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      基于CAN總線的航空電纜測試系統分布機研究


        來源: 21IC中國電子網 時間:2018-12-28 編輯:思楊
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      針對航空電纜數量多,類型和結構復雜,電纜接頭多樣化等特點,提出一種基于CAN總線的分布式柔性電纜測試系統,詳細介紹分布機中的關鍵模塊基于CPLD的大規模矩陣開關板的設計方案,給出硬件實現方法和部分通信程序流程。該系統擴展方便,測試速度快,在以航空電纜為代表的復雜電纜測試中具有廣泛的應用前景。


      0 引言

      航空電纜是飛機的神經系統,連接著飛機電氣、航電、火控、操縱等各系統,為飛機各部件提供動力電源、控制信號和數據信息。受飛機機身空間的限制,電纜系統布線一般都集中于狹小的機壁內,飛機機壁內幾乎遍布導線,因此航空電纜系統要求高可靠、高集成、高輕便;由于導線種類繁多,各類電源線、高低頻信號線、數據線混雜在一起,長度可達數百公里,電氣環境十分復雜,從而使其潛在故障增多,許多空難事故和飛行器故障都直接或間接與電纜系統故障有關,因此,航空電纜的“健康”是飛機安全運行的重要保障,電纜安全問題尤為重要。但是國內對于航空全機電纜測試技術的研發比較欠缺,遠落后于國外已處于常規應用的現狀。

      根據飛機全機電纜分布距離長(近百米)、點數多(3萬點以上)的測試要求,本文提出一種基于CAN總線的分布式柔性電纜測試系統。該系統具有測試點數可擴展性、基于電纜智能識別的測試柔性、分布式測試端多點激勵性等優點,可滿足大客、大運等飛機總裝和維修部門的檢測需求。


      1 基于CAN總線的測試系統結構

      CAN總線是一種有效支持分布式控制的串行通信總線,結構簡單,可靠性和數據傳輸速率高,網絡內的結點個數在理論上不受限制,各節點之間可以實現自由通信。



      圖1所示為基于CAN總線的分布式電纜測試系統,由主機、CAN總線適配卡,CAN總線和分布機組成。


      主機根據數據庫的電纜連接信息和接插件信息生成測試程序,發布信息并監控各個分布機的工作情況、通過測試軟件提供人機交互的界面。主機構成原理圖如圖2所示。主機通過CAN總線適配卡與CAN總線通訊,CAN總線適配卡采用RS 232-CAN接口,由MAX232電平轉換芯片、AT 89S52單片機、CAN總線控制芯片SJA1000和收發器TJA1050等組成。SJA1000是一款獨立的控制器,用于汽車和一般工業環境中的控制器局域網絡。TJA1050是CAN協議控制器和物理總線之間的接口,是一種標準的高速CAN收發器,可以為總線提供差動發送功能??偩€適配卡的基本工作原理是:主機通過RS 232將數據發送至單片機,由單片機按照特定的CAN應用協議通過CAN總線控制器SJA1000和CAN發送器TJA1050轉發到CAN總線。分布機通過CAN總線實現分布機與主機以及分布機與分布機之間的通信,完成電纜的通斷、電阻、絕緣耐壓以及電容測試和故障定位等功能,在主機的統一調配下可進行電纜自動識別和非冗余多點激勵測試,從而提高測試速度。




      2 分布機的硬件結構

      該系統以模塊化設計為基礎,每個分布機都具有相同的轉接接插件和測試功能,由于系統設計了電纜特征自動識別電路,并建立了相應的數據信息,可以實現轉接電纜盲插功能,所以可滿足大距離分布測點的分布機互換性。分布機的硬件結構如圖3所示。




      它由ARM微控制器模塊、CPLD模塊、繼電器矩陣開關模塊和測試模塊構成。每個分布機的測試點容量為3 000點,測試點選擇電路由復雜可編程器件(CPLD)控制的大規模繼電器矩陣開關組成,可以在同一時間實現多路通道之間的電纜檢測。

      關鍵詞:電纜測試系統 分布機 CPLD    瀏覽量:16732

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