基于RS485總線的自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)的研制

1 引 言

近年，我國(guó)安防市場(chǎng)發(fā)展迅猛，以每年20％～30％的速度增長(zhǎng)。安防型GPS定位裝置是定位安防高端智能化創(chuàng)新技術(shù)與應(yīng)用的產(chǎn)品，是GPS定位系統(tǒng)、 GPRS通訊系統(tǒng)、防盜報(bào)警系統(tǒng)結(jié)合為一體的定位裝置。他能提供目標(biāo)的具體位置信息對(duì)目標(biāo)實(shí)時(shí)跟蹤，能進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸、防盜報(bào)警、信息查詢、數(shù)據(jù)調(diào)度等。

安防型GPS定位裝置的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

由于安防型GPS定位裝置的運(yùn)行環(huán)境比較惡劣，而且該產(chǎn)品直接影響車輛的運(yùn)行狀況和安全，因此對(duì)該產(chǎn)品的可靠性要求極高。

為了保證產(chǎn)品較高的可靠性，除了對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求高以外，還需要對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)管和測(cè)試。然而手工檢測(cè)的效率無(wú)法滿足批量生產(chǎn)的要求，因此需要設(shè)計(jì)滿足批量生產(chǎn)的安防定位裝置的測(cè)試系統(tǒng)。本文提出了一種基于PC機(jī)的自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路，并且應(yīng)用于安防型GPS定位裝置(以下簡(jiǎn)稱裝置)的生產(chǎn)檢驗(yàn)。該設(shè)計(jì)思路可以推廣到其他電子產(chǎn)品的生產(chǎn)檢測(cè)中。

2 自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1設(shè)計(jì)思路

自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)工業(yè)控制總線對(duì)終端裝置按流程進(jìn)行檢測(cè)。串行通信是計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的重要渠道，并由于其成本低、性能穩(wěn)定、遵循統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，在工程中被廣泛應(yīng)用。RS 485是一個(gè)多引出線接口，這個(gè)接口可以有多個(gè)驅(qū)動(dòng)器和接收器，可以實(shí)現(xiàn)一臺(tái)上位機(jī)與多臺(tái)下位機(jī)之間的串行通信。其采用主從式通信方式，可以通過(guò)PC機(jī)與連接終端進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊，因此本測(cè)試系統(tǒng)采用RS 485總線。

這里，我們?cè)O(shè)計(jì)的自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)是基于RS 485現(xiàn)場(chǎng)總線、自定義通信協(xié)議、在總線上連接各下位機(jī)(檢測(cè)終端裝置)和上位機(jī)(PC機(jī))、由上位機(jī)統(tǒng)一管理的主從式總線型的檢測(cè)系統(tǒng)。一臺(tái)計(jì)算機(jī)通過(guò)RS 485現(xiàn)場(chǎng)總線同時(shí)檢測(cè)1～127臺(tái)終端裝置。用于測(cè)試的PC機(jī)和檢測(cè)終端都通過(guò)RS 232轉(zhuǎn)RS 485的轉(zhuǎn)接器，按照兩線制接線方式，通過(guò)總線式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(并聯(lián)方式)，連接在一條RS 485總線上。PC機(jī)通過(guò)串行命令檢測(cè)裝置的硬件，連接方式如圖2所示。

2.2 系統(tǒng)檢測(cè)設(shè)計(jì)

根據(jù)安防型GPS定位裝置的特點(diǎn)，在生產(chǎn)過(guò)程中需要檢測(cè)的項(xiàng)目主要有：

微處理器單元及通訊接口；供電系統(tǒng)(包括電源管理及電池充放電)；存儲(chǔ)器；GPS模塊；GPRS模塊；按鍵；指示燈；鎖車；語(yǔ)音提示(包括音頻放大電路)。

上位機(jī)通過(guò)與下位機(jī)的通訊，若收到下位機(jī)正確應(yīng)答，則說(shuō)明下位機(jī)能夠工作正常，可以確定微處理器單元、通訊接口以及供電系統(tǒng)正常。當(dāng)下位機(jī)正常完成測(cè)試，則可以確定該節(jié)終端裝置微處理器單元、通訊接口以及供電系統(tǒng)正常。

存儲(chǔ)器、GPS模塊、GPRS模塊的測(cè)試是由上位機(jī)發(fā)出測(cè)試命令，下位機(jī)正確應(yīng)答收到該測(cè)試命令后，由下位機(jī)微處理器分別進(jìn)行存儲(chǔ)器、GPS模塊、GPRS模塊的測(cè)試，并把測(cè)試結(jié)果按通訊協(xié)議上報(bào)給上位機(jī)。

指示燈和鎖車的測(cè)試是由上位機(jī)發(fā)出測(cè)試命令，下位機(jī)正確應(yīng)答收到該測(cè)試命令后，由下位機(jī)微處理器分別讓各個(gè)指示燈(包括鎖車指示燈)閃爍，通過(guò)檢測(cè)人員眼睛判斷，操作PC機(jī)(上位機(jī))，確定該部件的好壞。上位機(jī)收到檢測(cè)人員的輸入結(jié)果后，向下位機(jī)發(fā)出結(jié)束該項(xiàng)測(cè)試的命令。

按鍵的測(cè)試是上位機(jī)發(fā)出測(cè)試命令，下位機(jī)正確應(yīng)答收到該測(cè)試命令后，由下位機(jī)微處理器檢測(cè)相應(yīng)按鍵在指定時(shí)間內(nèi)是否按下和松開(kāi)。若按鍵動(dòng)作正確，則下位機(jī)處理器按通訊協(xié)議將按鍵正常動(dòng)作的信息上報(bào)給上位機(jī)，否則上報(bào)按鍵錯(cuò)誤信息。語(yǔ)音提示部件的測(cè)試為上位機(jī)發(fā)出測(cè)試命令，下位機(jī)正確應(yīng)答收到該測(cè)試命令后，由下位機(jī)微處理器分別循環(huán)出發(fā)出各提示語(yǔ)音段，有檢測(cè)人員根據(jù)語(yǔ)音的質(zhì)量和清晰度判斷測(cè)試結(jié)果，并操作上位機(jī)輸入結(jié)果。上位機(jī)收到檢測(cè)人員的輸入結(jié)果后，向下位機(jī)發(fā)出結(jié)束該項(xiàng)測(cè)試的命令。

2.3終端裝置編碼設(shè)計(jì)

由于RS 485總線是采用半雙工通信方式，每次只能有一對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，故要求每臺(tái)裝置有自己的地址編號(hào)以便測(cè)試辨認(rèn)檢測(cè)。這里設(shè)計(jì)將終端裝置的生產(chǎn)編號(hào)為檢測(cè)時(shí)的地址編號(hào)，由于終端裝置的生產(chǎn)編號(hào)具有惟一性，故能夠滿足RS 485通訊的要求。

生產(chǎn)編號(hào)是終端裝置的惟一標(biāo)識(shí)，為了能更好地反映終端裝置的生產(chǎn)信息，同時(shí)考慮編號(hào)生成的自動(dòng)化，我們確定的編號(hào)方法如下：

YYMMDDHHmmss ID1 ID2 ID3

其中，YY為年后兩位的BCD碼，MM為月的BCD碼，DD為日的BCD碼，mm為分的BCD碼，ss為秒的BCD碼。該時(shí)間為進(jìn)行測(cè)試時(shí)的時(shí)間，可以由進(jìn)行測(cè)試的計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成。ID1和ID2為單字節(jié)的編碼，分別為生產(chǎn)廠家代碼、操作人員代碼；ID3為雙字節(jié)編碼，代表軟硬件版本號(hào)。

這樣生產(chǎn)編號(hào)的設(shè)計(jì)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)可以通過(guò)測(cè)試軟件，根據(jù)當(dāng)時(shí)時(shí)間等信息自動(dòng)生成，避免人工失誤，并且提高效率；