本實(shí)用新型涉及儀器儀表及自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)，涉及一種基于ZigBee無(wú)線通信的慣導(dǎo)設(shè)備故障診斷設(shè)備。

背景技術(shù)：

慣性導(dǎo)航設(shè)備，簡(jiǎn)稱慣導(dǎo)設(shè)備，主要為載體提供坐標(biāo)、方位、高程、姿態(tài)等信息，具有導(dǎo)航快捷準(zhǔn)確、隱蔽性好、環(huán)境適應(yīng)性好等特點(diǎn)，在軍事、航天、陸地交通、航海等方面應(yīng)用廣泛。由于慣導(dǎo)設(shè)備技術(shù)含量高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、檢測(cè)可達(dá)性不好、維修性不好、系統(tǒng)工作過(guò)程中狀態(tài)多、故障診斷不直觀，導(dǎo)致慣導(dǎo)設(shè)備檢測(cè)維修困難。慣導(dǎo)設(shè)備由慣性平臺(tái)和電子控制箱組成，二者通過(guò)電纜連接，其中電子控制箱易發(fā)生電路故障。由于電子控制箱無(wú)外部檢測(cè)孔，其檢測(cè)方式通常采用“檢測(cè)平臺(tái)+適配器”的方式進(jìn)行離線測(cè)試，不能全面反映系統(tǒng)工作狀態(tài)，導(dǎo)致測(cè)試效率低、故障難以定位。針對(duì)慣導(dǎo)設(shè)備檢測(cè)可達(dá)性不好的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種基于ZigBee無(wú)線通信的慣導(dǎo)設(shè)備故障診斷設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種基于ZigBee無(wú)線通信的慣導(dǎo)設(shè)備故障診斷設(shè)備，解決慣導(dǎo)設(shè)備檢測(cè)手段匱乏、檢測(cè)可達(dá)性不好、故障定位難等問(wèn)題。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案可以通過(guò)以下技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種基于ZigBee無(wú)線通信的慣導(dǎo)設(shè)備故障診斷設(shè)備，包括被測(cè)對(duì)象和故障診斷設(shè)備，所述被測(cè)對(duì)象包括與慣導(dǎo)設(shè)備電路系統(tǒng)相連的設(shè)備母板以及與所述設(shè)備母板相連的被測(cè)電路板，所述故障診斷設(shè)備包括轉(zhuǎn)接測(cè)試模塊和便攜式故障診斷終端；所述轉(zhuǎn)接測(cè)試模塊兩端設(shè)置接插件；所述轉(zhuǎn)接測(cè)試模塊通過(guò)所述接插件安裝于所述設(shè)備母板與被測(cè)電路板之間；所述便攜式故障診斷終端與所述轉(zhuǎn)接測(cè)試模塊之間通過(guò)ZigBee無(wú)線通信連接。

采用ZigBee無(wú)線傳輸數(shù)據(jù)方式，不僅有效解決了有線信號(hào)傳輸方式的弊端，而且能穩(wěn)定有效的監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)從而保證了設(shè)備的健康運(yùn)轉(zhuǎn)，大大提高了維修人員的工作效率。

優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)接測(cè)試模塊兩端接插件之間設(shè)置有電源電路、主控單元、第一ZigBee無(wú)線通信模塊和信號(hào)采集處理電路四部分。

轉(zhuǎn)接測(cè)試模塊主要完成對(duì)電路板電路信號(hào)的采集和數(shù)字化編碼，通過(guò)ZigBee無(wú)線通信模塊上傳數(shù)據(jù)至便攜式故障診斷終端。

優(yōu)選地，所述便攜式故障診斷終端包括主控板、第二ZigBee無(wú)線通信模塊、觸摸屏和電池，內(nèi)置故障診斷軟件。

便攜式故障診斷終端主要完成對(duì)轉(zhuǎn)接與測(cè)試模塊無(wú)線數(shù)據(jù)接收、存儲(chǔ)與解析處理，并在觸摸屏上顯示測(cè)試結(jié)果。

優(yōu)選地，所述便攜式故障診斷終端的電池提供DC 12V電壓。

優(yōu)選地，所述第一ZigBee無(wú)線通信模塊的頻率為2.4GHz。

優(yōu)選地，所述第二ZigBee無(wú)線通信模塊的頻率為2.4GHz。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供了一種基于ZigBee無(wú)線通信的慣導(dǎo)設(shè)備故障診斷設(shè)備，解決慣導(dǎo)設(shè)備檢測(cè)手段匱乏、檢測(cè)可達(dá)性不好、故障定位難等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了對(duì)慣導(dǎo)設(shè)備關(guān)鍵信號(hào)快速檢測(cè)與故障精確定位，并可提供維修指導(dǎo)。

附圖說(shuō)明

利用附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的任何限制。

圖1是本實(shí)用新型一種基于ZigBee無(wú)線通信的慣導(dǎo)設(shè)備故障診斷設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型一種基于ZigBee無(wú)線通信的慣導(dǎo)設(shè)備故障診斷設(shè)備的轉(zhuǎn)接測(cè)試模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型一種基于ZigBee無(wú)線通信的慣導(dǎo)設(shè)備故障診斷設(shè)備便攜式故障診斷終端的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型一種基于ZigBee無(wú)線通信的慣導(dǎo)設(shè)備故障診斷設(shè)備的ZigBee無(wú)線組網(wǎng)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型更加容易理解，下面將進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型的具體實(shí)施例。

如圖1-3所示，一種基于ZigBee無(wú)線通信的慣導(dǎo)設(shè)備故障診斷設(shè)備，包括被測(cè)對(duì)象和故障診斷設(shè)備，所述被測(cè)對(duì)象包括與慣導(dǎo)設(shè)備1電路系統(tǒng)相連的設(shè)備母板11以及與所述設(shè)備母板11相連的被測(cè)電路板12，所述故障診斷設(shè)備包括轉(zhuǎn)接測(cè)試模塊2和便攜式故障診斷終端3；所述轉(zhuǎn)接測(cè)試模塊2兩端設(shè)置接插件21；所述轉(zhuǎn)接測(cè)試模塊2通過(guò)所述接插件21安裝于所述設(shè)備母板11與被測(cè)電路板12之間；所述便攜式故障診斷終端3與所述轉(zhuǎn)接測(cè)試模塊2之間通過(guò)ZigBee無(wú)線通信連接。

所述轉(zhuǎn)接測(cè)試模塊2兩端接插件21之間設(shè)置有電源電路22、主控單元23、第一ZigBee無(wú)線通信模塊24和信號(hào)采集處理電路25四部分。

所述便攜式故障診斷終端3包括主控板31、第二ZigBee無(wú)線通信模塊32、觸摸屏33和電池34，內(nèi)置故障診斷軟件。

所述設(shè)備技術(shù)參數(shù)如下：

(1)便攜式故障診斷終端3供電電壓：DC 12V；

(2)電壓測(cè)試幅值范圍：-15V至24V，電壓測(cè)試精度：±0.1V；

(3)信號(hào)測(cè)試頻率范圍：頻率100Hz至800KHz，頻率測(cè)量精度±5Hz；

(4)ZigBee無(wú)線通信頻率：2.4GHz，組網(wǎng)方式：1個(gè)便攜式故障診斷終端3，4個(gè)轉(zhuǎn)接測(cè)試模塊2，數(shù)據(jù)傳輸速率：250kb/s，ZigBee無(wú)線通訊距離：不小于75m。

所述設(shè)備功能指標(biāo)：

(1)能夠與慣導(dǎo)設(shè)備1進(jìn)行ZigBee無(wú)線通訊，并控制其工作；

(2)能夠?qū)崟r(shí)顯示慣導(dǎo)設(shè)備1工作狀態(tài)，顯示檢測(cè)結(jié)果；

(3)能夠完成對(duì)慣導(dǎo)設(shè)備1的故障診斷；

(4)能夠完成對(duì)慣導(dǎo)設(shè)備1被測(cè)電路板12的無(wú)源測(cè)試；

(5)能夠完成對(duì)慣導(dǎo)設(shè)備1被測(cè)電路板12的有源測(cè)試。

ZigBee網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)以數(shù)據(jù)為中心并且面向應(yīng)用的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，需針對(duì)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)中具體的轉(zhuǎn)接測(cè)試模塊2數(shù)量和分布來(lái)設(shè)計(jì)ZigBee網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和規(guī)模，由于覆蓋范圍較小，對(duì)轉(zhuǎn)接測(cè)試模塊2間數(shù)據(jù)通信的實(shí)時(shí)性和可靠性要求高，因此設(shè)計(jì)了1個(gè)便攜式故障診斷終端3+4個(gè)轉(zhuǎn)接測(cè)試模塊2的星型組網(wǎng)方式，采用CC2530無(wú)線模塊搭建ZigBee無(wú)線通信平臺(tái)，具體組網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖4所示。工作流程如下：便攜式故障診斷終端3首先初始化CC2530，接著初始化協(xié)議棧和打開中斷源，隨后格式化一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，便攜式故障診斷終端3進(jìn)入無(wú)線監(jiān)測(cè)模式。當(dāng)接收到轉(zhuǎn)接測(cè)試模塊2發(fā)送的無(wú)線信號(hào)后，便攜式故障診斷終端3首先驗(yàn)證其合法性，然后判斷轉(zhuǎn)接測(cè)試模塊2發(fā)送的信號(hào)類型。如果是新的轉(zhuǎn)接測(cè)試模塊2請(qǐng)求加入網(wǎng)絡(luò)，則便攜式故障診斷終端3給該轉(zhuǎn)接測(cè)試模塊2分配網(wǎng)絡(luò)號(hào)，允許加入網(wǎng)絡(luò)，然后進(jìn)入無(wú)線監(jiān)控狀態(tài)。各轉(zhuǎn)接測(cè)試模塊2首先初始化CC2530，然后初始化ZigBee協(xié)議棧，開始發(fā)送加入網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，等待便攜式故障診斷終端3響應(yīng)。如果加入網(wǎng)絡(luò)成功，轉(zhuǎn)接測(cè)試模塊2進(jìn)入低功耗的休眠狀態(tài)。當(dāng)轉(zhuǎn)接測(cè)試模塊2收到設(shè)定的定時(shí)中斷后，首先退出休眠狀態(tài)，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，隨后將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到便攜式故障診斷終端3，最后重新驅(qū)動(dòng)CC2530進(jìn)入低功耗狀態(tài)，準(zhǔn)備再次接收定時(shí)中斷信號(hào)。

采用無(wú)源靜態(tài)測(cè)試與有源動(dòng)態(tài)測(cè)試相結(jié)合的測(cè)試機(jī)制，提高了測(cè)試安全性與完備性，針對(duì)電路信號(hào)狀態(tài)隨工作變化的特點(diǎn)，對(duì)信號(hào)的時(shí)域和頻域特征進(jìn)行提取，對(duì)慣性元件輸出信息進(jìn)行數(shù)字化編碼，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備技術(shù)狀況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和檢測(cè)過(guò)程自動(dòng)化。在測(cè)試初始階段采用無(wú)源靜態(tài)測(cè)試技術(shù)對(duì)電源信號(hào)進(jìn)行阻容情況測(cè)試，可以及時(shí)檢查出被測(cè)對(duì)象是否存在引腳短路、斷路、靜電保護(hù)功能喪失、損壞等問(wèn)題。在無(wú)源靜態(tài)測(cè)試正常的情況下，通過(guò)給設(shè)備上電使其按照正常操作流程工作，采用信號(hào)調(diào)理技術(shù)、數(shù)據(jù)采集技術(shù)、信號(hào)隔離與抗干擾技術(shù)等相關(guān)技術(shù)對(duì)各功能電路板的關(guān)鍵輸入輸出信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，并對(duì)各種信號(hào)量進(jìn)行編碼傳輸，可以解決在線檢測(cè)抗干擾弱、信號(hào)衰減導(dǎo)致設(shè)備不能正常工作等問(wèn)題，具有安全、穩(wěn)定、實(shí)時(shí)、快速等優(yōu)點(diǎn)。另一方面，依據(jù)被測(cè)對(duì)象工作過(guò)程檢測(cè)信號(hào)狀態(tài)，并重構(gòu)測(cè)試流程，得到的測(cè)試結(jié)果用于故障診斷。根據(jù)數(shù)字化維修理論，設(shè)備的維修信息應(yīng)電子化，維修決策應(yīng)數(shù)字化，維修體系應(yīng)網(wǎng)絡(luò)化，結(jié)合慣導(dǎo)設(shè)備1工作特點(diǎn)，采用基于ZigBee無(wú)線通信的無(wú)源與有源測(cè)試技術(shù)，將慣導(dǎo)設(shè)備1電路信號(hào)特征及慣性元件輸出信息采集到便攜式故障診斷終端3，進(jìn)行數(shù)據(jù)編碼，實(shí)現(xiàn)維修信息的電子化；同時(shí)將采集的數(shù)據(jù)信息上傳至故障診斷專家系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，利用網(wǎng)絡(luò)資源與專家系統(tǒng)內(nèi)的故障智能診斷數(shù)據(jù)庫(kù)，完成故障的診斷，實(shí)現(xiàn)維修決策的數(shù)字化和維修體系的網(wǎng)絡(luò)化。

針對(duì)慣導(dǎo)設(shè)備1內(nèi)部電路信號(hào)的狀態(tài)隨工作狀態(tài)而變化的特點(diǎn)，構(gòu)建了一種面向設(shè)備工作流程的動(dòng)態(tài)故障診斷策略，首先根據(jù)設(shè)備工作流程及電路信號(hào)狀態(tài)變化信息建立故障診斷數(shù)據(jù)庫(kù)，再將設(shè)備實(shí)時(shí)的狀態(tài)信息分解為相互獨(dú)立的靜態(tài)子信息(信號(hào)特征在某一時(shí)段不變化)和動(dòng)態(tài)子信息(信號(hào)特征在某一時(shí)段一直變化)，然后與內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行信息比對(duì)，對(duì)所有相關(guān)信息進(jìn)行定量分析，進(jìn)而得到定性的結(jié)論。整個(gè)故障診斷過(guò)程與設(shè)備工作流程相對(duì)應(yīng)，所有數(shù)據(jù)信息均實(shí)時(shí)更新，處于動(dòng)態(tài)鏈接中，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)設(shè)備工作狀態(tài)全面、系統(tǒng)、實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)。建立慣導(dǎo)設(shè)備1的多信號(hào)流圖模型，采用基于模型的故障診斷推理算法，通過(guò)機(jī)內(nèi)測(cè)試與分析，得到定性結(jié)論，使故障定位可到板級(jí)和慣性器件，指導(dǎo)慣導(dǎo)設(shè)備1的故障檢測(cè)與維修。

最后所應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。