CN218350248U - 一种基于can通信的传感器模组标定测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于CAN通信的传感器模组标定测试系统，涉及传感器批量测试技术领域。系统包括上位机以及与上位机通过CAN通信连接的多个测试接口装置，测试接口装置包括：模组接口单元，与待测传感器模组相连；微控制单元，与模组接口单元连接，模组接口单元用于实现可插拔连接，微控制单元均连接有拨码开关，各个微控制单元所连的拨码开关的通断情况均不同；CAN通信单元，用于实现微控制单元和上位机之间的通信连接；通信指示灯，与每一待测传感器模组相连，用于在待测传感器模组与模组接口单元连接不正常时熄灭。本实用新型可以实现待测传感器模组的批量标定测试，可以反复进行批量测试，且能够及时排查连接出问题的传感器模组。

Description

一种基于CAN通信的传感器模组标定测试系统

技术领域

本实用新型涉及传感器批量测试技术领域，特别是涉及一种基于CAN通信的传感器模组标定测试系统。

背景技术

在生活中，我们会在很多场合用到传感器模组，比如各种气体传感器，粉尘传感器等，由于气体传感器（类如一些有毒有害气体）的特殊性，就使得传感器的标定和测试显得很重要。

现有技术中通常通过设置用于获取传感器信息芯片，以及与芯片相连的上位机来收集和处理传感器的信息。但是，现有技术中的传感器的测试和标定系统存在无法高效、安全的解决传感器模组的批量标定、测试的问题，也无法重复进行传感器模组的批量测试，因此需要设计一种可以批量标定和测试的设备。另外，由于进行标定测试时，传感器模组的数量较多，当某一传感器模组出现连接问题时无法针对性地及时查找到对应的问题传感器模组。

实用新型内容

本实用新型的目的是要提供一种基于CAN通信的传感器模组标定测试系统，可以同时实现多个待测传感器模组的标定测试，并且可以反复进行批量测试，且能够及时排查连接出问题的传感器模组。

本实用新型的另一个目的是便于待测传感器模组的追溯调查。

本实用新型的进一步的一个目的是进一步提高待测传感器模组的测试效率。

根据本实用新型的目的，本实用新型提供了一种基于CAN通信的传感器模组标定测试系统，包括上位机以及与所述上位机通过CAN通信连接的多个测试接口装置，其中，

每一所述测试接口装置均包括：

模组接口单元，与待测传感器模组之间形成可插拔连接，用于接收所述待测传感器模组的数据；

微控制单元，与所述模组接口单元通信连接，用于接收所述模组接口单元的发送的所述待测传感器模组的数据，每一所述微控制单元均连接有拨码开关，各个所述微控制单元所连接的所述拨码开关的通断情况均不同；

CAN通信单元，用于实现所述微控制单元和所述上位机之间的通信连接，以便将所述待测传感器模组的数据传输至所述上位机并接收所述上位机的指令；以及

通信指示灯，与每一所述待测传感器模组相连，用于在所述待测传感器模组与所述模组接口单元连接正常时点亮，所述通信指示灯集成于所述模组接口单元内。

可选地，基于CAN通信的传感器模组标定测试系统还包括电平转换单元，连接于所述微控制单元和所述模组接口单元之间，用于实现供电电压不同的所述待测传感器模组和所述微控制单元之间的稳定通信。

可选地，基于CAN通信的传感器模组标定测试系统还包括串口扩展单元，与所述微控制单元的串口连接，用于扩展所述微控制单元的串口，所述串口扩展单元与多个所述电平转换单元相连。

可选地，基于CAN通信的传感器模组标定测试系统还包括DCDC转换单元，用于将输入电压转换成第一目标电压的输出电压，以便为所述待测传感器模组、所述CAN通信单元和所述电平转换单元供电。

可选地，基于CAN通信的传感器模组标定测试系统还包括低压差线性稳压单元，与所述DCDC转换单元的输出端相连，用于将所述第一目标电压转换成第二目标电压，以便为所述微控制单元和所述串口扩展单元供电。

可选地，所述微控制单元包括微控制芯片和与所述微控制芯片相连的工作指示灯，所述工作指示灯用于在所述微控制芯片不正常工作时亮起。

可选地，所述微控制单元还包括烧录接口电路，与所述微控制芯片相连。

根据本实用新型的一个实施例，通过CAN通信来实现微控制单元和上位机之间的数据传输，由于CAN通讯是采用两线的，并且可以同时连接多个单元的总线，即上位机通过CAN网络同时连接多个测试接口装置，因此可以同时实现多个待测传感器模组的标定测试，传输速度快，传输距离远且布线简单。

进一步地，传感器模组标定测试系统包括模组接口单元，由于模组接口单元设置实现了微控制单元和待测传感器模组之间的可插拔连接，因此在当前的批量的待测传感器模组完成标定测试后，可以将这些待测传感器模组拔下，然后再插入新的批量的待测传感模组进行标定测试，即实现了传感器模组的批量反复测试。

进一步地，通过设置一一对应与各个待测传感器模组的通信指示灯，可以直观地看出各个待测传感器模组是否正常，方便排查待测传感器模组是否正常，以便及时地找出连接出现问题的待测传感器模组。

根据本实用新型的一个实施例，对连接于上位机的各个微控制芯片所对应的拨码开关的开闭情况设置的不同，就可以赋予各个微控制芯片以不同的ID，又因为每个待测传感器模组的数据会按顺序发送至微控制芯片，这样一个ID下可应对多个待测传感器模组，就能便于后续实现与上位机的显示界面的一一对应，由于每个微控制芯片对应多个待测传感器模组，因此就可以使得上位机区分每个待测传感器模组，以便上位机对各个待测传感器模组的数据进行分别保存、显示和实时监测等，以便待测传感器模组的追溯调查。

进一步地，通过在微控制单元的串口处连接串口扩展单元，可以扩展微控制单元的数据收发口，从而方便连接更多的待测传感器模组，进而提高待测传感器模组的测试效率。

根据本实用新型的一个实施例，通过在串口扩展单元和模组接口单元之间设置电平转换单元，能够使得不同电压供电的待测传感器模组和微控制单元之间能够稳定地通信。

根据本实用新型的一个实施例，通过DCDC转换单元和低压差线性稳压单元的设置可以提供第一目标电压和第二目标电压的电压值，能够为传感器模组标定测试系统的各个单元提供电源，满足系统的用电需求。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本实用新型一个实施例的基于CAN通信的传感器模组标定测试系统的连接框图；

图2是根据本实用新型一个实施例的基于CAN通信的传感器模组标定测试系统的微控制单元的电路图；

图3是根据本实用新型一个实施例的基于CAN通信的传感器模组标定测试系统的拨码开关的电路图；

图4是根据本实用新型一个实施例的基于CAN通信的传感器模组标定测试系统的模组接口单元的电路图；

图5是根据本实用新型一个实施例的基于CAN通信的传感器模组标定测试系统的CAN通信单元的电路图；

图6是根据本实用新型一个实施例的基于CAN通信的传感器模组标定测试系统的微控制单元的工作指示灯电路的电路图；

图7是根据本实用新型一个实施例的基于CAN通信的传感器模组标定测试系统的微控制单元的烧录接口电路的电路图；

图8是根据本实用新型一个实施例的基于CAN通信的传感器模组标定测试系统的复位电路的电路图；

图9是根据本实用新型一个实施例的基于CAN通信的传感器模组标定测试系统的微控制单元的电源电路的电路图；

图10是根据本实用新型一个实施例的基于CAN通信的传感器模组标定测试系统的微控制单元的外部晶振电路的电路图；

图11是根据本实用新型另一个实施例的基于CAN通信的传感器模组标定测试系统的连接框图；

图12是根据本实用新型一个实施例的基于CAN通信的传感器模组标定测试系统的电平转换单元的电路图；

图13是根据本实用新型一个实施例的基于CAN通信的传感器模组标定测试系统的串口扩展单元的电路图；

图14是根据本实用新型一个实施例的基于CAN通信的传感器模组标定测试系统的DCDC转换单元的电路图；

图15是根据本实用新型一个实施例的基于CAN通信的传感器模组标定测试系统的低压差线性稳压单元的电路图。

附图标记：

100-传感器模组标定测试系统、10-上位机、20-微控制单元、21-工作指示灯电路、211-工作指示灯、22-烧录接口电路、23-复位电路、24-电源电路、25-外部晶振电路、30-模组接口单元、301-第一通信指示灯、302-第二通信指示灯、40-CAN通信单元、50-拨码开关、60-电平转换单元、70-串口扩展单元、80-DCDC转换单元、90-低压差线性稳压单元。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

图1是根据本实用新型一个实施例的基于CAN通信的传感器模组标定测试系统100的连接框图。图2是根据本实用新型一个实施例的基于CAN通信的传感器模组标定测试系统100的微控制单元20的电路图。图3是根据本实用新型一个实施例的基于CAN通信的传感器模组标定测试系统100的拨码开关50的电路图。图4是根据本实用新型一个实施例的基于CAN通信的传感器模组标定测试系统100的模组接口单元30的电路图。如图1所示，一个实施例中，传感器模组标定测试系统100包括上位机10以及与上位机10通过CAN通信连接的多个测试接口装置。每一测试接口装置均包括模组接口单元30、微控制单元20、CAN通信单元40和通信指示灯。模组接口单元30与待测传感器模组之间形成可插拔连接，用于接收待测传感器模组的数据，该模组接口单元30可以包括线对板连接器或板对板连接器，以实现与待测传感器之间的可插拔连接，如通过图4中线对板连接器CN1与待测传感器模组形成可插拔连接。微控制单元20与模组接口单元30通信连接，用于接收模组接口单元30的发送的待测传感器模组的数据。每一微控制单元20均连接有拨码开关50，各个微控制单元20所连接的拨码开关50的通断情况均不同。如图2所示，微控制单元20包括微控制芯片U1，该微控制芯片U1可以采用兆易创新的GD32F103C8T6。如图3所示，一个实施例中，拨码开关50包括6路开关（即图3中的接口SW2从上到下依次布置的6个开关）以及对应的I1-I6接口，该拨码开关50的MCU_VCC可以与微控制芯片U1共用电源。拨码开关50的I1至I6接口与图2中的微控制芯片U1的PA0至PA5一一对应相连，通过控制拨码开关50中的各个开关的开闭就可以使得各个微控制芯片U1具有各自不同的ID地址，例如当一个微控制芯片U1的所连接的拨码开关50的所有开关均闭合，对应的二进制数就是111111，那这个微控制芯片U1的ID就是63。当对连接于上位机10的各个微控制芯片U1所对应的拨码开关50的开闭情况设置的不同，就可以赋予各个微控制芯片U1以不同的ID，又因为每个待测传感器模组的数据会按顺序发送至微控制芯片U1，这样一个ID下可应对多个待测传感器模组，这样就能便于后续实现与上位机10的显示界面的一一对应，由于每个微控制芯片U1对应多个待测传感器模组，因此就可以使得上位机10区分每个待测传感器模组，以便上位机10对各个待测传感器模组的数据进行分别保存、显示和实时监测等，以便待测传感器模组的追溯调查。CAN通信单元40用于实现微控制单元20和上位机10之间的通信连接，以便将待测传感器模组的数据传输至上位机10并接收上位机10的指令。通信指示灯（如图4中第一通信指示灯301和第二通信指示灯302），与每一待测传感器模组相连，用于在待测传感器模组与模组接口单元30连接正常时点亮，当然在其他实施例中也可以设置为模组接口单元30连接不正常时点亮该通信指示灯。如图4所示，一个实施例中，通信指示灯集成于模组接口单元30内，通过将通信指示灯串联在第一连接端子CN1的引脚1和引脚2处，在第一连接端子CN1与待测传感器模组正常连通时，该通信指示灯所在电路接通，通信指示灯亮起。

本实施例通过CAN通信来实现微控制单元和上位机10之间的数据传输，由于CAN通讯是采用两线的，并且可以同时连接多个单元的总线，即上位机10通过CAN网络同时连接多个测试接口装置，因此可以同时实现多个待测传感器模组的标定测试，传输速度快，传输距离远且布线简单。

进一步地，本实施例中的传感器模组标定测试系统100包括模组接口单元30，由于模组接口单元30的设置实现了微控制单元20和待测传感器模组之间的可插拔连接，因此在当前的批量的待测传感器模组完成标定测试后，可以将这些待测传感器模组拔下，然后再插入新的批量的待测传感模组进行标定测试，即实现了传感器模组的批量反复测试。

进一步地，本实施例通过设置一一对应于各个待测传感器模组的通信指示灯，可以直观地看出各个待测传感器模组是否正常，方便排查待测传感器模组是否正常，以便及时地找出连接出现问题的待测传感器模组。

图5是根据本实用新型一个实施例的基于CAN通信的传感器模组标定测试系统100的CAN通信单元40的电路图。一个实施例中，如图5所示，CAN通信单元40包括CAN通信芯片U6，CAN通信芯片U6的RXD引脚和TXD引脚与微控制芯片U1的PA11和PA12引脚对应连接，以实现CAN通信单元40与微控制单元20的连接。CAN通信芯片U6的CANH、CANL和CANG引脚通过设置图5中相应的电路后与第一连接器H1相连，第一连接器H1通过CAN总线与上位机10通信连接。

图6是根据本实用新型一个实施例的基于CAN通信的传感器模组标定测试系统100的微控制单元20的工作指示灯电路21的电路图。进一步地，如图6所示，微控制单元20还包括与微控制芯片U1相连的工作指示灯211，工作指示灯211用于在微控制芯片U1不正常工作时亮起。图6电路中的FLASH_LED端与图2中微控制单元20芯片的PC13-TANPER-RTC引脚相连。

图7是根据本实用新型一个实施例的基于CAN通信的传感器模组标定测试系统100的微控制单元20的烧录接口电路22的电路图。图8是根据本实用新型一个实施例的基于CAN通信的传感器模组标定测试系统100的复位电路23的电路图。图9是根据本实用新型一个实施例的基于CAN通信的传感器模组标定测试系统100的微控制单元20的电源电路24的电路图。图10是根据本实用新型一个实施例的基于CAN通信的传感器模组标定测试系统100的微控制单元20的外部晶振电路25的电路图。如图7所示，微控制单元20还包括烧录接口电路22，与微控制芯片U1相连，用于烧录程序。烧录接口电路22包括第二连接器H2，第二连接器H2的SWCLK和SWDIO端口与微控制芯片U1的PA14和PA13引脚相连。微控制芯片U1还连接有复位电路23（图8中的NRST端口与微控制芯片U1的NRST引脚相连）。微控制芯片U1还连接有电源电路24，电源电路24的MCU_VCC引脚与微控制芯片U1的VBAT、VDDA、VDD_1、VDD_3、VDD_2引脚相连。如图9所示，该电源电路24包括由多个电容并联成的滤波电路。进一步地，如图10所示，微控制芯片U1还连接有外部晶振电路25，外部晶振电路25的OSC32_IN、OSC32_OUT、OSC_IN、OSC_OUT引脚分别依次与微控制芯片U1的PC14-OCS32_IN、PC15-OCS32_OUT、PD0-OCS_IN、PD1-OCS_OUT引脚相连。

图11是根据本实用新型另一个实施例的基于CAN通信的传感器模组标定测试系统100的连接框图。图12是根据本实用新型一个实施例的基于CAN通信的传感器模组标定测试系统100的电平转换单元60的电路图。图13是根据本实用新型一个实施例的基于CAN通信的传感器模组标定测试系统100的串口扩展单元70的电路图。如图11所示，一个实施例中，基于CAN通信的传感器模组标定测试系统100还包括电平转换单元60和串口扩展单元70，电平转换单元60连接于微控制单元20和模组接口单元30之间，用于实现供电电压不同的待测传感器模组和微控制单元20之间的稳定通信。串口扩展单元70与微控制单元20的串口连接，用于扩展微控制单元20的串口，串口扩展单元70与多个电平转换单元60相连。如图13所示，串口扩展单元70包括收发器U2，该收发器U2可以采用WCH（南京沁恒）的型号为CH438Q的收发器U2，可以扩展8个串口。通过将图13中收发器U2的D0-D7接口与图2中微控制芯片U1的PB8至PB15串口相连，以实现串口扩展单元70与微控制单元20的连接，再通过串口扩展单元70的16个串口与电平转换单元60通信连接。一个实施例中，一个微控制单元20可以连接有多个串口扩展单元70。如图12所示，电平转换单元60包括电平转换芯片U5，该电平转换芯片U5可以采用润石RS0102YHB，是两路数据线的电平转换芯片U5。通过将电平转换芯片U5的A1和A2引脚连接收发器U2的RXDn和TXDn（n为0-7中任一自然数）引脚即可，对于图13中的收发器U2来说，一个收发器U2可以连接8个电平转换芯片U5。如图4所示，模组接口单元30包括第一连接端子CN1，第一连接端子CN1的引脚1和引脚2分别串联电阻R56和R57后与电平转换芯片U5的B1和B2引脚相连，以通过第一连接端子CN1来连接待测传感器模组与电平转换芯片U5。图12中的电平转换芯片U5的电源引脚VCCB接与待测传感器模组相同的电源，电源引脚MCU_VCC接与微控制芯片U1相同的电源，通过电平转换芯片U5可以实现5V供电的待测传感器模组可以与3.3V供电的微控制芯片U1稳定通信。

本实施例通过在微控制单元20的串口处连接串口扩展单元70，可以扩展微控制单元20的数据收发口，从而方便连接更多的待测传感器模组，进而提高待测传感器模组的测试效率。

进一步地，本实施例通过在串口扩展单元70和模组接口单元30之间设置电平转换单元60，能够使得不同电压供电的待测传感器模组和微控制单元20之间能够稳定地通信。

图14是根据本实用新型一个实施例的基于CAN通信的传感器模组标定测试系统100的DCDC转换单元80的电路图。如图14所示，一个实施例中，基于CAN通信的传感器模组标定测试系统100还包括DCDC转换单元80，用于将输入电压转换成第一目标电压的输出电压，以便为待测传感器模组、CAN通信单元40和电平转换单元60供电。这里的第一目标电压可以是5V。DCDC转换单元80包括DCDC芯片U4，可以采用封装为SOIC-8_EP_150mil的DCDC芯片U4，该芯片支持3.5V至28V输入，输出最大3A的持续输出电流。

图15是根据本实用新型一个实施例的基于CAN通信的传感器模组标定测试系统100的低压差线性稳压单元90的电路图。如图15所示，一个实施例中，基于CAN通信的传感器模组标定测试系统100还包括低压差线性稳压单元90（LDO模块），与DCDC转换单元80的输出端相连，用于将第一目标电压转换成第二目标电压，以便为微控制单元20和串口扩展单元70供电。低压差线性稳压单元90包括稳压芯片U3，该稳压芯片U3可以采用封装为SOT-223-4引脚封装，精度为2%。第二目标电压可以是3.3V或3.4V，如图15中的低压差线性稳压单元90用于将5V电压转化为3.4V的电压。这里可以设置两个低压差线性稳压单元90，一个为微控制单元20供电，另一个为所有的串口扩展单元70供电。

本实施例通过DCDC转换单元80和低压差线性稳压单元90的设置可以提供第一目标电压和第二目标电压的电压值，能够为传感器模组标定测试系统100的各个单元提供电源，满足系统的用电需求。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (7)

1.一种基于CAN通信的传感器模组标定测试系统，其特征在于，包括上位机以及与所述上位机通过CAN通信连接的多个测试接口装置，其中，

每一所述测试接口装置均包括：

模组接口单元，与待测传感器模组之间形成可插拔连接，用于接收所述待测传感器模组的数据；

微控制单元，与所述模组接口单元通信连接，用于接收所述模组接口单元的发送的所述待测传感器模组的数据，每一所述微控制单元均连接有拨码开关，各个所述微控制单元所连接的所述拨码开关的通断情况均不同；

CAN通信单元，用于实现所述微控制单元和所述上位机之间的通信连接，以便将所述待测传感器模组的数据传输至所述上位机并接收所述上位机的指令；以及

通信指示灯，与每一所述待测传感器模组相连，用于在所述待测传感器模组与所述模组接口单元连接正常时点亮，所述通信指示灯集成于所述模组接口单元内。

2.根据权利要求1所述的基于CAN通信的传感器模组标定测试系统，其特征在于，还包括电平转换单元，连接于所述微控制单元和所述模组接口单元之间，用于实现供电电压不同的所述待测传感器模组和所述微控制单元之间的稳定通信。

3.根据权利要求2所述的基于CAN通信的传感器模组标定测试系统，其特征在于，还包括串口扩展单元，与所述微控制单元的串口连接，用于扩展所述微控制单元的串口，所述串口扩展单元与多个所述电平转换单元相连。

4.根据权利要求3所述的基于CAN通信的传感器模组标定测试系统，其特征在于，还包括DCDC转换单元，用于将输入电压转换成第一目标电压的输出电压，以便为所述待测传感器模组、所述CAN通信单元和所述电平转换单元供电。

5.根据权利要求4所述的基于CAN通信的传感器模组标定测试系统，其特征在于，还包括低压差线性稳压单元，与所述DCDC转换单元的输出端相连，用于将所述第一目标电压转换成第二目标电压，以便为所述微控制单元和所述串口扩展单元供电。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的基于CAN通信的传感器模组标定测试系统，其特征在于，所述微控制单元包括微控制芯片和与所述微控制芯片相连的工作指示灯，所述工作指示灯用于在所述微控制芯片不正常工作时亮起。

7.根据权利要求6所述的基于CAN通信的传感器模组标定测试系统，其特征在于，所述微控制单元还包括烧录接口电路，与所述微控制芯片相连。

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