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车载交换机检测仪的设计与实现

时间:2019-04-15 14:00  点击: 次  来源:网络  作者:admin  评论:- 小 + 大

  摘    要: 针对指控装备车载交换机离线检测难这一问题, 综合运用计算机技术、网络通信技术和自动测试技术设计了检测仪;介绍了检测仪的功能、软硬件组成, 并分别以交换机控制口、以太口、数字用户口和群路口为例给出了交换机整机性能检测原理;实验和应用结果表明, 该检测仪具有连接使用方便、检测速度快和自动化程度高等优点, 较好地解决了车载交换机离线检测问题, 满足了部队维修保障需要, 可为其他车载指控设备的检测与维修提供借鉴和参考。

  关键词: C语言; 指控装备; 车载交换机; 性能检测;

  Abstract: In order to solve the problem for off-line detection difficultly of certain type vehicle-mounted switch fixed on command and control equipment, detecting instrument has been designed by comprehensively using the computer technology, the network communication technology and the automatic testing technology.Introduces the functions, the hardware and software components about the detecting instrument, and illustrates the performance test principles by separately taking the control-port, the ethernetport, the digital-user-port and trunk-port as the examples.The experimental and application results show that the detection instrument has advantages in connection convenience, rapid detection speed and high automation degree etc, it is a good solution to the off-line detection problem, has met the requirements of maintenance support for forces, and can provide reference for the testing and maintenance of other command and control equipments.

  Keyword: C language; command and control equipment; vehicle-mounted switch; performance test;

  0 引言

  某型指控装备车载交换机集计算机、网络和通信等多项技术于一体, 其功能已经突破了传统意义上的语音交换, 还兼有数据交换和IP交换功能, 在设备多且密集的指控平台车上, 它通过9个端口与其它多种通信设备相连接, 成为指挥平台中的核心设备和信息枢纽。为能及时掌握和发现交换机技术性能变化, 保证整个指控系统处良好的技术状态, 对交换机的整机性能检测便成为维修保障人员重点关注的对象。由于交换机接口种类多, 目前, 用传统的仪器仪表进行检测, 不仅涉及仪器种类和数量多、连接复杂、操作步骤繁琐等问题, 甚至很难完成检测, 而交换机又没有专用检测设备, 只能依靠在指挥平台中通过检查它与其他设备的通信正常与否来判定交换机的技术性能, 而在其他设备也存在问题时便无法判定交换机的技术性能, 给维修保障增加了难度。本文针对这一问题, 设计了车载交换机检测仪, 解决了交换机不能在离线状态下进行整机性能检测问题, 取得了较好效果。

  1 检测仪功能及硬件组成

  1.1 检测仪功能

  检测仪能完成交换机9个端口的技术性能检测, 从而判定其整机技术性能, 它们是1个控制口, 2个以太口, 1模拟用户口, 1个数字用户口, 2个群路口以及2个远传群路口, 其中模拟用户口包括20路模拟用户, 数字用户口包括8路数字用户。

车载交换机检测仪的设计与实现

  1.2 检测仪硬件组成

  检测仪硬件主要由检测终端和检测适配器两部分组成, 如图1所示。检测适配器又由嵌入式计算机电路、以太网交换电路、FPGA电路、模拟接口电路、数字接口电路、模拟分户电路和数字分户电路组成。嵌入式计算机电路选用ARM9嵌入式计算机板, 板内配有S3C2410AL-20嵌入式计算机芯片。以太网交换电路选用的是RTL8305SC芯片, 最多支持16组VLAN。FPGA电路选用的是XC3S1000-FTG256E嵌入式FPFA芯片。

  图1 交换机检测仪硬件原理图

图1 交换机检测仪硬件原理图

  2 检测仪软件组成及设计原理

  检测仪软件由检测终端软件和检测适配器嵌入式计算机端软件两部分组成, 两者之间通过以太网进行通信, 如图2所示。

  图2 检测仪软件总体架构图

图2 检测仪软件总体架构图

  2.1 检测终端软件

  检测终端软件采用C语言, 在LabWindowsCVI软件环境编制, 分为操作控制层、业务实现层和通信协议层三层。操作控制层, 向上为用户提供图形化的操作界面, 接收用户的配置输入并显示测试过程和测试结果;向下调用业务实现层的相关函数来完成控制命令生成和发送、测试数据接收和处理, 并完成数据库的相关操作。业务实现层, 管理函数用于实现交换机参数的自动查询和修改;通信接口用于实现测试命令的下发、接收和解析, 并将测试数据发送到特定的测试功能函数实现测试信息交互;测试数据库用于记录测试数据, 便于后期查询和生成报表。通信协议层, 包括ICMP协议、SNMP协议、UDP协议及TCP/IP协议4个部分[1,2]。ICMP协议接收来自于整机测试模块的ping包测试命令, 完成ICMP请求报文的封装和发送、IC-MP响应报文的接收和解析, 判断ping包测试结果并返回给整机测试模块[3,4];SNMP协议接收来自于管理函数的管理操作命令, 完成SNMP报文的封装和发送、响应报文的接收, 并将响应数据返回给管理函数进行分析和处理;UDP协议接收来自于通信接口的测试命令, 完成UDP报文的封装和发送、响应报文的接收, 并将响应报文内容返回给通信接口进行分析和处理。TCP/IP协议用于实现检测终端和适配器之间的网络通信。

  2.2 检测适配器端软件

  检测适配器的嵌入式计算机端采用Vxworks嵌入式系统, 检测软件采用C语言, 在Tornado软件环境编制, 包括以太网接收模块、以太网发送模块、信令解析模块、控制口测试模块、模拟口测试模块和数字口测试模块共6个模块。

  以太网接收模块以一个单独的任务运行, 任务启动后, 立即进入阻塞式等待, 等待来自检测终端的测试命令消息, 在收到测试命令消息后, 立即通过消息队列送给信令解析模块, 之后再次进入阻塞式等待。

  信令解析模块以一个单独的任务运行, 任务启动后, 立即进入阻塞式等待, 等待来自以太网接收模块的测试命令消息, 在收到测试命令消息后, 立即进行解析, 并根据解析的结果启动控制口测试任务、模拟用户口测试任务或数字用户口测试任务, 之后再次进入阻塞式等待。

  模拟用户口测试模块仅在信令解析模块收到测试模拟用户口的命令后以任务的形式运行一次, 任务开始后进行对应的测试, 若在测试过程中发现异常则实时返回相关信息, 同时任务结束, 否则将完成所有测试操作后任务自动退出, 模拟用户口测试模块依次完成注册、自动话机基本呼叫 (双向) 、注销3个功能。

  数字用户口测试模块同模拟用户口测试模块, 仅在信令解析模块收到测试数字用户口的命令后以任务的形式运行一次, 任务开始后进行对应的测试, 若在测试过程中发现异常则实时返回相关信息, 同时任务结束, 否则将完成所有测试操作后任务自动退出, 数字用户接口测试模块依次完成注册、基本呼叫、数据测试、注销4个功能。

  控制口测试模块仅在信令解析模块收到测试控制口的命令后以任务的形式运行一次, 任务开始后进行对应的测试, 若控制口测试异常则立即返回, 同时任务结束, 若控制口正常, 则在完成指定以太网接口IP地址的配置后返回测试结果, 同时任务结束。

  以太网发送模块以一个单独的任务运行, 任务启动后, 立即进入阻塞式等待, 等待来自于控制口测试模块、模拟用户口测试模块和数字用户口测试模块的测试数据, 在收到测试数据消息后, 立即通过以太网送给检测终端, 之后再次进入阻塞式等待。

  因此, 在嵌入式计算机端各软件模块均以任务的形式存在, 当以太网接收模块接收到数据后, 通过消息队列发送给信令解析模块, 信令解析模块根据信令的类型以任务的形式启动控制口测试模块、模拟用户口测试模块、数字用户口测试模块, 完成对应测试后, 通过消息队列将测试数据发送到以太网发送模块, 同时任务自动消亡, 以太网发送模块在收到测试数据后通过以太网将数据发送给检测终端, 从而完成整个测试过程。

  3 检测仪工作原理

  检测仪对交换机9个端口的检测是通过运行检测软件自动完成, 检测软件是采用C语言通过调用函数的方式实现各操作界面的显示和对交换机各端口的检测。在检测终端启动检测应用软件图标进入欢迎界面, 在欢迎界面上点击进入系统按钮便进入测试配置界面, 如图3所示。在配置界面选择要测试的端口和进行相应的参数配置后, 点击确定按钮便进入测试状态界面, 如图4所示, 各端口均测试完毕后显示出各端口测试结果。

  图3 检测终端测试配置界面

图3 检测终端测试配置界面

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关键词:C语言 指控装备 车载交换机 性能检测 

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