基于工程机械遥控器的无线通信性能自动检测系统的设计和研究

唐美娟，李元平，夏海洲

（湖南三一智能控制设备有限公司，长沙410100）

1 引言

无线性能测试在通信领域具有广泛的、不可替代的作用。如何确保批量产品的无线性能满足用户实际使用的需求是检测无线产品非常重要的测试指标之一[1]。当前，对产品无线性能的检测通常是在屏蔽暗室中基于测试设备发送命令后由独立的标准源设备解析所接收到。被测件的反馈信号而得到产品的无线性能再将无线性能反馈到无线性能测试设备的控制主机上的方法来判断产品的无线性能的优劣，此方法仅考虑了产品接收的灵敏度和正确性[2]。

在实际使用过程中，产品的无线通信距离才是产品（特别是工程机械遥控器）的无线通信性能的真实体现，仅在无干扰的暗室里对产品无线性能进行检测后的产品的无线通信距离或通过公式计算得到通信距离往往与实际的相差甚大，存在如下未顾及的部分或全部问题：

1）只考虑电磁波在自由空间传播过程中随着距离的增加，能量扩散到更大的空间后能量密度减小后导致信号场强减小；没有考虑空气及地面等介质对电磁波吸收、衰减的影响。

2）没有考虑发射天线的发射效率和接收天线的接收效率（理论上可以做到100%但实际上达不到）的影响。

3）没有考虑各种电磁和气候环境的干扰及接收机的抗干扰能力的影响。

基于上述问题，产品的实际通信距离的检测成为产品在入库、出库前对产品进行筛选的一种必要过程，对产品无线通信距离在适合产品使用的环境条件下进行检测更是考核产品真实无线通信性能是否满足客户需求的重要手段。同时，根据批量产品的无线通信距离的检测结果也有利于研发工作者对不合格品原因的分析，也为研发出受消费者更为青睐的产品提供了更为有力保证。

本文根据工程机械遥控器由接收器和便携式发射器配对构成的特点，研究和设计了批量产品无线通信性能可靠性检测的自动化系统。

2 系统总体方案

选择工程机械遥控器实际经常使用的环境作为试验场地，将具有可拆卸或可伸缩的轨道和支架铺设于室外，由套嵌入轨道上的传送带或传动绳将发射器往远离接收器的方向传送，在目标距离内监控发射器或接收器是否产生“报警信号”来判断遥控器的无线性能是否满足要求。

3 系统硬件设计

硬件部分包括：（1）外壳装置；（2）定位终端；（3）发射器；（4）外壳按钮；（5）传送带（或传带绳）；（6）轨道；（7）支架；（8）动力机构；（9）控制盒；（10）接收器；（11）PC。各部分连接如下图1 所示。

图1 自动检测系统硬件配置

为实现系统的可拆卸性和移动性，系统中轨道由不同长度的轨道段构成，轨道段的组合亦可采用现有的伸缩结构设计。根据实际环境，将产生轨道的不同安装方式，如俯视轨迹可呈现如图2、图3、图4 所示的圆曲线、直线、折线等多种状态。

图2 环绕楼房的圆曲线示意图

图3 楼房与楼房间的直线示意图

图4 楼房与楼房间的折线示意图

4 系统软件设计

在整个检测过程中，系统实时进行3 种判断：判断接收到定位终端的距离数据是否在标准距离数据范围内；判断接收到定位终端的距离数据是否带标识；判断接收器是否产生报警信号。判断最终直接给出2 种结果：在标准距离数据范围内接收到定位终端的距离数据带标识且接收器未产生一种报警信号时给出合格结果；在标准距离数据范围内接收到定位终端的距离数据带标识或接收器产生过报警信号时给出不合格结果。系统的软件操作流程如图5 所示。

图5 自动检测系统的软件操作流程图

5 结语

根据软、硬件实现可行性分析，本文基于工程机械的泵车遥控器提供了一种检测发射器和接收器配对产品的实际无线通信距离的系统的软硬件设计实现方法，成功地实际解决现有屏蔽室检测产品的无线通信性能及理论计算无线通信距离的不足问题，实现了真实的检测产品的无线通信性能的检测系统。实践证明，模拟采用上述描述的系统方法对泵车遥控器进行批量筛选测试后，客户因通信距离问题进行的产品故障反馈率明显下降。

另外，检测系统中的支架和轨道装置等各个部件可拆卸（或可伸缩性），使得该检测装置具有可移动性，能在实际使用环境或类似环境条件下进行批量产品的无线通信距离的检测，为选择性产品实际考核的环境下的检测工作提供了一种便利条件；各个部件可拆卸或可折叠性也使得轨道的铺设成为一种随意状态，且轨道长度具有可延长性的特点，为单个产品逐一检测或多个产品同时检测的一种多选择性批量产品的检测模式，极大地提高了测试效率；同时，也为实现无线产品的发射端和接收端间对障碍物的绕射和折射的通信距离的自动化检测提供了一种选择参考。

此外，工作人员仅需在该检测系统中安装、拆卸发射器和接收器，检测过程中无需人员值守，测试自动化程度高，能避免传统的检测方式中检测人员长时间暴露于室外恶劣环境下连续操作的疲劳，在生产实践过程中能取得产品的检测批量可靠性成效。