用于燃气数据采集单元的测试系统及其工作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于燃气数据采集单元的测试系统及其工作方法，其中本燃气数据采集单元测试单元包括：用于燃气数据采集单元检测的测试单元，与测试单元相连的上位机；所述上位机适于对测试单元发送用于燃气数据采集单元检测的测试指令，所述测试单元根据上述测试指令对燃气数据采集单元发送相应测试信号；以及所述上位机还适于接收测试单元获得的由燃气数据采集单元反馈的测试数据，以检测燃气数据采集单元是否正常；本发明的测试系统及其工作方法能够快速精准的测量燃气数据采集单元的多种参数，并且可以多块同时测量，具有测试效率高、测试准确度好、测试数据全面的优点。
【专利说明】
用于燃气数据采集单元的测试系统及其工作方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种燃气数据采集单元测试系统及其工作方法。
【背景技术】
[0002]燃气数据采集单元主要用与采集燃气的用量等参数，并通过GPRS发送给服务器。燃气数据采集单元出厂测试要求严格，测试点多。以往测试都是采用人工方式，耗费人力，且效率低下。采用仪器测试在燃气数据采集单元是否合格，可以剔除人为因素造成的误差，提高测试效率，节约人工，也使测试有一个量化的标准。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种燃气数据采集单元测试系统及其工作方法，以解决对燃气数据采集单元实现自动检测的技术问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于燃气数据采集单元的测试单元，包括:用于燃气数据采集单元检测的测试单元，与测试单元相连的上位机;所述上位机适于对测试单元发送用于燃气数据采集单元检测的测试指令，所述测试单元根据上述测试指令对燃气数据采集单元发送相应测试信号；以及所述上位机还适于接收测试单元获得的由燃气数据采集单元反馈的测试数据，以检测燃气数据采集单元是否正常。
[0005]进一步，所述测试单元包括:处理器模块，与该处理器模块相连的数字量检测模块、负载切换模块、DA模块、恒流源电路和串口测试单元；以及所述处理器模块适于根据上位机的控制指令产生相应检测数据，发送至燃气数据采集单元，并且还接收燃气数据采集单元的相应反馈数据，并将反馈数据发送至上位机，即与测试数据进行比较，获得相应测试结果。
[0006]进一步，所述上位机适于通过处理器模块控制数字量检测模块测试燃气数据采集单元的数字I/O 口工作是否正常；即
[0007]测试时，上位机通过测试单元向燃气数据采集单元发出开关量打开或关闭命令，且在延时一定时间后，上位机通过测试单元读取燃气数据采集单元对应的I/o 口值;若该各I/o 口值和发送的命令所要求的值一致，则确定各I/O 口工作正常。
[0008]进一步，所述处理器模块适于根据上位机的设定，以控制负载切换模块对燃气数据采集单元的测试电压进行带载或空载切换。
[0009]进一步，所述上位机适于通过处理器模块控制串口测试单元检测燃气数据采集单元的串口通讯。
[0010]进一步，所述上位机适于通过处理器模块控制DA模块输出高精度的相应测试电压，并通过恒流源电路输出与相应测试电压相匹配的测试电流，并且把输出测试电压、电流值与反馈获得的燃气数据采集单元的电压、电流值进行比对，以检测燃气数据采集单元的各模拟端口是否正常。
[0011]进一步，所述处理器模块还与温度检测模块相连，以获得燃气数据采集单元所处测试环境的温度值，并发送至上位机，以构建燃气数据采集单元所处测试环境的温度曲线。
[0012]又一方面，本发明还提供了一种测试系统的工作方法，包括如下步骤:
[0013]步骤SI，构建检测网络；
[0014]步骤S2，设定参数，进行标定和进行测试；以及
[0015]步骤S3，分析反馈结果。
[0016]进一步，所述测试系统包括:用于燃气数据采集单元检测的测试单元，与测试单元相连的上位机;所述上位机适于对测试单元发送用于燃气数据采集单元检测的测试指令，所述测试单元根据上述测试指令对燃气数据采集单元发送相应测试信号；以及所述上位机还适于接收测试单元获得的由燃气数据采集单元反馈的测试数据，以检测燃气数据采集单元是否正常;并且，所述测试单元设有适于组网的RS485通讯模块;所述步骤SI构建检测网络的方法包括:通过所述测试单元通过RS485总线与若干燃气数据采集单元相连，以构建检测网络。
[0017]进一步，所述步骤S2中设定参数，进行标定和进行测试的方法包括:设定参数，即通过上位机配置测试单元输出的测试电压、电流的上下限，将设置的参数保存在测试单元的存储模块和上位机中的数据库参数表中；进行标定，即对测试电压、电流进行线性比例标定;进行测试，即包括:对燃气数据采集单元的数字I/O 口测试，对燃气数据采集单元的各模拟端口测试，对燃气数据采集单元的串口通讯测试;其中对燃气数据采集单元的数字I/O口测试，即所述上位机适于通过处理器模块控制数字量检测模块测试燃气数据采集单元的数字I/O 口工作是否正常;测试时，上位机通过测试单元向燃气数据采集单元发出开关量打开或关闭命令，且在延时一定时间后，上位机通过测试单元读取燃气数据采集单元对应的I/O口值;若该各I/O 口值和发送的命令所要求的值一致，则确定各I/O 口工作正常;对燃气数据采集单元的各模拟端口测试，即所述上位机适于通过处理器模块控制DA模块输出高精度的相应测试电压，并通过恒流源电路输出与相应测试电压相匹配的测试电流，并且把输出测试电压、电流值与反馈获得的燃气数据采集单元的电压、电流值进行比对，以检测燃气数据采集单元的各模拟端口是否正常;对燃气数据采集单元的串口通讯测试，即所述上位机适于通过处理器模块控制串口测试单元检测燃气数据采集单元的串口通讯;所述步骤S3中分析反馈结果，将上述测试数据按照MODBUS格式打包，并存入上位机的数据库中；并且，所述测试系统的工作方法还包括:步骤S4，处理器模块还与温度检测模块相连，以获得燃气数据采集单元所处测试环境的温度值，并发送至上位机，以构建燃气数据采集单元所处测试环境的温度曲线。
[0018]本发明的有益效果是，本发明的燃气数据采集单元测试系统及其工作方法能够快速精准的测量燃气数据采集单元的多种参数，并且可以多块同时测量，具有测试效率高、测试准确度好、测试数据全面的优点。
【附图说明】
[0019]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0020]图1是本发明的测试系统的原理框图；
[0021]图2是本发明的负载切换模块的电路原理框图；
[0022]图3是本发明的恒流源电路的电路原理图；
[0023]图4是485通讯接口电路图；
[0024]图5是422通讯接口电路图；
[0025]图6是本发明的测试系统的工作方法的流程图。
【具体实施方式】
[0026]现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0027]实施例1
[0028]如图1所示，本发明的一种用于燃气数据采集单元的测试系统，包括:用于燃气数据采集单元检测的测试单元，与测试单元相连的上位机;所述上位机适于对测试单元发送用于燃气数据采集单元检测的测试指令，所述测试单元根据上述测试指令对燃气数据采集单元发送相应测试信号；以及所述上位机还适于接收测试单元获得的由燃气数据采集单元反馈的测试数据，以检测燃气数据采集单元是否正常。
[0029]作为测试单元一种优选的实施方式，所述测试单元包括:处理器模块，与该处理器模块相连的数字量检测模块、负载切换模块、DA模块、恒流源电路和串口测试单元；以及所述处理器模块适于根据上位机的控制指令产生相应检测数据，发送至燃气数据采集单元，并且还接收燃气数据采集单元的相应反馈数据，并将反馈数据发送至上位机，即与测试数据进行比较，获得相应测试结果。
[0030]具体的，所述上位机适于通过处理器模块控制数字量检测模块测试燃气数据采集单元的数字I/O口工作是否正常；即测试时，上位机通过测试单元向燃气数据采集单元发出开关量打开或关闭命令，且在延时一定时间后，上位机通过测试单元读取燃气数据采集单元对应的I/O口值;若该各I/O口值和发送的命令所要求的值一致，则确定各I/O口工作正常。
[0031]如图2所示，所述处理器模块适于根据上位机的设定，以控制负载切换模块对燃气数据采集单元的测试电压进行带载或空载切换。具体的，通过设置VC2为I或O可以切换带载和空载测试模式。当VC2为高电平的时候，三极管Ql导通，为带载测试模式，当VC2为低电平的时候，三极管Ql截止，为空载测试模式;其中Jl为测试电源接口，Vl端电压为需要进行A/D转换的电压，以获得相应电压值数据。
[0032]具体的，所述上位机适于通过处理器模块控制串口测试单元检测燃气数据采集单元的串口通讯。
[0033]具体的，所述上位机适于通过处理器模块控制DA模块输出高精度的相应测试电压，并通过恒流源电路输出与相应测试电压相匹配的测试电流，并且把输出测试电压、电流值与反馈获得的燃气数据采集单元的电压、电流值进行比对，以检测燃气数据采集单元的各模拟端口是否正常。
[0034]如图3所示，图中AOUT连接DA模块的输出端，通过处理器模块控制DA模块输出不同的电压值，进而控制恒流源电路输出相应电流值。其中CON端为电流输出端。
[0035]具体的，所述处理器模块还与温度检测模块相连，以获得燃气数据采集单元所处测试环境的温度值，并发送至上位机，以构建燃气数据采集单元所处测试环境的温度曲线。
[0036]所述处理器模块适于采用ARM STM32F103VE处理器，用于保存配置参数的存储芯片为AT24C256;DA模块适于采用DAC8411作为电压输出芯片;采用SP3072芯片实现485和422通信(2片SP3072实现一路422通信)；采用SP3232作为RS232通信芯片；采用LM2596和LMl 117-3.3构成系统供电模块；采用MC14052B作为模拟开关，实现通信口切换；采用DS18B20组成温度探测模块。
[0037]如图4和图5所示，具体的，所述测试单元中与上位机相连的通讯接口为被动串口，另外还设有用于构建检测网络，以将若干燃气数据采集单元与测试单元相连进行组网的共享式通讯接口，串口通讯方式适于采用RS232、RS485、RS422，其中采用SP3072芯片实现485和422通信(2片SP3072实现一路422通信)；采用SP3232作为RS232通信芯片；并且通过模拟开关实现共享式通讯口 RS232、485、422之间的切换，由于测试单元包括2个共享式通讯口，所以采用了 2片MC14052实现，其中一片的接口如上图(另一片类似)。
[0038]所述测试单元还包括:指示模块，所述指示模块例如但不限于采用由若干LED模块构成的显示电路。
[0039]实施例2
[0040]在实施例1基础上，本发明还提供了一种测试系统的工作方法，包括如下步骤:
[0041 ] 步骤SI，构建检测网络；
[0042]步骤S2，设定参数，进行标定和进行测试；以及
[0043]步骤S3，分析反馈结果。
[0044]所述测试系统包括:用于燃气数据采集单元检测的测试单元，与测试单元相连的上位机;所述上位机适于对测试单元发送用于燃气数据采集单元检测的测试指令，所述测试单元根据上述测试指令对燃气数据采集单元发送相应测试信号；以及所述上位机还适于接收测试单元获得的由燃气数据采集单元反馈的测试数据，以检测燃气数据采集单元是否正常;并且，所述测试单元设有适于组网的RS485通讯模块。
[0045]具体的，所述步骤SI构建检测网络的方法包括:通过所述测试单元通过RS485总线与若干燃气数据采集单元相连，以构建检测网络。
[0046]所述步骤S2中设定参数，进行标定和进行测试的方法包括:设定参数，即通过上位机配置测试单元输出的测试电压、电流的上下限，将设置的参数保存在测试单元的存储模块和上位机中的数据库参数表中。
[0047]进行标定，即对测试电压、电流进行线性比例标定。
[0048]进行测试，即包括:对燃气数据采集单元的数字I/O口测试，对燃气数据采集单元的各模拟端口测试，对燃气数据采集单元的串口通讯测试;其中
[0049]对燃气数据采集单元的数字I/O口测试，即所述上位机适于通过处理器模块控制数字量检测模块测试燃气数据采集单元的数字I/O 口工作是否正常；
[0050]测试时，上位机通过测试单元向燃气数据采集单元发出开关量打开或关闭命令，且在延时一定时间后，上位机通过测试单元读取燃气数据采集单元对应的I/o 口值;若该各I/o 口值和发送的命令所要求的值一致，则确定各I/O 口工作正常；
[0051]对燃气数据采集单元的各模拟端口测试，即所述上位机适于通过处理器模块控制DA模块输出高精度的相应测试电压，并通过恒流源电路输出与相应测试电压相匹配的测试电流，并且把输出测试电压、电流值与反馈获得的燃气数据采集单元的电压、电流值进行比对，以检测燃气数据采集单元的各模拟端口是否正常；[0052 ] 通过DA模块输出高精度的电压，配合恒流源电路输出4mA、8mA、12mA、20mA电流。测试时，测试系统通过DA输出不同电压，控制横流源输出不同电流值。过1-2秒后，测试系统发送命令给燃气数据采集单元，燃气数据采集单元把检测到的电流值发送给检测系统。检测系统把自身设置的电流值和燃气数据采集单元采集到的电流值进行比对，以此判断燃气数据采集单元的模拟端口是否合格。
[0053]对燃气数据采集单元的串口通讯测试，即所述上位机适于通过处理器模块控制串口测试单元检测燃气数据采集单元的串口通讯；
[0054]测试系统的串口分别和燃气数据采集单元的串口相连。下面简述某一路串口的检测过程:测试系统通过串口 A发送数据0001给燃气数据采集单元，燃气数据采集单元接收到0001后保存到相应地址，过I秒钟后，测试系统发送命令，读取燃气数据采集单元刚才接收到的串口数据，燃气数据采集单元把刚才保存的数据0001发送给测试系统，测试系统接收到数据采集单元发送过来的数后，检查是否为0001，如果不是就说明燃气数据采集单元的这路串口不合格。每测试一次，发送的数据就加I，如:第二次测试就发送0002，防止串口损坏后，存储单元一直保存着0001，而测试系统一直发送的也是0001，导致系统一直误判断燃气数据采集单元的串口正常。
[0055]所述步骤S3中分析反馈结果，将上述测试数据按照MODBUS格式打包，并存入上位机的数据库中；
[0056]并且，所述测试系统的工作方法还包括:步骤S4，处理器模块还与温度检测模块相连，以获得燃气数据采集单元所处测试环境的温度值，并发送至上位机，以构建燃气数据采集单元所处测试环境的温度曲线。
[0057]如图6所示，具体的实施过程如下:
[0058](I)在进行测试工作时，首先把上位机的串口(需通过RS232-485转换模块)和测试单元的电脑连接端口(485)连接，并把测试单元和燃气数据采集单元用排线连接(39个连接点)，同时给测试单元连接24V电源。
[0059](2)测试单元通电后，通过上位机选择测试单元的端口，以进行连接。接着通过上位机设置测试台数，若多台并联测试，还需为每一台测试单元设置地址，地址不能重复，且从I开始依次递增。然后读取燃气数据采集单元的编号，并创建新数据表，即为本台燃气数据采集单元在数据库中创建一张表(保存测试过程数据)。在输入要测试的时间，并设置虚拟仪表，即把燃气数据采集单元设置成虚拟仪表模式(虚拟仪模式表为燃气数据采集单元的测试模式，用于出厂检测)。
[0060](3)完成以上设置后可以选择不同地址的测试单元，并为其配置电压、电流测试的上下限，设置的参数可以通过下载的方式保存至测试单元的FLASH(存储模块)和数据库参数表中，以后每次测试同样的产品可以直接调用上次设置的参数。
[0061](4)在上位机中可以选择测试结束后必须作为产品指标的统计项，在选择要测试的项，其相应参数会下载到测试单元中，在运行时就会跳过没选中的测试项，不进行测试，提尚效率。
[0062](5)对电压电流标定，可以对电压电流进行线性比例标定。标定前首选选择要标定的测试单元的地址，在标定电压的时候，给测试单元各个模拟量测试端口(CPU自带内部A/D)输入精密电压(5V，9V和24V，标定电压必须由高精度电压源提供)，并根据实际的输入电压值进行标定，测试单元会进行A/D转换，计算出测出的电压值，并和输入的实际电压值比较，计算出误差比例，进行补偿。以及根据实际的输入电流值进行标定，输入电流值(单位为毫安)，并在电流输出端串接高精度电流表，不断改变输入电流，使之适合测试规定的电流值，系统会自动记录标定过程的参数保存，在以后正式测试的时候就以该参数作为输出值(注:标定功能不是每次测试所必须使用的，当测试单元使用时间过长，或测试员觉得系统检测的模拟量信号不准确时，可以对系统进行标定一次)。
[0063](6)完成所有以上的配置以后可以进行数据查看，若无误则启动测试，测试单元根据以上设置的参数对燃气数据采集单元进行测试，测试的时候，例如但不限于按照开关量—电流—串口 —电压顺序测试，一个过程测试完毕把测试数据打包保存(按MODBUS格式)，然后进入下一个循环继续测试，上位机每隔一段时间(10秒左右)就发送命令，采集一次下位机的测试数据包，并存入数据库。
[0064](7)当测试时间结束后，上位机对数据库中采集的测试参数进行分析，并给出最终的分析结果(通过或未通过)，用户可以通过上位机的界面查看统计结果，即分别查看每一台燃气数据采集单元测试的具体信息，也可以从中准确定位故障点，进行维修。
[0065](8)用户也可以在测试过程中或测试结束后查看电压和温度曲线，分析温度高低对电压的影响程度。
[0066]以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
【主权项】
1.一种用于燃气数据采集单元的测试系统，其特征在于，包括:用于燃气数据采集单元检测的测试单元，与测试单元相连的上位机； 所述上位机适于对测试单元发送用于燃气数据采集单元检测的测试指令，所述测试单元根据上述测试指令对燃气数据采集单元发送相应测试信号；以及 所述上位机还适于接收测试单元获得的由燃气数据采集单元反馈的测试数据，以检测燃气数据采集单元是否正常。2.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述测试单元包括:处理器模块，与该处理器模块相连的数字量检测模块、负载切换模块、DA模块、恒流源电路和串口测试单元；以及 所述处理器模块适于根据上位机的控制指令产生相应检测数据，发送至燃气数据采集单元，并且还接收燃气数据采集单元的相应反馈数据，并将反馈数据发送至上位机，即与测试数据进行比较，获得相应测试结果。3.根据权利要求2所述的测试系统，其特征在于， 所述上位机适于通过处理器模块控制数字量检测模块测试燃气数据采集单元的数字I/o 口工作是否正常；SP 测试时，上位机通过测试单元向燃气数据采集单元发出开关量打开或关闭命令，且在延时一定时间后，上位机通过测试单元读取燃气数据采集单元对应的I/o 口值;若该各I/O口值和发送的命令所要求的值一致，则确定各I/o 口工作正常。4.根据权利要求3所述的测试系统，其特征在于， 所述处理器模块适于根据上位机的设定，以控制负载切换模块对燃气数据采集单元的测试电压进行带载或空载切换。5.根据权利要求4所述的测试系统，其特征在于， 所述上位机适于通过处理器模块控制串口测试单元检测燃气数据采集单元的串口通讯。6.根据权利要求5所述的测试系统，其特征在于， 所述上位机适于通过处理器模块控制DA模块输出高精度的相应测试电压，并通过恒流源电路输出与相应测试电压相匹配的测试电流，并且把输出测试电压、电流值与反馈获得的燃气数据采集单元的电压、电流值进行比对，以检测燃气数据采集单元的各模拟端口是否正常。7.根据权利要求6所述的测试系统，其特征在于，所述处理器模块还与温度检测模块相连，以获得燃气数据采集单元所处测试环境的温度值，并发送至上位机，以构建燃气数据采集单元所处测试环境的温度曲线。8.一种测试系统的工作方法，包括如下步骤: 步骤SI，构建检测网络； 步骤S2，设定参数，进行标定和进行测试；以及 步骤S3，分析反馈结果。9.根据权利要求8所述的工作方法，其特征在于， 所述测试系统包括:用于燃气数据采集单元检测的测试单元，与测试单元相连的上位机； 所述上位机适于对测试单元发送用于燃气数据采集单元检测的测试指令，所述测试单元根据上述测试指令对燃气数据采集单元发送相应测试信号；以及 所述上位机还适于接收测试单元获得的由燃气数据采集单元反馈的测试数据，以检测燃气数据采集单元是否正常； 并且，所述测试单元设有适于组网的RS485通讯模块； 所述步骤SI构建检测网络的方法包括:通过所述测试单元通过RS485总线与若干燃气数据采集单元相连，以构建检测网络。10.根据权利要求9所述的工作方法，其特征在于， 所述步骤S2中设定参数，进行标定和进行测试的方法包括: 设定参数，即通过上位机配置测试单元输出的测试电压、电流的上下限，将设置的参数保存在测试单元的存储模块和上位机中的数据库参数表中； 进行标定，即对测试电压、电流进行线性比例标定； 进行测试，即包括:对燃气数据采集单元的数字I/O 口测试，对燃气数据采集单元的各模拟端口测试，对燃气数据采集单元的串口通讯测试;其中 对燃气数据采集单元的数字I/O 口测试，即所述上位机适于通过处理器模块控制数字量检测模块测试燃气数据采集单元的数字I/O 口工作是否正常； 测试时，上位机通过测试单元向燃气数据采集单元发出开关量打开或关闭命令，且在延时一定时间后，上位机通过测试单元读取燃气数据采集单元对应的I/O 口值;若该各I/O口值和发送的命令所要求的值一致，则确定各I/o 口工作正常； 对燃气数据采集单元的各模拟端口测试，即所述上位机适于通过处理器模块控制DA模块输出高精度的相应测试电压，并通过恒流源电路输出与相应测试电压相匹配的测试电流，并且把输出测试电压、电流值与反馈获得的燃气数据采集单元的电压、电流值进行比对，以检测燃气数据采集单元的各模拟端口是否正常； 对燃气数据采集单元的串口通讯测试，即所述上位机适于通过处理器模块控制串口测试单元检测燃气数据采集单元的串口通讯； 所述步骤S3中分析反馈结果，将上述测试数据按照MODBUS格式打包，并存入上位机的数据库中； 并且，所述测试系统的工作方法还包括:步骤S4，处理器模块还与温度检测模块相连，以获得燃气数据采集单元所处测试环境的温度值，并发送至上位机，以构建燃气数据采集单元所处测试环境的温度曲线。
【文档编号】G08C17/02GK105931446SQ201610488617
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月28日
【发明人】何雅琴, 张飞, 刘贤锋, 王云良
【申请人】常州机电职业技术学院