为整体联试模式，如图3所示，具体的：

单机自测模式，如图2所示：

地面测试设备模拟无人机飞行器设备，将1路PCM数据下发至数据记录器，并且控制数据记录器开始记录，对其工作状态进行实时的监测，并通过上位机进行显示，记录完成后，地面测试设备发送停止命令控制数据记录器停止记录，再发送回读命令，将数据记录器内所有的数据通过回读通路取回，并通过上位机进行数据分析对比，完成测试。

整个系统由计算机、地面测试设备和数据记录器形成一个封闭的循环，可以检测了整个系统的各种性能，并对数据记录器的功能进行全方位的测试。

整体联试模式，如图3所示：具体为：

将数据记录器安装在无人机飞行器内部，通过内部电缆网与数据综合器相连，所述数据综合器将无人机飞行器遥测数据下发给数据记录器，同时地面测试设备连接无人机飞行器，对数据记录器进行远程控制和状态监测，在无人机飞行器起飞之前，地面测试设备启动对数据记录器的实时监测，通过上位机进行显示，同时进行数据分析对比，完成测试。

另外一些实施例，还包括一种备用口回读数据模式，备用口读数模式是在数据记录器硬回收以后，主控板无法工作，使用备用口读数装置将Flash中的飞行数据读回的一种工作模式。在此模式下，地面计算机只能回读数据而无法对Flash进行其他操作。

本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种基于数据记录器的地面测试系统，其特征在于，包括：

地面测试设备，所述地面测试设备包括地面控制模块，所述地面控制模块生成控制指令并通过命令发送模块将指令信号传输给数据记录器，所述数据记录器接收外界数据通过数据接收模块回传给所述地面控制模块；

所述地面控制模块通过上位机接口模块连接上位机。

2.如权利要求1所述的一种基于数据记录器的地面测试系统，其特征在于：

所述地面测试设备包括在线控制接口，所述地面测试设备通过所述在线控制接口在线指示数据记录器。

3.如权利要求1所述的一种基于数据记录器的地面测试系统，其特征在于：

所述地面测试设备包括状态监测接口，所述地面测试设备通过状态监测接口对所述数据记录器进行状态数据监测，通过所述状态监测接口内的A/D芯片接收数据记录器发来的模拟信号，并将其转换为数字量回传到上位机。

4.如权利要求1所述的一种基于数据记录器的地面测试系统，其特征在于：

所述地面测试设备还包括PCM模拟信号源模块，所述模块采用异步串行422格式发送数据，根据晶振提供的时钟模拟出码率的串行数据流。

5.如权利要求1所述的一种基于数据记录器的地面测试系统，其特征在于：

所述地面测试设备还包括供电模块，具备两套供电方式可以通过AC220V供电，也可以使用大容量锂电池提供电源。

6.如权利要求1所述的一种基于数据记录器的地面测试系统，其特征在于：

当地面测试设备接收到上位机下发的命令时，通过所述地面控制模块内部处理之后，将并行数据发送到命令发送模块，由所述命令发送模块将命令信号进行电压转换，通过电缆下发至数据记录器。

7.如权利要求1所述的一种基于数据记录器的地面测试系统，其特征在于：

所述数据接收模块与数据记录器的发送端相匹配，将经过长线传输的信号通过均衡器进行信号补偿，随后接口芯片将高速串行数据转换为并行数据，同时重建并行数据时钟，在重建时钟触发下，进行数据的接收，实现高速回传数据记录器所记录数据。

8.如权利要求1所述的一种基于数据记录器的地面测试系统，其特征在于：

所述地面控制模块还可以通过PC机接口模块连接手机移动端。

9.一种基于数据记录器的地面测试系统的测试方法，其特征在于：

包括单机自测模式，具体为：

地面测试设备模拟无人机飞行器设备，将1路PCM数据下发至数据记录器，并且控制数据记录器开始记录，对其工作状态进行实时的监测，并通过上位机进行显示，记录完成后，地面测试设备发送停止命令控制数据记录器停止记录，再发送回读命令，将数据记录器内所有的数据通过回读通路取回，并通过上位机进行数据分析对比，完成测试。

10.一种基于数据记录器的地面测试系统的测试方法，其特征在于，

包括整体联试模式，具体为：

将数据记录器安装在无人机飞行器内部，通过内部电缆网与数据综合器相连，所述数据综合器将无人机飞行器遥测数据下发给数据记录器，同时地面测试设备连接无人机飞行器，对数据记录器进行远程控制和状态监测，在无人机飞行器起飞之前，地面测试设备启动对数据记录器的实时监测，通过上位机进行显示，同时进行数据分析对比，完成测试。

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