一种用于测试系统工作状态的监控装置的制作方法

1.本技术涉及工作性能监控装置技术领域，具体是一种用于测试系统工作状态的监控装置。


背景技术：

2.目前市场上的测试系统都没有专门的状态监控装置，有些数据采集卡会有温度监测，但只作为板卡内部保护使用，功能比较单一，不能集中监控和上传后台处理，从而无法让后台人员快速及准确地获取到测试系统的工作状态，因此，测试实验人员需要在现场监控设备运行情况。


技术实现要素：

3.本技术的目的在于提供用于测试系统工作状态的监控装置，以解决上述背景技术中提出的现有技术存在不能集中监控和上传后台处理的情况导致的测试实验人员需要在现场监控设备运行情况的问题。
4.为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种用于测试系统工作状态的监控装置，包括电源输入电路、24v锂电池系统、高低压电源转换电路、电流检测电路、温湿度传感器、加速度传感器、时钟电路、数据存储电路、485通讯电路、232通讯电路、422通讯电路、显示系统、外部温度采集电路、i2c通讯电路、上背板接口、下背板接口、主mcu模块、副mcu模块、备用接口，所述主mcu模块与所述副mcu模块通过串口连接，所述高低压电源转换电路包括24v-5v高压转换电路、第一5v-3v3低压转换电路、第二5v-3v3低压转换电路，所述电源输入电路的输出端分别与所述24v锂电池系统、所述24v-5v高压转换电路相连，所述24v锂电池系统的输出端通过第一开关与所述24v-5v高压转换电路相连，所述24v-5v高压转换电路的输出端与所述第一5v-3v3低压转换电路相连，所述24v-5v高压转换电路的输出端通过第二开关与所述第一5v-3v3低压转换电路相连，所述第一5v-3v3低压转换电路与所述主mcu模块的低压输入端相连，所述第二5v-3v3低压转换电路与所述副mcu模块的低压输入端相连，所述第二开关与所述主mcu模块控制连接；所述电流检测电路、所述温湿度传感器、所述加速度传感器、所述时钟电路、所述数据存储电路、所述485通讯电路、所述显示系统分别与所述主mcu模块相连，所述232通讯电路、所述422通讯电路分别通过拨码开关与所述主mcu模块相连，所述i2c通讯电路通过所述上背板接口与所述主mcu模块相连，所述上背板接口与所述副mcu模块相连，所述下背板接口分别与所述主mcu模块、所述副mcu模块相连，所述外部温度采集电路通过所述备用接口与所述副mcu模块相连，所述备用接口与所述主mcu模块相连，且所述主mcu模块通过低边驱动电路与所述备用接口驱动连接。
5.作为优选，所述主mcu模块的芯片型号为stm32f429，所述副mcu模块的芯片型号为stm32f103。
6.作为优选，所述i2c通讯电路采用数据线和时钟线双线通讯，且所述数据线和所述时钟线在接口处设置有tvs保护，所述数据线和所述时钟线接上拉电阻。
7.作为优选，所述i2c通讯电路的数量为40路。
8.作为优选，所述外部温度采集电路的芯片型号为ds18b20，所述外部温度采集电路采用单线通讯，所述上背板接口、所述下背板接口的温度采集通过复用对应连接的所述i2c通讯电路实现，所述外部温度采集电路接口处设置有tvs保护，所述外部温度采集电路接上拉电阻。
9.作为优选，所述外部温度采集电路的温度采集通道数量为38路。
10.作为优选，所述加速度传感器为6轴加速度传感器，其芯片型号为mpu6550。
11.作为优选，所述副mcu模块通过数字隔离电路连接有适配器接口。
12.作为优选，所述数字隔离电路的芯片型号为si8660。
13.有益效果：本技术的用于测试系统工作状态的监控装置，包括电源输入电路、24v锂电池系统、高低压电源转换电路、电流检测电路、温湿度传感器、加速度传感器、时钟电路、数据存储电路、485通讯电路、232通讯电路、422通讯电路、显示系统、外部温度采集电路、i2c通讯电路、上背板接口、下背板接口、主mcu模块、副mcu模块、备用接口，通过其装置的结构，实现了能够采集各种数据采集板卡(如模拟量采集卡、数字量采集卡、模拟量/数字量输出卡、通讯卡、各种信号调制卡等)、负载箱、断连箱、pxi机箱、适配箱、设备内部电源的工作和非工作时及运输过程中的温湿度信息，能够采集设备运输过程中的外部冲击等外力对设备影响的信息，能够采集电源的电流电压等信息，以及能够采集设备有关的所有部件的id信息(如电子标签等)，并能把所有采集到的信息在装置通过显示系统进行本地显示和上传到后台上位机进行显示和处理，从而实现设备现场的无人化操作。
附图说明
14.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1为本技术实施例中用于测试系统工作状态的监控装置的电路原理图。
16.附图标记：1、电源输入电路；2、24v锂电池系统；3、高低压电源转换电路；4、电流检测电路；5、温湿度传感器；6、加速度传感器；7、时钟电路；8、数据存储电路；9、485通讯电路；10、232通讯电路；11、422通讯电路；12、显示系统；13、数字隔离电路；14、适配器接口；15、上背板接口；16、下背板接口；17、主mcu模块；18、副mcu模块；19、第一开关；20、第二开关；21、备用接口；22、低边驱动电路；23、拨码开关。
具体实施方式
17.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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例，都属于本技术保护的范围。
18.在本公开的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。还需要说明的是，本技术文件中使用到的标准零件均可以从市场
上购买，而且根据说明书和附图的记载均可以进行订制。除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，通过导线/串行总线进行电连接、信号连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
19.在本文中，术语“包括”意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
20.实施例
21.参考图1所示的一种用于测试系统工作状态的监控装置，包括电源输入电路1、24v锂电池系统2、高低压电源转换电路3、电流检测电路4、温湿度传感器5、加速度传感器6、时钟电路7、数据存储电路8、485通讯电路9、232通讯电路10、422通讯电路11、显示系统12、外部温度采集电路、i2c通讯电路、上背板接口15、下背板接口16、主mcu模块17、副mcu模块18、备用接口21，电源输入电路1、24v锂电池系统2、高低压电源转换电路3、电流检测电路4、温湿度传感器5、加速度传感器6、时钟电路7、数据存储电路8、485通讯电路9、232通讯电路10、422通讯电路11、显示系统12、外部温度采集电路、i2c通讯电路、上背板接口15、下背板接口16、主mcu模块17、副mcu模块18、备用接口21均可以是现有技术中的任意一种。同时，需要说明的是，本技术旨在保护具体的电路结构，其实现的程序可以是现有技术中的任意一种，本技术普通技术人员可以直接采用对应部件配套的驱动程序和控制程序进行使用，因此，对于各部件之间的控制程序在此不做赘述。需要说明的是，图1中虚线的连接线指的是该连接线对应连接的部件仅在外部电源供电有效时工作，实线的连接线指的是该连接线对应连接的部件在电源输入电路1、24v锂电池系统2的双电源供电时工作。总的来说，本实施例的用于测试系统工作状态的监控装置(以下简称监控装置)是为了监控测试设备/系统的各种数据采集板卡(如模拟量采集卡、数字量采集卡、模拟量/数字量输出卡、通讯卡、各种信号调制卡等)、负载箱、断连箱、pxi机箱、适配箱、设备内部电源的工作状态、设备有关的所有部件的id信息(如电子标签等)，并把监视采集到的状态信息在本地显示并通过通讯上传到后台监控电脑而设计。
22.具体来说
23.高低压电源转换电路3包括24v-5v高压转换电路、第一5v-3v3低压转换电路、第二5v-3v3低压转换电路，电源输入电路1的输出端分别与24v锂电池系统2、24v-5v高压转换电路相连，24v锂电池系统2的输出端通过第一开关19与24v-5v高压转换电路相连，24v-5v高压转换电路的输出端与第一5v-3v3低压转换电路相连，24v-5v高压转换电路的输出端通过第二开关20与第一5v-3v3低压转换电路相连，第一5v-3v3低压转换电路与主mcu模块17的低压输入端相连，第二5v-3v3低压转换电路与副mcu模块18的低压输入端相连，第二开关20与主mcu模块17控制连接。电源工作原理：设置有电源输入电路1、24v锂电池系统2，采用24v外部输入电源以及24v内置电源的双供电方案，外部输入电源可直接给内部电池充电，当外接电源时内部电池不参与供电，可行的是，电源输入电路1、24v锂电池系统2具有防反接等保护功能。电源电压经24v-5v高压转换电路降压为5v外围电路工作电源，划分为两路，一路
为直接5v电源，另一路通过第二开关20受主mcu模块17的控制。两路5v电源分别通过第一5v-3v3低压转换电路、第二5v-3v3低压转换电路变换为两路3.3v电源，第一5v-3v3低压转换电路变换后得到的3.3v电源分别给主mcu模块17及相关双电源系统工作的电路供电，第二5v-3v3低压转换电路变换后得到的3.3v电源给其他受控器件供电。
24.主mcu模块17通过高低压电源转换电路3监测电源输入电路1输入电压和24v锂电池系统2输入电压，测试设备/系统不正常工作而处于断电运输状态时，供电切换到内部锂电池即24v锂电池系统2供电，内部锂电池的电池容量可以设置为能够确保大于10天的数据监测并保存在本地的供电性能。
25.高低压电源转换电路3对外提供3.3v和5v供电，供电均为受控电源，仅在机柜接入外部电源时工作。3.3v分别提供给上背板接口15、下背板接口16、备用接口21，5v提供给备用接口21中每一路外部通讯组合即外部温度采集电路和i2c通讯电路。
26.主mcu模块17与副mcu模块18通过串口连接，主mcu模块17的芯片型号为stm32f429，副mcu模块18的芯片型号为stm32f103。mcu控制原理为：装置设置有主mcu模块17与副mcu模块18两个单片机，副mcu模块18的芯片主要为主mcu模块17的芯片扩展实现io脚扩展，以完成外部温度采集电路的信息采集及适配器低边检测等功能。其中，副mcu模块18通过数字隔离电路13连接有适配器接口14，数字隔离电路13的芯片型号为si8660。即i/o输入电路采用3组5v数字隔离芯片，提供16路独立的数字隔离通道，内部上拉。对外为提供公共地，实现低边输入有效。设备中的外部部件通过i/o输入电路和本发明的监控装置连接，以采集相关状态。
27.电流检测电路4、温湿度传感器5、加速度传感器6、时钟电路7、数据存储电路8、485通讯电路9、显示系统12分别与主mcu模块17相连，232通讯电路10、422通讯电路11分别通过拨码开关23与主mcu模块17相连。装置的主机和上位机通过232通讯10电路或422通讯电路11进行通讯，232通讯电路10、422通讯电路11分别对外提供不同的接口，内部通过拨码开关23来选择232通讯电路10或422通讯电路11中的电平转换芯片，且232通讯电路10、422通讯电路11对主mcu模块17为同一路串口。485通讯电路9为备用扩展使用，单片机独立串口，可外接485电流传感器。温湿度传感器5、加速度传感器6通过i2c通讯电路和主mcu模块17通讯，内置的温湿度传感器6可以实现本发明的监控装置内部的一个温湿度信息采集。加速度传感器6选用型号为mpu6550的六轴加速度传感器，加速度传感器6通过i2c通讯电路和主mcu模块17通讯。加速度传感器6安装在本发明的监控装置内，当本发明的监控装置和测试系统安装在一起时，可以监测到测试设备/系统所受到的外部冲击等信息。
28.i2c通讯电路通过上背板接口15与主mcu模块17相连，上背板接口15与副mcu模块18相连，下背板接口16分别与主mcu模块17、副mcu模块18相连，外部温度采集电路通过备用接口21与副mcu模块18相连，备用接口21与主mcu模块18相连，且主mcu模块18通过低边驱动电路22与备用接口21驱动连接。i2c通讯电路共40路，采用数据线和时钟线双线通讯，数据线及时钟线在接口处增加tvs保护，防止静电或脉冲，且数据线和时钟线接上拉电阻。温度采集电路的芯片型号为ds18b20，温度采集电路的采集通道共38路，采用单线通讯。上背板接口15、下背板接口16的温度采集通过复用对应连接的i2c通讯电路实现，外部温度采集电路接口处设置有tvs保护，外部温度采集电路接上拉电阻。所有的数据彩卡等外部部件通过和上背板接口15、下背板接口16对插的方式实现和本发明的监控装置的i2c通讯电路连接
以获取温湿度信息。
29.本发明的监控装置，适用于企业和研究院所产品研发阶段的测试设备和机场等地检设备的工作状态监控，在没有本发明的监控装置装置的情况下，测试实验人员需要在现场监控设备运行情况。本发明的监控装置可以实现测试设备现场的无人化远程监控，同时使监测的信息更全面。
30.最后应说明的是：以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。