车载网络通信控制器检测仪设计与实现

邹明虎 ¹，王振楠 ²，冷育明 ³，柳东方 ¹

(1.中国人民解放军65183部队，辽宁 辽阳 111299； 2.陆军装甲兵学院士官学校，长春 130117；3.中国人民解放军31696部队，辽宁 锦州 121000)

摘要： 针对指控装备车载网络通信控制器离线检测难这一问题，综合运用计算机技术、网络技术和通信技术设计了检测仪;介绍了检测仪的功能、软硬件组成、软件工作流程，并分别以控制口、以太口、HUB口和RS232口为例给出了网络通信控制器整机性能检测原理;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，较好地解决了车载网络通信控制器离线检测问题，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： 网络通信控制器；检测终端；适配器；性能检测

0 引言

指控装备作为信息化指挥作战平台，随着科学技术的发展和作战维度的增加，已融合了当今太多高新技术，涉及了许多学科领域，其系统复杂、设备繁多、结构紧凑，检测维修难度也持续加大^[1-4]。网络通信控制器作为指控装备的核心节点设备，起着信息汇集、交换和传输作用，快速检测其技术性能、判定其故障所在，不仅对快速修复网络通信控制器起着关键作用，而且对判定故障是否发生在其它设备，快速修复整个系统也起着重要作用。

2）受冻部位。冻害大多以主干冻伤为主，主要在地面以上30～50 cm，最高可达100 cm，一般树体受冻部位多在树干西北方向，向南方向冻害轻或未受冻。徐香等品种嫁接口及以上部位受冻严重。

国家医保局、财政部、国务院扶贫办日前印发《医疗保障扶贫三年行动实施方案（2018-2020年）》，方案明确，到2020年，农村贫困人口全部纳入基本医保、大病保险和医疗救助保障范围，农村贫困人口医疗保障受益水平明显提高。

某型网络通信控制器受载车空间的限制其结构设计得特别紧凑，仅通过一个矩形连接器接口与其他不同协议接口设备进行通信，对其技术状态的判定，只能通过检查与其它设备的通信正常与否来进行，一旦指控系统出现故障很难判定网控器技术状态正常与否。本文研制的检测仪，可以使网络通信控制器在离线状态下进行检测，有效解决了其性能检测问题，取得了较好的实际效果。

1 检测仪硬件设计

1 .1 检测仪功能设计

检测仪能完成网络通信控制器共7种20个端口的整机性能检测。网络通信控制器通过一个115芯的矩形连接器与周围设备进行数据通信，矩形连接器共包含有1个控制口、1个ETH口、7个HUB口、2个LTU口、2个CDP口、5个RS-232口和2个RS-422口共7种20个端口的数据线。检测仪能对这7种20个端口的技术性能进行检测，从而实现整机性能检测。

1 .2 检测仪硬件结构

2)ETH口检测。在控制口正常状态下，在检测页面点击“配置ETH口”按钮，检测软件便执行ETH口参数配置程序，检测终端通过USB口、USB转串口线缆、适配器控制口、数据接口分线器、矩形连接器和网控器控制口，对网控器ETH口进行参数配置，配置前，先将ETH口原参数进行保存，并清除原参数占用空间以留给新配置参数，保存原参数是为检测完恢复原参数时使用。重新配置ETH口IP地址，确保适配器ETH口IP地址和检测终端以太口IP地址在同一网段内。ETH口参数配置完成后，检测软件便执行ETH口检测程序，通过检测终端以太口、适配器以太口、数据接口分线器、矩形连接器，向被测网控器以太口进行Ping包测试^[5-8]，根据返回的Ping包数量判定网控器以太口通信性能，并给出检测结果，同时清除新参数，再恢复为原参数的配置，完成对以太口的检测。

图1 网络通信控制器测试原理图

ETH口检测功能实验方法：在检测终端以太口与适配器ETH口之间通过HUB(集线器)连接数据监控计算机，用于使用抓包工具WireShark捕捉测试数据。检测过程中通过断开网控器内部ETH口网线或设置网控器内部其它硬件电路故障的方式来控制ping不通的次数。运行检测软件对网控器ETH口进行检测，ping10次，如果均ping通，则认为网控器ETH口正常，如果小于10次，则认为ETH口异常，然后，通过核对检测软件的发包数量、监控计算机捕捉到的应答包数量及检测终端显示的检测结果三者之间是否符合这一逻辑关系来验证检测仪对ETH口检测功能的正确性。

图2 网络通信控制器适配器原理图

1 .3 硬件工作原理

在适配器上把要检测的任意两个RS232端口用环回数据线缆相连接，如果通过检测，两个端口通信正常，则在检测终端给出两个端口均“正常”的检测结果，反之给出“故障”检测结果，如果确定某一个端口性能正常，则可判定另一个端口出现故障。

1)控制口检测。检测终端内安装有FTDI CDM驱动器软件，使用Z-TEK型号专用数据线缆解决USB口转串口问题，这样，检测终端既可以通过USB口经USB转串口线缆与适配器控制口进行通信，也可以通过检测终端串口直接与适配器控制口进行通信。启动检测软件后，在测试项目选择界面选择控制选择项目，利用弹出的对话框，选择检测终端与适配器控制口进行通信的端口，按图1连接方式，选择USB口，然后，在测试项目选择界面选择性能检测项目，弹出性能检测页面，如图3所示，此页面提供网控器7种20个端口连通性能检测操作。点击“联机”按钮调用联机程序，通过MSComm控件设置通信端口号、端口状态、输入模式、输入输出缓冲区大小、硬件握手状态、传输缓冲区中允许的最小字符数、从接收缓冲区读取的字符数，以及匹配的波特率、奇偶校验、数据位、停止位等参数，使检测终端检测软件与网控器内软件互通。点击“进入特权模式”按钮，向网控器发送网控器规定的相应系统命令，使网控器进入特权模式，并具备运行其内部程序的必备条件。单击“控制口检测”按钮，调用控制口检测程序，通过USB口、适配器控制口、数据接口分线器和矩形连接器向网控器控制口发送检测命令，网控器根据接收到的命令经原路径反馈回相应信息，触发检测软件MSComm控件事件捕获处理函数，通过数据读取和比对，判断网控器控制口的通信性能，并给出检测结果，实现对控制口的检测。

图3 网络通信控制器检测页面

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。

检测仪对网络通信控制器进行整机性能检测是通过运行检测终端内的检测软件实现，其流程如图5所示。

4)RS232口检测。对5个RS232端口的检测是采用环回组合的方法，所有环回组合如表1所示。

总之，随着我国信息技术与计算机技术的迅猛发展，涌现出不同形式的新媒体，传统电视新闻节目只有及时实现创新，与新融体深度融合，才能重新拥有较强的生命力。电视新闻节目必须高度关注电视新闻节目形式的创新，主动引入网络新闻形式，利用引入互动理念，为广大观众制作质量上乘的新闻节目，从而实现持续发展。传统电视新闻节目工作人员要加强学习，努力提高专业技能，及时转变传播观念，才能胜任当前电视新闻工作。

表1 5个RS232端口环回组合表

网络通信控制器参数信息可以通过控制口进行设置与查询，由于该控制口采用串行通信方式，检测软件使用了Visual C++提供的ActiveX控件Microsoft Communications Control(即MSComm)来支持应用程序对串口的访问，从而实现检测终端与网络通信控制器控制口收发数据。下面以控制口、ETH口、HUB口和RS-232口为例，其检测原理分述如下：

标准理想的试验状态为设计点100%转速，此状态下盘心温度为760℃，叶片温度为790℃～810℃；停车状态转速为0。而实际进行试验时，温度的增减变化比较复杂，且根据试验器的性能状态，一般在常温下进行试验，其中标准理想状态下的温度载荷在实际试验时会以提高离心载荷的形式进行补偿，因此实际常温下的试验，在试验前需要确定试验的上限、下限转速，来形成一个循环。

对表1的所有环回组合进行检测，如果均正常，则网控器所用RS232端口工作正常。

2 检测仪软件设计

2 .1 检测仪软件组成

检测仪软件选择Visual C++作为编制环境，包括控制选择程序、控制口检测程序、ETH口检测程序、HUB口检测程序、LTU口检测程序、CDP口检测程序、RS-232口检测程序、RS-422口检测程序和检测结果记录查询程序共9个程序块，如图4所示。

图4 检测仪软件构成

2 .2 软件工作流程

3)HUB口检测。HUB口检测原理与以太口相同。网控器内有内置集线器，7个HUB口是共用一个IP地址。用与以太口同样的方法，检测软件执行HUB口参数配置程序，通过控制口设置7个HUB口的IP地址，使其与检测终端以太口IP地址在同一网段内。测试时，在测试页面选择要测试的HUB口，并将测试电缆连接于该HUB口，通过执行HUB口检测程序，利用Ping包的方法完成检测。

图5 软件工作流程

在检测终端启动检测软件后，首先调用人机界面程序，进入欢迎界面，接着转入测试项目选择界面，在此界面先选择控制选择项目，利用弹出的对话框，选择检测终端与适配器控制口进行通信的端口，有串口和USB口两种选择，若检测终端利用串口与适配器控制口进行通信，则选择串口，若利用USB口与适配器控制口进行通信，则选择USB口。通信端口选择完成后，在测试项目选择界面选择性能检测项目，在弹出的对话框中，通过执行联机程序使检测终端与适配器控制口建立联机，通过执行特权程序使检测终端与适配器控制口可以进行通信，然后，调用控制口检测程序对控制口进行检测，在控制口正常基础上，再调用其它端口检测程序，按照先通过控制口对要检测端口进行参数配置，然后再进行通信性能检测的顺序进行，检测完毕后给出检测结果，并对检测结果进行保存。

3 实验结果与分析

检测仪进行实际应用前对各端口的检测功能均进行了实验，以下是对ETH口和RS232口的实验。

3 .1 实验方法

3.1.1 实验拓扑图

立足战略合作，做大创森经济蛋糕。2014年，成武县与山东水发集团签订战略合作协议，流转土地4万亩，发展了九女万亩高端苗木与林下牡丹育苗基地、汶上、伯乐万亩楸树育苗基地等一批规模林木基地，为成武乃至全市的苗木供应打下了坚实基础。创建森林城市以来，成武县进一步与水发集团深化合作，创新合作模式，动员20余个林木专业合作社进入水发集团平台，统一要求、统一标准，整体推进创森工作，仅利用4月时间，完成新增绿化面积3.3万亩，在全市创森工作中名列第一。

ETH口检测功能的实验拓扑如图6所示，RS232口检测功能的实验拓扑如图7所示。

图6 ETH口检测功能实验拓扑图

图7 RS232口检测功能实验拓扑图

3.1.2 实验方法

为提高便携性和续航能力，检测终端选用笔记本电脑。检测适配器由矩形连接器接口、数据接口分线器、1个控制口、1个ETH口、7个HUB口、2个LTU口、2个CDP口、5个RS-232口、2个RS-422口和电源电路组成，如图2所示。数据接口分线器的作用是按照不同通信协议将115条数据线分离成7种20个通信端口。电源电路采用交流220 V和直流+24 V两种供电方式，同时，检测仪具有作为电源使用功能，可为其它被测设备提供+24 V直流电源。

美声唱法原意是“美好的歌唱”，主要是指18世纪至19世纪初在意大利语言、自然条件、民族个性的基础上形成的一种具有意大利歌剧演唱风格的歌唱方法［1］。民族唱法则是指按照中华民族的美学观念、欣赏习惯，用带有善于表现本民族特征的咬字以及语调来塑造声乐形象，运用中国独特的歌唱技巧，即用本嗓或者真假声结合的方法来演唱我国各民族、各地区的作品。美声唱法与民族唱法两种艺术既有相同之处又存有一定的差异。

以检测RS232-1端口与RS232-5端口为例。在适配器上将RS232-1端口与RS232-5端口用环回数据线缆相连接，如图4所示，在性能检测页面RS232口区域选择对应的两个RS232端口，点击“配置参数”按钮，检测软件便执行参数配置程序，通过USB口、USB转串口线缆、适配器控制口、数据接口分线器和矩形连接器给网控器控制口输入网控器规定的相应系统命令，使网控器由特权模式转为全局配置命令模式，再转为接口配置模式，配置前，先将两个RS232端口原参数进行保存，并清除原参数占用空间以留给新配置参数，保存原参数同样是为检测完恢复原参数时使用。重新配置两个端口的IP地址参数，确保设置后的IP地址在同一网段内。参数配置完成后，点击“检测”按钮执行检测程序，检测终端通过USB口、USB转串口线缆、适配器控制口、数据接口分线器、矩形连接器和网控器控制口向网控器内输入网控器规定的系统Ping检测命令，收到Ping检测命令后，网控器执行其内部程序通过环回线缆对已配置IP地址的RS232-1端口和RS232-5端口执行Ping操作，操作结果数据通过控制口，按原路反馈回检测终端，触发检测仪软件MSComm控件事件捕获处理函数，通过数据读取和比对，判定RS232-1端口和RS232-5端口通信性能，并在显示器上给出检测结果，同时清除两个端口新参数设置，再恢复为原参数的配置，完成两个RS232端口的检测。

RS232端口检测功能实验方法：以RS232-1端口与RS232-5端口为例。用环回数据线缆将适配器上RS232-1端口与RS232-5端口相连接，在检测终端对两端口进行参数配置，然后对两端口进行检测。检测过程中通过断开网控器内部RS232-1端口线或设置网控器内部其它硬件电路故障的方式来控制RS232-1端口处于故障状态的次数。共做11组检测实验，每组10次，11组实验按RS232-1端口故障次数由0至10的数字递增，然后，通过核对RS232-1端口设置故障的次数、RS232-1和RS232-5端口的预期正常次数及检测终端显示的RS232-1和RS232-5端口的正常次数三者之间是否相一致来验证检测仪对RS232口检测功能的正确性。在RS232-5端口设置故障的次数及实验方法与RS232-1端口相仿，此处不再赘述。

3 .2 实验数据与结果分析

1)ETH口检测功能实验数据如表2所示。

2)RS232-1口与RS232-5口检测功能实验数据分别如表3、表4所示。

表2 ETH口检测功能实验数据

表3 RS232-1口与RS232-5口检测功能实验数据

(RS232-1口设置故障)

表4 RS232-1口与RS232-5口检测功能实验数据

(RS232-5口设置故障)

从表2～4实验数据可看出，检测结果与预期结果完全一致，证明检测仪的检测功能正确。

4 关键技术及解决难题

1)应用Z-TEK型号专用数据线缆，解决了检测终端USB接口不能与适配器控制口通信问题，实现了检测终端对网络通信控制器的控制。

程序分为3个功能模块，如图10所示。3个功能模块之间相互不独立，齿轮与轴承的受力计算存在逻辑先后关系，齿轮受力计算完成后，其结果是轴承受力计算的输入，轴承受力计算结果是轴承发热量计算的输入，各功能模块输入输出关系如图11所示。

2)应用接口转换技术，将网络通信控制器一个具有115条数据线的矩形连接器接口，按指控系统使用的不同通信协议转换成7种20个圆形连接器数据接口，实现了数据信号分类转接、传输与检测。

高职院校图书馆信息服务涉猎的专业学科十分广泛，因此需要对大量的信息资源进行采集、筛选、分类等方面工作，这就需要管理人员具备较高的专业技术水平。但当前很多高职院校图书馆馆内管理人员专业水平有待进一步提高，加强对信息技术服务专业知识和技能的学习，整体提升高职院校图书馆信息服务质量。此外，高职院校图书馆还要重视对专业化人才的引进，为以后图书馆信息化服务储备更多的优秀人才。

3)通过创建VC微软通信控件MSComm对象，调用SetSettings函数设置波特率、校验位、数据位和停止位参数，解决了检测仪与网络通信控制器Monitor程序不能互联互通问题，实现了通信协议一致，确保了端口参数设置命令与反馈数据信息的正确完整。

5 结束语

本检测仪采用“检测终端+适配器”的结构设计，综合运用计算机技术、网络通信技术和自动测试技术，解决了网络通信控制器离线检测难的问题，满足了维修保障时，对网控器各端口通信性能进行检测的需求，下一步还将对环回检测法进一步完善，将故障确定到具体每一端口。实验和应用结果表明，该检测仪克服了用传统仪器检测带来的使用设备多、连接麻烦、操作步骤繁琐和检测时间长等缺点，不仅为网控器增加了新的检测维修方法，也为其它指控设备的检测与维修开辟了新的途径。

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Design and Implementation of Detecting Instrument for Certain Vehicle -mounted Network Communication Controller

Zou Minghu¹, Wang Zhennan², Leng Yuming³, Liu Dongfang¹

(1.Army 65183 Unit, PLA, Liaoyang 111299, China;2.Sergeant School, Army Armored Military Academy, Changchun 130117, China;3.Army 31696 Unit, PLA, Jinzhou 121000, China)

Abstract : In order to solve the problem for off-line detection difficultly of certain type vehicle-mounted network- communication-controller fixed on command and control equipment, detecting instrument has been designed by comprehensively using the computer technology, the network technology and the communication technology. Introduces the functions, the hardware and software components, the software flow about the detecting instrument, and illustrates the performance test principles by separately taking the control-port, the ethernet-port, the HUB-port and RS232-port as the examples. The experimental and applied 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.

Keywords : network-communication-controller; detection terminal; adapter; performance test

收稿日期： 2018-11-18；修回日期： 2018-12-18。

作者简介： 邹明虎(1966-),男,吉林和龙人,硕士,高级工程师,主要从事武器系统性能检测与故障诊断方向的研究。

文章编号： 1671-4598( 2019) 06-0280-05

DOI ： 10.16526/ j.cnki.11-4762/ tp.2019.06.060

中图分类号： TP274; TP277

文献标识码： A

标签：网络通信控制器论文;  检测终端论文;  适配器论文;  性能检测论文;  中国人民解放军65183部队论文;  陆军装甲兵学院士官学校论文;  中国人民解放军31696部队论文;