專利名稱：一種汽車數(shù)據(jù)采集和回放自動化測試裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及汽車數(shù)據(jù)采集領域，尤其涉及一種能實現(xiàn)汽車數(shù)據(jù)同步采集、自動存儲，將信號同步回放并作用于測試產(chǎn)品的汽車數(shù)據(jù)采集和回放自動化測試裝置。
背景技術：
隨著汽車行業(yè)迅猛發(fā)展，汽車成為了經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)之一。汽車關系到人的生命安全，為了保證汽車的可靠性和安全性，研發(fā)器件要嚴格地進行各種各樣的測試，而實驗過程中，汽車內(nèi)部的各種工作參數(shù)和環(huán)境參數(shù)有極大的參考價值，而且大部分情況下實驗本身就是要獲取這些參數(shù)。這些實驗所需的車載數(shù)據(jù)采集儀器對環(huán)境的特別要求為移動性、便攜性、高可靠、易操作、實時采集，因此對采集設備的研究有著重要的意義。但現(xiàn)在的汽車電子產(chǎn)品測試面臨著以下的困境產(chǎn)品的測試過多的依賴測試車；測試過程中無法對車上的環(huán)境進行同步監(jiān)控；實車測試發(fā)生問題時無法收集車上環(huán)境的相關數(shù)據(jù)；不同型號車上的電壓脈沖、總線、溫度信號各不相同，無法統(tǒng)一仿真；讓人頭痛的實車偶發(fā)問題難以復現(xiàn)；無法再試驗中搭建與車上環(huán)境一樣的臺架。
發(fā)明內(nèi)容為解決上述技術難題，本實用新型提供了一種能實現(xiàn)汽車數(shù)據(jù)同步采集、自動存儲，將信號同步回放并作用于測試產(chǎn)品的汽車數(shù)據(jù)采集和回放自動化測試裝置。本實用新型的目的通過下述方案實現(xiàn)一種汽車數(shù)據(jù)采集和回放自動化測試裝置，包括一控制和采集平臺、一電壓信號采集數(shù)據(jù)卡、一 CAN總線信號采集數(shù)據(jù)卡、一 CAN總線信號回放數(shù)據(jù)卡、一電壓信號回放數(shù)據(jù)卡以及一功率放大器；所述電壓信號采集數(shù)據(jù)卡、CAN總線信號采集數(shù)據(jù)卡的一端與汽車車載娛樂主機接口連接并分別從車載娛樂主機接口的電壓端口和CAN總線端口接收汽車電壓和CAN總線信號，另一端與所述控制和采集平臺連接并分別將所述電壓信號、CAN總線信號發(fā)送到控制和采集平臺；所述CAN總線信號回放數(shù)據(jù)卡一端與所述控制和采集平臺連接并接收采集到的所述CAN總線信號，另一端與測試產(chǎn)品連接；所述電壓信號回放數(shù)據(jù)卡一端與所述控制和采集平臺連接并接收采集到的電壓信號，另一端與功率放大器連接；所述功率放大器一端與電壓信號回放數(shù)據(jù)卡連接，一端與測試產(chǎn)品連接并將放大的信號發(fā)到測試產(chǎn)品中；所述控制和采集平臺與所述的采集數(shù)據(jù)卡和回放數(shù)據(jù)卡連接并收發(fā)數(shù)據(jù)信號和與計算機串口通信連接。進一步的，所述控制和采集平臺為一集成了多信號調(diào)理器、A/D轉(zhuǎn)換器、FPGA開發(fā)板、RealTime同步控制系統(tǒng)的開發(fā)平臺。進一步的，一種汽車數(shù)據(jù)采集和回放自動化測試裝置還包括一用于采集汽車電流信號的電流信號采集數(shù)據(jù)卡、一用于采集車內(nèi)溫度的車內(nèi)溫度采集數(shù)據(jù)卡、一用于接收GPS信號的GPS信號采集數(shù)據(jù)卡；所述的電流信號采集數(shù)據(jù)卡、車內(nèi)溫度采集數(shù)據(jù)卡、GPS信號采集數(shù)據(jù)卡的一端與汽車連接并分別接收所述電流信號、車內(nèi)溫度和GPS信號，另一端與所述控制和采集平臺連接并分別將所述電流信號、車內(nèi)溫度和GPS信號發(fā)送到所述控制和采集平臺。本實用新型相對于現(xiàn)有技術，具有如下的優(yōu)點及效果( I )本裝置能實現(xiàn)對車上電壓信號、CAN總線信號、GPS信號、電流信號、車內(nèi)環(huán)境溫度信號同步采集并存儲，并能實現(xiàn)CAN總線信號和電壓信號的同步回放并作用于測試產(chǎn)品;(2)在軟件設計上，電壓信號、CAN信號、溫度信號彼此時間關聯(lián)但信號獨立互不干擾的系統(tǒng)架構，保證了數(shù)據(jù)見的同步性；(3)通過平臺與計算機的連接，可實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)實時自動存盤，確保數(shù)據(jù)可再分析和回放。

圖1是本實用新型一種汽車數(shù)據(jù)采集和回放自動化測試裝置的結構框圖。圖2是本實用新型一種汽車數(shù)據(jù)采集和回放自動化測試裝置的一實施例的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此。如圖1所示，一種汽車數(shù)據(jù)采集和回放自動化測試裝置，包括一控制和采集平臺、一電壓信號采集數(shù)據(jù)卡、一電流信號采集數(shù)據(jù)卡、一 CAN總線信號采集數(shù)據(jù)卡、一車內(nèi)環(huán)境溫度采集數(shù)據(jù)卡、一 GPS信號采集數(shù)據(jù)卡、一 CAN總線信號回放數(shù)據(jù)卡、一電壓信號回放數(shù)據(jù)卡以及一功率放大器。所述電壓信號采集數(shù)據(jù)卡、電流信號采集數(shù)據(jù)卡、車內(nèi)溫度采集數(shù)據(jù)卡、CAN總線信號采集數(shù)據(jù)卡、GPS信號采集數(shù)據(jù)卡的一端與汽車連接并分別接收汽車信號，另一端與所述控制和采集平臺連接并分別將采集的信號發(fā)送到平臺。信號回放數(shù)據(jù)卡方面，CAN總線信號回放數(shù)據(jù)卡一端與所述控制和采集平臺連接并接收采集的CAN總線信號，另一端測試產(chǎn)品連接，所述電壓信號回放數(shù)據(jù)卡一端與所述控制和采集平臺連接并接收采集到的電壓信號，另一端與功率放大器連接，功率放大器將電壓信號放大，然后發(fā)送到測試產(chǎn)品。所述控制和采集平臺與所述的采集數(shù)據(jù)卡和回放數(shù)據(jù)卡連接并收發(fā)數(shù)據(jù)信號和與計算機串口通信連接。所述控制和采集平臺為一集成了信號調(diào)理器、A/D轉(zhuǎn)換器、FPGA開發(fā)板、RealTime同步控制系統(tǒng)的開發(fā)平臺。在上述的數(shù)據(jù)卡中，采集數(shù)據(jù)卡均將其輸入端連接到汽車的電源線以采集汽車環(huán)境數(shù)據(jù)，一端與控制和采集平臺連接，通過平臺的信號調(diào)理器接收汽車環(huán)境數(shù)據(jù)，通過A/D轉(zhuǎn)換器對信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，通過FPGA串口連接所有的數(shù)據(jù)卡以實現(xiàn)程序現(xiàn)場可編輯功能，通過同步控制系統(tǒng)RealTime控制所述5種采集數(shù)據(jù)卡的同步性，同步的時間精度在25ns左右；而在回放數(shù)據(jù)卡方面，CAN總線信號回放數(shù)據(jù)卡則一端和控制和采集平臺連接以接收采集信號，一端和測試產(chǎn)品的CAN_H/CAN_L線連接以將采集的CAN信號回放出來用于測試產(chǎn)品，電壓信號回放數(shù)據(jù)卡則一端和控制和采集平臺連接以接收采集信號，另一端通過和采用功率200瓦以上的功率放大器連接，將弱電壓信號放大成大功率電壓信號，再與測試產(chǎn)品的電源線連接將CAN信號回放用于測試產(chǎn)品。此外，控制和采集平臺還通過其內(nèi)部的FPGA開發(fā)板與計算機進行連接實現(xiàn)與平臺之間的信息交互和控制，可容納的數(shù)據(jù)流速度高達10M，其網(wǎng)絡層的通信方式使用TCP/IP協(xié)議方式。從軟件實現(xiàn)的通信方式來看，軟件主要采用Labview圖形化編程語言，實現(xiàn)本裝置的數(shù)據(jù)采集功能和數(shù)據(jù)回放功能。進行數(shù)據(jù)采集時，先設置好采樣速率參數(shù)，開始采集，然后初始化設備，車上電壓信號、總線信號、GPS信號、電流信號、車內(nèi)環(huán)境溫度信號同時通過對應數(shù)據(jù)卡的輸入端進入數(shù)據(jù)卡，并在數(shù)據(jù)卡內(nèi)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，F(xiàn)PGA同步讀取各個數(shù)據(jù)卡轉(zhuǎn)化后的數(shù)據(jù)，RealTime控制器通過DMA方式讀取FPGA的數(shù)據(jù)，然后存儲該數(shù)據(jù)，采集完后停止數(shù)據(jù)采集，用戶可進行選擇功能或者停止程序。進行數(shù)據(jù)回放時，先選擇已經(jīng)采集好的數(shù)據(jù)，開始回放，然后初始化設備，RealTime控制器讀取選擇好的數(shù)據(jù)文件并通過DMA (Direct Memory Access,成組數(shù)據(jù)傳送方式)方式傳給FPGA, FPGA同步將數(shù)據(jù)分別寫入各個數(shù)據(jù)卡，經(jīng)過數(shù)據(jù)卡轉(zhuǎn)化后輸出給測試產(chǎn)品，回放完成后停止回放，用戶可進行選擇功能或者停止程序。為實現(xiàn)以上的功能，如圖2所示，所述控制和采集平臺可以采用了 NI公司的CompactRIO平臺，該平臺采集方便，能應用于惡劣的采集環(huán)境中，其特點在于該平臺集成了多信號調(diào)理器、A/D轉(zhuǎn)換器、FPGA平臺以及RealTime同步控制系統(tǒng)，可進行多路信號的同步高精度仿真開發(fā)。在使用前，必須要將CompactRIO平臺與多個采集數(shù)據(jù)卡和多個回放數(shù)據(jù)卡連接以接收和發(fā)送汽車的環(huán)境數(shù)據(jù)。汽車的環(huán)境數(shù)據(jù)采集主要包括電壓、電流、溫度、GPS信號和CAN總線信號，針對不同的環(huán)境數(shù)據(jù)需選用不同帶動數(shù)據(jù)卡選用NI公司的NI9229數(shù)據(jù)卡與平臺連接實現(xiàn)電壓的采集，其電壓范圍為±60V，采樣率為50KS/s ;選用NI公司的NI9263數(shù)據(jù)卡與平臺連接實現(xiàn)電壓的回放，其電壓范圍為±10V，采樣率為100KS/s;選用NI9227數(shù)據(jù)卡實現(xiàn)電流信號的采集，其電流范圍為土 5 A，采樣率50 KS/s ;選用NI9853數(shù)據(jù)卡實現(xiàn)CAN總線信號的采集和回放，NI9853板卡符合ISO 11898標準，可用于標準(11位)和擴展(29位)任意CAN ID, CAN總線發(fā)射/接收速率為I Mb/s，應用范圍覆蓋了汽車CAN總線的通信要求；采用NI9217數(shù)據(jù)卡實現(xiàn)溫度的采集，NI9217板卡溫度范圍_200°C 850°C，采樣率400S/s ;選用VISN GPS C87數(shù)據(jù)卡實現(xiàn)GPS信號的采集，VISN GPS C87板卡具備32通道衛(wèi)星信號接收能力，靈敏度達-159dBm。上述實施例僅為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式不受上述實施例的限制，其他任何未背離本實用新型的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權利要求1.一種汽車數(shù)據(jù)采集和回放自動化測試裝置，其特征在于包括一控制和采集平臺、一電壓信號采集數(shù)據(jù)卡、一 CAN總線信號采集數(shù)據(jù)卡、一 CAN總線信號回放數(shù)據(jù)卡、一電壓信號回放數(shù)據(jù)卡以及一功率放大器；所述電壓信號采集數(shù)據(jù)卡、CAN總線信號采集數(shù)據(jù)卡的一端與汽車車載娛樂主機接口連接并分別從車載娛樂主機接口的電壓端口和CAN總線端口接收汽車電壓和CAN總線信號，另一端與所述控制和采集平臺連接并分別將所述電壓信號、CAN總線信號發(fā)送到控制和采集平臺；所述CAN總線信號回放數(shù)據(jù)卡一端與所述控制和采集平臺連接并接收采集到的所述CAN總線信號，另一端與測試產(chǎn)品連接；所述電壓信號回放數(shù)據(jù)卡一端與所述控制和采集平臺連接并接收采集到的電壓信號，另一端與功率放大器連接；所述功率放大器一端與電壓信號回放數(shù)據(jù)卡連接，一端與測試產(chǎn)品連接并將放大的信號發(fā)到測試產(chǎn)品中；所述控制和采集平臺與所述的采集數(shù)據(jù)卡和回放數(shù)據(jù)卡連接并收發(fā)數(shù)據(jù)信號和與計算機串口通信連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種汽車數(shù)據(jù)采集和回放自動化測試裝置，其特征在于所述控制和采集平臺為一集成了多信號調(diào)理器、A/D轉(zhuǎn)換器、FPGA開發(fā)板、RealTime同步控制系統(tǒng)的開發(fā)平臺。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種汽車數(shù)據(jù)采集和回放自動化測試裝置，其特征在于還包括一用于采集汽車電流信號的電流信號采集數(shù)據(jù)卡、一用于采集車內(nèi)溫度的車內(nèi)溫度采集數(shù)據(jù)卡、一用于接收GPS信號的GPS信號采集數(shù)據(jù)卡；所述的電流信號采集數(shù)據(jù)卡、車內(nèi)溫度采集數(shù)據(jù)卡、GPS信號采集數(shù)據(jù)卡的一端與汽車連接并分別接收所述電流信號、車內(nèi)溫度和GPS信號，另一端與所述控制和采集平臺連接并分別將所述電流信號、車內(nèi)溫度和GPS信號發(fā)送到所述控制和采集平臺。
專利摘要一種汽車數(shù)據(jù)采集和回放自動化測試裝置，包括一控制和采集平臺、一電壓信號采集數(shù)據(jù)卡、一電流信號采集數(shù)據(jù)卡、一CAN總線信號采集數(shù)據(jù)卡、一車內(nèi)環(huán)境溫度采集數(shù)據(jù)卡、一GPS信號采集數(shù)據(jù)卡、一CAN總線信號回放數(shù)據(jù)卡、一電壓信號回放數(shù)據(jù)卡以及一功率放大器。本裝置能實現(xiàn)對車上電壓信號、CAN總線信號、GPS信號、電流信號、車內(nèi)環(huán)境溫度信號同步采集并存儲，并能實現(xiàn)CAN總線信號和電壓信號的同步回放并作用于測試產(chǎn)品；在軟件設計上，電壓信號、CAN信號、溫度信號彼此時間關聯(lián)但信號獨立互不干擾的系統(tǒng)架構，保證了數(shù)據(jù)間的同步性；通過平臺與計算機的連接，可實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)實時自動存盤，確保數(shù)據(jù)可再分析和回放。
文檔編號G01R31/00GK202903923SQ20122056563
公開日2013年4月24日 申請日期2012年10月31日 優(yōu)先權日2012年10月31日
發(fā)明者呂偉華 申請人:惠州市德賽西威汽車電子有限公司