基于PC104总线的某综合检修设备的设计

时间:2016年05月11日

摘  要:本文综合运用嵌入式系统技术,针对军用设备保障现状,着重介绍了综合检修设备的设计开发过程,文章提出的软件一体化设计方法,提高了软件的可靠性。

 

关键词:PC/104; 综合检修; 测试流程

0 引言

  随着微电子技术、计算机技术和传感器技术的飞速发展,应运而生的自动检测设备也广泛地应用于我军武器装备系统的研制、生产、储供和维修的各环节之中。自动检测技术在武器装备系统中的应用,已构成武器装备维修工程的重要内容之一,自动检测的手段和水平,已成为衡量维修现代化水平的一个重要标志。

  由于自动检测设备在技术上的不断发展,目前正在形成模块化、系列化和通用化、自动化智能化、标准化的发展方向。部队机动作战、户外测试及机内测试需要有体积小、便携式的测试仪器。PC104作为一种嵌入式计算机系统的模块标准,内有 ISA 与 PCI 总线,与PC/AT总线完全兼容。PC104系列模块具有标准化、体积小(90mm× 96mm)、功耗低、温度性能好、可靠性高、抗震动与冲击能力强等优点,因此广泛应用于军用电子设备、航空导航、测试及智能仪器仪表和测量设备中。

  本文着重介绍某导弹武器系统综合检修设备的实现方法。

1 综合检修设备的功能

  现代战争条件下,战机稍纵即逝,导弹武器系统一旦发生故障且未能及时发现和排除,会带来不可估量的损失。目前现有的维修检测设备总体水平低,功能单一,故障判断误差大,加之设备数量多、体积庞大,加之操作复杂、繁琐,展开时间长,严重影响和制约导弹武器系统战斗力生成。

  基于PC104总线的导弹武器系统综合检修设备,作为导弹武器系统的日常性维修保障平台,具有较好的便携性,充分利用先进检测技术,通过全新的结构设计实现了测试设备的通用化、模块化。采用图形化的人机界面,数字化的自动控制,完成导弹武器系统的闭环测试。为了保证故障定位的准确率,将导弹武器系统的功能层次化,综合检修设备的整个测试流程严格依据导弹武器系统功能制定,故障定位可以精确到导弹武器系统的通道级。

  综合检修设备具备测试操作辅助提示和操作防错功能,有效地降低了测试过程的复杂程度,提高了工作效率。

  同时,为了保证导弹武器系统功能测试的完整性,综合检修设备可以实现导弹武器系统中单一设备、分系统和全系统的三级维修检测,各个维修级别由专用的检修设备完成。

2 综合检修设备的硬件设计

  综合检修设备在硬件结构上采用统一设计,提高了模块的通用性、互换性和系统的可维性,各专用的检修设备依据功能特点作简单调整即可,综合检修设备的硬件结构如图1所示。

 

基于PC104总线的某综合检修设备的设计
图1综合检修设备硬件结构图

 

  2.1通用硬件平台的设计

  本综合检修设备的嵌入式计算机模块采用DiamondSystems公司的了ATH400-128型模块,该模块有CPU子模块和数据获取子模块两部分组成,数据采集子系统包含A/D,D/A转换器以及数字I/O等,满足大多数专用检修设备的设计要求。系统软件和应用程序的载体采用128M电子盘。

  液晶触摸显示屏用于显示图形化的人机测试界面及辅助信息,通过拨轮和专用键盘加强了触摸屏操作的灵活性。

  综合检修设备中,各专用设备可以通过网络结构进行通讯,便于在分系统和全系统检修时各设备协同工作。

  此外,在综合检修设备工作期间实时记录的数据,可以通过USB设备拷取,便于打印输出和存储。

  2.2专用功能模块的设计

  依据各专用检修设备的职能,设计了相应的专用功能模块,主要包括状态信号输入输出转换模块、模拟量转换模块和串行数据信息采样分析模块。

  其中,状态信号输入输出转换模块用于实现导弹武器系统状态指令和信息的检测和模拟;模拟量转换模块充分利用了ATH400-128型模块的数据采集通道。

  串行数据信息采样分析模块采用CY7C421型FIFO实现了对转换成并行格式的数据信息的缓冲处理,方便了用户随机提取缓冲区中的数据进行分析处理,利用74LS74组成的串行数据同步脉冲捕获电路,实现了对脉宽≤6mS的单个脉冲的周期测试。

3 综合检修设备软件设计

  综合检修设备虽然种类和测试场合繁多,但是基本的测试机理是类似的,为了简化测试软件开发并实现测试软件的标准化,各个专用检修设备程序采用同一风格,统一结构的一体化测试软件设计方法,将公用功能代码与专用数据代码区分开,通过一套源程序实现不同检修设备的测试功能是设计开发的主要方向,由一套源程序来自适应不同硬件的操作需求,达到各个综合检修设备自身的测试任务,避免了软件重复设计,使系统具有良好的可扩展性、可移植性,且易于维护和使用。

  3.1开发平台的选择

  操作系统选用了Microsoft的wince.net嵌入式操作系统。支持标准C和C++开发工具,wince和windows操作系统的兼容性好,不仅是一个功能强劲的实时嵌入式操作系统,而且提供了众多强大工具,能够满足32位嵌入式程序开发的需求。Windows CE.NET为快速建立智能移动和小内存占用的设备提供了一个健壮的实时操作系统。软件平台开发工具选用micorsoft公司的EVC,EVC和Visual C++的兼容性,用Visual C++ 6.0在windows环境下开发的程序,在wince下用evc4基本上就可以直接编译,基本上就可以直接编译,容易移植,Virsual C++是现在流行的系统软件开发工具,功能强大,操作灵活,和操作系统结合紧密,移植性好,可重用资源丰富。

  3.2软件功能设计

  综合检修设备具有测试、自检、数据处理和帮助功能,在测试模式下,各检修设备是严格按测试流程实施对接测试工作,每一条测试流程即规则,规则有严格的先后顺序和相关性,根据相关性系数确定下一步的测试操作。利用计算机智能规则推理机技术,依据测试流程数据库,实现测试流程的有机控制。测试过程中,当测试结果参数不符合相关规则时,系统自动给出提示信息,停止测试;进行图形界面操作时,如果操作不正确,系统能自动给出操作错误信息,提示用户正确的操作。只有按照操作提示内容正确操作后,系统方允许用户进行下一步的测试操作。通过这项技术,确保了测试过程操作的正确性,保证了检修设备和被测对象的安全、可靠,使用人员无需掌握繁杂的测试流程即可完成测试任务。真个软件测试总体流程如图2所示。测试软件主界面如图3所示。

 

基于PC104总线的某综合检修设备的设计
图2软件测试总体流程
基于PC104总线的某综合检修设备的设计
图3测试软件主界面

 

  3.3测试流程数据库的设计

  测试流程数据库主要包括:面板资源、显示资源、测试主流程、流程操作、流程操作结果,数据库设计中,采用了Delphi7.0建立数据库,将数据库文件生成为EXE可执行程序和flow.h、FlowOper.h、FlowResult.h文件,供检修设备软件系统调用。这样在检修过程中,系统测试软件调用上述文件资源,同时将实际操作和测试结果与数据库给出的标准进行比对,来实现对检修过程操作步骤的规范和故障的检定。通过测试流程数据库的建立,缩短了测试系统软件的开发周期,降低了软件开发难度,使软件的可靠性得到了保证。此外,针对不同检修级别,只要建立相应的测试流

文章热词:基于,总线,综合,检修,设备,设计
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