基于WINCE平台的便携式429总线测试仪的设计

王翔

（华中光电技术研究所 武汉光电国家实验室，湖北 武汉 430074）

基于WINCE平台的便携式429总线测试仪的设计

王翔

（华中光电技术研究所 武汉光电国家实验室，湖北 武汉 430074）

为了满足机载设备外场测试、试验、维修工作的需求，方便、快捷、高效的实现机载设备性能测试、故障检测、隔离和维修，论文结合支持WINCE开发平台的Lab VIEW PDA Module和TPW Module，提出了一种基于W INCE平台的便携式429总线测试系统实现方案。详细介绍了系统各部分的组成与作用，最后给出了系统的测试结果。实验表明，测试系统工作稳定、可靠。

429总线；WINCE；便携式；测试

0 引言

国内外大部分军民用飞机的机载电子通信系统大都是基于ARINC429总线联网建立的航空电子通信网络[1]。研制一种便携式429总线故障检测仪，快速、准确的锁定机载电子设备的故障部位，查明故障原因是试验和维修工作人员十分必要和迫切需求的。

LabVIEW是一种业界领先的工业标准图形化编程工具，主要用于开发测试、测量、仿真与控制系统。LabVIEW PDA Module和TPW Module将Lab IEW的应用范围从PC系统扩展到了嵌入式设备，可以便捷地构建基于WINCE平台的仿真、测控系统[3]。

总线测试仪通过与429总线挂接，接收机载电子设备429总线信息，监控总线工作状态；也可以向429总线发送特定的数据，模拟仿真机载设备的输入信息；还能够根据接收的429总线数据对机载设备进行故障分析和定位。测试仪体积小、重量轻、便于携带，尤其适合在外场设备维修工作中使用。

1 系统硬件设计

测试仪硬件由电源板、PC104主板、429总线转换卡、液晶显示器和触摸屏组成，PC104作为系统的控制中心，控制429总线转换卡接收到的总线信号，同时可以控制429总线转换卡产生所需要的总线信号，显示器作为人机交互接口显示接收或发送的总线数据信息，分析设备工作状态，同时测试仪还可以记录总线数据用于离线分析，鼠标和键盘作为备用输入信息设备，触摸屏作为人机界面输入设备实现人机交互。测试系统体积小，方便携带和使用。系统硬件组成如图1所示。

系统各硬件技术指标要求：

（1）电源模块。输入：220V交流，输出：28V，12V，5V直流，功率：20W。

（2）429总线转换卡。 支持的计算机总线平台：PC104，收发通道配置：2发2收，波特率：100K。

（3）PC104主板。支持的操作系统：WINCE

（4）触摸屏。电阻式或电容式，通信接口：USB。

图1 测试仪硬件组成

2 系统软件设计

软件平台设计为4层，其结构层次如图2所示。下两层为仪器资源层，主要定义仪器的硬件接口和实现与仪器的底层交互通信；中间层为应用测试软件工具，将计算机的数据分析和显示能力与仪器驱动层融合在一起；最上层为用户定义层，主要实现仪器的管理和用户自定义功能。各层之间使用通用接口函数连接。在应用程序层将整个系统功能模块化，使整个系统分成数字信号采集模块、429通信模块、数据回放等模块，软件结构如图 2所示。通过各个模块的组合，实现对设备的信号检测与分析。

图2 软件层次结构图

2.1 控制系统软件整体设计

编写W INCE平台下的应用程序，常用的工具有EVB、EVC其中，EVB开发简单，适合数据库方面的开发，但是软件执行效率和资源节省不如EVC；EVC开发难度大、开发速度慢，适合组件和网络通信方面的开发。而Lab VIEW PDA Module集成了WINCE的硬件驱动及内置的测量与分析模块，TPW Module集成了触摸屏的硬件驱动。因此相对于传统的文本语言编程，具有更快捷、高效等优势[2,4]。

测试软件主程序结构如图3所示，包括数字信号采集模块，429总线数据显示与存储模块，数据回放模块。其中数据采集功能部分完成数字信号的采集，429总线通信模块实现429通信信号的同步采集、显示和保存，同时，结合设备测试逻辑和设备工作状态指标对各个信号进行监控。数据回放模块完成采集后的数据回放与分析，用于对设备性能的动态评估和离线分析。

图3 软件结构图

2.2 上位机HMI设计

HM I前面板由选项卡和常用仪器显示控件组成。选项卡包括：初始化、总线数据采集、数据存储、发送和接收通道选择，发送模式选择，总线数据存储与回放，总线通信状态指示等。控制系统的工作流程如图4所示。

图4 系统工作流程

3系统实验测试

由于W INCE平台的可用内存只30M，因此程序运行前更改系统的内存分配比例。将运行时的变量空间加大，存储空间减少，存储文件可放在SD卡中。

系统的软件测试的内容包括：发送数据的测试，接收数据的测试，发送数据速率的测试等。总线信号的测试结果如图 5所示，接收的总线数据与机载设备发送的数据相同。当 429总线通信卡工作在自环模式下时，测试系统仿真发送数据与接收数据一致。

图5 总线信号接收测试结果

4 结论

随着嵌入式技术的发展，可裁剪式计算机的操作系统和软件开发工具的选择越来越多样化。WINCE具有以往Windows操作系统友好的GU I支持，这为工程技术人员设计美观、易操作的用户界面节约了大量的开发时间。利用Lab VIEW PDA Module和TPW Module强大的图形化编程和多平台移植技术，极大地提高了开发人员的工作效率。测试仪具有良好的人机交互性能，工作稳定可靠，可以为机载设备外场维修人员提供良好的总线测试、故障诊断和隔离平台。

[1]王 燕.基于ARINC429总线的便携式分析仪[J].制造业自动化，2011，7.

[2]王佳，林汝梁，范哲意，等.基于Windows CE平台Lab VIEW嵌入式应用程序开发[J].测控技术，2007，26.

[3]雷振山.Lab VIEW高级编程与虚拟仪器工程应用[M].北京:中国铁道出版社，2009.

[4]基于WINCE平台的嵌入式FAIMS控制系统设计[J].工业仪表与自动化装置，2010，6.

Design of Portable 429 Bus Test System Based on WINCE Platform

WANG Xiang
（Huazhong Institute of Electro-optics,Wuhan National Laboratory for Optoelectronics,Wuhan Hubei 430074,China）

In order to satisfy the supplies of Airborne equipment's outfield test,trial and maintain,and carry out Airborne equipment's testing performance,detecting,insulating and maintaining faults,this paper puts forward the implementation scheme for 429 bus test system based on WINCE platform combining with Lab VIEW PDA Module and TPW Module which can support WINCE platform.Then,the form and function of this system are introduced.The test results of this system are gained.The result shows that this system has stable credibility performance.

429 bus；WINCE；portable；test

TM93

：Adoi:10.3969/j.issn.1002-6673.2014.03.052

1002－6673（2014）03－137－02

2014－03－09

王翔，男，工程师。主要研究方向：测控技术与仪器，多传感器数据融合。