利用NI产品进行汽车信号灯闪烁模块测试

应用领域：汽车测试
使用的产品：LabVIEW™、NI-DAQ™、PCI-MIO-16E-4、SCXI™-1000、SCXI-1001、SCXI-1104、SCXI-1120、SCXI-1160

挑战：
设计两个自动化测试仪，能够对汽车信号灯闪烁模块进行研究和开发测试，设计验证，以及产品验证。并使用通用软件以节省成本。

解决方案：
利用LabVIEW的快速应用开发能力，配合NI信号调理和数据采集设备，创建一个6单元和一个15单元的测试仪。

概述：
Hella Electronics公司为汽车领域生产电子模块和系统。为了更快地适应新型设计，产品开发及工程实验室已经通过LabVIEW软件、PCI-MIO数据采集板卡、以及SCXI信号调理硬件实现了标准化作业。本文论述了在一组闪烁模块测试系统中使用的软件和系统设计技术。这组全自动化测试仪是根据汽车OEM厂商的需要量身定做的。其中一个测试仪是专用于耐用性测试，另一个是用于进行参数测试和短期测试。

系统设计
测试系统的设计目标如下：
LabVIEW兼容的标准组件
对各种测试对象保持鲁棒性驱动
精确并可重复的数据采集

图1是具体实现的设计示意图。整个系统包括一台安装有PCI-MIO-16E-4板卡的计算机，它控制着SCXI机箱，1千瓦的电源和一个恒温恒湿装置。闪烁装置的输入由SCXI-1160开关/继电器板卡控制。在15单元的测试仪当中，测量线与SCXI-1104多路复用板卡相连接；在6单元测试仪当中，测量线与SCXI-1120隔离多路复用器相连接。15单元测试仪中的气动紧急按钮驱动器由SCXI-1160板卡控制。电源由PCI-MIO-16E-4的一个模拟输出联合SCXI-1160板卡的一路继电器触点控制。恒温恒湿装置通过RS-232串口通信进行控制。

这组测试仪能够定制车灯的实际负载。每个闪烁装置使用了4只车灯作为负载。也就是说对于15单元的测试仪来说共有60个车灯，而对于6单元的测试仪来说只有24个车灯。这些定制的负载为项目增加了许多困难，包括浪涌电流过大、发热量过大和灯光闪烁过强等许多问题。

SCXI-1104具备多通道数和42V输入这两个特点，因此成为此次应用的理想硬件。但是2Hz低通滤波器滤除了许多分析中需要使用的高频数据。幸运的是，当地的NI销售代表让我与SCXI应工程师取得了联系。工程师指导我们去除了SCXI-1104上的SMD滤波电容，这使它能够将未经滤波的数据发送到PCI-MIO-16E-4板卡上。

图1 测试系统示意图
软件设计
软件包括以下的主菜单选项
运行测试
创建报告
系统诊断
软件配置

图2是一个测试界面。从当前的界面，操作员能够设定极限值，打开或关闭正在进行测试的闪烁装置，监控测试数据和系统状态。

为了提供精确的控制和可靠的数据采集，我们使用了线程化架构。其中一个线程对SCXI-1160中继板卡和模拟输出进行控制。该循环以10毫秒的延迟独立于其他线程执行。系统状态将通过两个LabVIEW全局变量传送到用户界面线程和数据采集线程。

数据采集是在一个独立的循环中进行，其中有50毫秒的延迟，因此减少了数据采集板卡上的FIFO溢出的机率。模拟数据则存放在两个LabVIEW全局变量当中。用户界面线程能够读取这些缓冲区并对数据进行分析、更新屏幕显示，并将数据输出到文件当中。

数据采集和控制线程当中还添加了一种演示模式。在演示模式下，仿真数据通过同样的缓冲区传递到用户界面线程。这使用户能够对软件的分析和控制部分进行离线调试。

图2 测试界面

图3 诊断界面
软件能够读回数据文件，并通过ActiveX将所选择的数据发送到Microsoft Word文件中，从而生成测试报告。这种方式能够在不进行软件改动的情况下，改变报告格式。图3是系统诊断界面，系统诊断界面允许用户直接访问所有的测试I/O。这使得用户能够对系统可能出现的所有异常情况进行分析。

软件配置界面能够对所有可能需要修改的系统参数进行设定。这些设置包括：
测试信息域
演示模式的开/关
15单元测试仪/6单元测试仪切换
测试设置
报告模板
数据采集速率
需要保存在文件中的数据列
这些设置都以Windows中.ini文件的方式保存。

总结
使用LabVIEW和NI硬件开发这些测试仪，节省了大量的开发时间，其中重要的原因在于用户能在两台测试仪上使用同样的软件。而在之后其他测试仪上开发员也能够重用现有软件的代码，这又将节省更多时间。