CN204330929U - Obu自动测试治具及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种OBU自动测试治具及系统，该OBU自动测试治具包括：底座；承载单元，可水平移动地安装于所述底座上；第一驱动装置，连接于所述承载单元和所述底座之间，以驱动所述承载单元相对于所述底座水平移动；夹具，可上下移动地安装于所述底座上，并可操作性地与所述承载单元相配合；以及第二驱动装置，连接于所述夹具与所述底座之间，以驱动所述夹具相对于所述底座升降。本实用新型中的OBU自动测试系统及测试治具自动完成对被测OBU各项电气参数和射频参数的测试，实现了OBU各种电气参数和射频参数的一站式自动测试。

Description

OBU自动测试治具及系统

技术领域

本实用新型涉及测试系统，更具体地说，是一种OBU自动测试治具及系统。

背景技术

OBU(On board Unit，车载单元)是ETC(Electronic Toll Collection，电子不停车收费系统)系统、路径识别系统以及车辆标识系统等的重要组成部分。OBU性能的好坏直接影响到终端用户的使用体验，相关技术中OBU还没有非常好的测试手段。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种OBU自动测试治具及系统，以解决OBU测试存在的上述技术缺陷。

为达上述目的，本实用新型提供了一种OBU自动测试治具，包括：

底座；

承载单元，可水平移动地安装于所述底座上；

第一驱动装置，连接于所述承载单元和所述底座之间，以驱动所述承载单元相对于所述底座水平移动；

夹具，可上下移动地安装于所述底座上，并可操作性地与所述承载单元相配合；以及

第二驱动装置，连接于所述夹具与所述底座之间，以驱动所述夹具相对于所述底座升降。

优选地，所述夹具包括针板，所述针板上安装有电气探针，以与待测OBU上的电气触点相配合。

优选地，所述夹具包括伸缩式驱动装置，以与待测OBU的防拆开关相配合。

优选地，所述夹具还包括间隔地设置于所述针板上方的射频天线固定板，所述射频天线固定板上安装有RF天线。

优选地，该OBU自动测试治具还包括滑板，所述滑板可水平移动地安装于所述底座上，所述承载单元安装于该滑板上；所述滑板和所述底座上分别设置有安装板，所述安装板上安装有行程感测装置。

优选地，所述夹具包括向下伸出的定位柱，所述承载单元包括供所述定位柱穿置的定位孔。

优选地，所述第一驱动装置和第二驱动装置均为气缸。

还提供一种OBU自动测试系统，包括上述任一项中的OBU自动测试治具。

优选地，还包括屏蔽箱箱体，所述箱体包括下箱体、可升降地安装于下箱体上的上箱体以及连接于下箱体和上箱体之间以驱动上箱体升降的第三驱动装置；所述OBU自动测试治具设置于所述下箱体上，并被所述上箱体可操作性地覆盖。

优选地，还包括综合测试仪，所述综合测试仪包括频谱测量单元、信号源、参考模块、直流电源及数据采集单元、主控板、通道选择开关；所述频谱测量单元包括数字信号分析子模块和射频前端模块；所述参考模块分别连接所述频谱测量单元和信号源，用于向所述射频前段子模块和所述数字信号分析子模块提供参考信号，以及向所述信号源提供参考信号；所述频谱测量单元、信号源和直流电源及数据采集单元分别连接主控板；所述频谱测量单元和所述信号源通过所述通道选择开关连接射频接口，该射频接口用于连接所述屏蔽箱中的RF天线。

本实用新型OBU自动测试系统及测试治具自动完成对被测OBU各项电气参数和射频参数的测试，实现了OBU各种电气参数和射频参数的一站式自动测试。

本实用新型具有：测试速度快，能够有效提高生产效率；测试过程不受人为因素影响，准确性和一致性好；自动化测试，有效降低了对操作人员的能力要求；一站式测试，减少了人力和设备投资。

附图说明

图1为一些实施例OBU自动测试系统的原理框图；

图2为一些实施例中屏蔽箱的结构示意图；

图3为一些实施例的测试流程图；

图4为图3中OBU电气参数测试的流程图；

图5为图3中OBU射频参数测试的流程图；

图6为OBU进行纯载波测试时发射的波形；

图7为OBU进行PN9测试时发射的波形；

图8为OBU进行唤醒测试时信号源发射的波形；

图9为另一些实施例OBU自动测试系统中综合测试仪的原理框图；

图10为一些实施例中的测试治具的立体结构示意图；

图11为图10所示测试治具A-A向剖面结构示意图；

图12为图10所示测试治具另一视角下的立体结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的方案更加清楚明白，以下结合实例对本实用新型进一步详细说明。这些更详细的描述旨在帮助理解本实用新型，而不应被用于限制本实用新型。根据本实用新型公开的内容，本领域技术人员明白，可以不需要一些或者所有这些特定细节即可实施本实用新型。而在其它情况下，为了避免将实用新型创造淡化，未详细描述众所周知的操作过程。

请参照图1，一些实施例中的OBU自动测试系统可包括OBU自动测试控制装置1、信号源2、频谱仪(即频谱采集单元)3、直流电源4、数据采集卡(即数据采集单元)5、屏蔽箱6、打印机7和数据库8。其中，屏蔽箱6内设置有测试治具63、屏蔽箱开启控制机构62和RF天线61。OBU自动测试控制装置1由计算机通过程序实现，也可以由计算机程序对应的固件等实现。信号源2和频谱仪3一方面与OBU自动测试控制装置1的GPIB总线连接，另一方面通过SMA三通头与RF天线61连接，信号源2用于产生唤醒信号，频谱仪3用于自动测试相应的射频参数。直流电源4和数据采集卡5一方面与测试治具63上相应的接触针连接，另一方面，直流电源4与OBU自动测试控制装置1的GPIB总线连接，数据采集卡5通过USB接口连接OBU自动测试控制装置1，用于在OBU自动测试控制装置1的控制下自动测试相应的电气参数。OBU自动测试控制装置1还通过串口与测试治具63上的相应接触针连接，用于向被测OBU发送指令和读取状态。OBU自动测试控制装置1还与屏蔽箱开启控制机构62连接，以控制屏蔽箱6自动打开或关闭。OBU自动测试控制装置1与打印机7连接，用于将测试结果生成标签打印出来。数据库8用于存储和管理测试结果。

进一步，该测试系统还包括扫描头(图中未示出)，所述扫描头设置于所述测试治具63上，并与所述OBU自动测试控制装置1连接用于获取被测OBU上的条码数据。

参照图2，屏蔽箱6在一些实施例中可包括下箱体601、上箱体602、将上箱体602可升降地安装于下箱体601上的导轨603，以及连接于下箱体601和上箱体602之间以驱动上箱体602升降的驱动气缸604。测试治具63设置于下箱体601上，并可以被上箱体602覆盖，实现屏蔽功能。

图3示出了一些实施例的OBU自动测试流程。参照图3，该OBU自动测试控制方法包括以下步骤：

S100、控制扫描头扫描被测OBU上的条码。具体地，OBU自动测试控制装置1通过串口向屏蔽箱开启控制机构62发送打开指令，屏蔽箱6打开并推出测试治具63；将被测OBU放置到治具托盘上，OBU自动测试控制装置1控制扫描头扫描被测OBU产品上的条形码，OBU自动测试控制装置1接收到扫描信息后向屏蔽箱开启控制机构62发送关闭指令，测试治具63退回屏蔽箱6内，并关闭屏蔽箱6。

S200、读取被测OBU中的软件版本，判断OBU软件版本是否正确。

S300、向被测OBU、测试系统的数据采集卡5、和/或测试系统的直流电源4发送相应指令，获取所述被测OBU的相应电气参数。即测试被测OBU的相应电气参数。

S400、向被测OBU、测试系统的信号源2、和/或测试系统的频谱仪3发送相应指令，获取所述被测OBU的相应射频参数。即测试被测OBU的相应射频参数。

S500、将获取的条码数据存入数据库8，并为该被测OBU分配ID号。通过串口发送写入ID指令到该被测OBU，将ID号写入该被测OBU。

处理测试结果，包括：

S600、将测得的电气参数和射频参数保存到数据库8，方便数据管理和追溯；

S700、将故障信息生成标签，并打印，然后贴至该被测OBU上。

在一些实施例中，测试的电气参数包括：静态电流、待机电流、电池支路电压和太阳能支路电压。射频参数包括载波频率、辐射功率、占用带宽、调制系数、邻道泄露功率比、杂散、以及唤醒灵敏度。

图4示出了一些实施例的OBU电气参数测试的具体流程。参照图4，OBU电气参数测试包括以下步骤：

S310、测试电池支路电压。更具体地说，包括：OBU自动测试控制装置1发送休眠指令到被测OBU，使其处于休眠状态；OBU自动测试控制装置1通过SCPI指令关闭直流电源4输出，并控制数据采集卡5输出电压，通过数据采集卡5读取被测OBU电池支路测试点电压值。

S320、测试静态电流。包括：OBU自动测试控制装置1通过SCPI指令设置直流电源3电压输出打开，设置电流量程为AUTO，读取电流值。

S330、测试太阳能支路电压。包括：OBU自动测试控制装置1通过SCPI指令关闭直流电源4输出，并控制数据采集卡5输出电压，通过数据采集卡5读取被测OBU太阳能支路测试点电压值。

S340、测试待机电流。OBU自动测试控制装置1通过SCPI指令设置直流电源4电压输出打开，设置电流量程为AUTO；通过串口发送指令到屏蔽箱6，控制测试治具上的防拆开关按下，使被测OBU处于待机状态；OBU自动测试控制装置1通过SCPI指令读取直流电源4电流值，获得待机电流。

图5示出了一些实施例的OBU射频参数测试的具体流程。参照图5，OBU射频参数测试包括以下步骤：

S410、测试载波频率。包括：OBU自动测试控制装置1通过SCPI指令控制频谱仪3进入频谱测试模式，设置中心频率与频宽，例如中心频率为5.79GHz，频宽为10M。OBU自动测试控制装置1通过串口发送纯载波指令到被测OBU，使被测OBU发射纯载波信号(如图6所示)。OBU自动测试控制装置1通过SCPI指令读取频谱仪峰值频率，从而获得载波频率。将获得的载波频率与相应的标准值比较。当载波频率不合格时，向被测OBU发送频率调整指令，使被测OBU进行频率调整，调整完毕，OBU自动测试控制装置1重新进行频率测试并判断。达到循环次数(如5次)后，若获得的载波频率仍不合格则判定为载波频率不合格故障。

S420、测试辐射功率。与载波频率的测试相似。包括：OBU自动测试控制装置1通过SCPI指令读取频谱仪的功率，从而获得辐射功率。将获得的载波功率与相应的标准值比较。当功率不合格时，向被测OBU发送功率调整指令，使被测OBU进行功率调整，调整完毕，OBU自动测试控制装置1重新进行功率测试并判断。达到循环次数(如5次)后，若获得的辐射功率仍不合格则判定为辐射功率不合格故障。

S430、测试占用带宽。包括：OBU自动测试控制装置1通过SCPI指令控制频谱仪3进入OBW模式(即占用带宽模式)，设置中心频率、频宽等参数。OBU自动测试控制装置1通过串口发送PN9指令到被测OBU，使被测OBU发射PN9信号(如图7所示)。OBU自动测试控制装置1通过SCPI指令读取频谱仪3波形的OBW值，获得占用带宽。与相应的标准值比较，若不合格则判定为占用带宽不合格故障。

S440、测试调制系数。包括：OBU自动测试控制装置1通过SCPI指令控制频谱仪3，设置频宽为0，设置其他参数，即进入零扫宽模式。OBU自动测试控制装置1通过串口发送PN9指令到被测OBU，使被测OBU发射PN9信号(如图7所示)。OBU自动测试控制装置1通过SCPI指令读取频谱仪3上波形峰值与最小值，计算调制系数。

S450、测试邻道泄露功率比。包括：OBU自动测试控制装置1通过SCPI指令控制频谱仪3进入ACP模式，设置中心频率、频宽等参数。OBU自动测试控制装置1通过串口发送PN9指令到被测OBU，使被测OBU发射PN9信号(如图7所示)。OBU自动测试控制装置1通过SCPI指令读取频谱仪3邻道泄露功率比值。

S460、测试杂散。包括：OBU自动测试控制装置1通过SCPI指令控制频谱仪3进入频谱模式，设置起始频率，打开最大保持。OBU自动测试控制装置1通过串口发送PN9指令到被测OBU，使被测OBU发射PN9信号(如图7所示)。OBU自动测试控制装置1通过SCPI指令读取频谱仪3上各频率段波形峰值功率。

S470、测试唤醒灵敏度。包括：OBU自动测试控制装置1通过SCPI指令控制信号源2，设置频率，调用自定义波形文件，设置其他参数。OBU自动测试控制装置1通过串口发送唤醒指令到被测OBU，使被测OBU进入唤醒灵敏度测试模式。OBU自动测试控制装置1通过SCPI指令控制信号源2发射唤醒信号(如图8所示，该唤醒信号为14K方波调制的射频信号，该信号可由信号源提供的工具软件生成文件保存到信号源中，在测试时通过SCPI指令调用输出)，读取被测OBU返回值，判断是否唤醒；当OBU未唤醒时，向信号源2发送指令使其按功率步进值调整发射功率，直至OBU唤醒为止，读取此时的发射功率，获得唤醒灵敏度参数。将获得的唤醒灵敏度参数与相应的标准值比较。当唤醒灵敏度参数不合格时，向被测OBU发送指令调整相应灵敏度参数，重新执行上述测试子步骤和判断子步骤，直至唤醒灵敏度参数合格或达到循环次数(如5次)，达到循环次数仍不合格则判定唤醒灵敏度故障。

上述OBU自动测试系统至少具有以下优点：

1、自动实现各种电气参数及射频参数的测试，测试速度快，能够有效提高生产效率，同时有效降低了对操作人员的能力要求；

2、测试过程不受人为因素影响，准确性和一致性好；

3、所有参数一站式测试，减少了人力和设备投资；

4、对测试结果数据库管理，方便后续追溯；

5、自动将故障信息生成标签并打印，可方便快捷地对故障OBU标识；

6、设置有屏蔽箱，射频参数测试更准确。

在另外一些实施例的OBU自动测试系统中，可以将频谱测量单元、信号源、直流电源和数据采集单元集成在一起构成一个综合测试仪，有效降低了成本，提高了测试系统的集成度，减少了整体体积。图9中示出了综合测试仪的构成。如图9所示，该综合测试仪包括频谱测量单元91、参考模块92、信号源93、直流电源及数据采集单元94、主控板95、通道选择开关96。频谱测量单元91包括数字信号分析子模块911和射频前端模块912。参考模块92分别连接频谱测量单元91和信号源93，用于：向射频前段子模块912和数字信号分析子模块911提供参考信号，以及向信号源93提供参考信号。频谱测量单元91、信号源93和直流电源及数据采集单元94分别连接主控板95，主控板95可以采用采用WINDOW XP等软件系统。主控板95设置GPIB、USB、LAN、VGA等接口，方便与上述的OBU自动测试控制装置1连接。频谱测量单元91和信号源93通过通道选择开关96连接射频接口，该射频接口用于连接屏蔽箱中的RF天线。直流电源及数据采集单元94具有三个电压输出端和两个电压测量端，其中一路电压输出中加入了电流采集模块，可以在给被测OBU供电同时进行电流测量。

再如图9所示，该综合测试仪中的频谱测量单元91与信号源93有机地整合在一起，两者位于一个机壳中，两者共用前面板、通信板以及主控板95，并根据需要通过通道选择开关对两者进行选择。另外，该综合测试仪还省略了相关技术中的频谱仪和信号源中的OBU测试用不到的功能和器件。与相关技术中的单独的频谱仪和单独的信号源相比，降低了成本，节省了空间，为了OBU的自动化测试带来了诸多便利。

如图10至图12所示，一种较佳的测试治具63可包括底座631、第一滑轨632、滑板633、进出气缸634、承载单元635、第二滑轨636、滑块637、升降气缸638以及夹具639。底座631在一些实施例可呈矩形板状，第一滑轨632水平安装于底座631的上表面。滑板633安装于第一滑轨632上，并能够沿着第一滑轨632来回移动。进出气缸634安装于滑板633和底座631之间，以带动滑板633沿着第一滑轨632来回移动。承载单元635用于承载待测OBU，其安装于滑板633上，以便能够随着滑板633相对于底座631来回移动，从而实现进出屏蔽箱6。第二滑轨636竖直安装于底座631上，滑块637滑动安装于第二滑轨636上，升降气缸638安装于底座631和滑块637之间，以驱动滑块637相对于底座631上下运动。夹具639安装于滑块637，以随着滑块637上下移动，以与承载单元635相配合，实现对待测OBU的夹持测试。

夹具639在一些实施例中可包括位于下方的针板6391以及位于上方的射频天线固定板6392，针板6391和射频天线固定板6392之间设有间隔。针板6391上的预定位置开设有若干个第一安装孔6393，用于分别安装若干根电气探针(未图示)，这些电气探针用于与待测OBU上的电气触点电性连接，以对OBU进行测试。针板6391上还可以开设有第二安装孔6394，用于安装伸缩式驱动装置(未图示)，以驱动待测OBU上的防拆开关的开启和关闭。该伸缩式驱动装置在一些实施例中可为气缸。针板6391的下表面对角位置在一些实施例中还可向下伸出一对定位柱6395，相应地，承载单元635的对角处分别设置一对定位孔6350，以供该一对定位柱6395分别穿设于其中，。

在一些实施例中，底座631的上表面还立设有第一安装板6310，滑板633上立设有第二安装板6330，第一安装板6310和第二安装板6330相对设置，用于安装行程感测装置(未图示)，以感测滑板633移动的行程，并根据行程控制气缸的启停，从而控制滑板633的移动行程。该行程感测装置可以为红外行程感测装置，其可包括分别安装于第一安装板6310和第二安装板6330上的红外线发射装置和红外线接收装置。

上述测试治具63工作时，控制系统首先给进出气缸634一个控制信号，控制进出气缸634加气伸展，驱动滑板633从图10所示位置水平滑出，带动承载单元635伸出屏蔽箱6的箱体。此时，操作人员可将待测OBU放到承载单元635上，并按下测试按钮，系统控制进出气缸634收缩，带动滑板633回到图10所示的位置。待滑板633到位后，放置在承载单元635上的待测OBU位于夹具639的正下方。系统再控制升降气缸638收缩，带动夹具639与承载单元635靠拢，待靠拢到位后，夹具639中的电气探针与待测OBU上的电气触电导通，并令夹具639中的伸缩式驱动装置与待测OBU上的防拆开关对应。如此，系统可以自动测试待测OBU的多个性能参数。待测试完毕后，系统再按照上述步骤反向操作。

应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干个改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种OBU自动测试治具，其特征在于，包括：

底座；

承载单元，可水平移动地安装于所述底座上；

第一驱动装置，连接于所述承载单元和所述底座之间，以驱动所述承载单元相对于所述底座水平移动；

夹具，可上下移动地安装于所述底座上，并可操作性地与所述承载单元相配合；以及

第二驱动装置，连接于所述夹具与所述底座之间，以驱动所述夹具相对于所述底座升降。

2.根据权利要求１所述的OBU自动测试治具，其特征在于，所述夹具包括针板，所述针板上安装有电气探针，以与待测OBU上的电气触点相配合。

3.根据权利要求2所述的OBU自动测试治具，其特征在于，所述夹具包括伸缩式驱动装置，以与待测OBU的防拆开关相配合。

4.根据权利要求3所述的OBU自动测试治具，其特征在于，所述夹具还包括间隔地设置于所述针板上方的射频天线固定板，所述射频天线固定板上安装有RF天线。

5.根据权利要求1至4任一项所述的OBU自动测试治具，其特征在于，该OBU自动测试治具还包括滑板，所述滑板可水平移动地安装于所述底座上，所述承载单元安装于该滑板上；所述滑板和所述底座上分别设置有安装板，所述安装板上安装有行程感测装置。

6.根据权利要求1至4任一项所述的OBU自动测试治具，其特征在于，所述夹具包括向下伸出的定位柱，所述承载单元包括供所述定位柱穿置的定位孔。

7.根据权利要求1至4任一项所述的OBU自动测试治具，其特征在于，所述第一驱动装置和第二驱动装置均为气缸。

8.一种OBU自动测试系统，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的OBU自动测试治具。

9.根据权利要求8所述的OBU自动测试系统，其特征在于，还包括屏蔽箱箱体，所述箱体包括下箱体、可升降地安装于下箱体上的上箱体以及连接于下箱体和上箱体之间以驱动上箱体升降的第三驱动装置；所述OBU自动测试治具设置于所述下箱体上，并被所述上箱体可操作性地覆盖。

10.根据权利要求9所述的OBU自动测试系统，其特征在于，还包括综合测试仪，所述综合测试仪包括频谱测量单元、信号源、参考模块、直流电源及数据采集单元、主控板、通道选择开关；所述频谱测量单元包括数字信号分析子模块和射频前端模块；所述参考模块分别连接所述频谱测量单元和信号源，用于向所述射频前段子模块和所述数字信号分析子模块提供参考信号，以及向所述信号源提供参考信号；所述频谱测量单元、信号源和直流电源及数据采集单元分别连接主控板；所述频谱测量单元和所述信号源通过所述通道选择开关连接射频接口，该射频接口用于连接所述屏蔽箱中的RF天线。