基于WINCE平臺的便攜式429總線測試儀的設計

王翔

（華中光電技術研究所 武漢光電國家實驗室，湖北 武漢 430074）

基于WINCE平臺的便攜式429總線測試儀的設計

王翔

（華中光電技術研究所 武漢光電國家實驗室，湖北 武漢 430074）

為了滿足機載設備外場測試、試驗、維修工作的需求，方便、快捷、高效的實現機載設備性能測試、故障檢測、隔離和維修，論文結合支持WINCE開發平臺的Lab VIEW PDA Module和TPW Module，提出了一種基于W INCE平臺的便攜式429總線測試系統實現方案。詳細介紹了系統各部分的組成與作用，最后給出了系統的測試結果。實驗表明，測試系統工作穩定、可靠。

429總線；WINCE；便攜式；測試

0 引言

國內外大部分軍民用飛機的機載電子通信系統大都是基于ARINC429總線聯網建立的航空電子通信網絡[1]。研制一種便攜式429總線故障檢測儀，快速、準確的鎖定機載電子設備的故障部位，查明故障原因是試驗和維修工作人員十分必要和迫切需求的。

LabVIEW是一種業界領先的工業標準圖形化編程工具，主要用于開發測試、測量、仿真與控制系統。LabVIEW PDA Module和TPW Module將Lab IEW的應用范圍從PC系統擴展到了嵌入式設備，可以便捷地構建基于WINCE平臺的仿真、測控系統[3]。

總線測試儀通過與429總線掛接，接收機載電子設備429總線信息，監控總線工作狀態；也可以向429總線發送特定的數據，模擬仿真機載設備的輸入信息；還能夠根據接收的429總線數據對機載設備進行故障分析和定位。測試儀體積小、重量輕、便于攜帶，尤其適合在外場設備維修工作中使用。

1 系統硬件設計

測試儀硬件由電源板、PC104主板、429總線轉換卡、液晶顯示器和觸摸屏組成，PC104作為系統的控制中心，控制429總線轉換卡接收到的總線信號，同時可以控制429總線轉換卡產生所需要的總線信號，顯示器作為人機交互接口顯示接收或發送的總線數據信息，分析設備工作狀態，同時測試儀還可以記錄總線數據用于離線分析，鼠標和鍵盤作為備用輸入信息設備，觸摸屏作為人機界面輸入設備實現人機交互。測試系統體積小，方便攜帶和使用。系統硬件組成如圖1所示。

系統各硬件技術指標要求：

（1）電源模塊。輸入：220V交流，輸出：28V，12V，5V直流，功率：20W。

（2）429總線轉換卡。 支持的計算機總線平臺：PC104，收發通道配置：2發2收，波特率：100K。

（3）PC104主板。支持的操作系統：WINCE

（4）觸摸屏。電阻式或電容式，通信接口：USB。

圖1 測試儀硬件組成

2 系統軟件設計

軟件平臺設計為4層，其結構層次如圖2所示。下兩層為儀器資源層，主要定義儀器的硬件接口和實現與儀器的底層交互通信；中間層為應用測試軟件工具，將計算機的數據分析和顯示能力與儀器驅動層融合在一起；最上層為用戶定義層，主要實現儀器的管理和用戶自定義功能。各層之間使用通用接口函數連接。在應用程序層將整個系統功能模塊化，使整個系統分成數字信號采集模塊、429通信模塊、數據回放等模塊，軟件結構如圖 2所示。通過各個模塊的組合，實現對設備的信號檢測與分析。

圖2 軟件層次結構圖

2.1 控制系統軟件整體設計

編寫W INCE平臺下的應用程序，常用的工具有EVB、EVC其中，EVB開發簡單，適合數據庫方面的開發，但是軟件執行效率和資源節省不如EVC；EVC開發難度大、開發速度慢，適合組件和網絡通信方面的開發。而Lab VIEW PDA Module集成了WINCE的硬件驅動及內置的測量與分析模塊，TPW Module集成了觸摸屏的硬件驅動。因此相對于傳統的文本語言編程，具有更快捷、高效等優勢[2,4]。

測試軟件主程序結構如圖3所示，包括數字信號采集模塊，429總線數據顯示與存儲模塊，數據回放模塊。其中數據采集功能部分完成數字信號的采集，429總線通信模塊實現429通信信號的同步采集、顯示和保存，同時，結合設備測試邏輯和設備工作狀態指標對各個信號進行監控。數據回放模塊完成采集后的數據回放與分析，用于對設備性能的動態評估和離線分析。

圖3 軟件結構圖

2.2 上位機HMI設計

HM I前面板由選項卡和常用儀器顯示控件組成。選項卡包括：初始化、總線數據采集、數據存儲、發送和接收通道選擇，發送模式選擇，總線數據存儲與回放，總線通信狀態指示等。控制系統的工作流程如圖4所示。

圖4 系統工作流程

3系統實驗測試

由于W INCE平臺的可用內存只30M，因此程序運行前更改系統的內存分配比例。將運行時的變量空間加大，存儲空間減少，存儲文件可放在SD卡中。

系統的軟件測試的內容包括：發送數據的測試，接收數據的測試，發送數據速率的測試等。總線信號的測試結果如圖 5所示，接收的總線數據與機載設備發送的數據相同。當 429總線通信卡工作在自環模式下時，測試系統仿真發送數據與接收數據一致。

圖5 總線信號接收測試結果

4 結論

隨著嵌入式技術的發展，可裁剪式計算機的操作系統和軟件開發工具的選擇越來越多樣化。WINCE具有以往Windows操作系統友好的GU I支持，這為工程技術人員設計美觀、易操作的用戶界面節約了大量的開發時間。利用Lab VIEW PDA Module和TPW Module強大的圖形化編程和多平臺移植技術，極大地提高了開發人員的工作效率。測試儀具有良好的人機交互性能，工作穩定可靠，可以為機載設備外場維修人員提供良好的總線測試、故障診斷和隔離平臺。

[1]王 燕.基于ARINC429總線的便攜式分析儀[J].制造業自動化，2011，7.

[2]王佳，林汝梁，范哲意，等.基于Windows CE平臺Lab VIEW嵌入式應用程序開發[J].測控技術，2007，26.

[3]雷振山.Lab VIEW高級編程與虛擬儀器工程應用[M].北京:中國鐵道出版社，2009.

[4]基于WINCE平臺的嵌入式FAIMS控制系統設計[J].工業儀表與自動化裝置，2010，6.

Design of Portable 429 Bus Test System Based on WINCE Platform

WANG Xiang
（Huazhong Institute of Electro-optics,Wuhan National Laboratory for Optoelectronics,Wuhan Hubei 430074,China）

In order to satisfy the supplies of Airborne equipment's outfield test,trial and maintain,and carry out Airborne equipment's testing performance,detecting,insulating and maintaining faults,this paper puts forward the implementation scheme for 429 bus test system based on WINCE platform combining with Lab VIEW PDA Module and TPW Module which can support WINCE platform.Then,the form and function of this system are introduced.The test results of this system are gained.The result shows that this system has stable credibility performance.

429 bus；WINCE；portable；test

TM93

：Adoi:10.3969/j.issn.1002-6673.2014.03.052

1002－6673（2014）03－137－02

2014－03－09

王翔，男，工程師。主要研究方向：測控技術與儀器，多傳感器數據融合。