CN210157197U - 一种基于蓝牙通信模组的检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于蓝牙检测装置技术领域，公开了一种基于蓝牙通信模组的检测装置，包括第一屏蔽箱，设置在第一屏蔽箱内的蓝牙标准设备，第二屏蔽箱，设置在第二屏蔽箱内的工装夹具和被测模组拼板，主控功能板和连接蓝牙标准设备和被测模组拼板的RF同轴线，工装夹具一次可以固定一个被测蓝牙模块或两拼的或多拼的被测蓝牙模组拼板。本技术方案解决了测试可靠性差的问题，又解决巨大的资金人力投入和效率低下的问题。达到了为蓝牙产品出厂测试环节提高可靠性和降低成本的目的。可一次测试多个被测蓝牙模块，提高效率，通过对衰减器阈值的设定实现对被测蓝牙模块性能的定量评价。

Description

一种基于蓝牙通信模组的检测装置

技术领域

本发明属于检测装置技术领域，具体涉及一种基于蓝牙通信模组的检测装置。

背景技术

蓝牙，是一种支持设备短距离通信(一般10m内)的无线电技术，能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。蓝牙作为一种小范围无线连接技术，能在设备间实现方便快捷、灵活安全、低成本、低功耗的数据通信和语音通信，因此它是目前实现无线个域网通信的主流技术之一。随着物联网行业的快速崛起，蓝牙技术被广泛应用于小型化的智能终端设备上。蓝牙产品在出厂前的测试是保证蓝牙产品质量的重要环节，如何能够对蓝牙产品高效、可靠的完成出厂测试，成为各大蓝牙产品厂家面临的共同问题。

目前，蓝牙产品主要有两种测试方法，一是产品在生产线上完成生产后，利用手机、PDA、电脑等设备上的蓝牙功能对被测蓝牙产品进行连接，完成配对后，通过蓝牙播放音乐或拨打电话等方式实现蓝牙功能的测试。这种测试方法虽然能对蓝牙的功能进行测试，也能筛选出蓝牙功能异常的产品，但是因为无法测量、控制蓝牙信号强度，所以无法筛选出功能正常、但性能较差的蓝牙产品，容易导致不良产品的流出；测试可靠性无法满足要求；二是使用专门的针对蓝牙测试的综测仪进行测试，通过指令使被测蓝牙产品进入接收和发送模式，对蓝牙各个信道的收发性能进行量化测试，从而判定待测蓝牙设备的性能优劣。该方法能够弥补第一种方法的不足，因为仪器可以量化出被测蓝牙产品在每个信道的蓝牙信号收发性能，分辨出蓝牙产品性能的优劣；但是该方法最大的缺点就是需要购置动辄几十万的昂贵仪器，而且使用综测仪测试每次只能测试一个被测产品，测试效率大大降低，远远无法满足产能需求。如果增加设备数量，又会带来很大的仪器投入和测试人员投入；所以，这种方式显然也不适合大批量的出厂测试。

发明内容

本发明针对上述两种常见测试方法的不足，解决方法一测试可靠性差的问题，又解决方法二巨大的资金人力投入和效率低下的问题。达到了为蓝牙产品出厂测试环节提高可靠性和降低成本的目的。具体方案如下：

一种基于蓝牙通信模组的检测装置，包括第一屏蔽箱，设置在第一屏蔽箱内的蓝牙标准设备，第二屏蔽箱，设置在第二屏蔽箱内的工装夹具和被测模组拼板，主控功能板，衰减器和连接蓝牙标准设备和被测模组拼板的RF同轴线，工装夹具一次可以固定一个被测蓝牙模块或两拼的或多拼的被测蓝牙模组拼板，衰减器通过RF同轴线分别与蓝牙标准设备和被测模组拼板连接。

主控功能板包括控制单元(MCU)模块、电源模块、电源控制模块、接口控制模块和压下检测模块。

控制单元(MCU)模块设置的被测蓝牙模组测试流程为：压下检测模块的检测结果为压下——给被测蓝牙模组上电——发送启动计时信号——轮询被测蓝牙，回复地址报文。

控制单元(MCU)模块设置的蓝牙标准设备测试流程为：收到启动计时信号——计时等待——查询蓝牙标准模块与各被测蓝牙模块通信过程的RSSI——根据预设阈值确定各被测蓝牙模块收发性能是否合格。

接口控制模块负责主控功能板与待测蓝牙模组的通信开始检测、模组片选和SPI通信。

电源控制模块控制对被测蓝牙模组拼板中的某一个或某几个的选择性供电。

还包括液晶屏，液晶屏通过串口与主控功能板通信。液晶屏与主控功能板通过串口通信，实现测试状态显示和测试结果显示功能。主控功能板还设有蜂鸣器模块和指示灯模块。

测试时，第二屏蔽箱中有定制测试夹具，专门用于固定被测蓝牙通信模组拼板，并引出被测蓝牙模组电源接口和控制接口；将被测蓝牙模组固定于工装夹具上，压下压杆儿，触发测试。连接被测蓝牙模组的主控功能板自动对被测蓝牙模组拼板进行上电、回复被测蓝牙模组要地址报文等初始化操作。本检测装置最多支持一次测试20个被测蓝牙模组，这也大大提高了测试效率，这是该装置的重要优势之一。

第一屏蔽箱中包含蓝牙标准设备和主控功能板，被测蓝牙模组拼板完成初始化操作后触发左侧标准设备启动蓝牙标准设备与被测蓝牙模组拼板之间的组网和通信测试。蓝牙标准设备一次完成与20个被测蓝牙模组的组网、通信，并将各个被测蓝牙模组的功能、性能测试结果反馈给主控功能板，主控功能板将测试结果显示到液晶屏上，测试人员根据液晶屏上的测试结果即可判定被测蓝牙模组功能、性能是否合格。

中间RF同轴线起到建立蓝牙标准设备与被测蓝牙模组拼板通信信道的作用，衰减器起到定量控制蓝牙信道衰减的作用，从而能够筛选出功能正常但性能较差的被测模组。

蓝牙通信是一种常见的民用短距离通信方式，在我们周围空间中充斥了各种设备发出的蓝牙信号，在对被测产品测试过程中，这些信号会对测试过程产生干扰，从而影响测试结果的准确性。为了提高蓝牙测试装置在测试过程中的可靠性，本蓝牙测试装置包含两个屏蔽箱，测试过程中，将蓝牙标准设备和被测模组拼板分别放在两个屏蔽箱中，防止外部蓝牙信号对测试过程产生干扰。

工装夹具作为被测蓝牙模组的载体是蓝牙通信模组检测装置的重要组成部分。测试工装夹具尺寸、探点位置等相关参数根据被测蓝牙模组拼板尺寸设计，主要起到固定待测蓝牙模组和引出测试探点的作用。测试工装夹具一次可以固定安放一个20拼的被测蓝牙模组拼板，并将每个蓝牙模组的10个测试探点通过弹簧探针引出；所以测试工装夹具共有200个探针，通过接线与主控功能板连接。

为了排除外部空间中蓝牙信号对测试的干扰，将蓝牙标准设备和被测蓝牙模组分别放于两个屏蔽箱中，但同时也使得他们之间无法进行通信；RF同轴线缆正是为他们搭建一条通信信道，而且RF同轴线缆屏蔽效果好，能起到屏蔽外界蓝牙信号的作用。

RF同轴线作为测试过程中的蓝牙通信信道，为蓝牙测试提供了良好的信道环境；但是正是因为信道环境太好，使得即使性能较差的被测蓝牙模组也能成功通信，通过测试，然而这些产品在用户实际使用场景中面对干扰较多的环境却无法正常使用，这样就使得这些不良品流出工厂。衰减器就是为了人为创造一个较差的但是可控的信道环境，设定一个门槛，让性能较差的被测蓝牙模组无法通过测试，从而保证测试的可靠性。

主控功能板是整个蓝牙模组检测装置的核心，整个测试的流程控制都是由它来实现。主控功能板包括为控制单元(MCU)模块，电源模块，电源控制模块，接口控制模块，压下检测模块，蜂鸣器、指示灯模块。

控制单元(MCU)模块通过编程实现整个测试的流程控制，是测试的主控器件。接口控制模块实现测试主控功能板与待测蓝牙模组的通信开始检测、模组片选、SPI通信等功能。电源控制模块实现主控功能板对被测蓝牙模组拼板中的某一个或某几个的选择性供电。压下检测模块用于识别开始测试的机械动作，蓝牙模组检测装置有压杆儿装置，当压下压杆儿时触发，开始进行测试流程。蜂鸣器、指示灯模块主要用于人机交互，指示程序运行状态、测试状态、测试进度等。

蓝牙标准设备在整个测试装置中作为蓝牙通信的发起者和主控者，是整个检测装置的重要组成部分，必须要保证其性能的良好。蓝牙标准设备在测试过程中要实现与被测蓝牙模组组网、通信、上传给主控功能板测试结果等流程。上下电控制电路用于控制被测蓝牙模组的上下电。压下检测电路用于触发开始测试动作。

本技术方案解决了测试可靠性差的问题，又解决巨大的资金人力投入和效率低下的问题。达到了为蓝牙产品出厂测试环节提高可靠性和降低成本的目的。可一次测试多个被测蓝牙模块，提高效率，通过对衰减器阈值的设定实现对被测蓝牙模块性能的定量评价。

附图说明：

图1：蓝牙检测装置***结构示意图。

图2：测试主控功能板硬件资源设计图。

图3：被测蓝牙模组端测试流程。

图4：蓝牙标准模块端测试流程。

图5：主控MCU电路设计图。

图6：主控功能板电源模块DC8.5V电源电路图(一)。

图7：主控功能板电源模块DC5V电源电路图(二)。

图8：主控功能板电源模块DC3.3V电源电路图(三)。

图9：上下电控制电路。

图10：接口控制电路。

图11：压下检测电路。

图12：指示灯电路。

图13：蜂鸣器电路。

具体实施方式

根据附图1-13，对本方案做具体阐述。

如图1所示，其为整个蓝牙通信模组检测装置的***图。

测试时，第二屏蔽箱中放有定制测试夹具，专门用于固定被测蓝牙通信模组拼板，并引出被测蓝牙模组电源接口和控制接口；将被测蓝牙模组固定于工装夹具上，压下压杆儿(如图11所示，下压检测，检测下降沿)，触发测试。连接被测蓝牙模组的主控功能板自动对被测蓝牙模组拼板进行上电、回复被测蓝牙模组要地址报文等初始化操作。检测装置一次测试20个被测蓝牙模组。

第一屏蔽箱中包含蓝牙标准设备和主控功能板，被测蓝牙模组拼板完成初始化操作后触发左侧标准设备启动蓝牙标准设备与被测蓝牙模组拼板之间的组网和通信测试。蓝牙标准设备一次完成与20个被测蓝牙模组的组网、通信，并将各个被测蓝牙模组的功能、性能测试结果反馈给主控功能板，主控功能板将测试结果显示到液晶屏上，测试人员根据液晶屏上的测试结果即可判定被测蓝牙模组功能、性能是否合格。

中间RF同轴线起到建立蓝牙标准设备与被测蓝牙模组拼板通信信道的作用，衰减器起到定量控制蓝牙信道衰减的作用，从而能够筛选出功能正常但性能较差的被测模组。

主控功能板输入电源为DC12V，需要输出的电源有DC5V和DC3.3V，在设计时，由于DC3.3V功率较大，考虑到LDO的效率问题，所以使用DC12V->DC8.5V->DC5V->DC3.3V的方案，电路图如图6、图7和图8，有利于降低LDO器件在电平转换过程中的热损耗。

本实施例所选用的屏蔽箱、RF同轴线和衰减器参数如下。

屏蔽箱参数：有效频带0.5--6GHz；屏蔽效果≥[email protected]；接口类型DB9*1、USB2.0*1、SMA*1、DC*1、AC*1；工作温度-20--80℃；工作尺寸350*480*240(mm)(W*D*H)；外观尺寸430*605*385(mm)(W*D*H)；重量15(kg)。

RF同轴线缆参数：电容96.45pF/m；阻抗50欧姆；弯曲半径25mm；最大工作电压1400VMS；工作频率DC—12.4GHz；温度范围-55—200℃；衰减0.7dB/[email protected]。

衰减器参数：衰减范围0--91dB；步进1dB；衰减精度±0.5dB；接口类型SMA*2；有效带宽0--6GHz；最大功率2W。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域熟练技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于蓝牙通信模组的检测装置，其特征在于：包括第一屏蔽箱，设置在第一屏蔽箱内的蓝牙标准设备，第二屏蔽箱，设置在第二屏蔽箱内的工装夹具和被测模组拼板，主控功能板和连接蓝牙标准设备和被测模组拼板的RF同轴线，工装夹具一次可以固定一个被测蓝牙模块或两拼的或多拼的被测蓝牙模组拼板。

2.根据权利要求1所述的一种基于蓝牙通信模组的检测装置，其特征在于：还包括衰减器，通过RF同轴线分别与蓝牙标准设备和被测模组拼板连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于蓝牙通信模组的检测装置，其特征在于：主控功能板包括控制单元模块、电源模块、电源控制模块、接口控制模块和压下检测模块。

4.根据权利要求3所述的一种基于蓝牙通信模组的检测装置，其特征在于：控制单元模块设置的被测蓝牙模组测试流程为：压下检测模块的检测结果为压下——给被测蓝牙模组上电——发送启动计时信号——轮询被测蓝牙，回复地址报文。

5.根据权利要求4所述的一种基于蓝牙通信模组的检测装置，其特征在于：控制单元模块设置的蓝牙标准设备测试流程为：收到启动计时信号——计时等待——查询蓝牙标准模块与各被测蓝牙模块通信过程的RSSI——根据预设阈值确定各被测蓝牙模块收发性能是否合格。

6.根据权利要求5所述的一种基于蓝牙通信模组的检测装置，其特征在于：接口控制模块负责主控功能板与待测蓝牙模组的通信开始检测、模组片选和SPI通信。

7.根据权利要求6所述的一种基于蓝牙通信模组的检测装置，其特征在于：电源控制模块控制对被测蓝牙模组拼板中的某一个或某几个的选择性供电。

8.根据权利要求7所述的一种基于蓝牙通信模组的检测装置，其特征在于：还包括液晶屏，液晶屏通过串口与主控功能板通信。

9.根据权利要求8所述的一种基于蓝牙通信模组的检测装置，其特征在于：主控功能板还设有蜂鸣器模块。

10.根据权利要求9所述的一种基于蓝牙通信模组的检测装置，其特征在于：主控功能板还设有指示灯模块。

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