CN210405343U - 空调器家庭总线测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种空调器家庭总线测试系统，包括：测试装置，其配置有第一标准协议接口；还包括：协议转换装置，其配置有第一标准协议接口和家庭总线协议接口，分别用于连接所述测试装置和配置有家庭总线协议接口的空调器，所述协议转换装置用于接收空调器的家庭总线中传递的家庭总线协议信号，并转换成第一标准协议信号发送至所述测试装置；电源模块，其为所述协议转换装置中用电器件供电。本实用新型的空调器家庭总线测试系统，具有对家庭总线协议的解码功能，并转换成测试装置可以接收的协议信号，能够完整、全面的测试家庭总线的通信性能。

Description

空调器家庭总线测试系统

技术领域

本发明涉及家用电器测试技术领域，尤其涉及一种空调器家庭总线测试系统。

背景技术

目前，一些空调器（如多联机系统）使用家庭总线（HomeBus，HBS）通讯，该通讯方式具有响应速度快、稳定可靠以及无极性的特点。

现有的测试装置（如示波器）只有常见的协议解码功能，如UART、I2C、SPI、MIPI-DSI、CAN、USB、HDQ等，没有直接对应的家庭总线解码功能及硬件电路。因此，测试装置无法将家庭总线通讯的A线和B线直接连接至测试装置进行解码，也没有对应的解码协议。目前对采用家庭总线的空调器的测试方式一般直接测试芯片周围的UART端口，空调器的通信信号通过UART端口传递给测试装置，测试装置对空调器的通信信号进行解码分析。

测试芯片周围的UART端口的方式由于信号没有通过家庭总线电路，无法测试家庭总线发码的完整性，测试不全面，结果不准确。在调试过程中，在验证软件的发码正确与否，时序一致性时，极为不方便。

发明内容

为解决现有技术无法对空调器家庭总线直接测试的技术问题，本发明提供一种空调器家庭总线测试系统，其用于对空调器家庭总线直接测试，具有对家庭总线协议的解码功能，并转换成测试装置可以接收的协议信号，能够完整、全面的测试家庭总线的通信性能。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种空调器家庭总线测试系统，包括：

测试装置，其配置有第一标准协议接口；

还包括：

协议转换装置，其配置有第一标准协议接口和家庭总线协议接口，分别用于连接所述测试装置和配置有家庭总线协议接口的空调器，所述协议转换装置用于接收空调器的家庭总线中传递的家庭总线协议信号，并转换成第一标准协议信号发送至所述测试装置；

电源模块，其为所述协议转换装置中用电器件供电。

进一步的，所述协议转换装置还包括过压保护电路，所述过压保护电路包括：

第一开关电路，其连接在所述家庭总线协议接口的后端；

过压检测电路，用于检测所述协议转换装置输入信号的电压；

保护动作电路，其与所述过压检测电路连接，用于根据所述过压检测电路输出的检测结果控制所述第一开关电路的通断状态。

进一步的，所述第一开关电路为继电器。

进一步的，所述过压检测电路包括：

电压采样电路，所述电压采样电路连接在所述家庭总线协议接口之间；

比较电路，其第一比较端与所述电压采样电路的采样输出端连接，所述比较电路的第二比较端连接基准电压，所述比较电路的输出端与所述保护动作电路连接。

进一步的，所述比较电路包括一比较器，所述比较器的正相输入端电压采样电路的采样输出端连接，负向输入端与基准电压连接，输出端与第二开关电路的控制端连接。

进一步的，所述保护动作电路包括第二开关电路和第三开关电路，所述比较电路的输出信号用于控制所述第二开关电路的通断状态，所述第二开关电路的输出信号用于控制所述第三开关电路的通断状态，所述第三开关电路的输出信号用于控制所述第一开关电路的通断状态。

进一步的，所述第三开关电路为光耦隔离开关。

进一步的，所述协议转换装置还包括：

协议转换模块，其包括主控器和与所述主控器通讯连接的家庭总线通信模块；

滤波电路，用于滤除所述家庭总线协议接口所接收信号中的共模干扰；

耦合电路，其与所述滤波电路的输出端连接，用于将所述滤波电路输出的信号耦合至所述家庭总线通信模块。

进一步的，所述电源模块为DC-DC转换模块，其输入端与所述测试装置的直流电压输出端连接，将直流电压进行DC转换后为所述协议转换装置中用电器件供电。

本发明的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：本发明的空调器家庭总线测试系统，具有对家庭总线协议的解码功能，并转换成测试装置可以接收的协议信号，能够完整、全面的测试家庭总线的通信性能。

使用此测试系统，可通过任意一台具有常规解码功能的测试装置即可实现对家庭总线的测试，不局限于测试装置的品牌和种类，保持了较好的通用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提出的空调器家庭总线测试系统示意图；

图2为本发明提出的空调器家庭总线测试系统的电路原理框图；

图3为本发明提出的空调器家庭总线测试系统的信号不同状态的波形图；

图4是本发明提出的空调器家庭总线测试系统的一种实施例电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

中央空调器中线控器、遥控器或集控器与室内机的通讯多采用家庭总线通信协议，其具有A线和B线两根通信线。但是由于目前的测试装置（如示波器）不具有家庭总线通信接口，也不具有对家庭总线通信协议的解码能力，在对采用家庭总线通信协议通信的空调器调试过程中，无法将家庭总线通信的A线和B线直接连接至测试装置进行解码。因此，本实施例提出一种空调器家庭总线测试系统，能够将空调器的家庭总线通信协议的接收和转换，转换成测试装置可以接收的协议信号，这样，可以实现测试装置对家庭总线的通信性能进行测试。

实施例一

如图1所示，本实施例空调器家庭总线测试系统，包括测试装置10和协议转换装置20，测试装置10配置有第一标准协议接口101；协议转换装置20配置有第一标准协议接口201和家庭总线协议接口202。

协议转换装置20的家庭总线协议接口202用于与空调器30的家庭总线协议接口连接，其能够接收空调器30通过家庭总线传递的数据。协议转换装置20将所接收的家庭总线协议数据转换成测试装置10可识别处理的第一标准协议，并通过其第一标准协议接口201发送。

协议转换装置20的第一标准协议接口201用于与测试装置10的第一标准协议接口101连接，实现协议转换装置20与测试装置10的通信连接。协议转换装置20将接收的空调器30家庭总线中的信号转换成第一标准协议信号，并通过其第一标准协议接口201发送至测试装置10的第一标准协议接口101，测试装置10可识别处理协议转换装置20发送的第一标准协议信号。

空调通信时，室内机与室外机或者室内机与线控器采用家庭总线协议通信，本空调器家庭总线测试系统目的在于检测空调通信时，家庭总线所传输信号如发码的完整性、发码的正确性、时序一致性等。因此，本测试系统需要在保证通信双方可以正常通信的前提下，从家庭总线上获取双方的通信信号，进行相应的分析等。

如图1所示，通过在室内外通讯家庭总线或室内机与线控器的家庭总线上并联出一路家庭总线，转接至协议转换装置20，经过协议转换装置20将家庭总线协议转换为第一标准协议，并通过第一标准协议接口201、101发送至测试装置10。

目前的测试装置常配置能够解码的标准协议有UART协议、SPI协议、I2C协议、CAN协议、USB协议、LIN协议、PS/2协议等，第一标准协议接口可以是能够传输上述协议的任一种，本实施例中的测试装置10将以具有UART协议接口的示波器为例进行说明。

如图2所示，为空调器家庭总线测试系统的电路原理框图，本实施例中还设置有电源模块21，其为协议转换装置20中用电器件供电。协议转换装置20中用电器件的工作电压为直流电压，电源模块21可以为储能模块（如蓄电池），也可以为电源转换模块。当其为电源转换模块时，可以是DC-DC转换模块，也可以是AC-DC转换模块。当电源模块21为AC-DC转换模块时，其应当包括电源接口，用于连接外部交流电源，将外部交流电源输入的交流电压转换成协议转换装置20的各用电器件工作所需的直流电压，并提供给各用电器件使用。

本实施例中的电源模块21优选采用DC-DC转换模块实现，其具有输入端和输出端（图中未示出），输入端与测试装置10的直流电压输出端连接，输出端与协议转换装置20连接。

由于测试装置10输出的直流电压与协议转换装置20中用电器件的工作电压不适配（如示波器可对外提供15V直流电压，而协议转换装置20各用电器件的工作电压是5V），因此，电源模块21将测试装置10输出的直流电压进行DC转换后，为所述协议转换装置中用电器件供电。本方案通过直接从测试装置10上取电压，可以减少外接电源的复杂连线，有助于降低成本。

如图2所示，协议转换装置20还包括过压保护电路22，过压保护电路22包括第一开关电路221、过压检测电路222以及保护动作电路223，其中，第一开关电路221连接在协议转换装置20的家庭总线协议接口的后端，用于控制协议转换装置20与空调器家庭总线的导通或者断开。

当家庭总线中的电压信号超过协议转换装置20或者测试装置10可承受的最大输入电压时，第一开关电路221断开协议转换装置20与空调器家庭总线的连接，达到保护协议转换装置20及与其连接的测试装置的目的。

过压检测电路222用于采样协议转换装置20输入信号的电压，可以理解的，该输入信号来自于空调器的家庭总线。过压检测电路222将采样信号发送给保护动作电路223。保护动作电路223可以对采样信号的大小进行判断，并输出控制信号，该路信号用于控制第一开关电路221的通断状态。具体的，保护动作电路223的信号输入端与过压检测电路222连接，信号输出端与第一开关电路221连接，保护动作电路223输出的控制信号控制第一开关电路221的导通或者断开。

当过压检测电路222采集的采样信号大于协议转换装置20可承受的最大输入电压时，保护动作电路223输出控制信号控制第一开关电路221断开，否则，控制第一开关电路221导通。

如图2所示，在本实施例中，过压检测电路222包括电压采样电路和比较电路，电压采样电路连接在家庭总线协议接口之间，用于对所输入的空调器家庭总线是电压信号进行电压采样。采样信号输入至比较电路进行比较判断，具体的，比较电路的第一比较端与电压采样电路的采样输出端连接，比较电路的第二比较端连接基准电压，比较电路的输出端与所述保护动作电路连接。比较电路通过比较所输入的采样信号与基准电压的大小，输出控制信号至保护动作电路223。

保护动作电路223包括第二开关电路和第三开关电路，比较电路输出的控制信号较弱，驱动能力有限，第二开关电路具有信号放大功能，控制信号首先经过第二开关进行放大，第二开关输出的控制信号发送给第三开关电路，用于驱动第三开关电路，第三开关电路的输出信号用于控制第一开关电路的通断状态。

第三开关电路优选采用具有隔离功能的开关电路实现，其用于将协议转换装置20与空调器的家庭总线隔离，防止空调器的家庭总线中存在异常大电压信号时，虽然第一开关电路221可以断开家庭总线与协议转换装置20的连接，但是第一开关电路221的一端始终保持与家庭总线连接，且第三开关电路还与第一开关电路221保持连接。为了防止大电压信号通过第一开关电路221损坏第三开关电路及其连接的第二开关电路以及过压检测电路222。本方案中通过第三开关电路采用具有隔离功能的开关电路实现，可以将第一开关电路221与第二开关电路及其连接的过压检测电路222隔离开，避免发生上述问题。

第三开关电路优选采用具有隔离功能的光耦隔离开关实现，其可以将第一开关电路221与其连接的协议转换装置20的其他电路进行隔离，该光耦隔离开关的状态受第二开关电路输出信号的控制。

第一开关电路221可以采用常闭继电器实现。

如图2所示，优选在本实施例中，协议转换装置20还包括协议转换模块、滤波电路225以及耦合电路224，协议转换模块包括主控器和与主控器通讯连接的家庭总线通信模块。

滤波电路225连接在第一标准协议接口201和耦合电路224之间，用于滤除家庭总线协议接口所接收信号中的共模干扰。

耦合电路224，其与滤波电路的输出端连接，用于将滤波电路输出的信号耦合至所述家庭总线通信模块。耦合电路还可实现对家庭总线信号中交流成分的隔离。

主控器和家庭总线通信模块将家庭总线信号转换为测试装置10可解码的第UART协议信号。

经过协议转换装置20的转换，将家庭总线协议信号转换为标准的UART协议信号，经第一标准协议接口201、101输入到测试装置10内部电路，设置相应的触发条件，产生相应的触发信号。

如图2所示，空调器的家庭总线包括总线A和总线B，在本实施例中家庭总线通信模块采用MM1192通讯芯片，其接收经耦合电路224信号交替反转（Alternate MarkInversion，AMI）的信号（简称AMI信号），AMI信号作为数字传输信号，且在家庭总线系统等中使用并输出时，利用零、正、负的3值构成，并在正极信号线和负极信号线中通过。在使用该信号的通信方式中，把逻辑“1”分配给零电平，把逻辑“0”交替地分配给正或负电平。该AMI信号在通过MM1192通讯芯片时，在AMI信号的正脉冲和负脉冲对应的逻辑“0”下，MM1192通讯芯片输出的电平占空比为50%，或者说在主控器输出对应逻辑“0”时，MM1192通讯芯片在总线接口处只能接收占空比为50%的通讯指令，而主控器发送/接收对应逻辑“0”或逻辑“1”的占空比为100%的通讯指令。

在家庭总线解码过程中信号的转换状态，如图3所示的第一条波形，为占用比为50%的AMI信号，分别有一个高电平和低电平表示两个极性，中间电平状态数据为“1”，完全没有送信的状态就是中间电平状态，“0”有+V、-V两种状态，这两种状态交互出现。送信数据为空调室内外机间或线控器之间的指令波形。家庭总线波形（也即输入至主控器的波形）是经过值域缩小电路和MM1192通讯芯片、耦合电路处理后的波形，如图3所示的第3条波形。

主控器用于监听的家庭总线波形，将家庭总线波形转换至示波器可识别到的UART协议波形，即图3中所示的第4条波形，进而进行触发并解码。

家庭总线为半双工通信（仅仅在发信时为全双工）CSMA/CD方式，位构成由起始位、数据位、奇偶校验位、停止位组成。值得一提的是，在家庭总线通信的过程中，除识别码为奇校验外，水平（数据帧校验）、垂直（数据链校验）奇偶校验均为偶校验。而在通用示波器只能设置一种校验方式。

在示波器解码设置中将信源选择、波特率、结束位宽、数据模式、电平反向、数据位宽等设置完成，将校验方式设置为偶校验，在示波器屏幕上既可显示解码结果。

通过示波器的解码，可看到校验正确与否。因设置的是偶校验，可通过显示不同的颜色区分波形的正确与否，方便研发人员和测试人员识别。

实施例二

本实施例提出了一种协议转换装置20的具体实现电路图，如图4所示，滤波电路可以是采用两个共模电感线圈组成的共模干扰滤波电路，这两个线圈绕在同一铁芯上，匝数和相位相同，绕向相反，且两个线圈分别与家庭总线的总线A和总线B连接，当总线A和总线B中的有共模电流经过共模电感时，由于共模电流的同向性，会在线圈内产生同向的磁场而增大线圈的感抗，使线圈表现为高阻抗，产生较强的阻尼效果，以此衰减共模电流，达到滤波目的。

电压采样电路可以采用若干阻值相同、串联连接的电阻实现，电压采样电路连接在总线A和总线B之间，当系统异常，总线BUS_A与BUS_B之间电压超过限值时，经电压采样电路分压后，输出分压信号至比较电路。

比较电路可以采用一比较器IC6实现，其正相输入端与电压采样电路的采样输出端连接，负向输入端与基准电压连接，输出端与第二开关电路的控制端连接，第二开关电路可采用一NPN三极管Q1实现，比较器IC6的输出端与三极管Q1的基极连接，当总线BUS_A与BUS_B之间电压超过基准电压时，经终端电路分压后，比较器IC6的正相输入端电压高于负向输入端电压，比较器IC6 的输出端输出高电平，此时三极管Q1饱和导通，相应第三开关电路导通，常闭继电器断开，总线与后级电路断开，从而实现过电压保护作用。

光耦隔离开关PC1连接在NPN三极管Q1和第一开关221之间，起到电隔离的作用。

以上仅为本发明的具体实施方式，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。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种空调器家庭总线测试系统，包括：

测试装置，其配置有第一标准协议接口；

其特征在于，还包括：

协议转换装置，其配置有第一标准协议接口和家庭总线协议接口，分别用于连接所述测试装置和配置有家庭总线协议接口的空调器，所述协议转换装置用于接收空调器的家庭总线中传递的家庭总线协议信号，并转换成第一标准协议信号发送至所述测试装置；

电源模块，其为所述协议转换装置中用电器件供电。

2.根据权利要求1所述的空调器家庭总线测试系统，其特征在于，所述协议转换装置还包括过压保护电路，所述过压保护电路包括：

第一开关电路，其连接在所述家庭总线协议接口的后端；

过压检测电路，用于检测所述协议转换装置输入信号的电压；

保护动作电路，其与所述过压检测电路连接，用于根据所述过压检测电路输出的检测结果控制所述第一开关电路的通断状态。

3.根据权利要求2所述的空调器家庭总线测试系统，其特征在于，所述第一开关电路为继电器。

4.根据权利要求2所述的空调器家庭总线测试系统，其特征在于，所述过压检测电路包括：

电压采样电路，所述电压采样电路连接在所述家庭总线协议接口之间；

比较电路，其第一比较端与所述电压采样电路的采样输出端连接，所述比较电路的第二比较端连接基准电压，所述比较电路的输出端与所述保护动作电路连接。

5.根据权利要求4所述的空调器家庭总线测试系统，其特征在于，所述比较电路包括一比较器，所述比较器的正相输入端电压采样电路的采样输出端连接，负向输入端与基准电压连接，输出端与第二开关电路的控制端连接。

6.根据权利要求4所述的空调器家庭总线测试系统，其特征在于，所述保护动作电路包括第二开关电路和第三开关电路，所述比较电路的输出信号用于控制所述第二开关电路的通断状态，所述第二开关电路的输出信号用于控制所述第三开关电路的通断状态，所述第三开关电路的输出信号用于控制所述第一开关电路的通断状态。

7.根据权利要求6所述的空调器家庭总线测试系统，其特征在于，所述第三开关电路为光耦隔离开关。

8.根据权利要求1所述的空调器家庭总线测试系统，其特征在于，所述协议转换装置还包括：

协议转换模块，其包括主控器和与所述主控器通讯连接的家庭总线通信模块；

滤波电路，用于滤除所述家庭总线协议接口所接收信号中的共模干扰；

耦合电路，其与所述滤波电路的输出端连接，用于将所述滤波电路输出的信号耦合至所述家庭总线通信模块。

9.根据权利要求8所述的空调器家庭总线测试系统，其特征在于，所述协议转换装置还包括：

单向导通电路，其设置在所述滤波电路与所述协议转换装置的第一标准协议接口之间。

10.根据权利要1-9任一项所述的空调器家庭总线测试系统，其特征在于，所述电源模块为DC-DC转换模块，其输入端与所述测试装置的直流电压输出端连接，将直流电压进行DC转换后为所述协议转换装置中用电器件供电。

Images