[發明專利]一種帶抗擾功能的微小衛星CAN總線測試裝置及應用方法

有效

• 申請號: 202110441983.2
• 申請日: 2021-04-23
• 公開（公告）號: CN113204197B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 吳軍;李東旭;涂開武;袁福;王杰;吳國福;范才智;劉望
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 譚武藝

本發明公開了一種帶抗擾功能的微小衛星CAN總線測試裝置及應用方法，本發明裝置包括內外CAN測試接口和地面CAN測試網絡，所述內外CAN測試接口包括T型電纜和CAN隔離轉發器，所述T型電纜將CAN隔離轉發器連接在星上CAN總線網絡的星載計算機、星表CAN設備的雙CAN接口之間，所述地面CAN測試網絡包括三段式地測電纜、外部直流電源和多個地面測試設備，所述多個地面測試設備通過三段式地測電纜與CAN隔離轉發器相連。本發明能夠有效提高微小衛星CAN總線測試的便利性和穩定性，確保微小衛星內部總線與在軌狀態的一致性，減少地面測試網絡對星上CAN總線工作狀態的干擾。

技術領域

本發明屬于航天器綜合電子與測試技術領域，涉及一種帶抗擾功能的微小衛星CAN總線測試裝置及應用方法。

背景技術

控制器局域網CAN(Controller Area Network)是由德國博世公司在20世紀80年代初提出的一種串行通信現場總線，最初主要用于實現汽車中眾多的控制和測量儀器之間的數據通信，隨著CAN的應用普及，其實時性好、可靠性高、抗干擾能力強等優勢也為航天領域所認可，被廣泛地應用到航天領域中。國內外均已將其引入綜合電子系統，大量微小衛星已經將CAN總線作為星上骨干網絡來完成星上設備間的信息交互。現代微小衛星新技術含量高，功能密度大，研制周期短，成為航天領域最具活力的研究方向，并成為軍用、民用衛星的重要成員。在微小衛星發展初期階段，衛星平臺與載荷功能相對簡單，星上設備少，星上CAN鏈路短，對通信實時性要求低，無需開展額外的CAN網絡拓撲設計，與外部地面測試設備簡單連接，即可實現星上CAN設備、外部地面測試設備的連接和通信。

隨著微小衛星不斷發展，對星上CAN總線網絡和地面CAN測試網絡的設計與連接方式提出了更高的要求。當前微小衛星星上設備越來越多，為兼顧總線電纜長度控制與通信性能，同時便于總裝測試操作，主要采用鏈式CAN總線方案，即采用雙CAN總線，將所有單機設備串行連接，并構成獨立的星內CAN總線系統。與此同時，外部地面測試設備也在增多和網絡化，包括總線監聽設備、信號測量設備和動力學仿真器等，測試設備種類多，位置散布大，可能造成測試電纜長、網絡結構復雜，測試總線上干擾信號復雜，如果簡單地將外部CAN測試網絡直接連接到星上CAN總線網絡，將會破壞衛星內部CAN總線網絡的已有拓撲結構，并將測試網絡額外的外部干擾引入星內網絡，輕則導致總線通信異常，不能滿足實時性與可靠性要求，重則導致整個CAN總線網絡癱瘓，衛星失控。

當前可用的衛星CAN總線測試接口方法包括總線末端接入法、隨機接入法、臍帶電纜接入法等。總線末端接入方法簡單，直接將測試總線掛接在星上CAN總線的末端，但要求星上總線構建完整，不適用于增量式總裝測試過程，且在衛星合艙后無法接入測試；隨機接入法無固定接入點，適用于增量式總裝測試過程，但接入點選擇隨意性大，且需頻繁調整接入點，安全性可靠性低。臍帶電纜接入法通過臍帶電纜接入，需占用脫插電連接器有限的接點資源，且脫插后會在星內殘留一段無用的CAN電纜，既增加贅重，又引入額外的干擾信號。

此外，當前衛星CAN總線測試方法缺少對衛星各階段測試環境和測試任務的適應性設計，如未提前考慮和進行針對性設計，則測試系統可能無法適應整星某些特殊試驗任務(熱真空試驗)的測試要求，導致緩誤測試進度，甚至無法完成既定測試任務。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種帶抗擾功能的微小衛星CAN總線測試裝置及應用方法，本發明旨在解決現有微小衛星CAN總線測試方案缺少科學指導，且難以兼顧總裝便利性、通信可靠性和環境適應性的難題，提高微小衛星CAN總線測試的便利性和穩定性，確保微小衛星內部總線與在軌狀態的一致性，減少地面測試網絡對星上CAN總線工作狀態的干擾。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：