CN114113840A - 一种车载接触网检测***的信号模块自动化检测*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车载接触网检测***的信号模块自动化检测***，涉及接触网检测技术领域，本发明利用模拟外设的方法，能够通过模拟负载模块，模拟被检设备的不同工作环境，获取不同工作环境下被检设备发出的信号后进行分析处理，实现全面覆盖检测和数字化分析，简化了被检设备的检测环境，降低了检测操作难度，且在检测完成后通过指示灯对不同的检测结果进行提示，极大地降低了检测时间、提高了检测便利度和检测品质，能够有效保障检测的全面性和稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及接触网检测技术领域，具体涉及一种车载接触网检测***的信号模块自动化检测***。
背景技术
车载接触网检测***的信号模块是信号管理的重要组件，主要负责图像采集单元的供电、同步信号、散热***管理等工作，同时还要负责环境温度采集、基站定位信息交互、补光灯同步补光控制、卫导模块和4G模块的电源管理等工作；对于信号模块，传统的检测方法一般由人工逐项对功能项进行测试确认，在测试前需要准备各种仪器设备，如示波器、信号发生器、电子负责、调试电源、设备外设等，并且完整的功能测试时间周期较长，对于品控人员的专业性要求较高。如果检测过程发生疏漏则极可能会造成一定数额的经济损失和间接的安全隐患。因此对于信号模块急需一种的自动化检测技术，可全面覆盖硬件电路和软件功能项并可以短周期完成测量、检测任务的***和方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种车载接触网检测***的信号模块自动化检测***，包括以下内容：
信号发生模块：用于向被检设备发出测试信号；
信号采集模块：用于采集被检设备接收测试信号后发出的信号；
温度校准模块：用于根据被检设备的带负载运行温度计算校准系数；
判断模块：用于存储预存信号，并判断采集信号与预存信号间是否存在差异；
主控模块：用于对***中各模块的动作进行控制管理和信号传递；
模拟负载模块：用于模拟被检设备在工作情况下连接的负载；
误差消除模块：所述误差消除模块用于消除采集信号的放大倍数偏差；
基站定位模块：所述基站定位模块用于分析被检设备与模拟基站之间的应答情况；
被检设备与所述信号发生模块、信号采集模块、模拟负载模块、温度校准模块连接，所述信号发生模块、信号采集模块、判断模块、负载模拟模块、误差消除模块、基站定位模块、温度校准模块均与所述主控模块连接。
优选的，还包括模数转换器，所述模数转换器用于将信号采集模块处采集到的模拟信号转换为数字信号，所述模数转换器与所述信号采集分析模块、主控模块连接。
优选的，还包括人机交互模块，所述人机交互模块为指示灯，所述指示灯根据主控模块发出的信号进行动作，所述指示灯与所述主控模块连接。
优选的，还包括电源模块、入网检测模块、信息配置模块，所述电源模块用于向被检设备进行供电，所述入网检测模块用于检测信号模块是否成功与被检设备建立网络连接，所述信息配置模块用于根据被检设备的编号向信号模块配置IP信息，所述电源模块与所述被检设备、主控模块连接，所述入网检测模块、信息配置模块均与所述主控模块连接。
优选的，还包括以太网模块，所述以太网模块用于对发送信号进行调试并对采集信号进行解调，所述以太网模块与所述主控模块、模数转换器、信号发生模块连接。
一种车载接触网检测***的信号模块自动化检测方法，包括以下内容：
S1：信号模块与被检设备进行串口连接，成功建立网络连接后，匹配模块根据被检设备的编号向信号模块配置IP；
S2：电源模块向被检设备进行供电，先采集被检设备的空载波纹信号，再接入模拟负载模块，采集被检设备的负载波纹信号；
S3：采集信号经过分析处理后生成结果信号，指示灯根据结果信号进行动作。
优选的，所述步骤S3还包括以下步骤：
S31：误差消除模块对采集信号进行校准并消除放大倍数偏差，判断模块将误差消除后的采集信号与预存信号进行判断比对，生成比对结果信号；温度校准模块对根据被检设备的带负载运行温度计算校准系数，得出计算结果信号；
S32：指示灯根据比对结果信号和计算结果信号进行动作。
优选的，所述步骤S3还包括以下步骤：
S33：判断模块判断采集信号与预存信号是否存在差异，生成判断结果信号；模拟负载模块模拟基站向被检设备发出基站信息查询请求，基站定位模块获取被检设备与模拟基站之间的应答情况，生成应答结果信号；
S34：指示灯根据应答结果信号和判断结果信号进行动作。
本发明的有益效果是：
利用模拟外设的方法，能够通过模拟负载模块，模拟被检设备的不同工作环境，获取不同工作环境下被检设备发出的信号后进行分析处理，实现全面覆盖检测和数字化分析，简化了被检设备的检测环境，降低了检测操作难度，且在检测完成后通过指示灯对不同的检测结果进行提示，极大地降低了检测时间、提高了检测便利度和检测品质，能够有效保障检测的全面性和稳定性。
附图说明
图1显示为一种车载接触网检测***的信号模块自动化检测***的原理图；
图2显示为一种车载接触网检测***的信号模块自动化检测方法的流程图；
图3显示为一种车载接触网检测***的信号模块自动化检测***采集信号仿真示意图。
具体实施方式
下面结合本发明的附图1～3，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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“逆时针”、“顺时针”“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，一种车载接触网检测***的信号模块自动化检测***，包括以下内容：
信号发生模块：用于向被检设备发出测试信号；
信号采集模块：用于采集被检设备接收测试信号后发出的信号；
温度校准模块：用于根据被检设备的带负载运行温度计算校准系数；
判断模块：用于存储预存信号，并判断采集信号与预存信号间是否存在差异；
主控模块：用于对***中各模块的动作进行控制管理和信号传递；
模拟负载模块：用于模拟被检设备在工作情况下连接的负载；
误差消除模块：所述误差消除模块用于消除采集信号的放大倍数偏差；
基站定位模块：所述基站定位模块用于分析被检设备与模拟基站之间的应答情况；
被检设备与所述信号发生模块、信号采集模块、模拟负载模块、温度校准模块连接，所述信号发生模块、信号采集模块、判断模块、负载模拟模块、误差消除模块、基站定位模块、温度校准模块均与所述主控模块连接。
信号采集模块采集到被检设备发出的信号后，可将信号传输至示波器中进行信号显示；在加入模拟负载前，待信号稳定后进行信号采集，此时采集到的信号为空载波纹值，再接入负载模块，带信号稳定后进行信号采集，此时采集到的信号为带负载波纹信号。
如图1所示，具体的，还包括模数转换器，所述模数转换器用于将信号采集模块处采集到的模拟信号转换为数字信号，所述模数转换器与所述信号采集分析模块、主控模块连接。
如图1所示，具体的，还包括人机交互模块，所述人机交互模块为指示灯，所述指示灯根据主控模块发出的信号进行动作，所述指示灯与所述主控模块连接。
人机交互模块还设置有按键、编码器、外置设备接口、显示屏、喇叭，按键用于操作人员对***内各模块进行功能操控，编码器用于辅助按键输入功能，外置设备接口可为UBS接口、蓝牙接口中的一种或多种，操作人员可通过外置设备导出测试报告，显示屏可以显示检测功能以及检测过程中的信息和故障编码，指示灯通过红绿灯电量情况确认检测结果，喇叭用于检测过程中发出语音提示信号。
如图1所示，具体的，还包括电源模块、入网检测模块、信息配置模块，所述电源模块用于向被检设备进行供电，所述入网检测模块用于检测信号模块是否成功与被检设备建立网络连接，所述信息配置模块用于根据被检设备的编号向信号模块配置IP信息，所述电源模块与所述被检设备、主控模块连接，所述入网检测模块、信息配置模块均与所述主控模块连接。
信息配置模块还根据被检设备的编号向信号模块配置自身端口号、子网掩码、网关、波特率、目标IP和目标端口号；被检设备为车厢，车厢上配置有全景相机、辅助相机、卫导模块、备用模块，电源模块依次向全景相机、辅助相机、卫导模块、备用模块进行电源的接通和断开，利用模数转换器采集的数据判断控制结果是否对应。
如图1所示，具体的，还包括以太网模块，所述以太网模块用于对发送信号进行调试并对采集信号进行解调，所述以太网模块与所述主控模块、模数转换器、信号发生模块连接。
如图2所示，一种车载接触网检测***的信号模块自动化检测方法，包括以下内容：
S1：信号模块与被检设备进行串口连接，成功建立网络连接后，匹配模块根据被检设备的编号向信号模块配置IP；
S2：电源模块向被检设备进行供电，先采集被检设备的空载波纹信号，再接入模拟负载模块，采集被检设备的负载波纹信号；
S3：采集信号经过分析处理后生成结果信号，指示灯根据结果信号进行动作。
串口连接成功后，入网模块先进行网络搜索，检测信号模块是否成功与被检设备建立网络连接，若入网检测模块检测到信号模块与被检设备未建立网络连接，则信号模块终止后续检测并发送故障信息；电源模块与被检设备的全景相机、辅助相机、卫导模块、备用模块接通供电后，信号发生模块向被检设备发送一个50Hz频率的正脉宽为3ms的周期信号，此信号为预存信号，信号接收模块接收到被检设备返回的同步信号。
具体的，所述步骤S3还包括以下步骤：
S31：误差消除模块对采集信号进行校准并消除放大倍数偏差，判断模块将误差消除后的采集信号与预存信号进行判断比对，生成比对结果信号；温度校准模块对根据被检设备的带负载运行温度计算校准系数，得出计算结果信号；
S32：指示灯根据比对结果信号和计算结果信号进行动作。
由于信号模块采用的是铂电阻+运算放大器信号放大，在这个过程中存在元件精度误差，最终会造成放大倍数偏差，因此需要误差消除模块进行校准消除误差；温度校准模块校准前先清除之前的校准系数，然后分别向被检设备切入高精度电阻1K、1.2K温度分别对应0℃和51.5℃，根据偏差值计算校准系数。
具体的，所述步骤S3还包括以下步骤：
S33：判断模块判断采集信号与预存信号是否存在差异，生成判断结果信号；模拟负载模块模拟基站向被检设备发出基站信息查询请求，基站定位模块获取被检设备与模拟基站之间的应答情况，生成应答结果信号；
S34：指示灯根据应答结果信号和判断结果信号进行动作。
判断模块判断检测到的同步信号与预存信号是否存在差距；基站定位模块首先通过连接的串口查询版本信息，确认串口物理链路正常，然后模拟负载模块模拟卫导单元进行基站信息查询，根据应答情况判断测试结果，其中应答情况包括：10秒内未收到、信息校验错误和信息中经纬度不在中国时均判定为故障；
其中对信号分析方面，采用多种方式信号分析方法：信号有效值、纹波(峰峰值)、正脉宽、周期值。由于待分析信号周期为12.5～50Hz，电源的纹波频率小于fc≤12.5KHz，根据奈奎斯特关系fs≥25KHz，这里我们取25KHz的采样率。最小频率为12.5Hz换算成周期为80ms。因此至少采样时间大于2个周期才可以保证缓冲区中至少有完整的一个周期波形数据。
信号有效值：
纹波值：遍历整个缓存数组查找出最值Amax、Amin，计算峰峰值Vpp＝Vmax-Vmin
正脉宽：从缓冲区最早的数据开始查找，先寻找上升沿，当找到上升沿时记录数据编号N1，然后查找下降沿，找到后记录数据编号N2，由此正脉宽T1＝(N2-N1)×40us。上升沿和下降沿的查找方式是采用阈值比较的方法，信号由于存成噪声问题当采集到上升沿，下一个信号很有可能又低于阈值被误识别为下降沿，因此将采用双阈值的方式，上升沿阈值
下降沿阈值为
这样可有效避免噪声干扰。
周期值：从缓冲区最早的数据开始查找，先寻找上升沿，当找到上升沿时记录数据编号N1，然后查找下降沿，再然后继续寻找上升沿，当找到上升沿时数据编号N2，由此周期值T＝(N2-N1)×40us；这里使用与正脉宽相同的抗噪方式，信号由于存成噪声问题当采集到上升沿，下一个信号很有可能又低于阈值被误识别为下降沿，因此将采用双阈值的方式，上升沿阈值
，下降沿阈值为
，这样可有效避免噪声干扰。
Claims (8)
1.一种车载接触网检测***的信号模块自动化检测***，包括被检设备，其特征在于，包括以下内容：
信号发生模块：用于向被检设备发出测试信号；
信号采集模块：用于采集被检设备接收测试信号后发出的信号；
温度校准模块：用于根据被检设备的带负载运行温度计算校准系数；
判断模块：用于存储预存信号，并判断采集信号与预存信号间是否存在差异；
主控模块：用于对***中各模块的动作进行控制管理和信号传递；
模拟负载模块：用于模拟被检设备在工作情况下连接的负载；
误差消除模块：所述误差消除模块用于消除采集信号的放大倍数偏差；
基站定位模块：所述基站定位模块用于分析被检设备与模拟基站之间的应答情况；
被检设备与所述信号发生模块、信号采集模块、模拟负载模块、温度校准模块连接，所述信号发生模块、信号采集模块、判断模块、负载模拟模块、误差消除模块、基站定位模块、温度校准模块均与所述主控模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种车载接触网检测***的信号模块自动化检测***，其特征在于，还包括模数转换器，所述模数转换器用于将信号采集模块处采集到的模拟信号转换为数字信号，所述模数转换器与所述信号采集分析模块、主控模块连接。
3.根据权利要求1所述的一种车载接触网检测***的信号模块自动化检测***，其特征在于，还包括人机交互模块，所述人机交互模块为指示灯，所述指示灯根据主控模块发出的信号进行动作，所述指示灯与所述主控模块连接。
4.根据权利要求1所述的一种车载接触网检测***的信号模块自动化检测***，其特征在于，还包括电源模块、入网检测模块、信息配置模块，所述电源模块用于向被检设备进行供电，所述入网检测模块用于检测信号模块是否成功与被检设备建立网络连接，所述信息配置模块用于根据被检设备的编号向信号模块配置IP信息，所述电源模块与所述被检设备、主控模块连接，所述入网检测模块、信息配置模块均与所述主控模块连接。
5.根据权利要求1所述的一种车载接触网检测***的信号模块自动化检测***，其特征在于，还包括以太网模块，所述以太网模块用于对发送信号进行调试并对采集信号进行解调，所述以太网模块与所述主控模块、模数转换器、信号发生模块连接。
6.一种车载接触网检测***的信号模块自动化检测方法，其特征在于，包含权利要求1-5所述的一种车载接触网检测***的信号模块自动化检测***，包括以下内容：
S1：信号模块与被检设备进行串口连接，成功建立网络连接后，匹配模块根据被检设备的编号向信号模块配置IP；
S2：电源模块向被检设备进行供电，先采集被检设备的空载波纹信号，再接入模拟负载模块，采集被检设备的负载波纹信号；
S3：采集信号经过分析处理后生成结果信号，指示灯根据结果信号进行动作。
7.根据权利要求6所述的一种车载接触网检测***的信号模块自动化检测***，其特征在于，所述步骤S3还包括以下步骤：
S31：误差消除模块对采集信号进行校准并消除放大倍数偏差，判断模块将误差消除后的采集信号与预存信号进行判断比对，生成比对结果信号；温度校准模块对根据被检设备的带负载运行温度计算校准系数，得出计算结果信号；
S32：指示灯根据比对结果信号和计算结果信号进行动作。
8.根据权利要求6所述的一种车载接触网检测***的信号模块自动化检测***，其特征在于，所述步骤S3还包括以下步骤：
S33：判断模块判断采集信号与预存信号是否存在差异，生成判断结果信号；模拟负载模块模拟基站向被检设备发出基站信息查询请求，基站定位模块获取被检设备与模拟基站之间的应答情况，生成应答结果信号；
S34：指示灯根据应答结果信号和判断结果信号进行动作。
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| Title |
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| 杨霓清: "高频电子线路实验与课程设计", 30 September 2020, 济南：山东大学出版社, pages: 59 - 60 * |
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