列车参考值变换器的测试平台和测试方法与流程

1.本发明涉及列车测试技术领域，具体涉及列车参考值变换器的测试平台和测试方法。


背景技术：

2.列车参考值变换器(reference value converter，rvc)是地铁列车牵引系统的核心部件。在列车牵引、制动过程中，司机控制器通过角度变换器给出的信号和ato模式产生的控制信号均是电流信号，而牵引控制单元dcu和制动控制单元ecu接收的是脉宽可调的脉冲信号，rvc模块的主要功能是将电流信号转换成脉宽可调信号。rvc如果发生故障将导致列车无法正常进行牵引和制动，因此，对rvc运行状况的检测工作对于轨道交通的正常运营至关重要。
3.在现有检测方法中，为了向rvc输入电流模拟信号，一般需另外接入电源供应，并且还需借助示波器以对rvc的输出信号进行显示，从而完成对rvc的功能检测。发明人在实施本发明的过程中发现，现有技术至少存在如下问题：由于在测试rvc时需两通道示波器信号显示，并且接线繁琐、测试数据繁杂，占用较多的设备资源，对维修及调试过程的操作人员要求较高，导致对rvc的测试工作难度较大。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供的列车参考值变换器的测试平台和测试方法，可以有效降低对rvc进行测试的难度，提高对rvc进行测试的效率，并且有效提高测试结果的可靠性。
5.本发明第一实施例提供的一种列车参考值变换器的测试平台，包括上位机和测试装置；其中，所述上位机通过所述测试装置连接待测参考值变换器；
6.所述上位机，用于与所述测试装置进行双向通信；其中，所述双向通信包括所述上位机向所述测试装置发送执行指令，以及所述上位机接收所述测试装置发送的测试数据；
7.所述测试装置包括单片机模块、集成运放模块和harting接口模块；其中，所述harting接口模块用于连接所述待测参考值变换器，所述单片机模块通过所述集成运放模块与所述harting接口模块连接；
8.所述测试装置通过所述单片机模块与所述上位机进行所述双向通信；所述单片机模块还用于根据所述执行指令，通过所述集成运放模块和所述harting接口模块向所述待测参考值变换器发送控制信号；所述单片机模块还用于根据接收到的原始测试数据，向所述上位机发送所述测试数据；
9.所述harting接口模块用于接收所述待测参考值变换器的输出信号，以根据所述输出信号通过所述集成运放模块向所述单片机模块发送所述原始测试数据。
10.作为上述方案的改进，所述执行指令包括测试开始指令；
11.所述单片机模块用于根据接收到的测试开始指令，向通过所述集成运放模块和所述harting接口模块向所述待测参考值变换器发送所述控制信号；其中，所述控制信号包括
ato模拟信号、参考值变换器启动信号和参考值变换器停止信号中的至少一种。
12.作为上述方案的改进，所述单片机模块包括stm32f103rc微处理器；所述集成运放模块向所述单片机模块发送的数据具体为gpio接口数据；
13.所述上位机包括触摸屏，并配置有人机交互界面；所述上位机通过所述触摸屏接收输入操作，以生成所述执行指令并通过串口通信发送所述执行指令；所述上位机还用于显示所述测试数据；
14.所述执行指令为16进制指令；所述触摸屏为tjc8048t070_011r触摸屏。
15.作为上述方案的改进，所述测试数据包括所述输出信号的占空比、频率、幅值和所述待测参考值变换器的电源响应时间。
16.作为上述方案的改进，所述测试装置还包括wifi模块和电源模块；所述wifi模块为超低功耗的uart
‑
wifi透传模块，包括esp8266处理器；
17.所述wifi模块连接所述单片机模块，用于获取所述单片机模块输出的测试数据并发送至服务器；
18.所述电源模块用于将ac220v转换为多路直流电源，以分别向所述测试装置和所述待测参考值变换器提供工作电源。
19.作为上述方案的改进，所述测试平台还包括角度变换器；所述角度变换器与所述harting接口模块连接，用于通过所述harting接口模块向所述待测参考值变换器输出模拟司控器信号；所述模拟司控器信号用于模拟列车运行时的牵引力和制动力信号；
20.所述单片机模块还用于，通过所述集成运放模块获取所述模拟司控器信号。
21.作为上述方案的改进，所述角度变换器还用于接收电流调整操作，并根据所述电流调整操作调整输出电流，以通过所述harting接口模块向所述待测参考值变换器输出调整后的模拟司控器信号。
22.本发明第二实施例提供了一种列车参考值变换器的测试方法，适用于如上任一项所述的测试平台，包括步骤：
23.s110、所述测试平台的上位机向单片机模块发送测试开始的执行指令；
24.s120、所述单片机模块根据所述执行指令进行第一测试和第二测试；
25.s130、所述单片机模块将第一测试数据和第二测试数据中的至少一项发送至所述上位机；其中，所述第一测试数据通过所述第一测试获得，所述第二测试数据通过所述第二测试获得；
26.s140、所述单片机模块根据预设标准对所述第一测试数据和所述第二测试数据进行判断，在所述第一测试数据和所述第二测试数据任一项不满足所述预设标准的情况下，向所述上位机发送异常反馈信息；
27.所述第一测试包括步骤：
28.s121a、所述单片机模块生成第一控制信号，所述第一控制信号用于控制待测参考值变换器启停预设次数；
29.s122a、所述单片机模块通过集成运放模块和harting接口模块，向所述待测参考值变换器发送所述第一控制信号；
30.s123a、所述harting接口模块获取所述待测参考值变换器产生的输出信号，并根据所述输出信号通过所述集成运放模块向所述单片机模块发送第一原始测试数据；
31.s124a、所述单片机模块根据所述第一原始测试数据获得所述第一测试数据；所述第一测试数据包括所述待测参考值变换器的电源响应时间；
32.所述第二测试包括步骤：
33.s121b、所述单片机模块生成第二控制信号，所述第二控制信号用于模拟列车ato驾驶模式下的牵引力和制动力信号；
34.s122b、所述单片机模块通过集成运放模块和harting接口模块，向所述待测参考值变换器发送所述第二控制信号；
35.s123b、所述单片机模块在预设范围内循环调节所述第二控制信号的大小，并向所述待测参考值变换器发送调节后的第二控制信号；
36.s124b、所述harting接口模块获取所述待测参考值变换器产生的输出信号，并根据所述输出信号通过所述集成运放模块向所述单片机模块发送第二原始测试数据；
37.s125b、所述单片机模块根据所述第二原始测试数据获得所述第二测试数据；所述第二测试数据包括所述待测参考值变换器的电源电压及pwm信号幅值、频率、占空比、启动响应时间。
38.本发明第三实施例提供了一种列车参考值变换器的测试方法，适用于如上所述的测试平台，包括步骤：
39.s210、所述测试平台的上位机向单片机模块发送测试开始的执行指令；
40.s220、所述单片机模块根据所述执行指令生成控制信号；
41.s230、启动待测参考值变换器；
42.s240、角度变换器通过harting接口模块向待测参考值变换器输出模拟司控器信号；
43.s250、所述单片机模块通过集成运放模块和所述harting接口模块向所述待测参考值变换器发送所述控制信号；
44.s250、所述harting接口模块获取所述待测参考值变换器产生的输出信号，并根据所述输出信号通过所述集成运放模块向所述单片机模块发送原始测试数据；
45.s260、所述单片机模块根据所述原始测试数据和所述模拟司控器信号获得测试数据，并将所述测试数据发送至所述上位机。
46.本发明第四实施例提供了一种列车参考值变化器的测试方法，适用于如上所述的测试平台，包括步骤：
47.通过所述测试平台的上位机获取用户输入的模式选择指令；其中，所述模式选择指令包括第一模式指令和第二模式指令；
48.根据所述模式选择指令确定相应的测试流程；其中，根据所述第一模式指令进入如第二实施例所述的测试方法，根据所述第二模式指令进入如第三实施例所述的测试方法。
49.本发明实施例提供的列车参考值变换器的测试平台和测试方法，一方面，通过harting接口模块和集成运放模块，将待测参考值变换器的输出信号整合到单片机模块中，避免了在测试时需要测试人员进行线路连接等工作，提高了对参考值变换器进行测试的便利性；另一方面，单片机模块可以通过集成运放模块和harting接口模块，将模拟的控制信号发送给待测参考值变换器，可以通过上位机对单片机模块的输出进行设置，从而使模拟
的控制信号更加精确，提高测试结果的准确性。且通过单片机模块对输出信号进行处理，再将处理后的信号发送给上位机，避免了需要借助示波器获取输出波形的问题，简化了测试过程所需的设备和接线难度；并且通过单片机模块对数据进行处理，减少了测试人员的工作量，进一步提高了测试效率和测试结果的可靠性。
附图说明
50.图1是本发明第一实施例提供的一种列车参考值变换器的测试平台的结构示意图。
51.图2是本发明第二实施例提供的一种列车参考值变化器的测试方法的流程示意图。
52.图3是本发明第二实施例的第一测试的流程示意图。
53.图4是本发明第二实施例的第二测试的流程示意图。
54.图5是本发明第三实施例提供的一种列车参考值变化器的测试方法的流程示意图。
55.图6是本发明第四实施例提供的一种列车参考值变化器的测试方法的流程示意图。
具体实施方式
56.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
57.本发明第一实施例提供的一种列车参考值变换器的测试平台。参见图1，测试平台100包括上位机110和测试装置120。所述上位机110通过所述测试装置120连接待测参考值变换器200。
58.所述上位机110，用于与所述测试装置120进行双向通信。所述双向通信包括所述上位机110向所述测试装置120发送执行指令，以及所述上位机110接收所述测试装置120发送的测试数据。
59.具体的，所述上位机110可以包括触摸屏，例如tjc8048t070_011r触摸屏，4线精密电阻式触控类型,接口电平为3.3v/5v ttl电平，串口波特率最高达921600bps。并且所述上位机110还可以配置有人机交互界面。所述上位机100还用于显示所述测试数据。所述执行指令具体可以是16进制指令。
60.例如，可以通过在pc端预先编辑控件和指令，再下载至所述上位机110，由用户在所述上位机110的人机交互界面进行触摸操作，实现向所述测试装置120发送执行指令和显示实时测试状态的人机交互。
61.所述测试装置120包括单片机模块121、集成运放模块122和harting接口模块123。所述harting接口模块123用于连接所述待测参考值变换器200，所述单片机模块121通过所述集成运放模块122与所述harting接口模块123连接。
62.所述测试装置120通过所述单片机模块121与所述上位机110进行所述双向通信。
所述单片机模块121还用于根据所述执行指令，通过所述集成运放模块122和所述harting接口模块123向所述待测参考值变换器200发送控制信号。所述单片机模块121还用于根据接收到的原始测试数据，向所述上位机110发送所述测试数据。
63.具体的，所述执行指令可以是测试开始指令，还可以是具有预设功能的其他指令；所述控制信号包括ato模拟信号、参考值变换器启动信号和参考值变换器停止信号中的至少一种。
64.例如，所述单片机模块121用于根据接收到的测试开始指令，向通过所述集成运放模块122和所述harting接口模块123，向所述待测参考值变换器发送ato模拟信号或启动信号；所述执行指令还可以是第一执行指令，使所述单片机模块121生成用于控制所述待测参考值变换器200进行启停动作的第一控制信号；所述执行指令还可以使第二执行指令，使所述单片机模块121生成模拟列车ato驾驶模式下的牵引力和制动力信号。可以理解地，所述执行指令还可以是其他具有预设功能的指令。
65.进一步地，所述单片机模块121可以包括芯片型号为stm32f103rc为的微处理器，该微处理器是基于m处理器内核的32位闪存微处理器。所述集成运放模块122向所述单片机模块121发送的数据具体为gpio接口数据。
66.例如，所述单片机模块121可以包括stm32f103rc微处理器及微处理器周围电路，并通过gpio接口与所述集成运放模块122连接、通过串口通信实现与所述上位机100之间的双向通信。
67.所述harting接口模块123用于接收所述待测参考值变换器200的输出信号，以根据所述输出信号，通过所述集成运放模块122向所述单片机模块121发送所述原始测试数据。
68.具体的，所述集成运放模块122通过所述harting接口模块123接收所述待测参考值变换器200的输出信号，并经计算处理后输出所述单片机模块121的gpio可接收的信号，再由所述单片机模块121计算所述输出信号的占空比、频率、幅值和待测参考值变换器的电源响应时间等。从而得到包括所述输出信号的占空比、频率、幅值和所述待测参考值变换器的电源响应时间的测试数据。
69.进一步地，所述测试装置120还包括wifi模块124和电源模块125。
70.所述wifi模块124连接所述单片机模块121，用于获取所述单片机模块121输出的测试数据并发送至服务器。在实际应用中，所述wifi模块124可以是超低功耗的uart
‑
wifi透传模块，包括esp8266处理器，支持无线802.11b/g/n标准。
71.所述电源模块125用于将ac220v转换为多路直流电源，以分别为所述测试装置120和所述待测参考值变换器200提供工作电源。
72.更进一步地，所述测试平台100还可以包括模拟负载130，用于模拟所述待测参考值变换器200的工作负载，以进行带载能力检测。
73.作为第一实施例的优选实施方式，所述测试平台100还包括角度变换器140，用于产生一定范围的电流信号，作为参考值变换器的模拟输入信号。所述角度变换器140与所述harting接口模块123连接，用于通过所述harting接口模块123向所述待测参考值变换器200输出模拟司控器信号，即是列车上的司机控制器通过角度变换器给出的信号；在本实施例中，所述模拟司控器信号用于模拟列车运行时的牵引力和制动力信号。并且所述单片机
模块121还用于通过所述集成运放模块122获取所述模拟司控器信号，从而根据所述模拟司控器信号和所述原始测试数据生成所述测试数据。
74.在实际应用中，可以是由测试人员手动调整所述角度变换器140，以改变其输出的电流信号大小，例如在0
‑
20ma的输出范围内进行调整。该电流信号作为所述模拟司控器信号，经所述harting接口模块123输入至所述待测参考值变换器200，同时所述模拟司控器信号经所述集成运算模块122处理后由所述单片机模块121采集并处理。
75.本发明第一实施例提供的列车参考值变换器的测试平台，一方面，通过harting接口模块和集成运放模块，将待测参考值变换器的输出信号整合到单片机模块中，避免了在测试时需要测试人员进行线路连接等工作，提高了对参考值变换器进行测试的便利性；另一方面，单片机模块可以通过集成运放模块和harting接口模块，将模拟的控制信号发送给待测参考值变换器，可以通过上位机对单片机模块的输出进行设置，从而使模拟的控制信号更加精确，提高测试结果的准确性。且通过单片机模块对输出信号进行处理，再将处理后的信号发送给上位机，避免了需要借助示波器获取输出波形的问题，简化了测试过程所需的设备和接线难度；并且通过单片机模块对数据进行处理，减少了测试人员的工作量，进一步提高了测试效率和测试结果的可靠性。
76.本发明第二实施例提供了一种列车参考值变换器的测试方法，适用于如第一实施例所述的测试平台。参见图2，所述测试方法包括步骤s110至步骤s140。
77.s110、所述测试平台的上位机向单片机模块发送测试开始的执行指令。
78.s120、所述单片机模块根据所述执行指令进行第一测试和第二测试。
79.具体的，可以是依次进行所述第一测试和所述第二测试，也可以是先进行所述第二测试、再进行所述第一测试，不影响本发明可取得的有益效果。
80.参见图3，所述第一测试包括步骤s121a至步骤s124a。
81.s121a、所述单片机模块生成第一控制信号，所述第一控制信号用于控制待测参考值变换器启停预设次数。
82.s122a、所述单片机模块通过集成运放模块和harting接口模块，向所述待测参考值变换器发送所述第一控制信号。
83.s123a、所述harting接口模块获取所述待测参考值变换器产生的输出信号，并根据所述输出信号通过所述集成运放模块向所述单片机模块发送第一原始测试数据。
84.s124a、所述单片机模块根据所述第一原始测试数据获得所述第一测试数据；所述第一测试数据包括所述待测参考值变换器的电源响应时间。
85.参见图4，所述第二测试包括步骤s121b至步骤s125b。
86.s121b、所述单片机模块生成第二控制信号，所述第二控制信号用于模拟列车ato驾驶模式下的牵引力和制动力信号。
87.s122b、所述单片机模块通过集成运放模块和harting接口模块，向所述待测参考值变换器发送所述第二控制信号。
88.s123b、所述单片机模块在预设范围内循环调节所述第二控制信号的大小，并向所述待测参考值变换器发送调节后的第二控制信号。
89.s124b、所述harting接口模块获取所述待测参考值变换器产生的输出信号，并根据所述输出信号通过所述集成运放模块向所述单片机模块发送第二原始测试数据。
90.s125b、所述单片机模块根据所述第二原始测试数据获得所述第二测试数据；所述第二测试数据包括所述待测参考值变换器的电源电压及pwm信号幅值、频率、占空比、启动响应时间。
91.s130、所述单片机模块将第一测试数据和第二测试数据中的至少一项发送至所述上位机；其中，所述第一测试数据通过所述第一测试获得，所述第二测试数据通过所述第二测试获得。
92.优选地，为了能及时更新监测各项数据的最大值和最小值，并通过串口通信方式发送至所述上位机，当数据对应的数值在预设的正常范围之内时，该数据的数字在所述上位机中显示为绿色；当数据对应的数值在预设的正常范围之外时，该数据的数字在所述上位机中显示为红色。从而便于测试人员实时、直观地值守监视。
93.s140、所述单片机模块根据预设标准对所述第一测试数据和所述第二测试数据进行判断，在所述第一测试数据和所述第二测试数据任一项不满足所述预设标准的情况下，向所述上位机发送异常反馈信息。
94.具体的，在所述第一测试和所述第二测试中的至少一项测试完成后，由所述单片机模块判断各项测试数据是否满足所述预设标准，再据此向所述上位机发送“测试正常”或“测试异常”的反馈信息；当所述上位机相应的文本控件收到该反馈信息时，在当前页面立即弹出相应的“测试正常”或“测试异常”窗口。
95.优选地，通过利用所述单片机模块实时记录当前测试时长，经串口通信方式传送至所述上位机显示在智能测试界面的相应文本控件。其中，可以根据所述单片机模块的程序确定为测试过程设定的时长。
96.更优选地，在所述测试平台的测试装置配置有wifi模块的情况下，在测试完成弹出的窗口页面，按下“上传数据”按钮控件，按钮控件被按下弹起之后，触发所述单片机模块发送各项测试数据，经所述wifi模块上传至服务器。
97.本发明第二实施例提供的列车参考值变换器的测试方法，一方面，通过harting接口模块和集成运放模块，将待测参考值变换器的输出信号整合到单片机模块中，避免了在测试时需要测试人员进行线路连接等工作，提高了对参考值变换器进行测试的便利性；另一方面，单片机模块可以通过集成运放模块和harting接口模块，将模拟的控制信号发送给待测参考值变换器，可以通过上位机对单片机模块的输出进行设置，从而使模拟的控制信号更加精确，提高测试结果的准确性。且通过单片机模块对输出信号进行处理，再将处理后的信号发送给上位机，避免了需要借助示波器获取输出波形的问题，简化了测试过程所需的设备和接线难度；并且通过单片机模块对数据进行处理，减少了测试人员的工作量，进一步提高了测试效率和测试结果的可靠性。
98.本发明第三实施例提供了一种列车参考值变换器的测试方法，适用于如第一实施例的优选实施方式所述的测试平台。参见图5，所述测试方法包括步骤s210至步骤s260。
99.s210、所述测试平台的上位机向单片机模块发送测试开始的执行指令。
100.s220、所述单片机模块根据所述执行指令生成控制信号。
101.s230、启动待测参考值变换器。
102.s240、角度变换器通过harting接口模块向待测参考值变换器输出模拟司控器信号。
103.在实际应用中，可以是由测试人员手动调整所述角度变换器，以改变其输出的电流信号大小，例如在0
‑
20ma的输出范围内进行调整。该电流信号作为所述模拟司控器信号，经harting接口模块输入至待测参考值变换器，同时所述模拟司控器信号经集成运算模块处理后由所述单片机模块采集并处理。
104.s250、所述单片机模块通过集成运放模块和所述harting接口模块向所述待测参考值变换器发送所述控制信号。
105.s250、所述harting接口模块获取所述待测参考值变换器产生的输出信号，并根据所述输出信号通过所述集成运放模块向所述单片机模块发送原始测试数据。
106.s260、所述单片机模块根据所述原始测试数据和所述模拟司控器信号获得测试数据，并将所述测试数据发送至所述上位机。
107.具体的，所述单片机模块通过串口通信方式向所述上位机传送所述角度变换器输出的电流值，显示在所述上位机测试界面相应的文本控件，所述待测参考值变换器的输出值即时显示在所述上位机测试界面相应的文本控件。
108.本发明第三实施例提供的列车参考值变换器的测试方法，一方面，通过harting接口模块和集成运放模块，将待测参考值变换器的输出信号整合到单片机模块中，避免了在测试时需要测试人员进行线路连接等工作，提高了对参考值变换器进行测试的便利性；另一方面，单片机模块可以通过集成运放模块和harting接口模块，将模拟的控制信号发送给待测参考值变换器，可以通过上位机对单片机模块的输出进行设置，从而使模拟的控制信号更加精确，提高测试结果的准确性。且通过单片机模块对输出信号进行处理，再将处理后的信号发送给上位机，避免了需要借助示波器获取输出波形的问题，简化了测试过程所需的设备和接线难度；并且通过单片机模块对数据进行处理，减少了测试人员的工作量，进一步提高了测试效率和测试结果的可靠性。
109.本发明第四实施例提供了一种列车参考值变化器的测试方法，适用于如第一实施例的优选实施方式所述的测试平台。参见图6，所述测试方法包括步骤s310至步骤s320。
110.s310、通过所述测试平台的上位机获取用户输入的模式选择指令。其中，所述模式选择指令包括第一模式指令和第二模式指令。
111.优选地，步骤s310还可以包括步骤s311至步骤s312。
112.s311、通过所述上位机的人机界面获取测试人员的员工号和待测参考值变化器的部件唯一码。
113.s312、选择所述待测参考值变化器的版本，并输入所述模式选择指令。
114.s320、根据所述模式选择指令确定相应的测试流程。
115.其中，所述第一模式指令为智能模式指令，根据所述第一模式指令进入如第二实施例所述的测试方法；所述第二模式指令为人工模式指令，根据所述第二模式指令进入如第三实施例所述的测试方法。
116.本发明第四实施例提供的列车参考值变换器的测试方法，一方面，通过harting接口模块和集成运放模块，将待测参考值变换器的输出信号整合到单片机模块中，避免了在测试时需要测试人员进行线路连接等工作，提高了对参考值变换器进行测试的便利性；另一方面，单片机模块可以通过集成运放模块和harting接口模块，将模拟的控制信号发送给待测参考值变换器，可以通过上位机对单片机模块的输出进行设置，从而使模拟的控制信
号更加精确，提高测试结果的准确性。且通过单片机模块对输出信号进行处理，再将处理后的信号发送给上位机，避免了需要借助示波器获取输出波形的问题，简化了测试过程所需的设备和接线难度；并且通过单片机模块对数据进行处理，减少了测试人员的工作量，进一步提高了测试效率和测试结果的可靠性。