王翔

（華中光電技術(shù)研究所 武漢光電國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430074）

基于WINCE平臺(tái)的便攜式429總線測(cè)試儀的設(shè)計(jì)

王翔

（華中光電技術(shù)研究所 武漢光電國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430074）

為了滿(mǎn)足機(jī)載設(shè)備外場(chǎng)測(cè)試、試驗(yàn)、維修工作的需求，方便、快捷、高效的實(shí)現(xiàn)機(jī)載設(shè)備性能測(cè)試、故障檢測(cè)、隔離和維修，論文結(jié)合支持WINCE開(kāi)發(fā)平臺(tái)的Lab VIEW PDA Module和TPW Module，提出了一種基于W INCE平臺(tái)的便攜式429總線測(cè)試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案。詳細(xì)介紹了系統(tǒng)各部分的組成與作用，最后給出了系統(tǒng)的測(cè)試結(jié)果。實(shí)驗(yàn)表明，測(cè)試系統(tǒng)工作穩(wěn)定、可靠。

429總線；WINCE；便攜式；測(cè)試

0 引言

國(guó)內(nèi)外大部分軍民用飛機(jī)的機(jī)載電子通信系統(tǒng)大都是基于ARINC429總線聯(lián)網(wǎng)建立的航空電子通信網(wǎng)絡(luò)[1]。研制一種便攜式429總線故障檢測(cè)儀，快速、準(zhǔn)確的鎖定機(jī)載電子設(shè)備的故障部位，查明故障原因是試驗(yàn)和維修工作人員十分必要和迫切需求的。

LabVIEW是一種業(yè)界領(lǐng)先的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)圖形化編程工具，主要用于開(kāi)發(fā)測(cè)試、測(cè)量、仿真與控制系統(tǒng)。LabVIEW PDA Module和TPW Module將Lab IEW的應(yīng)用范圍從PC系統(tǒng)擴(kuò)展到了嵌入式設(shè)備，可以便捷地構(gòu)建基于WINCE平臺(tái)的仿真、測(cè)控系統(tǒng)[3]。

總線測(cè)試儀通過(guò)與429總線掛接，接收機(jī)載電子設(shè)備429總線信息，監(jiān)控總線工作狀態(tài)；也可以向429總線發(fā)送特定的數(shù)據(jù)，模擬仿真機(jī)載設(shè)備的輸入信息；還能夠根據(jù)接收的429總線數(shù)據(jù)對(duì)機(jī)載設(shè)備進(jìn)行故障分析和定位。測(cè)試儀體積小、重量輕、便于攜帶，尤其適合在外場(chǎng)設(shè)備維修工作中使用。

1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

測(cè)試儀硬件由電源板、PC104主板、429總線轉(zhuǎn)換卡、液晶顯示器和觸摸屏組成，PC104作為系統(tǒng)的控制中心，控制429總線轉(zhuǎn)換卡接收到的總線信號(hào)，同時(shí)可以控制429總線轉(zhuǎn)換卡產(chǎn)生所需要的總線信號(hào)，顯示器作為人機(jī)交互接口顯示接收或發(fā)送的總線數(shù)據(jù)信息，分析設(shè)備工作狀態(tài)，同時(shí)測(cè)試儀還可以記錄總線數(shù)據(jù)用于離線分析，鼠標(biāo)和鍵盤(pán)作為備用輸入信息設(shè)備，觸摸屏作為人機(jī)界面輸入設(shè)備實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。測(cè)試系統(tǒng)體積小，方便攜帶和使用。系統(tǒng)硬件組成如圖1所示。

系統(tǒng)各硬件技術(shù)指標(biāo)要求：

（1）電源模塊。輸入：220V交流，輸出：28V，12V，5V直流，功率：20W。

（2）429總線轉(zhuǎn)換卡。 支持的計(jì)算機(jī)總線平臺(tái)：PC104，收發(fā)通道配置：2發(fā)2收，波特率：100K。

（3）PC104主板。支持的操作系統(tǒng)：WINCE

（4）觸摸屏。電阻式或電容式，通信接口：USB。

圖1 測(cè)試儀硬件組成

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)為4層，其結(jié)構(gòu)層次如圖2所示。下兩層為儀器資源層，主要定義儀器的硬件接口和實(shí)現(xiàn)與儀器的底層交互通信；中間層為應(yīng)用測(cè)試軟件工具，將計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)分析和顯示能力與儀器驅(qū)動(dòng)層融合在一起；最上層為用戶(hù)定義層，主要實(shí)現(xiàn)儀器的管理和用戶(hù)自定義功能。各層之間使用通用接口函數(shù)連接。在應(yīng)用程序?qū)訉⒄麄€(gè)系統(tǒng)功能模塊化，使整個(gè)系統(tǒng)分成數(shù)字信號(hào)采集模塊、429通信模塊、數(shù)據(jù)回放等模塊，軟件結(jié)構(gòu)如圖 2所示。通過(guò)各個(gè)模塊的組合，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的信號(hào)檢測(cè)與分析。

圖2 軟件層次結(jié)構(gòu)圖

2.1 控制系統(tǒng)軟件整體設(shè)計(jì)

編寫(xiě)W INCE平臺(tái)下的應(yīng)用程序，常用的工具有EVB、EVC其中，EVB開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單，適合數(shù)據(jù)庫(kù)方面的開(kāi)發(fā)，但是軟件執(zhí)行效率和資源節(jié)省不如EVC；EVC開(kāi)發(fā)難度大、開(kāi)發(fā)速度慢，適合組件和網(wǎng)絡(luò)通信方面的開(kāi)發(fā)。而Lab VIEW PDA Module集成了WINCE的硬件驅(qū)動(dòng)及內(nèi)置的測(cè)量與分析模塊，TPW Module集成了觸摸屏的硬件驅(qū)動(dòng)。因此相對(duì)于傳統(tǒng)的文本語(yǔ)言編程，具有更快捷、高效等優(yōu)勢(shì)[2,4]。

測(cè)試軟件主程序結(jié)構(gòu)如圖3所示，包括數(shù)字信號(hào)采集模塊，429總線數(shù)據(jù)顯示與存儲(chǔ)模塊，數(shù)據(jù)回放模塊。其中數(shù)據(jù)采集功能部分完成數(shù)字信號(hào)的采集，429總線通信模塊實(shí)現(xiàn)429通信信號(hào)的同步采集、顯示和保存，同時(shí)，結(jié)合設(shè)備測(cè)試邏輯和設(shè)備工作狀態(tài)指標(biāo)對(duì)各個(gè)信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控。數(shù)據(jù)回放模塊完成采集后的數(shù)據(jù)回放與分析，用于對(duì)設(shè)備性能的動(dòng)態(tài)評(píng)估和離線分析。

圖3 軟件結(jié)構(gòu)圖

2.2 上位機(jī)HMI設(shè)計(jì)

HM I前面板由選項(xiàng)卡和常用儀器顯示控件組成。選項(xiàng)卡包括：初始化、總線數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、發(fā)送和接收通道選擇，發(fā)送模式選擇，總線數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與回放，總線通信狀態(tài)指示等?？刂葡到y(tǒng)的工作流程如圖4所示。

圖4 系統(tǒng)工作流程

3系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試

由于W INCE平臺(tái)的可用內(nèi)存只30M，因此程序運(yùn)行前更改系統(tǒng)的內(nèi)存分配比例。將運(yùn)行時(shí)的變量空間加大，存儲(chǔ)空間減少，存儲(chǔ)文件可放在SD卡中。

系統(tǒng)的軟件測(cè)試的內(nèi)容包括：發(fā)送數(shù)據(jù)的測(cè)試，接收數(shù)據(jù)的測(cè)試，發(fā)送數(shù)據(jù)速率的測(cè)試等。總線信號(hào)的測(cè)試結(jié)果如圖 5所示，接收的總線數(shù)據(jù)與機(jī)載設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)相同。當(dāng) 429總線通信卡工作在自環(huán)模式下時(shí)，測(cè)試系統(tǒng)仿真發(fā)送數(shù)據(jù)與接收數(shù)據(jù)一致。

圖5 總線信號(hào)接收測(cè)試結(jié)果

4 結(jié)論

隨著嵌入式技術(shù)的發(fā)展，可裁剪式計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)和軟件開(kāi)發(fā)工具的選擇越來(lái)越多樣化。WINCE具有以往Windows操作系統(tǒng)友好的GU I支持，這為工程技術(shù)人員設(shè)計(jì)美觀、易操作的用戶(hù)界面節(jié)約了大量的開(kāi)發(fā)時(shí)間。利用Lab VIEW PDA Module和TPW Module強(qiáng)大的圖形化編程和多平臺(tái)移植技術(shù)，極大地提高了開(kāi)發(fā)人員的工作效率。測(cè)試儀具有良好的人機(jī)交互性能，工作穩(wěn)定可靠，可以為機(jī)載設(shè)備外場(chǎng)維修人員提供良好的總線測(cè)試、故障診斷和隔離平臺(tái)。

[1]王 燕.基于ARINC429總線的便攜式分析儀[J].制造業(yè)自動(dòng)化，2011，7.

[2]王佳，林汝梁，范哲意，等.基于Windows CE平臺(tái)Lab VIEW嵌入式應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)[J].測(cè)控技術(shù)，2007，26.

[3]雷振山.Lab VIEW高級(jí)編程與虛擬儀器工程應(yīng)用[M].北京:中國(guó)鐵道出版社，2009.

[4]基于WINCE平臺(tái)的嵌入式FAIMS控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置，2010，6.

Design of Portable 429 Bus Test System Based on WINCE Platform

WANG Xiang
（Huazhong Institute of Electro-optics,Wuhan National Laboratory for Optoelectronics,Wuhan Hubei 430074,China）

In order to satisfy the supplies of Airborne equipment's outfield test,trial and maintain,and carry out Airborne equipment's testing performance,detecting,insulating and maintaining faults,this paper puts forward the implementation scheme for 429 bus test system based on WINCE platform combining with Lab VIEW PDA Module and TPW Module which can support WINCE platform.Then,the form and function of this system are introduced.The test results of this system are gained.The result shows that this system has stable credibility performance.

429 bus；WINCE；portable；test

TM93

：Adoi:10.3969/j.issn.1002-6673.2014.03.052

1002－6673（2014）03－137－02

2014－03－09

王翔，男，工程師。主要研究方向：測(cè)控技術(shù)與儀器，多傳感器數(shù)據(jù)融合。