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        應(yīng)答器生產(chǎn)測試系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

        2017-03-27 15:12:54趙偉宏閆熠肖茂波
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2017年4期
        關(guān)鍵詞:執(zhí)行層應(yīng)答器磁場強度

        趙偉宏+閆熠+肖茂波

        摘 要:文章基于SUBSET 085的標準要求,設(shè)計研制了一種應(yīng)答器生產(chǎn)過程中的測試系統(tǒng),該系統(tǒng)將測試設(shè)備與自動測試軟件有機結(jié)合,快速完成應(yīng)答器性能指標的全面測試工作。實際應(yīng)用表明,該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可靠,易擴展,在很大的程度上提高了應(yīng)答器生產(chǎn)過程中的測試效率。

        關(guān)鍵詞:應(yīng)答器;測試系統(tǒng);SUBSET 085

        1 概述

        應(yīng)答器是一種基于點式信息的安全傳輸系統(tǒng),被廣泛的應(yīng)用于高速鐵路和地鐵線路的線路參數(shù)、進路參數(shù)和臨時限速等信息的地-車信息傳遞,是高速鐵路和地鐵線路信號控制系統(tǒng)的重要組成部分。為實現(xiàn)車間生產(chǎn)測試的自動化,根據(jù)應(yīng)答器的測試項目,研制開發(fā)出一套適應(yīng)企業(yè)需要的應(yīng)答器產(chǎn)品測試軟件。實現(xiàn)了自動生成測試流程、單步測試項提示信息、燒寫程序自動下載、測試記錄管理,自動生成電子記錄等。

        2 測試原理及測試內(nèi)容

        應(yīng)答器是一種基于電磁耦合原理實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)備,當列車接近應(yīng)答器時,應(yīng)答器得到來自天線單元磁場強度的不斷加強,當磁場強度大到足夠激活應(yīng)答器時,應(yīng)答器被激活,開始向上發(fā)送上行鏈路信號。

        (1)應(yīng)答器諧振測試是因為列車底部的BTM天線始終向下[1]發(fā)送27.095M射頻能量信號,用于激活應(yīng)答器,所以應(yīng)答器諧振在27.095M左右時應(yīng)答器產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大,應(yīng)答器現(xiàn)場運行狀態(tài)最好。

        (2)應(yīng)答器I/0特性測試主要是測試天線輻射不同的磁通量時,環(huán)繞應(yīng)答器基準區(qū)域線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大小。當天線輻射到應(yīng)答器基準區(qū)的總磁通量超過?準d1時,應(yīng)答器被激活并以固定的傳輸方式開始工作。此時,來自應(yīng)答器的磁場強度應(yīng)高于電流IU1所代表的磁場強度。當天線輻射到應(yīng)答器基準區(qū)的總磁通量超過?準d2時,此時,來自應(yīng)答器的磁場強度[2]應(yīng)高于電流IU2所代表的磁場強度。當天線輻射的磁通量增大時,應(yīng)答器以飽和方式運行,上行鏈路的磁場強度大體恒定不變。具體參數(shù)如表1:

        (3) 應(yīng)答器接口測試主要是測試不同的接口性能,如接口A信號特性,接口C(LEU設(shè)備通信接口)信號特性。

        (4) 應(yīng)答器啟動時間測試是應(yīng)答器接收到足夠強的能量信號時,開始啟動發(fā)送上行連續(xù)信號的時間小于150us。

        3 測試系統(tǒng)的設(shè)計

        根據(jù)測試原理及測試內(nèi)容,并考慮到整個系統(tǒng)設(shè)計的思想和生產(chǎn)人員自動化測試便捷性,該系統(tǒng)的主要功能如下:

        系統(tǒng)具有應(yīng)答器頻點測試、啟動時間測試、IO測試、27M諧振測試、應(yīng)答器報文讀寫測試、有源應(yīng)答器功能測試等。

        系統(tǒng)對LEU設(shè)備和應(yīng)答器讀寫設(shè)備進行嚴格的時間控制,完成激勵信號的發(fā)出到測試數(shù)據(jù)采集的閉環(huán)處理。

        系統(tǒng)具有對測試過程的數(shù)據(jù)進行分析,運算、處理、保存等功能,對實際測試結(jié)果與預期結(jié)果相比較發(fā)現(xiàn)測試對象是否正確,并生成相應(yīng)的測試報告。

        系統(tǒng)應(yīng)嚴格按照測試計劃來進行,避免測試的隨意性,建立完善的任務(wù)調(diào)度功能。使用多線程技術(shù),基于任務(wù)的同步與異步的通訊方式使系統(tǒng)達到并發(fā)同步的環(huán)境,并提高系統(tǒng)的容錯能力和自恢復能力。應(yīng)具有可靠性,采用易于擴展的軟硬件配置,便于系統(tǒng)的維護和升級。

        系統(tǒng)有硬件和軟件兩大部分組成。硬件是系統(tǒng)工作的基礎(chǔ),主要完成對測試信號的生成、應(yīng)答器上傳信號的采集、傳輸?shù)?。軟件是系統(tǒng)的核心,系統(tǒng)軟件主要實現(xiàn)儀表的控制、數(shù)據(jù)采集處理和計算等功能。

        4 測試系統(tǒng)硬件環(huán)境

        測試系統(tǒng)的硬件構(gòu)成如圖1所示,由測試天線、功率計、矢量分析儀、信號發(fā)生器、濾波器等組成。

        5 測試系統(tǒng)軟件設(shè)計

        系統(tǒng)軟件模塊化是本測試系統(tǒng)軟件設(shè)計開發(fā)的思想,結(jié)合面向?qū)ο笏枷耄到y(tǒng)采用模塊化的設(shè)計模式,使得整個軟件的功能模塊相對獨立,有利于系統(tǒng)軟件的擴展和維護并且也提高了軟件的可靠性和可復用性。系統(tǒng)軟件設(shè)計結(jié)構(gòu)如圖,軟件以算法根本對硬件設(shè)備儀表進行實時控制和數(shù)據(jù)采集。利用強大的計算機處理能力和分析能力來實現(xiàn)對整個產(chǎn)品測試流程的自動化。

        總體架構(gòu):

        按照系統(tǒng)的功能要求,測試系統(tǒng)軟件設(shè)計包括用戶管理層、邏輯執(zhí)行層和驅(qū)動層3個層次,如圖2所示,采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計,每個模塊完成不同功能。

        (1) 用戶管理層是組織好用戶界面與邏輯執(zhí)行層之間的關(guān)系,用戶使用系統(tǒng)的唯一入口,首先用戶界面必須將系統(tǒng)中的一些相關(guān)信息進行展示,這些信息可能包括,用戶登錄、提示信息、權(quán)限管理、測試項目、參數(shù)設(shè)置等。并將通過使用者的操作指令下達到邏輯執(zhí)行層。

        (2) 邏輯執(zhí)行層的功能是按照定制的算法執(zhí)行應(yīng)答器測試項目,通過控制具體儀器或者設(shè)備,完成測試所需的激勵信號,同時對返回的數(shù)據(jù)進行采集、處理、分析,并生成測試報告。

        (3)驅(qū)動層即硬件測試環(huán)境中的儀器設(shè)備驅(qū)動,主要是將執(zhí)行層的控制命令轉(zhuǎn)化為儀器設(shè)備可識別的指令通過總線傳遞給儀器設(shè)備,再將儀器的測試結(jié)果返回給執(zhí)行層用于數(shù)據(jù)分析。

        6 應(yīng)用與結(jié)論

        本文提出的應(yīng)答器生產(chǎn)測試系統(tǒng),能夠基于SUBSET-085的測試要求,自動完成應(yīng)答器生產(chǎn)過程中的各種性能測試工作。該系統(tǒng)具有測試實時性、可靠性強、自動化程度高的特點,系統(tǒng)的使用有利于生產(chǎn)效率的提高,并為產(chǎn)品的質(zhì)量提供了技術(shù)保障。同時測試過程和結(jié)果表明,系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠。

        參考文獻

        [1]SUBSET-036-v241.FFFIS for Eurobalise[S].2007.

        [2]SUBSET-085-v222.FFFIS for Eurobalise[S].2007.

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