用于車速傳感器性能測試平臺的以太網(wǎng)橋設(shè)計(jì)

1 車速傳感器性能測試平臺簡介

車速傳感器是電控汽車的關(guān)鍵部件，其性能優(yōu)劣直接關(guān)系到發(fā)動機(jī)怠速和變速器控制，因此，必須對其各項(xiàng)性能進(jìn)行全面嚴(yán)格的測試。而這一系列的性能測試又有賴于一個穩(wěn)定、高效的測試平臺。傳統(tǒng)測試平臺通常采用由測試設(shè)備、測試操作臺計(jì)算機(jī)和后臺管理計(jì)算機(jī)組成的三級系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

在此測試平臺中，測試設(shè)備一般只提供串行通信接口（如RS-232、RS-485等），無法直接接入管理計(jì)算機(jī)所在局域網(wǎng)（如最常用的Ethernet）。所以，整個系統(tǒng)必須通過一個測試操作臺計(jì)算機(jī)將上層局域網(wǎng)和底層串行總線網(wǎng)絡(luò)連接起來以保證實(shí)測數(shù)據(jù)（各項(xiàng)性能指標(biāo)數(shù)據(jù)）的順利上傳和測試操作命令（如車速傳感器耐溫測試、動/靜態(tài)特性測試）的準(zhǔn)確下達(dá)。為此不但要增設(shè)測試操作臺計(jì)算機(jī)工作站，同時還必須安裝各種串行口通信卡、以太網(wǎng)網(wǎng)卡和相應(yīng)的板卡驅(qū)動程序，開發(fā)包含串行口通信模塊和以太網(wǎng)通信模塊的測控軟件。由此可見，由于通信接口和協(xié)議的不兼容，使得傳統(tǒng)車速傳感器性能測試平臺不僅軟硬件投資成本高，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)試和維護(hù)工作量大，而且管理計(jì)算機(jī)和測試設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳輸要經(jīng)過中轉(zhuǎn)，傳輸過程顯得過于復(fù)雜。

2 基于串行口-以太網(wǎng)橋的測試平臺

通過對圖1所示測試平臺的研究，發(fā)現(xiàn)造成系統(tǒng)平臺成本高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、中間處理過程繁多的根本原因是底層各測試設(shè)備和上層局域網(wǎng)通信接口、協(xié)議的不兼容。一般來說，底層測試設(shè)備需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量很小，大多只提供通信距離短、成本低的串行口（如RS-232、RS-485）；而上層的局域網(wǎng)大多采用以太網(wǎng)。所以針對此類應(yīng)用，可以開發(fā)一種基于微處理器的嵌入式串行口-以太網(wǎng)橋實(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換[1]，直接將各種僅支持串行口的測試設(shè)備接入以太網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)各測試設(shè)備與管理計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)的無縫連接，簡化數(shù)據(jù)傳輸過程。

引入嵌入式串行口-以太網(wǎng)橋后的車速傳感器性能測試平臺結(jié)構(gòu)如圖2所示。

相比圖1所示的傳統(tǒng)測試平臺，新測試平臺下的串行口-以太網(wǎng)橋負(fù)責(zé)完成串行口測試設(shè)備和以太網(wǎng)之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換（即在底層完成串行幀數(shù)據(jù)和以太網(wǎng)幀數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)換），實(shí)現(xiàn)了各測試設(shè)備和以太網(wǎng)的無縫連接，簡化了數(shù)據(jù)傳輸過程。測試人員可以在遠(yuǎn)端通過上層管理計(jì)算機(jī)直接下達(dá)各種測試命令來控制各測試設(shè)備完成傳感器各項(xiàng)性能指標(biāo)的測試；而各項(xiàng)實(shí)測數(shù)據(jù)也能從各測試設(shè)備直接傳送到后臺管理計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理；從而使后臺管理計(jì)算機(jī)能以多任務(wù)方式同時完成前臺測試設(shè)備控制和后臺數(shù)據(jù)處理（如數(shù)據(jù)報(bào)表統(tǒng)計(jì)分析，圖形曲線顯示和數(shù)據(jù)庫更新），成為平臺中的管控一體化工作站，省去了原平臺中的測試操作臺計(jì)算機(jī)工作站，測試人員也不必再親臨現(xiàn)場進(jìn)行各種測試操作，極大地降低了工作強(qiáng)度。這樣一來，不僅使系統(tǒng)成本大為降低、體積大為縮小、結(jié)構(gòu)更加簡單，同時將前臺測試控制和后臺數(shù)據(jù)處理集中于一臺計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)了管控一體化，節(jié)省了人力資源，使得系統(tǒng)的軟硬件資源得到了最大限度的利用。