為了提升水聲探測性能,其探測器不斷改造升級,傳統(tǒng)利用各類標準臺式儀器對其測試,在成本、檢測周期、操作復雜度等方面均有明顯的增加,鑒于以上問題,設(shè)計了一套自動化測試系統(tǒng);闡述了測試系統(tǒng)設(shè)計原理、硬件設(shè)計方法、水聲探測器各組件的測試軟件設(shè)計方法;在測試軟件設(shè)計中,對于信號幅度和頻率計算方面,引入了基于自功率譜函數(shù)的快捷計算方法;對于CAN通信軟件模塊開發(fā)方面,提出了一種Database Editor機制,簡化了CAN會話句柄創(chuàng)建過程,并應(yīng)用stream模式實現(xiàn)CAN通信,提升了CAN幀數(shù)據(jù)接收效率;對于短調(diào)制脈沖信號測試,利用多線程結(jié)合通道觸發(fā)的方法,實現(xiàn)了準確測試;采用該測試系統(tǒng)對水聲探測器進行測試,效果表明,操作方便快捷、檢測周期顯著縮短、可靠穩(wěn)定、完全達到了預(yù)期的效果。 

【文章來源】：計算機測量與控制. 2020,28(05)

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

水聲探測器測試系統(tǒng)原理

具體實現(xiàn)方法是：利用GetCtrlval[5]函數(shù)獲取測試軟件界面回波配置參數(shù)，將板卡更新率除以回波頻率獲得回波每周期點數(shù)，設(shè)置每周期點數(shù)倍數(shù)關(guān)系的輸出波形總點數(shù)，將每周期點數(shù)、總點數(shù)、信號幅度賦到SineWave函數(shù)對應(yīng)的參數(shù)里，編輯模擬回波數(shù)據(jù)；控制碼屬于數(shù)字信號輸出，先后利用DAQmxCreateTask函數(shù)、DAQmxCreateDOChan函數(shù)、DAQmxstartTask函數(shù)創(chuàng)建DO任務(wù)，配置DO任務(wù)，開啟DO任務(wù)，然后調(diào)用DAQmxWriteDigitalLine函數(shù)將控制碼數(shù)字信號進行輸出；混頻信號按照編輯模擬回波數(shù)據(jù)方法，完成數(shù)據(jù)編輯，然后分別利用DAQmxCreateTask函數(shù)、DAQmxCreateAOChan函數(shù)創(chuàng)建AO任務(wù)，配置AO任務(wù)，調(diào)用DAQmxWriteAnalogF64函數(shù)將編輯的波形數(shù)據(jù)下載到板卡里，通過DAQmxstartTask函數(shù)將混頻信號輸出；多路復用開關(guān)切換方面，利用niSwitch＿InitwithTopology函數(shù)，并將該函數(shù)參數(shù)topology設(shè)置為需要的開關(guān)拓撲模式，復位模式設(shè)置為不使能，完成初始化開關(guān)板卡并獲得開關(guān)句柄，將該句柄賦給niSwitch＿Connect函數(shù)，同時將閉合開關(guān)的左右結(jié)點標識符賦給此函數(shù)的相應(yīng)參數(shù)，完成閉合左右結(jié)點標識符對應(yīng)的開關(guān)；模擬回波信號輸入按照混頻信號輸入編程方法，將其輸入給接收機組件；設(shè)置采樣點數(shù)及采樣率，調(diào)用DAQmxReadAnalogF64將接收機輸出信號進行采集，將采集的數(shù)據(jù)，采樣點數(shù)，采樣率的倒數(shù)均賦給自功率譜函數(shù)AutoPowerSpectrum相應(yīng)的參數(shù)，同時將獲取所有信號幅度有效值的數(shù)組指針和獲得頻譜上頻率間隔的變量指針也賦給此函數(shù)的相應(yīng)參數(shù)，然后將獲取所有信號幅度有效值的數(shù)組指針再賦給尋找最值的函數(shù)MaxMin1D的相應(yīng)參數(shù)，便找到此數(shù)組中的最大值，并得到最大值在數(shù)組中的序號，此最大值除以槡2便可得到有用信號幅度的峰值，將最大值的序號乘以頻率間隔便得到了有用信號的頻率，利用函數(shù)SetTableCellVal將值顯示在測試軟件界面對應(yīng)的表格里，如果待測通道沒有測完，繼續(xù)切換開關(guān)，只需要將niSwitch＿Connect函數(shù)的參數(shù)修改為對應(yīng)開關(guān)的左右結(jié)點標識符，如果所有通道已測試完成，利用函數(shù)MessagePopup告知用戶測試完成。3.2 數(shù)字機組件測試軟件設(shè)計

在CAN通信前，需要創(chuàng)建CAN會話句柄[8]，傳統(tǒng)的創(chuàng)建首先要用nxdbOpenDatabase函數(shù)創(chuàng)建Database標識符，然后將其傳給nxdbCreatObject函數(shù)創(chuàng)建Cluster標識符，再將Cluster標識符傳給nxdbCreatObject創(chuàng)建CAN Frame標識符，最后還要調(diào)用nxdbSetPropertyp函數(shù)配置CAN幀格式、幀ID、數(shù)據(jù)段長度，這些完成后，才能調(diào)用nxCreateSession函數(shù)來創(chuàng)建CAN會話，因此這種用代碼編寫創(chuàng)建相對麻煩，為了簡化創(chuàng)建過程，應(yīng)用了Database Edior的方法，具體實現(xiàn)方法是：利用Database Editor創(chuàng)建一個Database文件，然后直接利用菜單按鈕繼續(xù)創(chuàng)建Cluster和CAN Frame，便得到了圖3所示界面，CAN幀格式、幀ID、數(shù)據(jù)段長度等參數(shù)可直接配置，配置完成后，點擊保存該文件，創(chuàng)建CAN會話時，直接將該文件名賦給nxCreateSession函數(shù)，便可得到CAN會話句柄。在CAN通信時，采用了stream模式。因Stream模式不是只讀最近時刻且希望獲取類型的CAN幀，它不檢測總線上是什么類型的CAN幀，只檢測總線上在某一時刻所有的CAN幀，然后一次性取回，后期用戶再根據(jù)自身需求處理各類CAN幀，由于本測試系統(tǒng)模擬水下航行體中探測與各個系統(tǒng)之間的信息交互，所以對各系統(tǒng)發(fā)來的CAN幀數(shù)據(jù)都關(guān)心，這樣采用stream模式，減少讀取次數(shù)，提高了接收效率。具體實現(xiàn)方法是：在nxCreateSession函數(shù)中設(shè)置成nxMode＿FrameInStream模式，并將幀類型參數(shù)設(shè)置為NULL，按照CAN協(xié)議設(shè)置一個結(jié)構(gòu)體類型struct can＿frame，其成員包括：時間戳、ID、幀類型、標志位、狀態(tài)信息、數(shù)據(jù)段長度，數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。開辟一個該類型的結(jié)構(gòu)體數(shù)組，將創(chuàng)建的CAN會話句柄，結(jié)構(gòu)體數(shù)組首地址賦給nxReadFrame，調(diào)用此函數(shù)進行數(shù)據(jù)讀取。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]LabWindows/CVI多線程技術(shù)的應(yīng)用研究[J]. 單體強,陳雷,張萬發(fā).  電子設(shè)計工程. 2012(15)
[2]CAN總線應(yīng)用層協(xié)議的研究與實現(xiàn)[J]. 王邦繼,劉慶想,李相強,張健穹.  計算機工程與應(yīng)用. 2011(20)
[3]基于LabWindows/CVI的多路高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計[J]. 周承仙,李仰軍,武錦輝,翟慧娟.  電子測量技術(shù). 2007(12)



本文編號：3459385