应答器生产测试系统的设计与实现

赵伟宏+闫熠+肖茂波

摘 要：文章基于SUBSET 085的标准要求，设计研制了一种应答器生产过程中的测试系统，该系统将测试设备与自动测试软件有机结合，快速完成应答器性能指标的全面测试工作。实际应用表明，该系統结构可靠，易扩展，在很大的程度上提高了应答器生产过程中的测试效率。

关键词：应答器；测试系统；SUBSET 085

1 概述

应答器是一种基于点式信息的安全传输系统，被广泛的应用于高速铁路和地铁线路的线路参数、进路参数和临时限速等信息的地-车信息传递，是高速铁路和地铁线路信号控制系统的重要组成部分。为实现车间生产测试的自动化，根据应答器的测试项目，研制开发出一套适应企业需要的应答器产品测试软件。实现了自动生成测试流程、单步测试项提示信息、烧写程序自动下载、测试记录管理，自动生成电子记录等。

2 测试原理及测试内容

应答器是一种基于电磁耦合原理实现数据交换和数据传输的设备，当列车接近应答器时，应答器得到来自天线单元磁场强度的不断加强，当磁场强度大到足够激活应答器时，应答器被激活，开始向上发送上行链路信号。

（1）应答器谐振测试是因为列车底部的BTM天线始终向下[1]发送27.095M射频能量信号，用于激活应答器，所以应答器谐振在27.095M左右时应答器产生的感应电流最大，应答器现场运行状态最好。

（2）应答器I/0特性测试主要是测试天线辐射不同的磁通量时，环绕应答器基准区域线圈中产生的感应电流的大小。当天线辐射到应答器基准区的总磁通量超过？准d1时，应答器被激活并以固定的传输方式开始工作。此时，来自应答器的磁场强度应高于电流IU1所代表的磁场强度。当天线辐射到应答器基准区的总磁通量超过？准d2时，此时，来自应答器的磁场强度[2]应高于电流IU2所代表的磁场强度。当天线辐射的磁通量增大时，应答器以饱和方式运行，上行链路的磁场强度大体恒定不变。具体参数如表1：

（3） 应答器接口测试主要是测试不同的接口性能，如接口A信号特性，接口C（LEU设备通信接口）信号特性。

（4） 应答器启动时间测试是应答器接收到足够强的能量信号时，开始启动发送上行连续信号的时间小于150us。

3 测试系统的设计

根据测试原理及测试内容，并考虑到整个系统设计的思想和生产人员自动化测试便捷性，该系统的主要功能如下：

系统具有应答器频点测试、启动时间测试、IO测试、27M谐振测试、应答器报文读写测试、有源应答器功能测试等。

系统对LEU设备和应答器读写设备进行严格的时间控制，完成激励信号的发出到测试数据采集的闭环处理。

系统具有对测试过程的数据进行分析，运算、处理、保存等功能，对实际测试结果与预期结果相比较发现测试对象是否正确，并生成相应的测试报告。

系统应严格按照测试计划来进行，避免测试的随意性，建立完善的任务调度功能。使用多线程技术，基于任务的同步与异步的通讯方式使系统达到并发同步的环境，并提高系统的容错能力和自恢复能力。应具有可靠性，采用易于扩展的软硬件配置，便于系统的维护和升级。

系统有硬件和软件两大部分组成。硬件是系统工作的基础，主要完成对测试信号的生成、应答器上传信号的采集、传输等。软件是系统的核心，系统软件主要实现仪表的控制、数据采集处理和计算等功能。

4 测试系统硬件环境

测试系统的硬件构成如图1所示，由测试天线、功率计、矢量分析仪、信号发生器、滤波器等组成。

5 测试系统软件设计

系统软件模块化是本测试系统软件设计开发的思想，结合面向对象思想，系统采用模块化的设计模式，使得整个软件的功能模块相对独立，有利于系统软件的扩展和维护并且也提高了软件的可靠性和可复用性。系统软件设计结构如图，软件以算法根本对硬件设备仪表进行实时控制和数据采集。利用强大的计算机处理能力和分析能力来实现对整个产品测试流程的自动化。

总体架构：

按照系统的功能要求，测试系统软件设计包括用户管理层、逻辑执行层和驱动层3个层次，如图2所示，采用模块化结构设计，每个模块完成不同功能。

（1） 用户管理层是组织好用户界面与逻辑执行层之间的关系，用户使用系统的唯一入口，首先用户界面必须将系统中的一些相关信息进行展示，这些信息可能包括，用户登录、提示信息、权限管理、测试项目、参数设置等。并将通过使用者的操作指令下达到逻辑执行层。

（2） 逻辑执行层的功能是按照定制的算法执行应答器测试项目，通过控制具体仪器或者设备，完成测试所需的激励信号，同时对返回的数据进行采集、处理、分析，并生成测试报告。

（3）驱动层即硬件测试环境中的仪器设备驱动，主要是将执行层的控制命令转化为仪器设备可识别的指令通过总线传递给仪器设备，再将仪器的测试结果返回给执行层用于数据分析。

6 应用与结论

本文提出的应答器生产测试系统，能够基于SUBSET-085的测试要求，自动完成应答器生产过程中的各种性能测试工作。该系统具有测试实时性、可靠性强、自动化程度高的特点，系统的使用有利于生产效率的提高，并为产品的质量提供了技术保障。同时测试过程和结果表明，系统运行稳定可靠。

参考文献

[1]SUBSET-036-v241.FFFIS for Eurobalise[S].2007.

[2]SUBSET-085-v222.FFFIS for Eurobalise[S].2007.