電纜的自動檢測功能，結(jié)合用戶的使用特點，研制出了一臺小型、便攜、實用型的電纜測試儀。本文主要闡述了該系統(tǒng)的總體設(shè)計方案和軟件設(shè)計方法，在硬件方面結(jié)合嵌入式技術(shù)，設(shè)計出了小型化的電纜測試儀。試用結(jié)果表明，該測試儀能對電纜的導通電阻、絕緣電阻等電氣性能參數(shù)進行自動測量，及時快速地顯示電纜存在的故障，可以縮短檢測時間，提高檢測效率。
在國防軍工和部隊等領(lǐng)域，存在著大量性能不同、規(guī)模不同的電纜。電纜線是否導通、線間絕緣電阻是否滿足要求，將直接影響著軍事訓練和作戰(zhàn)任務(wù)的完成效率。雖然可以采用萬用表、蜂鳴器等工具對電纜進行逐點測試，但這些工具僅僅試用于電纜芯數(shù)較少的情況，若對大量芯線進行測試，會出現(xiàn)測試效率低、準確性差等問題。針對此類問題，研制了一種小型、簡便、通用的電纜自動測試系統(tǒng)，實現(xiàn)了對大批量多芯線電纜的自動測試。本文介紹的多芯線電纜測試儀，引入了當前流行的嵌入式技術(shù)，在上位機中采用了三星公司的S3C6410處理器，實現(xiàn)了測試儀的小型化。
1 系統(tǒng)組成及功能
小型化電纜測試系統(tǒng)由硬件和軟件組成。硬件主要包括ARM開發(fā)板、單片機、繼電器、信號轉(zhuǎn)換器、電源模塊等。上位機ARM開發(fā)板采用Linux操作系統(tǒng)，用Qt來實現(xiàn)人機交互界面。下位機單片機采用C語言實現(xiàn)對通信協(xié)議的解析，控制單雙芯繼電器的通斷等。主要實現(xiàn)的功能有：
?、倌軌?qū)崿F(xiàn)電纜測試儀的自動檢測功能。
?、谀軌蛲瓿杀粶y電纜任意兩根芯線間的絕緣檢測，每根芯線的內(nèi)阻測試，能實現(xiàn)對故障電纜的自動判別，直觀的顯示故障電纜的詳細信息。
?、弁ㄟ^優(yōu)化了的測試算法，可以縮短測試時間，提高測試效率，對90芯電纜的內(nèi)阻測試最多只需20分鐘，90芯電纜任意兩芯線間的絕緣測試最多只需35分鐘。
?、芸蓪σ褱y電纜的信息進行存儲，方便測試員查看。
⑤測試完畢后，可生產(chǎn)測試報告。
2 系統(tǒng)總體設(shè)計方案
小型化電纜測試儀采用上位機和下位機相結(jié)合的方式進行軟、硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計，上位機中硬件選用的是三星公司的S3C6410處理器，該處理器選用ARM11為其開發(fā)平臺。下位機選用的是Atmega128和Atmega1280的單片機。上位機和下位機通過串口通信。
在上位機中，系統(tǒng)軟件采用Qt編寫，Qt是奇趣科技開發(fā)的跨平臺C++圖形用戶界面應(yīng)用程序開發(fā)框架，是面向?qū)ο蟮恼Z言，易于擴展，允許組件編程。Qt采用C++語言作為開發(fā)語言，運行效率高，且擁有友好豐富的界面庫，操作簡單。下位機采用C語言編寫，直接控制單雙芯繼電器的閉合與通斷并能實時的與上位機通信。
下位機由單片機系統(tǒng)和信號轉(zhuǎn)換系統(tǒng)組成，單片機系統(tǒng)包括CPU和I/O擴展電路、開關(guān)電源變換電路、控制電路、單雙繼電器矩陣、采樣電路。單片機通過單雙繼電器矩陣接通不同的芯線，對芯線施加100v高壓，信號采集電路采集信號，通過A/D轉(zhuǎn)換到單片機，通過通信接口傳給上位機，按測試原理進行計算，最終給出測試結(jié)果，并顯示。系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。
3 系統(tǒng)軟件設(shè)計
電纜測試儀系統(tǒng)軟件部分采用模塊化設(shè)計，共五個模塊，分別為用戶接口管理模塊、測試項目模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)庫管理模塊、狀態(tài)顯示模塊。這些模塊共同完成系統(tǒng)自檢、系統(tǒng)校準、優(yōu)化測試算法生成、導通測試、絕緣測試、串行通訊、數(shù)據(jù)管理等功能，并實現(xiàn)信息的實時顯示和存儲信息。圖2為系統(tǒng)軟件功能框圖。
其中各模塊功能及界面如下：
3.1 用戶接口管理模塊 用戶接口管理模塊用于獲取用戶輸入信息，實現(xiàn)各子菜單間的切換，關(guān)閉系統(tǒng)等功能。
3.2 測試項目模塊 測試項目管理模塊完成電纜測試系統(tǒng)自檢、系統(tǒng)校準、被測回路的導通測試和絕緣測試、電纜測試儀與下位機的串行通訊等功能；圖3為測試項目界面圖。 3.3 數(shù)據(jù)處理模塊 數(shù)據(jù)處理模塊在后臺完成，通過算法分析優(yōu)化測試信息，達到快速測量的效果。
3.4 數(shù)據(jù)庫管理模塊 數(shù)據(jù)庫管理模塊用于保存配置信息、系統(tǒng)信息和已測過的電纜的詳細信息，以便快速查看，本系統(tǒng)選用了Qt下的sqlite3數(shù)據(jù)庫，它是一款輕型的數(shù)據(jù)庫，占用資源非常少，適用于嵌入式系統(tǒng)。
3.5 狀態(tài)顯示模塊 狀態(tài)顯示模塊實時直觀的顯示當前所測芯線的信息、測試類型、已用測試時間和剩余時間等，有助于測試人員即時了解現(xiàn)狀。狀態(tài)顯示界面如圖4所示。
系統(tǒng)軟件設(shè)計主要包括上位機程序設(shè)計和下位機程序設(shè)計，上位機程序設(shè)計完成人機交互界面的處理，測試算法的生成，對已測的數(shù)據(jù)進行存儲和管理，發(fā)送測試指令與下位機通信等，下位機程序負責接收上位機下達的指令，并解析指令，控制繼電器的通斷，采集測試信號并實時的將所測電纜的信息上傳給上位機。
電纜測試儀主程序流程圖如圖5所示。
系統(tǒng)上電后進行初始化工作，對系統(tǒng)進行自檢，保證系統(tǒng)正常工作，參數(shù)測試用來獲取要測電纜所對應(yīng)的芯線號，測試類型。查看已測結(jié)果用來顯示已測電纜的詳細信息。若為電阻或絕緣測試，則實時動態(tài)的顯示當前所測電纜的電阻或絕緣電阻的大小，已用測試時間和剩余測試時間等。
小型化電纜測試儀可以進行系統(tǒng)設(shè)備自檢測試、芯線的內(nèi)阻測試、任意兩根電纜芯線間的絕緣測試，在測試過程中，可以通過界面顯示當前所測電纜具體的測試信息，并提供圖形化的芯線狀態(tài)顯示，相對比較直觀。
另外在測試過程中，還附加了暫停檢測、顯示檢測電纜的測試類型、測試時間等功能，使之更人性化。測試結(jié)束后，小型化電纜測試儀可以自動生成測試報告，并支持導出到移動存儲設(shè)備，保證了數(shù)據(jù)的真實性，體現(xiàn)了小型化電纜測試儀的全自動化測試功能。
小型化電纜測試儀在下位機中采用了六個CPU，完成分布式并行數(shù)據(jù)采集，協(xié)作控制單芯的96個繼電器和雙芯的48個繼電器，結(jié)合上位機優(yōu)化的控制算法，從而提高了測試效率，明顯縮短了測試時間，體現(xiàn)了小型電纜測試儀的實用性。
該電纜測試儀采用了嵌入式技術(shù)，便于攜帶，結(jié)構(gòu)簡單，采用液晶屏顯示，人機對話界面友好，操作簡便，能實時的顯示檢測結(jié)果且生成測試報告。通過試用證明，該測試儀能夠滿足對武器裝備配套電纜的日常維護測試需求，是一種小型、快捷、方便且實用的電纜測試設(shè)備。
