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大型导弹测试系统通用信号调理平台的设计

时间：2023-09-13 07:58:36 其他范文收藏本文下载本文

大型导弹测试系统通用信号调理平台的设计（精选5篇）由网友“呱啦啦”投稿提供，下面小编给大家整理后的大型导弹测试系统通用信号调理平台的设计，欢迎阅读与借鉴!

大型导弹测试系统通用信号调理平台的设计

篇1：大型导弹测试系统通用信号调理平台的设计

大型导弹测试系统通用信号调理平台的设计

摘要：结合大型导弹检测设备发展的现状，指出了设计通用信号调理平台的必要性，给出了应用ISP技术实现的通用信号调理平台的硬件框架，介绍了实现ISP器件逻辑功能的步骤，提出并解决了平台通用性设计过程中的几个关键问题。ISP技术简化了系统设计，使通用信号调理平台具有结构紧凑、控制灵活、通用性和可扩充性强的结构特点。

关键词：信号调理在系统可编程通用性 VXI总线测试

信号调理平台设计是构建基于VXI总线的大型导弹测试系统的重要环节，也是其硬件实现的首要任务。当前，大型导弹装备型号的增加、规模的增大和复杂程度的增强，给测试设备信号调理平台的设计提出了新的挑战。若针对不同型号的大型导弹装备设计专用的信号调理平台，工作量巨大，重复开发严重，经济价格低，不利于装备通用化、标准化、系列化的形成。在系统可编程（ISP即in-System Programmability）技术的出现代表着新一代PLD的发展方向，它提供了现场系统重构和现场系统用户化的可能性，使遥控现场升级和维护成为可能，(本网网收集整理)用它来实现信号转接模块的程控单元非常合适。为此，本文基于ISP设计了大型导弹测试系统的通用信号调理平台，满足了不同型号导弹的测试需求。

1 ISP技术

可编程逻辑器件（Programmable Logic Device）诞生于20世纪70年代，是一种由用户编程来实现某种特定功能的新型逻辑器件，自问世以来，经历了从PROM、PLA、PAL、GAL等低密度PLD到CPLD、FPLD等高密度PLD的发展过程。目前器件的集成度越来越高，功能不断增强，逻辑门数已从5000门增加到200万门，有些甚至达到上千万门。1991年出现的ISP技术给PLD提供了新的发展空间，代表着新一代PLD技术发展的方向。它主要有以下特点：

（1）缩短了系统设计试制的周期，降低了试制成本；

（2）缩小了芯片的体积并简化了生产流程；

（3）方便了系统的维护和升级；

（4）提高了系统的可测试性，增加了系统的可靠性。

ISP器件的开发不需要编程器，可直接通过电缆将逻辑功能代码下载到器件中。VHDL语言作为主流的开发平台已被IEEE制订为IEEE1076.3标准，它用特定的语法对器件的逻辑功能进行描述，给现场系统重构和功能用户化提供了便捷的开发工具，简化了系统设计。

2 信号调理平台

信号调理平台是连接后端大型导弹装备被测对象和前端VXI模块资源的中间环节，如图1所示。它的功能主要包括以下两点：第一，在被测对象方面，它实现被测信号在调理总线上的分配、转接以及在调理模块内的放大、隔离、滤波等变换，给VXI测试资源提供干净、稳定的被测信号。第二，在VXI模块资源方面，它负责将电源信号、激励信号传输到被测对象，将测试信号与被测对象进行连接、切换，并保持与VXI电气规范最大限度的兼容。

3 信号调理平台的实现

3.1 硬件框架

信号调理平台采用“适配器+信号调理总线+信号调理模块”的结构形式，如图2所示。适配器汇总被测信号、测试信号和激励信号，并把它们传送到信号调理总线，通过在规范的与电气无关的信号调理总线上插接即插即用的信号调理模块，实现平台的集成。

为提高信号调理平台的通用化、标准化程度，调理电路分为控制模块、通用模块、专用模块和扩展模块，采用标准卡式结构，通过96芯DIN连接器与信号调理总线构成插拔结构，并固定在嵌入式机箱中。各模块之间的连接关系如图3所示。控制模块接收来自工控机数字I/O卡的指令，对整个调理平台实施程控管理；通用模块主要对测试信号完成动态分配和预处理，内部电路包括模块控制电路、信号分配电路、模拟信号处理电路、I/O信号处理电路等，结构如图4所示；专用模块实现某些特殊功能，如通道自检、测试某些被测对象时的特殊信号调理等；扩展模块用于系统的功能扩展。

3.2 信号调理模块设计

3.2.1 ISP器件的选择

通用信号调理平台对ISP器件的规模没有很高的要求，但要求其性能可靠、开发灵活、重构能力强、通用性好。Lattice公司的ispLSI系列、Altera公司的7000S和9000系列、Xilinx公司的XC9500系列是较为常用的ISP器件，其中，Lattice公司是ISP的率先提出者，在这方面的技术比较成熟。它的ISP芯片属于中小规模CLPD，包括6个系列，产品种类丰富、

价格便宜、开发灵活，能直接应用于系统上；开发平台ispDesign EXPERT和PACDesigner功能强大，使用简洁。该公司还在率先推出了在系统可编程模拟器件（ispPAC），给模拟电路的接口设计带来了革命性突破。为此，文中信号调理平台的控制电路和数字信号调理电路采用Lattice公司的ispLSI032实现，模拟信号调理电路采用ispPAC20实现。

3.2.2 设计流程

本系统中信号调理模块的设计包括两部分：ISP器件的功能设计和ISP器件外围电路的设计。其中ISP器件的功能设计是主要的，它决定着其外围电路的设计。

ISP器件的功能设计也分为两部分：基于ispDesign EXPERT平台的数字部分―ispLSI1032的功能设计和基于PAC-Designer平台的模拟部分―ispPAC20的功能设计。ISP器件的设计流程如图5所示。其中“行为分析”确定器件所要完成的功能和指标要求，对输入和输出信号进行定义；“结构设计”确定系统功能的实现细节，给出系统设计的流程图和用VHDL语言进行功能描述，必要时还给出系统的时序图；“逻辑描述”是用ispDesign EXPERT和PAC-Designer软件对结构设计进行实现，并进行编译仿真，验证设计结果，生成下载文件―JEDEC；“硬件实现”是在前面工作的基础上设计并完成具体电路，包括电路板的设计、器件的焊接、JEDEC文件到ISP器件下载、系统功能联调等。

4 信号调理平台应用的工作过程

在平台与某型导弹测试系统集成时，只需根据该型导弹的测试需求设计专用信号调理模块，并把被测信号、测试信号和激励信号经其适配器分配到信号调理总线上，然后通过编程控制信号的转接来实现与该型导弹测试系统的方便集成。

测试时，来自主控计算机数字I/O卡的控制指令经调理总线送到控制模块上，经控制模块译码后控制相应的调理模块动作，使其路目标信号被转接，主控计算机通过VXI总线的多路开关模块选通该路信号，这样就完成了该项测试。激励过程与之相反。

5平台通用性设计过程中的几具关键问题

为了使平台有良好的通用性，必须满足以下指标要求：信号调理总线实现规范化、电气特性无关化；即插即用的信号调理电路实现程控化、模块化、通道管理自动化；整个平台有可扩展能力。

5.1 调理总线的规范化和电气无关化设计

信号调理总线是被测对象、VXI资源和信号调理模块连接的通道，它的规范化、电气无关化设计是通用化、标准化信号调理平台的基本指标要求。信号调理总线是在对多种型号大型导弹被测对象进行需求分析和对VXI测试资源进行功能界定的基础上严格定义的，主要由调理控制总线和数据传输总线组成。调理控制总线将来自工控机数字I/O卡的控制指令传给控制模块，经译码后控制整个平台的工作；数据传输总线构成被测信号、调理模块和VXI资源之间的连接通道（见图3）.在对总线进行严格定义的前提下，连接插座的'选择、布局，信号的连接方式，连接状态的定义都要充分考虑电磁兼容性，为此本平台在嵌入式机箱中采用了“底板+背板”（底板适配，背板调理）的结构，让适配器和调理总线隔离，使信号的转接空间尽可能大；并且在底板和背后板的电路板设计上专门加入了地线层，使模拟地、数字地、电源地和测试信号分离，让激励信号、测试信号运行在干净、通畅的传输通道中，使干扰达到最小。

5.2 调理电路的程控化和模块化设计

模块化、程控化是测试系统的发展方向，设计程控化、模拟化的信号调理平台是实现平台通用性的客观要求。在调理电路设计过程中采用了“控制模块+能爱畜模块+专用模块+扩充模块”的模块化设计思想，这些模块与调理总线构成插拔结构（见图2）。各模块的控制单元和数字转接电路由ispSL1032实现，模拟转接电路由ispPAC20实现，对外接口连接到调理控制总线上，可以编程控制。通用模块实现测试系统的大部分调理功能，专用模块则与不同的测试对象、测试任务相对应。在组建不同型号的大型导弹测试系统时，只要通过增减通用模块的数量和设计不同的专用模块就可实现系统集成。

5.3 即插即用调理模块的通道管理自动化设计

信号调理通道的管理是提高通用信号调理平台智能化程度的关键步骤，包括通道的建立（端口的电气互连）与撤消、通道状态的控制与监测，一般是通过直接控制通道管理单元―ISP器件的状态实现的，因此测控软件与调理电路控制单元密不可分的。要对信号调理电路实现自动管理，测控调理电路控制要以调理电路中各通道的信号传输特征为基本出发点。

这里将调理电路通道的管理分为接口配置、控制函数和控制模型三个相互独立的文件。接口配置文件存储被测对象与测试资源的接口映射信息及通道调理参数，可通过软件开发平台（如Labwindows/CVI）的接口配置工具进行交互式配置；控制模型存储调理通道电气互连信息及调理控制参数，以测控资源和测试接口的逻辑名称为索引词，记录实现调理电路操作所需的全部控制信息；控制函数则用于在调理通道控制模型的基础上控制和管理通道。对测控软件而

言，控制模型是一个“黑匣子”，要控制某通道的状态，只需直接调用通道控制函数。控制函数是标准的，其调用参数只涉及接口映射关系和通道的调理参数，即只涉及接口配置文件，并涉及任何控制元件和控制模型。因此测控软件对调理通道的管理是与硬件无关和自动的。

通用信号调理平台已经在陆军导弹装备通用维修检测系统中的得到了应用。实验证明它可以满足不同测试对象、不同测试任务的指标要求，通用性、标准化程度很高，扩充能力很强。

篇2：系统设计通信测试

1串口通信

采用MSComm控件实现PC机与单片机之间的串口通信[11]。

MSComm控件通过OnComm事件响应函数编程实现数据的接收与发送。

1.1串口设置在ClassWizard(类向导)中为MSComm控件定义成员对象(m_ctrlComm)，设置串口属性。

1.2接收信息PC机接收电子罗盘航向角和电池电量信息。

使用ClassWizard为MSComm控件添加OnComm事件响应函数。

当下位机发送数据时，触发On-Comm()事件，将字符保存到Byte数组rxdata[]中，根据通信协议对接收到的数据进行分类存储与处理，主要代码如下:1.3探测器运动的控制为了控制探测器运动，添加了前进、左转、右转、加速、减速和停止6个动作按钮。

当动作按钮被按下时，PC机向单片机发送相应的命令控制探测器运动，动作按钮的设计原理类似。

“前进”动作按钮的设计过程如下:使用ClassWizard为“前进”动作按钮添加消息响应函数OnButtonQianjin()，根据通信协议，当“前进”动作按钮被按下时，PC机向单片机发送命令“s11100p1”。

由于串口初始化中设置二进制读/写方式，因此需将其转换为二进制，字符转换及发送代码如下:1.4航向角数据的提取按下“航向角”命令按钮时，PC机向单片机发送命令“s1p1”，单片机采集当前电子罗盘航向角信息，并向PC机发送信息，PC机接收信息并将其存储于缓冲区，对接收信息进行分析处理，提取航向角数据并实时显示。

电子罗盘采用NMEA-0183传输协议[12]，信息结构为$HCHDT，<1>，T*hh。

信息以“$”开始，以“”结束。

“HCHDT”为一帧数据的帧头，<1>为航向角，格式为0.0到360.0，T为真，<*>为校验和标志，为校验和。

信息处理方法:通过搜寻“$HCHDT”，判断是否为一帧数据的帧头。

识别帧头后，通过逗号个数的计数值，提取出航向角数据信息。

1.5电池电量数据的提取为了直观显示电池所剩电量，将其分为4个等级:100%、75%、50%和25%。

按下“电池电量”命令按钮，PC机发送命令“s13001p1”，单片机采集当前电池剩余电量信息，并向PC机发送信息，PC机接收信息并将其存储于缓冲区，对接收信息进行分析处理，提取电量数据并实时显示。

2视频捕获

VC++提供的vfw32.lib库文件以及AVICap窗口类，便于访问视频硬件，并控制视频捕获[13]。

导入vfw32.lib库文件，并在对话框源文件中添加#include“vfw.h”语句。

在对话框中添加图形控件(IDC_PICTURE)作为捕获父窗，在其头文件中加入全局变量HWNDgWndCap，在其初始化函数OnInitialDialog()中，采用capCreateCaptureWindow函数创建视频捕获窗，采用CapDriverConnect()函数实现捕获窗与捕获设备的连接，采用Preview(预览模式)显示视频。

3结语

基于VC++设计了岩腔三维地貌探测器上位机监控系统，运用MSComm控件实现PC机与单片机之间的串口通信，编程简便，工作可靠;采用VFW进行实时视频显示，界面友好，切实有效。

通过上位机监控界面按钮操作实现探测器运动控制、电子罗盘航向角测量、电池剩余电量监测、盐腔三维地貌视频实时显示保存等功能。

作者：关利乐马春燕陈晓恒单位：太原理工大学信息工程学院电气与动力工程学院煤矿装备与安全控制山西省重点实验室

篇3：系统设计通信测试

1测试系统

1.1测试内容根据生产实际测试要求，需要测试传感器的如下电学功能参数:1)高低电流值:指轮速传感器输出脉冲信号的导通电流值(高电流)和关断电流值(低电流);

2)高低电流比:指导通电流和关断电流的比值;3)高低脉冲时间:指一个周期内输出脉冲信号中高电平和低电平的持续时间;

4)占空比:指高电平在一个周期之内所占的时间比率;5)电容值:霍尔芯片中为了提高电磁兼容性而封装的电容的值。

1.2测试原理主动式轮速传感器是利用霍尔原理工作的，测试原理如图2所示。

测试轮是一个刚性脉冲圈，等间距分布着48个相等齿高和齿宽的齿。

轮速传感器中封装有霍尔芯片和永磁铁，霍尔芯片位于测试轮和永磁铁之间，能够检测齿经过传感器时所引起的磁通变化。

当测试轮转动时，轮速传感器会受到测试轮的激励，交替变化的齿隙会引起恒定磁场中的相应波动。

磁通量的连续变化产生相应的信号，再通过信号放大和调理转换成输出电流信号的脉冲沿。

轮速数据以方波脉冲的形式作为外加电流来传递，脉冲频率与轮速呈比例，而且能一直检测到车轮几乎停止(0.1km/h)。

在测试电路中，可使用75Ω的采样电阻器以使其转换为电压波形，再用数据采集卡进行采集。

2测试系统设计

2.1测试系统硬件设计根据测试项目要求搭建的轮速传感器测试系统，主要由工控机、数据采集模块(数据采集卡、GPIB卡、LCR测试仪)、运动控制部分(数字I/O卡、伺服驱动器、伺服电机)和人机交互部分组成，其连接见图3。

2.1.1工控机工控机是测试系统的核心，也是测试软件的载体，其运行的稳定与否直接关系到测试工作能否可靠进行。

系统采用研华的IPC—610工控机，结构紧凑，扩展灵活，具有良好的稳定性，适于在工业环境中使用。

测试中负责处理LCR测试仪测量的数据和数据采集卡采集的数据，并将结果显示在软件界面上。

2.1.2数据采集模块数据采集卡主要完成对传感器输出信号数据的采集。

系统选用凌华PCI—9816数采卡，通过容量为512MB板载内存存储数据波形，以供工控机处理。

该卡具有4通道同步单端模拟输入，并配备了4个高线性度的16位A/D转换器，每通道采样率最高可达20MSPS。

在实际测试中经过验证，可以很好地满足系统的精度要求。

GPIB通信协议转换卡安装在工控机中，用于连接LCR测试仪和工控机，从而实现信息的发送和接收。

其中的LCR测试仪选用安捷伦LCR4263B，用于测量传感器中的电容值，它能快速准确地通过GPIB线缆传输测试数据，测试频率可达100kHz。

2.1.3运动控制部分测试过程中，伺服电机带动测试轮转动，负载小。

选用施耐德Lexium23系列超低惯量伺服驱动器和伺服电机，可以满足要求。

采用伺服位置控制方式，通过数字I/O卡向伺服驱动器的/PULSE，PULSE和/SIGN，SIGN口输出脉冲信号，以控制伺服电机的速度和方向。

2.1.4人机交互部分人机交互由键盘、鼠标和显示器组成，能完成产品型号输入、测试软件调用、测试结果显示、电机启停控制等功能。

2.2测试系统软件开发2.2.1软件功能与界面测试系统软件采用LabVIEW作为开发平台，人机交互界面友好，功能强大，其主要功能包括传感器参数数据采集、实时显示、自动存储、分析计算和自动判断、错误显示，对测试过程和步骤进行自动化控制[5～6]。

根据生产实际分析，本测试软件分为5个部分:1)载入测试文件:输入产品型号，载入对应的测试文件，准备开始自动测试。

2)校准模式:连接信号源和标准电容，用以校准并显示结果。

3)波形显示分析:显示并分析数据波形。

4)手动模式:手动控制继电器，信号灯和伺服电机。

5)自动测试模式:产品自动测试与结果显示。

其中，自动测试模式直接用于生产中轮速传感器的.测试，界面由5个模块构成:结果显示、参数显示、数据统计、测试状态和产品不良提示。

在测试结果显示模块中，可显示测量到的各参数的值，以及各参数允许的最大值和最小值，通过比较用以判断是否通过测试。

在测试参数显示模块中，可显示产品型号、工装型号和测试节拍。

在测试数据统计模块中，可实时显示产品不良数、产品通过数、测试产品总数等信息。

在测试状态模式中，可实时显示测试过程中的各个状态，以方便实时监控。

在测试不良提示模块中，可显示产品测试不良的类别和个数，以供技术人员监控产品质量，若出现较多测试不良，可及时采取措施，保证产品质量。

2.2.2软件流程测试软件流程图如图4所示。

测试前，软件先搜寻插入工控机的板卡，若搜寻成功，软件加载相应驱动并初始化，以做好测试前的准备。

再输入产品型号，更换工装和校准测试轮位置，通过扫描枪扫描工装二维码确认换型状态以后，按下开始按钮开始测试。

测试过程中，软件会响应触发事件逻辑执行各个VI，从而完成整个测试。

通过GPIB卡和GPIB电缆传送执行指令，驱动LCR测试仪，完成对电容的测量;数据采集卡通过高频信号线，采集轮速传感器输出电流在电阻器两端的电压脉冲信号。

所有项目测试完成后，软件根据各个项目的测试结果与各测试项目标准参数进行比较，判断产品是否合格，并显示在自动测试界面上。

测试通过，需要手动进行热刻印打标;测试不通过，需要把报废品放入废料盒，并通过光电传感器检测，否则，不能进行下一次检测。

每一组测试，软件还会统计不良品数和测试节拍，并实时显示测试状态。

测试完成后，项目测试数据和测试结果会自动存储到硬盘里，以方便技术人员查看和产品质量分析。

3测试举例

在正常生产环境下对DF11S型汽车轮速传感器共100只产品进行了测试，测试结果如表1所示。

从表中数据可以看出:本测试系统测得的数据具有一致性好、精度高、稳定性好等特点，证明了该测试系统的设计满足要求。

4结束语

本文设计了一种基于LabVIEW的汽车轮速传感器功能测试系统，实现了对轮速传感器电学功能的自动测试。

通过生产现场对产品连续大批量的测试，所得数据准确可靠，证明了系统的高稳定性。

测试精度达到0.1%，测试速度达到10.5s/pcs，满足了生产中对测量的快速和高精度要求。

本系统人机接口良好，运行稳定可靠，减少了人工因素的影响，保证了产品出厂合格率在100%的水平，满足了现代化生产对测试的要求。

作者：殷苏民陆文俊江煜朱锦萍王祖声单位：江苏大学机械工程学院机械电子工程系

篇4：系统设计测试论文

1MapX在不同开发环境下应用比较

此处列出VisualC++下部分工具对应的参数:miZoomOutTool缩小工具miArrowTool箭头工具miPanTool手掌工具(移动地图)miSelectTool选择工具miRadiusSelectTool圆形选择工具miRectSelectTool矩形选择工具以上为在VisualC++开发环境下的举例。

在Labview开发环境下将MapX作为控件插入ActiveX容器[9]中，然后通过设置其属性、调用其方法和响应其事件来实现相应基本工具。

地图放大工具实现如图1所示。

因为LabVIEW是用图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言，完成地图放大工具只需要把MapX的CurrentTool的参数(miZoomInTool)和Current-Tool属性节点相连接就可以。

此处列出LabVIEW下部分对应的参数，如图2所示。

通过比较，发现在LabVIEW开发环境下开发所需要的系统存在着很大的优势，只需要连接相应属性参数图标到相应的属性节点图标，编程较简单，减少了工作量。

但是它也存在很多开发困难:1)应用VisualC++，VB，Delphi等开发相关系统属于主流，造成用LabVIEW开发可参照的例程比较少。

2)Labview程序设计是基于数据流的，如果忽略这一点会造成意想不到的错误。

2系统功能的实现

2.1基本工具功能的实现在LabVIEW开发环境下开发相关系统是可行的，MapX提供了几个常用的地图化基本工具，如放大、缩小、漫游、居中等。

地图缩小工具的实现:把MapX的CurrentTool的参数(miZoomOutTool)和CurrentTool属性节点相连接，如图3所示。

ToolNumber是代表自定义工具的常量，这个值可以是1到999之间的整数。

这里创建500来代表测距工具。

Type是决定工具行为的ToolTypeConstants值。

在这里，指定为使用户可以用该工具拖动鼠标来画直线的miToolTypeLine，常量。

Cursor创建为5，它代表miSizeCursor这个常量，地图漫游工具的实现:把MapX的CurrentTool的参数(miPanTool)和CurrentTool属性节点相连接，如图4所示。

在这里只列出所需要的基本工具程序，其他的可根据上述程序举一反三。

2.2自定义工具功能的实现MapX还支持自定义工具的设计，以满足用户特殊的需要。

这里以系统中的测距工具为例介绍自定义工具的设计。

测距工具的用途是确定地图上两点之间的距离。

创建自定义工具，首先调用CreateCustomTool方法[10]，如图5所示。

在CreateCustomTool方法调用过程中，指定了3个必选参数:ToolNumber，Type和Cur-sor。

ToolNumber是代表自定义工具的常量，这个值可以是1到999之间的整数。

这里创建500来代表测距工具。

Type是决定工具行为的ToolTypeConstants值。

在这里，指定为使用户可以用该工具拖动鼠标来画直线的miToolTypeLine，常量。

Cursor创建为5，它代表miSizeCursor这个常量，意味着当工具被选中时，它会以方向光标的形式出现。

CreateCustomTool有3个可选的参数，它们也取CursorConstants，常量值。

ShiftCursor指示应在Shift键被按下时出现光标，可选。

如果省略，Shift键对光标没有影响。

CtrlCursor指示应在Ctrl键被按下时出现光标，可选。

如果省略，Ctrl键对光标没有影响。

bInfoTips如果想显示infotips，设置为true，默认值为false。

当CreateCustomTool方法调用以后，编写实现自定义工具的相应程序。

这里主要用到ConvertCoord和Distance两个调用节点。

当调用ConvertCoord节点时把屏幕的Horizontal和Vertical坐标传递给ScreenX和ScreenY两个参数;MapX和MapY两个参数设置为0;Direction参数设置为miScreenToMap，这代表把屏幕的坐标转变为地图上的坐标(即经纬度);Distance节点用于计算两个点之间距离，把起点和终点转变地图上相应的坐标传递给X1，Y1，X2，Y2等4个参数就可完成两点间距离的测量。

具体实现过程如图6所示。

2.3定位功能的实现无线设备GPS定位就是对无线设备采集的GPS数据进行处理，然后在电子地图的基础上进一步完成可视化的过程。

无线设备GPS定位系统测试实验在山东理工大学大棚附近进行。

每一个无线设备在接收到采集GPS数据命令后，开始采集并且向系统发送GPS数据，然后系统对数据进行处理。

这里以设备一为例，由于只需要经纬度两个数据，无线设备发送数据格式为$GPGGA，083435.00，3648.52284，N，11759.33423，E就可满足要求。

3648.52284为采集的纬度，表示36°48.52284';11759.33423为采集的经度，表示117°59.33423'。

这些数据还统一需要转化成度，如图7所示。

首先通过截取字符串函数从索引号17开始截取2个字符为纬度36°，从索引号19开始截取8个为纬度48.52284'，再把把字符串通过分数/指数字符串至数值转化函数转换成数值[9]，48.52284'除以60加上36°得出纬度值为36.808714°;同理得出经度为117.988904°。

得出经纬度后把纬度传递给AddSym-bol节点的X参数，经度传递给Y参数。

这样就可以在相应的坐标位置以符号的形式显示无线设备了，如图8所示。

3监控界面

通过无线设备GPS定位系统测试实验，完成了设备一的定位显示，如图9所示。

4结论

通过现场小规模测试实验得出，利用MapX控件在LabVIEW开发环境下可以快速方便地完成冬枣栽培环境因子监测系统中的无线设备GPS定位功能，效果良好，可以达到VisualC++，VB，PowerBuilder，Del-phi等完成的水平。

在以后的使用过程中还可以对其进行功能的追加或者进行功能的修改，使其功能更加的可靠、完善。

作者：苏夏侃杨自栋单位：山东理工大学农业工程与食品科学学院

篇5：系统设计测试论文

1关键技术

1.1模拟滤波电路设计由于测量环境中不可避免的存在各种噪声，为此设计了有源二阶压控低通滤波电路，采用大电阻与小电容结合的方式，搭建了截止频率为31.2kHz的低通滤波器如图5所示，其频率特性如图6所示。

从AD8495输出的信号不在0～5V范围内，故设计了二级放大器。

1.2数字电路设计的关键技术1.2.1AD转换器信号经过模拟适配电路后需要经过模数转换器转换成数字量，这里运用CC430内部自带的12bitAD转换器。

基于温度是一个缓变信号，因此其采样频率较低为25kHz。

而CC430的外部高速晶振为26MHz[7-8]，经计算和实验验证其采样频率可达80kHz，满足测量频率的要求。

1.2.2无线射频(RF1A)电路设计系统采用CC430作为主控芯片，其将MSP430单片机与CC1101无线射频集成于一体。

运用软件SmartRFStudio对RF参数进行仿真[9]，目前国内用的比较多的'免费频315MHz和433MHz，315MHz使用较多，易干扰，因此寄存器初始化中心频率设为433MHz。

设计中选用SMA接头的全向天线，天线阻抗为50Ω，只要设计相应的天线匹配电路，即可实现无线收发功能。

运用软件SI9000对微带线进行了线宽和铜厚设计[10]，设计其线宽为55mil，铜厚为1OZ，经过实验验证，该射频收发模块在中心频率为433MHz，数据传输率为250kbit/s时，在300m以内可以实现准确的数据收发。

2软件设计

本系统的软件设计主要包括两部分:一是基于CC430的智能型无线温度监测系统控制终端的软件设计;二是上位机监测软件VB的设计[11-12]。

2.1控制终端的软件设计基于CC430的智能型无线温度检测系统的下位机控制终端是在IAR环境中采用C语言开发的，控制终端的主程序流程如图7所示。

本设计使用的是无协议通信方式，其属于点对点的通信，即两个子系统通信独享一条线路。

其发射板和接收板之间采用中断来进行发射和接收，用LED闪烁表示响应，程序流程图如图8所示，其中图8(a)为射频发送程序流程，图8(b)为射频接收程序流程。

2.2上位机软件设计上位机软件设计采用VB开发，实现人机操作界面，界面如图9所示。

操作界面中显示当前的温度值，有温度上限及下限设置功能，当测量点温度超出阈值范围时，则会有报警，故障灯由绿色变为红色。

3热电偶校准与测试数据分析

为验证该系统的可靠性及精度，运用便携式干体温度校验炉对该测试系统进行了静态校准，如图10所示。

图中左边为K型热电偶的标准源，其测量出的炉内温度显示于左边的显示栏中，右边为实验所用的K型热电偶，热电偶的输出端接至该智能型无线测温系统中，测试结果显示于上位机的界面中，测试数据如表1所示。

本次试验的最大误差为0.4℃，精度在±1%以内，满足测试要求。

理论上，K型热电偶的输出热电动势与被测温度之间为线性关系，在Mathcad软件中对采集到的数据运用最小二乘法进行曲线拟合，得到K型热电偶的灵敏度和线性度，图11中实线为标准热源的输出热电动势与被测温度间的曲线图，拟合出的方程为:y1=0.009·x+0.2911，灵敏度为0.009V/℃，相关系数为:R2=1，表明该标准温度源的输出热电动势与被测温度之间为线性关系且可靠性高;图中虚线为本测试系统的测试数据曲线图，拟合出的方程为:y2=0.0092·x+0.29，灵敏度为0.0092V/℃，相关系数为:R2=0.9995，与标准热源相比，其线性误差为-0.5%。

计算标准系统与被校准系统之间的相关系数，若满足ρ>0.9997则认为本次校准有效并采用该数据。

经计算得到:ρ1，2=1满足上述条件，故认为本次校准有效，该被校系统可以使用，满足要求。

4结语

本文介绍了基于CC430的智能型无线温度监测系统的软、硬件设计，经实验验证:该系统能够准确测量温度，满足设计要求。

与参考文献中的系统相比其集成度高、使用方便、功耗低，使用专门的K型热电偶补偿芯片，且对系统进行了校准，提高系统精度;但是，其对温度数据监测是在上位机上实现的，不便于携带，故需要进一步的改进，将其做成便携式智能无线温度监测系统。

作者：岳晗裴东兴张单位：中北大学电子测试技术国家重点实验室

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