CN115683160A - 一种惯性产品通用测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种惯性产品通用测试系统，由通用测试硬件和通用测试软件组成；通用测试硬件包括测试计算机、通讯测试板卡以及供电电源，测试计算机用于运行软件和各类板卡驱动，通讯测试板卡包含惯性系统测试常用的通讯接口，供电电源用于提供惯性系统的电源输入；通用测试软件包括通讯接口模块、惯性系统测试流程配置模块、惯性系统测试自动化执行模块、MES系统互联模块；通用测试软件用于与惯性系统、试验设备、MES系统通讯互联。

Description

一种惯性产品通用测试系统

技术领域

本发明涉及惯性测试技术，具体涉及一种用于多种惯性产品测试的系统。

背景技术

惯性系统形成产品类型很多,有惯性导航系统、惯性测量装置、定位定向系统、惯性组合导航系统、综合控制系统等，对这些惯性产品测试设备的需求多样化，需要测试设备定制性研发，导致设备研制周期长，成本高。传统惯性产品测试设备的软件与硬件绑定，硬件更换或更新后，测试软件需要同步修改，软件维护周期和成本高。

惯性产品生产过程中，需要进行如标定、温度试验、振动试验、导航验收等近几十个项目的测试，并且需要保证八套以上的测试并行性。传统的惯性产品测试设备要么是大而全集成所有的功能，这样会导致设备资源浪费，要么软硬件固定很难进行测试项目和并行测试扩展。

发明内容

本发明提供一种惯性产品通用测试系统，可以兼容不同惯性系统产品的测试，提高惯性产品测试系统改造效率，降低惯性系统测试设备研发和维护成本。

一种惯性产品通用测试系统技术方案包括：由通用测试硬件和通用测试软件组成；通用测试硬件包括测试计算机、通讯测试板卡以及供电电源，测试计算机用于运行软件和各类板卡驱动，通讯测试板卡包含惯性系统测试常用的通讯接口，供电电源用于提供惯性系统的电源输入；通用测试软件包括通讯接口模块、惯性系统测试流程配置模块、惯性系统测试自动化执行模块、MES系统互联模块；通用测试软件用于与惯性系统、试验设备、MES系统通讯互联。

进一步地，通用测试硬件中，具体包括：

1)测试计算机选用市场主流测试计算机，包含嵌入式CPU、内存、硬盘、显卡等，具有PCI或CPCI接口、以太网接口、USB接口、通用输入/输出接口和COM接口；

2)通讯测试板卡包括RS422、AD板卡或IO卡、DA板卡、CAN板卡、1553B板卡；通讯测试板卡功能实现步骤：

第一步：安装惯性系统需要的通讯接口类型板卡；

第二步：在测试计算机主机上安装RS422板卡驱动程序，识别出板卡型号和端口号；

第三步：在惯性产品通用测试系统软件中调用驱动程序，进行数据通讯；

3)供电电源供电功能实现步骤：

第一步：连接供电电源、被测惯性产品和通用测试系统；

第二步：通用测试系统控制供电电源的打开，实现对惯性产品的供电；

第三步：通用测试系统获取供电电源的电压和电流的状态，实现对惯性产品的供电电源的监测；

第四步：通用测试系统控制供电电源的关闭，实现对惯性产品的断电。

进一步地，通讯测试板卡中，

RS422通讯板卡实现通用测试系统与外部产品及设备的串口通讯，设计为8路或16路，每路信号相互隔离；每路串口可软件设置为异步或者同步模式，异步模式包括异步RS232/422/485，波特率最高达2M，同步模式包括同步RS422/485，波特率最高为8M；

A/D板卡用于实现通用测试系统采集惯性系统输出的二次电源模拟量信号和遥测开关量信号，并可实现TTL数字输入和输出；64通道单端或32通道差分模拟量输入；16-bit分辨率和1M Hz A/D转换速率；可编程增益：1，2，4，8对应电压输入量程为±60V,±30V,±15V,±7.5V；两种A/D触发模式：内部触发和外部触发；16路TTL电平DIO；

D/A板卡用于实现通用测试系统向惯性系统输出模拟量信号，64通道单端或32通道差分模拟量输出；4路D/A通道；16位分辨率；±10V输出范围；最大更新率为1MS/s；提供软件刷新、正弦波、三角波、方波、定时器刷新、定时器循环刷新6种工作方式；

CAN板卡用于实现通用测试系统与外部惯性系统及试验设备的CAN总线通讯，设计为至少8路CAN总线通讯；波特率最高为1Mbps；支持CAN2.0B规范；终端电阻可选；

1553B板卡用于通用测试平台与外部惯性系统及试验设备的1553B总线通讯，设计为单通道或多通道1553数据通讯卡，1M或4M波特率可软件设置；32位时标，分辨率1μs；软件可设置应答超时：0～32768μs；双冗余通道数据发送和接收；大容量的数据存储：16M×16bit。

进一步地，通用测试系统软件中，各模块具体包括：

1)通讯接口模块中，不同类型板卡接口控制功能包括接口初始化、数据收发、接口关闭；

实现接口通讯控制步骤为：

第一步：配置通讯接口参数；

第二步：增加已经配置的通信接口；

第三步：配置数据收发参数；

第四步：增加已经配置的数据收发功能；

第五步：增加关闭接口功能；

2)惯性系统测试流程配置模块包含惯性系统通信协议配置模块、惯性系统试验设备控制配置模块、测试流程配置模块；

惯性系统通信协议配置模块分为协议管理和协议配置，实现通讯协议配置流程步骤：

第一步：流程配置人员登陆；

第二步：按照通讯协议技术要求，配置协议表；

第三步：已配置完成的协议表导入协议库中；

惯性系统试验设备配置模块包括各种试验设备资源的通讯接口、控制过程、状态监控功能，实现试验设备配置的步骤为：

第一步：流程配置人员登陆；

第二步：初始化试验设备通讯接口；

第三步：试验设备控制功能配置；

第四步：试验设备状态监控配置；

测试流程配置模块实现惯性系统测试全流程配置，配置步骤为：

第一步：流程配置人员登陆；

第二步：初始化惯性系统通讯接口；

第三步：流程配置；

第四步：关闭接口功能；

3)惯性系统测试自动化执行模块实现自动化测试过程，惯性系统测试自动化执行步骤为：

第一步：操作人员登陆；

第二步：惯性系统测试配置；

第三步：执行开始测试，并等待结束；

4)MES系统互联模块

MES系统互联模块实现测试任务实时领取、试验数据实时上传、测试状态实时监控、软件版本监测，MES系统互联实现步骤：

第一步：实时扫码，获取测试任务；

第二步：选择测试项目，开始执行；

第三步：执行结束后，自动上传数据。

本发明可根据惯性系统不同的类型和不同的测试项目进行配置，可以兼容不同惯性系统产品的测试，灵活组合，可扩展性强，可极大地提高惯性产品测试系统改造效率，降低惯性系统测试设备研发和维护成本。该惯性产品通用测试系统具有极大的推广价值。

附图说明

图1为惯性产品通用测试系统组成框图；

图2为惯性产品通用测试系统连接方式。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明设计了一种惯性产品通用测试系统。该测试系统由通用测试硬件和通用测试软件组成。通用测试硬件为测试计算机+通讯测试板卡+供电电源独立组合，该组合可覆盖各类惯性产品测试项。测试计算机用于运行软件和各类板卡驱动，通讯测试板卡包含惯性系统测试常有的通讯接口，供电电源用于提供惯性系统的电源输入。通用测试软件包括通讯接口模块、惯性系统测试流程配置模块、惯性系统测试自动化执行模块、MES系统互联模块。通用测试系统软件用于与惯性系统、试验设备、MES系统通讯互联。惯性产品通用测试系统组成框图如图1所示。

惯性系统通过线缆与测试设备的通讯口、电源连接完成惯性产品的测试。对于复杂测试流程，需要通用测试平台同时连接惯性产品和不同试验设备(如温箱、转台等)。通用测试平台与生产制造系统(MES)实时互联，实现测试任务与测试数据网络实时互联。测试连接方式如图2所示。

(一)通用测试硬件

通用测试硬件为测试计算机+通讯测试板卡+供电电源独立组合，测试计算机用于运行软件和各类板卡驱动，通讯试板卡包含惯性系统测试常用的通讯接口，包括RS422、AD板卡、DA板卡、IO控制卡、CAN板卡、1553B板卡等，供电电源用于提供惯性系统的电源输入。

1、测试计算机

测试计算机选用市场主流测试计算机，包含嵌入式CPU、内存、硬盘、显卡等，具有PCI或CPCI接口、以太网接口、USB接口、通用输入/输出接口)和COM接口(即串行通讯端口)。测试计算机安装了操作系统。

2、通讯测试板卡

通讯测试板卡是一系列惯性系统测试常用的通讯接口卡，RS422、AD板卡或IO卡、DA板卡、CAN板卡、1553B板卡等。

RS422通讯板卡实现通用测试平台与外部产品及设备的串口通讯，设计为8路或16路，每路信号相互隔离；每路串口可软件设置为异步或者同步模式，异步模式包括异步RS232/422/485，波特率最高达2M，同步模式包括同步RS422/485，波特率最高为8M。

A/D板卡用于实现通用测试平台采集惯性系统输出的二次电源模拟量信号和遥测开关量信号，并可实现TTL数字输入和输出。64通道单端或32通道差分模拟量输入；16-bit分辨率和高达1M Hz A/D转换速率；可编程增益：1，2，4，8(对应电压输入量程为±60V,±30V,±15V,±7.5V)；两种A/D触发模式：内部触发和外部触发；16路TTL电平DIO。

D/A板卡用于实现通用测试平台向惯性系统输出模拟量信号，64通道单端或32通道差分模拟量输出；4路D/A通道；16位分辨率；±10V输出范围；最大更新率为1MS/s；提供软件刷新、正弦波、三角波、方波、定时器刷新、定时器循环刷新6种工作方式。

CAN板卡用于实现通用测试系统与外部惯性系统及试验设备的CAN总线通讯，设计为至少8路CAN总线通讯；波特率最高为1Mbps；支持CAN2.0B规范；终端电阻可选。

1553B板卡用于通用测试系统与外部惯性系统及试验设备的1553B总线通讯，设计为单通道或多通道1553数据通讯卡，1M或4M波特率可软件设置；32位时标，分辨率1μs；软件可设置应答超时：0～32768μs；双冗余通道数据发送和接收；大容量的数据存储：16M×16bit。

通讯测试板卡功能实现步骤：

第一步：安装惯性系统需要的通讯接口类型板卡，示例：如果惯性产品只进行标定试验，在惯性通用测试系统上安装RS422通讯板卡；

第二步：在测试计算机主机上安装RS422板卡驱动程序，识别出板卡型号和端口号；

第三步：在惯性产品通用测试系统软件中调用驱动程序，进行数据通讯。

3、供电电源

供电电源实现对惯性系统产品的供电，设计为8路或16路输出，具有程控接口，可远程控制，具有过压、过流保护和低压限制功能，可通过远程控制实现供电电压的通断控制，可实现电压和电流的监测。

供电电源供电功能实现步骤：

第一步：连接供电电源、被测惯性产品和通用测试系统；

第二步：通用测试系统控制供电电源的打开，实现对惯性产品的供电；

第三步：通用测试系统获取供电电源的电压和电流的状态，实现对惯性产品的供电电源的监测；

第四步：通用测试系统控制供电电源的关闭，实现对惯性产品的断电。

(二)通用测试软件

通用测试软件包括通讯接口模块、惯性系统测试流程配置模块、惯性系统测试自动化执行模块、MES系统互联模块。

1、通讯接口模块

通讯接口模块集成所有常用的接口数据通讯接口控制，包括RS422、RS232、AD或IO、DA、CAN、1553B、USB、TCP/IP接口控制。不同类型板卡接口控制功能包括接口初始化、数据收发、接口关闭。

实现接口通讯控制步骤为：

第一步：配置通讯接口参数；

第二步：增加已经配置的通信接口；

第三步：配置数据收发参数；

第四步：增加已经配置的数据收发功能；

第五步：增加关闭接口功能。

2、惯性系统测试流程配置模块

惯性系统测试流程配置模块包含惯性系统通信协议配置模块、惯性系统试验设备控制配置模块、测试流程配置模块。

惯性系统通信协议配置模块分为协议管理和协议配置，实现通讯协议配置流程步骤：

第一步：流程配置人员登陆；

第二步：按照通讯协议技术要求，配置协议表；

第三步：已配置完成的协议表导入协议库中。

惯性系统试验设备配置模块包括各种试验设备资源的通讯接口、控制过程、状态监控等功能。实现试验设备配置的步骤为：

第一步：流程配置人员登陆；

第二步：初始化试验设备通讯接口；

第三步：试验设备控制功能配置；

第四步：试验设备状态监控配置。

测试流程配置模块实现惯性系统测试全流程配置，配置步骤为：

第一步：流程配置人员登陆；

第二步：初始化惯性系统通讯接口；

第三步：流程配置；

第四步：关闭接口功能。

3、惯性系统测试自动化执行模块

惯性系统测试自动化执行模块实现自动化测试过程。惯性系统测试自动化执行步骤为：

第一步：操作人员登陆；

第二步：惯性系统测试配置；

第三步：执行开始测试，并等待结束。

4、MES系统互联模块

MES系统互联模块实现测试任务实时领取、试验数据实时上传、测试状态实时监控、软件版本监测。MES系统互联实现步骤：

第一步：实时扫码，获取测试任务；

第二步：选择测试项目，开始执行；

第三步：执行结束后，自动上传数据。

本发明提供的一种惯性产品通用测试系统，集成了常用的各类惯性系统测试需要的硬件资源，集成了通用的测试软件平台，可根据惯性产品不同类型和不同的测试项目进行配置，可以兼容不同惯性系统产品的测试，灵活组合；可扩展性强，提高并行测试效率；可降低惯性产品通用测试系统改造难度，提高改造效率、降低研发和维护成本。该惯性产品通用测试系统具有极大的推广价值。

上述具体实施方式仅限于解释和说明本发明的技术方案，但并不能构成对权利要求保护范围的限定。本领域技术人员应当清楚，在本发明的技术方案的基础上做任何简单的变形或替换而得到的新的技术方案，均落入本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种惯性产品通用测试系统，其特征在于，由通用测试硬件和通用测试软件组成；通用测试硬件包括测试计算机、通讯测试板卡以及供电电源，测试计算机用于运行软件和各类板卡驱动，通讯测试板卡包含惯性系统测试常用的通讯接口，供电电源用于提供惯性系统的电源输入；通用测试软件包括通讯接口模块、惯性系统测试流程配置模块、惯性系统测试自动化执行模块、MES系统互联模块；通用测试软件用于与惯性系统、试验设备、MES系统通讯互联。

2.根据权利要求1所述的一种惯性产品通用测试系统，其特征在于，通用测试硬件中，具体包括：

1)测试计算机选用市场主流测试计算机，包含嵌入式CPU、内存、硬盘、显卡等，具有PCI或CPCI接口、以太网接口、USB接口、通用输入/输出接口和COM接口；

2)通讯测试板卡包括RS422、AD板卡或IO卡、DA板卡、CAN板卡、1553B板卡；通讯测试板卡功能实现步骤：

第一步：安装惯性系统需要的通讯接口类型板卡；

第二步：在测试计算机主机上安装RS422板卡驱动程序，识别出板卡型号和端口号；

第三步：在惯性产品通用测试系统软件中调用驱动程序，进行数据通讯；

3)供电电源供电功能实现步骤：

第一步：连接供电电源、被测惯性产品和通用测试系统；

第二步：通用测试系统控制供电电源的打开，实现对惯性产品的供电；

第三步：通用测试系统获取供电电源的电压和电流的状态，实现对惯性产品的供电电源的监测；

第四步：通用测试系统控制供电电源的关闭，实现对惯性产品的断电。

3.根据权利要求2所述的一种惯性产品通用测试系统，其特征在于，通讯测试板卡中，

RS422通讯板卡实现通用测试系统与外部产品及设备的串口通讯，设计为8路或16路，每路信号相互隔离；每路串口可软件设置为异步或者同步模式，异步模式包括异步RS232/422/485，波特率最高达2M，同步模式包括同步RS422/485，波特率最高为8M；

A/D板卡用于实现通用测试系统采集惯性系统输出的二次电源模拟量信号和遥测开关量信号，并可实现TTL数字输入和输出；64通道单端或32通道差分模拟量输入；16-bit分辨率和1M Hz A/D转换速率；可编程增益：1，2，4，8对应电压输入量程为±60V,±30V,±15V,±7.5V；两种A/D触发模式：内部触发和外部触发；16路TTL电平DIO；

D/A板卡用于实现通用测试系统向惯性系统输出模拟量信号，64通道单端或32通道差分模拟量输出；4路D/A通道；16位分辨率；±10V输出范围；最大更新率为1MS/s；提供软件刷新、正弦波、三角波、方波、定时器刷新、定时器循环刷新6种工作方式；

CAN板卡用于实现通用测试系统与外部惯性系统及试验设备的CAN总线通讯，设计为至少8路CAN总线通讯；波特率最高为1Mbps；支持CAN2.0B规范；终端电阻可选；

1553B板卡用于通用测试平台与外部惯性系统及试验设备的1553B总线通讯，设计为单通道或多通道1553数据通讯卡，1M或4M波特率可软件设置；32位时标，分辨率1μs；软件可设置应答超时：0～32768μs；双冗余通道数据发送和接收；大容量的数据存储：16M×16bit。

4.根据权利要求1所述的一种惯性产品通用测试系统，其特征在于，通用测试系统软件中，各模块具体包括：

1)通讯接口模块中，不同类型板卡接口控制功能包括接口初始化、数据收发、接口关闭；

实现接口通讯控制步骤为：

第一步：配置通讯接口参数；

第二步：增加已经配置的通信接口；

第三步：配置数据收发参数；

第四步：增加已经配置的数据收发功能；

第五步：增加关闭接口功能；

2)惯性系统测试流程配置模块包含惯性系统通信协议配置模块、惯性系统试验设备控制配置模块、测试流程配置模块；

惯性系统通信协议配置模块分为协议管理和协议配置，实现通讯协议配置流程步骤：

第一步：流程配置人员登陆；

第二步：按照通讯协议技术要求，配置协议表；

第三步：已配置完成的协议表导入协议库中；

惯性系统试验设备配置模块包括各种试验设备资源的通讯接口、控制过程、状态监控功能，实现试验设备配置的步骤为：

第一步：流程配置人员登陆；

第二步：初始化试验设备通讯接口；

第三步：试验设备控制功能配置；

第四步：试验设备状态监控配置；

测试流程配置模块实现惯性系统测试全流程配置，配置步骤为：

第一步：流程配置人员登陆；

第二步：初始化惯性系统通讯接口；

第三步：流程配置；

第四步：关闭接口功能；

3)惯性系统测试自动化执行模块实现自动化测试过程，惯性系统测试自动化执行步骤为：

第一步：操作人员登陆；

第二步：惯性系统测试配置；

第三步：执行开始测试，并等待结束；

4)MES系统互联模块

MES系统互联模块实现测试任务实时领取、试验数据实时上传、测试状态实时监控、软件版本监测，MES系统互联实现步骤：

第一步：实时扫码，获取测试任务；

第二步：选择测试项目，开始执行；

第三步：执行结束后，自动上传数据。

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