CN204256122U - 一种输入输出开关量测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及列车维护技术领域，尤其涉及一种输入输出开关量测试系统。其中输入输出开关量测试系统包括输出测试板、输入测试板和上位机；输出测试板包括有多块，多块输出测试板级联在一起，并通过RS485总线与上位机通信；输入测试板包括有多块，多块输入测试板及级联在一起，并通过RS485总线与上位机通信。本实用新型提供的输入输出开关量测试系统使用RS485总线与上位机通信，可级联多块板卡，能够满足任意I/O口的需求；对于不同开关量路数，不同板卡接口的被测板，只需更换背板连接插头与配线即可，系统整体不需做改动，可实现输入输出开关量测试系统的通用，能够减小硬件开发成本及开发周期。

Description

一种输入输出开关量测试系统

技术领域

本实用新型涉及列车信号设备测试技术领域，尤其涉及一种输入输出开关量测试系统。

背景技术

目前在列车信号系统中，车载信号设备和列车间要相互采集并输出各种开关量(如牵引、制动状态，车门、车灯状态等)。因此，车载信号设备相应板卡功能是否正常在保障列车安全高效行驶上就显得尤为重要。为此，检验人员在出厂前必须要对输入、输出板进行功能测试。

常见的测试方案有以下两种：

(1)上电施加激励，手动测量输入、输出板每一路信号流向是否通畅；

(2)为每一种输入、输出板制作对应的测试工装。

但是上述测量手段存在以下问题：(1)人工测量的方式效率极低，且易出错；(2)不同设备的输入输出板需要单独制作测试工装，种类繁多无法通用，增加操作人员培训成本；(3)现有的测试工装I/O口数是固定，如果被测板卡上待测开关量的路数多于测试工装的I/O口数则无法对被测板卡进行测量(4)一些商用的数字采集卡大多采用PCI或SPI总线形式，需安装在工业控制计算机上才能使用，笔记本等便携设备无法使用；(5)缺少对模拟量采集的支持。

因此，针对以上不足，需要提供一种通用的输入输出开关量测试系统。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是：人工测量的方式效率极低，且易出错，不同设备的输入板、输出板需要单独制作测试工装，种类繁多无法通用，增加操作人员培训成本。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种输入输出开关量测试系统，包括输出测试板、输入测试板和上位机，其特征在于：所述输出测试板包括有多块，多块所述输出测试板级联在一起，并通过RS485总线与上位机通信，且所述输出测试板与被测输出板连接；所述输入测试板包括有多块，多块所述输入测试板级联在一起，并通过RS485总线与上位机通信，且和所述输入测试板与被测输入板相连接。

其中，所述输出测试板包括第一电源模块、第一电平转换模块、开关量采集模块、第一处理模块和第一显示模块，所述开关量采集模块对被测输出板输出的开关量进行采集，并将采集到的开关量传递到所述第一电平转换模块，经过所述第一电平转换模块转换电平的开关量传递到第一处理模块，所述第一处理模块将处理信息传送给上位机；所述显示模块与所述开关量采集模块连接，对采集到的输入开关量状态进行指示，所述第一电源模块为所述输出测试板上的电路及各个模块供电。

其中，所述输出测试板上还设置有AD采样模块，所述AD采样模块对模拟量信号进行采集，并将采集到的模拟量信号传递给第一处理模块。

其中，所述输入测试板(包括第二电源模块、第二电平转换模块、开关量输出模块、第二处理模块和第二显示模块，所述开关量输出模块可输出开关量，并将输出开关量信号传递到第二电平转换模块，经过所述第二电平转换模块转换过的信号传递至第二处理模块；所述第二显示模块与开关量输出模块连接，所述第二显示模块可对被测输入板采集开关量输出模块输出开关量的状态进行指示。

其中，所述输出测试板和所述输入测试板上还分别设置有第一拨码开关和第二拨码开关。

其中，还包括插箱，所述输出测试板、所述输入测试板和被测板卡均通过背板插接在所述插箱上。

其中，还包括通信线缆和电源线缆，所述通信线缆为一根通用串口线，用于上位机与输入输出开关测试系统之间的连接；所述电源线缆为测试系统和被测板卡供电。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有如下优点：本实用新型提供了一种输入输出开关量测试系统，包括输出测试板、输入测试板和上位机，所述输出测试板包括有多块，多块所述输出测试板级联在一起，并通过RS485总线与上位机通信，且所述输出测试板与被测输出板连接；所述输入测试板包括有多块，多块所述输入测试板级联在一起，并通过RS485总线与上位机通信，且和所述输入测试板与被测输入板相连接。本实用新型提供的输入输出开关量测试系统使用RS485总线与上位机通信，可级联多块板卡，能够满足任意I/O口数量的需求；对于不同开关量路数，不同板卡接口的被测板，只需更换背板连接插头与配线即可，系统整体不需做改动，可实现输入输出开关量测试系统的通用，能够减小硬件开发成本及开发周期。

附图说明

本实用新型上述和/或附加方面的优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是输出测试板内各模块的连接示意图；

图2是输入测试板内各模块的连接示意图；

图3是本实用新提供的输入输出开关量测试系统与被测输入板、被测输出板的连接结构示意图；

图4是输出测试板与输入测试板插接在插箱上的结构示意图；

图5是输入测试板测试A种输入板开关量的示意图；

图6是输入测试板测试B种输入板开关量的示意图。

其中图1至图6中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1、输出测试板，11、第一电源模块，12、第一电平转换模块，13、开关量采集模块，14、第一处理模块，15、第一显示模块，16、AD采样模块2、输入测试板，21、第二电源模块，22、第二电平转换模块，23、开关量输出模块，24、第二处理模块，25、第二显示模块，26、输入测试板对外接口，3、插箱，4、被测输入板，41、A种被测输入板对外接口，42、B种被测输入板对外接口，5、被测输出板，6、上位机。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了一种输入输出开关量测试系统，如图3所示，包括输出测试板1、输入测试板2和上位机6，所述输出测试板1包括有多块，多块所述输出测试板1级联在一起，并通过RS485总线与上位机6通信，且所述输出测试板1与被测输出板5连接；所述输入测试板2包括有多块，多块所述输入测试板2级联在一起，并通过RS485总线与上位机6通信，且和所述输入测试板2与被测输入板4相连接。本实用新型提供的输入输出开关量测试系统使用RS485总线与上位机6通信，可级联多块板卡，能够满足任意I/O口数量的需求；对于不同开关量路数，不同板卡接口的被测板，只需更换背板连接插头与配线即可，系统整体不需做改动，可实现输入输出开关量测试系统的通用，能够减小硬件开发成本及开发周期。同时由于使用RS485总线与上位机6通信，上位机6可以采用笔记本等便携式设备，使得输入输出开关量测试系统使用更加方便，可减少其使用的局限性。其中，所述输出测试板1用于采集开关量输入，即：通过输出测试板1采集被测输出板5输出的信号来判断被测输出板5的输出开关量是否正常，如图1所示，所述输出测试板1上设置有第一电源模块11、第一电平转换模块12、开关量采集模块13、第一处理模块14和第一显示模块15，所述开关量采集模块13对开关量信号进行采集，并通过显示模块显示采样结果，优选地，所述显示模块为LED指示灯；同时采集到的开关量信号传递至所述第一电平转换模块12，第一电平转换模块12对采集到的开关量信号及SPI总线信号进行电平转换，以方便第一处理模块14处理，优选地，所述第一处理模块14为CPLD(复杂可编程逻辑器件)芯片或FPGA(现场可编程门列阵)芯片，经过所述第一电平转换模块12转换电平的开关量信号传递到第一处理模块14，所述第一处理模块14将处理过的开关量信号传送给上位机6，所述第一处理模块14与被测板通过SPI总线通信，所述第一电源模块11将来自外部的24V和5V电压转换为3.3V，并经过滤波处理后供内部电路使用。

具体地，如图5和图6所示，对于A、B两种不同的输入板，其中A种被测输入板的对外接口41与B种被测输入板的对外接口42上输入信号使用的针脚不同，此时只需要根据被测板输入板4的接口重新制作通信线缆，就可以用输入测试板2对不同的被测输入板4进行测试；同时对于使用不同类型对外接口的被测板卡，如DB9、DB25或者DB37等类型的对外接口，也只需要根据被测板对外接口的类型来重新制作通信线缆把对应输入输出信号连接起来就可以对被测板进行测试，输出测试板1原理与输入测试板2相同，这样就能够实现输出测试板1或者输入测试板2的通用(即：可以对多种被测板卡进行测试)。

其中，输出测试板1上还设置有AD采样模块16，所述AD采样模块16对模拟量信号进行采集，并将采集到的模拟量信号传递给第一处理模块14，第一处理模块14读取模拟量采集数值，并与上位机6通信；通过在输出测试板1上设置AD采样模块16，可对模拟量信号进行采集。如图2所示，所述输入测试板2用于输出开关量给被测输入板4提供激励即：由输入测试板2给被测输入板4提供激励，由被测输入板4采集输入测试板2提供的激励信号，如果能采集到则说明被测板卡的输入采集通道正常；其中，所述输入测试板2包括第二电源模块21、第二电平转换模块22、开关量输出模块23、第二处理模块24和第二显示模块25，所述开关量输出模块23可输出开关量信号，并将输出开关量信号传递到第二电平转换模块22，通过第二电平转换模块22的转化的输出开关量信号，方便于被测板卡采集，具体地，第二显示模块25为CPLD(复杂可编程逻辑器件)芯片或FPGA(现场可编程门列阵)芯片所述第二显示模块25与输出开关量模块连接，对输出开关量的状态进行指示，所述第二显示模块25为LED指示灯，为了区分第一显示模块15和第二显示模块25，第一显示模块15的LED指示灯的颜色为绿色，第二显示模块25的LED指示灯的颜色为红色。

其中，所述输出测试板1和所述输入测试板2上还分别设置有第一拨码开关和第二拨码开关，所述第一拨码开关为一个4位的拨码开关，最多可级联16块输出测试板1，拨码开关可为每个输出测试板1设置板卡ID，可对每个输出测试板1进行识别，以满足级联需求。第二拨码开关也为一个4位的拨码开关，最多可级联16块输入测试板2，能够为每个输入测试板2设置板卡ID，可对每个输入测试板2进行识别，以满足级联需求，这样输入测试板、输出测试板能够适应任意路数I/O口数量的需求，为输入输出开关量测试系统的通用提供了基础。

如图4所示，本实用新型提供的输入输出开关量测试系统还包括插箱3，所述输出测试板1、所述输入测试板2和被测板卡均通过背板插接在所述插箱3上，所述插箱3为6U对插箱3，在插箱3的正面插入输出测试板1、输入测试板2，背面插入背侧板，它们之间通过背板连接。

其中，通信线缆为一根标准串口线，用于上位机6与通用测试系统之间通信，串口线上需要串接一个RS485转RS232的转接头以使上位机6能够进行RS485通信。

电源线缆共需两根电源线，分别引入外部24V与5V，为输入输出开关量测试系统和被测输入板4、输出板供电。

下面具体的描述使用本实用新型提供的输入输出开关量测试系统测试被测板卡的工作过程。

由于输入开关量与输出开关量分别由被测输入板4和被测输出板5控制，因此，在测量被测输入板4的输入开关量时，将输入板插接在插箱3的背板上与输入测试板2相连接，输入测试板2给被测板卡一个激励信号，如果被测板卡接收到了这个信号，LED指示灯点亮，如果被测板卡没有接收到信号，则LED指示灯不亮，并且输入测试板2会与上位机6通信，在上位机6显示出被测板卡接收信号的结果。在测量被测输出板5的输出开关量时，被测板卡插接在插箱3的背板上与输入测试板2相连接，输入测试板2与被测板卡通信，通过对I/O口编程实现和被测输出板5SPI通信，告诉被测输出板5要输出哪一路开关量，被测板可对那一路进行采集，如果能过采集到则LED指示灯亮，如采集到则该路正常，采集不到则证明该路损坏，并且输出测试板1与上位机6通信，在上位机6上显示被测板卡的输出信号的结果。这样在可通过LED指示灯及上位机6上显示的信息来判断被测输入板4、输出板的输入输出开关量是否正常，并且当被测输入板4、输出板上设置有芯片无法直接通过LED直接判断出被测板卡输入输出开关量时，还可通过上位机6上显示的结果来进行判断，故本实用新型提供的输入输出开关量测试系统对于被测板卡上装有芯片的情况同样适用。

综上所述，本实用新型提供了一种输入输出开关量测试系统，包括输出测试板、输入测试板和上位机，所述输出测试板包括有多块，多块所述输出测试板级联在一起，并通过RS485总线与上位机通信，且所述输出测试板与被测输出板连接；所述输入测试板包括有多块，多块所述输入测试板级联在一起，并通过RS485总线与上位机通信，且和所述输入测试板与被测输入板相连接。本实用新型提供的输入输出开关量测试系统使用RS485总线与上位机通信，可级联多块板卡，能够满足任意I/O口数量的需求；对于不同开关量路数，不同板卡接口的被测板，只需更换背板连接插头与配线即可，系统整体不需做改动，可实现输入输出开关量测试系统的通用，能够减小硬件开发成本及开发周期。并且输出测试板内设置有AD转换模块，可对模拟量进行采集。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种输入输出开关量测试系统，包括输出测试板(1)、输入测试板(2)和上位机(6)，其特征在于：所述输出测试板(1)包括有多块，多块所述输出测试板(1)级联在一起，并通过RS485总线与上位机(6)通信，且所述输出测试板(2)与被测输出板连接；所述输入测试板(2)包括有多块，多块所述输入测试板(2)级联在一起，并通过RS485总线与上位机(6)通信，且和所述输入测试板(2)与被测输入板相连接。

2.根据权利要求1所述的输入输出开关量测试系统，其特征在于：所述输出测试板(1)包括第一电源模块(11)、第一电平转换模块(12)、开关量采集模块(13)、第一处理模块(14)和第一显示模块(15)，所述开关量采集模块(13)对被测输出板输出的开关量进行采集，并将采集到的开关量传递到所述第一电平转换模块(12)，经过所述第一电平转换模块(12)转换电平的开关量传递到第一处理模块(14)，所述第一处理模块(14)将处理信息传送给上位机(6)；所述显示模块与所述开关量采集模块(13)连接，对采集到的输入开关量状态进行指示，所述第一电源模块(11)为所述输出测试板上的电路及各个模块供电。

3.根据权利要求2所述的输入输出开关量测试系统，其特征在于：所述输出测试板(1)上还设置有AD采样模块(16)，所述AD采样模块(16)对模拟量信号进行采集，并将采集到的模拟量信号传递给第一处理模块(14)。

4.根据权利要求1所述的输入输出开关量测试系统，其特征在于：所述输入测试板(2)包括第二电源模块(21)、第二电平转换模块(22)、开关量输出模块(23)、第二处理模块(24)和第二显示模块(25)，所述开关量输出模块(23)可输出开关量，并将输出开关量信号传递到第二电平转换模块(22)，经过所述第二电平转换模块(22)转换过 的信号传递至第二处理模块(24)；所述第二显示模块(25)与开关量输出模块(23)连接，所述第二显示模块(25)可对被测输入板采集开关量输出模块(23)输出开关量的状态进行指示。

5.根据权利要求1所述的输入输出开关量测试系统，其特征在于：所述输出测试板(1)和所述输入测试板(2)上还分别设置有第一拨码开关和第二拨码开关，用于设定每块板卡地址，以方便板卡之间级联。

6.根据权利要求1所述的输入输出开关量测试系统，其特征在于：还包括插箱(3)，所述输出测试板(1)、所述输入测试板(2)和被测板卡均通过背板插接在所述插箱(3)上。

7.根据权利要求1所述的输入输出开关量测试系统，其特征在于：还包括通信线缆和电源线缆，所述通信线缆为一根通用串口线，用于上位机(6)与输入输出开关测试系统之间的连接；所述电源线缆为测试系统和被测板卡供电。