接口测试范文第1篇
关键词：PCI总线;PCI9656;内总线;桥片;串行总线
1 概述
1.1 PCI总线简介
PCI(Peripheral Component Interconnect)总线最早作为微型计算机外围设备互联局部并行总线。基于PCI，国际工业计算机制造者联合会在1994年提出了一种高性能的工业用总线接口标准CPCI(Compact Peripheral Component Interconnect)。目前，PCI总线作为局部总线已广泛应用于工业领域。PCI总线的理论最高数据传输率为132MB/s(33MHz*32bit/8)，当时钟频率升级到66MHz，数据宽度升级到64位，数据传输率可达528MB/s，可满足大多数应用的需求。
PCI总线是一种树形结构，独立于CPU运行。PCI总线上可以挂接的设备包括PCI主设备、PCI从设备和PCI桥片。同一时刻，PCI主设备只允许有一个，PCI从设备和PCI桥片多个之间可以共存。
图 1是PCI总线的信号，分为可选信号和必需信号。共120条信号，其中可选信号51条，主设备必需信号49条，目标设备必需信号47条;PCI信号可以分成以下几大类：(1)系统控制类： CLK，PCI设备工作参考时钟，为所有的PCI总线操作提供时序，对于所有的PCI设备均为输入信号，其频率支持33MHz或66MHz，上升沿有效 和RST ，PCI总线复位信号，用来使所有PCI设备的寄存器和信号为初始状态;(2)传输控制： 帧周期信号FRAME，由主设备驱动，表示一次总线传输的开始和持续时间，当FRAME有效时预示总线传输的开始，当FRAME信号无效时，预示总线传输结束; IRDY标志PCI总线发起者可以传输数据，DEVSEL当目标设备发现自己被寻址时置低应答;TRDY标志目标设备可以转输数据，STOP目标设备主动结束传输数据的信号，IDSEL在即插即用系统启动时用于选中板卡的信号;(3)地址与数据总线： AD[63：：0]地址/数据分时复用总线，C/BE[7：：0]命今/字节使能信号，PAR奇偶校验信号，它对AD[63：：0]和C/BE[7：：0]进行校验，总线发起者为地址周期和写数据周期驱动PAR，目标设备为读数据周期驱动PAR;(11)仲裁信号： PCI总线发起者用来请求总线使用权的信号REQ， PCI总线仲裁设备允许发起者得到总线使用权的信号GNT;(12)错误报告： PERR数据奇偶校验错 和SERR#系统奇偶校验错。
PCI一次总线操作过程是：PCI总线操作发起者发起请求(置REQ#)，PCI总线仲裁器发许可(置GNT#);操作发起者开启一个总线操作(置FRAME#)，并说明请求地址(置AD0～AD63)和请求类型(置C/BE0～C/BE7);PCI操作的目标设备声明被选中(置DEVSEL);当发起者准备完毕(置IRDY#)和目标设备准备完毕(置TRDY#)后，执行总线操作(置AD0～AD63);当总线操作执行完毕后，发起者结束总线操作(清FRAME#)。
1.3PCI总线特点
PCI总线的特点包括：1)并发处理，支持32位或64位并行总线且总线操作与处理器操作并行;2)良好扩展性，支持即插即用;3)数据传输高性能，最高数据传输速率可达528MB/S;4)复杂性，PCI总线强大的功能增加了硬件和软件实现难度。硬件上要采用大容量、高速度的CPLD或FPGA芯片来实现PCI总线复杂的功能。软件上则要根据所用的操作系统，用软件工具编制设备驱动程序。
1.3 PCI接口实现途径
由于PCI总线协议的复杂性，PCI总线接口实现方式包括利用可编程逻辑器件+IP核实现以及通过专用PCI接口芯片实现。第一种实现方式较灵活但是实现难度较大且价格昂贵，第二种实现方式由于实现简单且价格低廉而被广泛应用。目前应用较多的PCI总线接口芯片是AMCC公司的S59xx系列芯片和PLX公司的PLX系列芯片。
2 PCI9656简介
PCI9656是PLX公司为扩展适配板卡推出的能提供混合高性能PCI总线接口芯片，该接口芯片可提供用于适配卡的小型高性能64位PCI总线目标接口。
2.1 PCI9656的特点
PCI9656作为PCI总线和处理器内总线的接口转换芯片的主要特点包括：1)兼容PCI r2.2协议规范，支持64位、66MHz时钟PCI总线;2)采用PLX数据流水线架构(Data Pipe Architecture)技术，配有DMA引擎、可编程直接主控或者直接从属数据传输模式以及PCI信息传输功能;3)可以和三种内总线类型的处理器进行直连;4)具有PCI优先判决器，可以支持7个外部主控器;5)可以由2个局部总线中断信号LINTi和LINTo生成一个PCI中断信号INTA;6)局部时钟与PCI时钟异步工作，允许局部总线独立于PCI时钟工作。支持内总线是PCI时钟异步;7)核电压为CMOS 2.5V，I/O为3.3V;8)PCI总线端和内总线端兼容3.3V和5V;9)支持三种数据传输模式(Direct Master、Direct Slave及DMA);10)寄存器兼容PCI 9060， PCI 9080，PCI 9054和PCI 9056，可容易地进行基于32位PCI总线与基于64位PCI总线的软件移植;11)支持多路复用和非多路复用的8位、16位和32位66MHz时钟局部总线;12)可直接生成所有的控制、地址和数据信号以驱动PCI总线，不需要额外驱动电路;13)可通过消息管理系统I/O，并提供2种方式选择，一是通过邮箱寄存器和门铃寄存器，二是通过所提供的I2O接口。
2.2 PCI9656工作模式
PCI的内总线端的工作模式共三种：1)M模式：便于与Motorola及PowerPC处理器相连;2)J模式：复用的地址/数据总线;3)C模式：非复用的地址/数据总线。要根据内总线端的实际情况设置PCI9656的工作模式。
3 PCI9656应用
3.1 应用背景
如图 2所示，某机载电子设备主要用于通过串行总线(ARINC429、RS422和RS232等)接收飞行参数等信息将生成视频画面供飞行员观察，同时将设备的状态等信息通过串行总线进行上报。
其中CPU模块和显卡借用成熟产品，IO模块为适应某机载电子设备应用环境新研。CPU模块和显卡之间的接口为PCI(33MHz，32bit)。CPU模块由于未预留高速串行总线，低速串行总线(例如RS422)无法满足和IO模块数据量交换的要求。CPU模块和显卡之间只传递少量的显示参数信息，PCI总线空闲有大量空闲周期。经过计算，CPU模块和IO模块之间的数据量利用PCI总线空闲周期进行传递完全满足要求。
经过调研，利用PCI9656芯片作为CPU模块和IO模块之间PCI总线转内总线的实现方法设计较简单、进度可控。
3.2 硬件设计
如图 3所示，IO模块主要包括：1)处理器单元，由ARM处理器LPC2294组成，实现系统控制和处理的功能;2)PCI桥片单元，由PCI9656组成，完成PCI总线和内总线单元转换;3)数据交换单元，由双口RAM组成，存储CPU模块和IO模块需交换数据;4)逻辑控制单元：由CPLD组成，完成整体模块的上电复位、外部复位和看门狗复位及一些芯片的片选使能、数据处理和一些时钟信号的产生等功能;5)离散量输入、输出单元，由驱动器和光耦组成，对外提供8路离散量输入(兼容TTL和LVTTL)、8路离散量输出(TTL和LVTTL可调);6)温度和振动采集单元，包括温度传感器和振动传感器，完成温度信息和振动信息的采集功能;7)串行总线接口单元，包含7路全双工422、4路半双工422、3路232及2发1收429等串行总线，完成同外部设备的通信;8)电源单元，由多片二次电源芯片组成，为系统各单元电路提供工作电源。
3.3 IO模块设计要点
IO模块的难点在于PCI9656的配置，设计要点包括：
1)上电复位：在上电时，PCI总线的RST信号将PCI9656的内部寄存器设置为缺省值，同时，PCI9656输出局部复位信号(LRESET)并检查EEPROM 是否存在。如果有EEPROM且该EEPROM的第一个16字节非空，则PCI9656将根据EEPROM内容设置内部寄存器，否则不进行设置。IO模块在设计采用由CPLD输出复位信号给PCI9656，且不使用EEPROM。
2)PCI9656的寄存器配置方式：PCI9656依据PCI总线规范提供一系列内部寄存器为总线接口设计提供了极大的灵活性。这些寄存器主要包括配置寄存器、局部配置寄存器、DMA寄存器、运行时间寄存器和消息队列寄存器等。对PCI9656寄存器进行读写操作的单位可以是字节、字、双字，访问PCI9656的存储器可以是突发的或者非突发的。为减少硬件复杂度和配置灵活性，IO模块在设计中使用CPU模块软件来通过PCI地址空间BASE0配置PCI9656的寄存器，并且配置成直接数据访问模式将BASE2地址空间映射到双口RAM。
3.4 设备数据传输原理
设置PCI9656芯片工作于C模式，32位数据和32位地址线。处理器单元周期接收外部设备发送的穿行总线数据并将接收的串行总线数据按照指定格式放置到双口RAM的指定位置，CPU模块在使用时通过PCI9656桥片访问双口RAM读取串行总线信息，然后将数据送显卡进行视频画面生成。
4 结束语
PCI9656是一款性价比较高的PCI接口桥片，提供了一种PCI总线转处理器内总线的实现方式，降低了设计的复杂性，具有较高的应用价值。本文介绍的PCI9656应用对于类似机载设备的设计具有一定的借鉴意义。
参考文献：
[1] PLX Technology， Inc. PCI 9656 Data Book. Version 0.90b，2002.
[2] http：//www.pcisig.com.PCI Local Bus Specification. Revision 2.2 December 18，1998.
[3] 李贵山.PCI局部总线及其应用[M].西安：西安电子科技大学出版社，2003.
[4] 张蕴玉，胡修林.PCI总线接口设计及其专用芯片应用[J].武汉：华中科技大学学报：自然科学版，2002(4).
[5] 孙莉，吴顺君，苏涛.DSP与PCI总线接口设计及实现[J].西安：微电子学与计算机，2004(8).
接口测试范文第2篇
摘 要：目前，随着社会的发展，船舶工程领域的发展也突飞猛进。随着海军舰船技术的不断发展，各船舶装备进行着大规模的改进和创新。船舶导航系统作为船舶的千里眼和顺风耳，不仅要求提供准确的船位信息，而且要求与武器装备、测量系统相结合，提供武器发射的精确位置和落点测量等各种数据，是船舶航行和作战的重要保证。因此，导航系统内部和各系统间信息传输技术的改进是整个系统升级中的重要一环。当前的综合导航系统是一个结合不同特点的导航设备和导航方法的复杂系统，是利用计算机技术对多种导航信息进行综合处理，来提高系统性能的导航系统，其涉及到各导航信息源许多设备的相关技术、计算机技术、显示技术、控制系统、通讯系统和数据处理等理论。为此，有必要对船舶导航系统的网络通信技术进行研究，以实现船舶导航系统的快速网络通信技术的发展。
关键词：船舶导航;网络通信技术;研究
引言：作为船舶的主要载体平台，船舶通信导航技术与船舶发展的匹配程度的高低将直接关系到船舶航行的安全性与稳定性，另外船舶需要执行的任务以及船舶本身航行对于精确度的要求均在不断提高，在此背景下，为保证船舶能够更好的满足各种不同的水上航行环境，保证船舶能够动态灵活的执行各类航行任务，就需要对船舶导航网络通信技术进行相应的优化。鉴于此，文章对当前我国的船舶导航网络通信技术展开了研究，主要论述了船舶通信导航（外通）、火警内通以及军船的综合导航、天文导航、惯性导航等相关内容，以供参考。
1新型导航系统网络通信系统和技术简介
1.1船舶通信技术
与内陆通信技术不同，以船舶为基本承载平台的集采集、处理、传输、交换和再现功能为一体的船舶通信技术具有以下特点：第一，其外部通信技术可通过无线通信实现卫星和短波通信以及无限距离的全球通信;第二，其通信频段覆盖范围广，涉及设备众多，整个系统内容比较复杂，与此同时，由于安装技术和使用环境的限制，其天线包括其他设备是高度集成化的。第三，该技术没有固定的基础设施依靠，它的内部和外部通信和导航可以是自包含的。从应用领域的角度来看，船舶通信技术首先应用于军事领域，但其业务承载能力稍有单一，通信资源管理和控制水平相对较低，但从总体上看，海军利用船舶通信技术引领了世界通信领域的发展。进入二十一世纪后，这项技术逐渐渗透到民用船舶通信领域。虽然军用和民用舰船通信系统在核心技术上基本相似，但它们的功能是完全不同的。它还使用宽带基础设施，但是它的终端是集成的、模块化的、开放的和可组合的。
1.2通信网络的体系结构分析
传统的通信系统限制了信息传输方式，导致通讯效率过低。而控制器局域网络总线和以太网相互结合能够有效扩大通讯范围、保障通讯信息的稳定性，因此，现阶段的船舶通信技术均采用了这种通讯方案。现代船舶导航系统的通讯结构主要包括以下几个方面：
数字导航设备和控制器局域网络总线网络构成了网络通信总线，在总线上的多串口卡基础上，通过局域网络总线通讯卡来为CAN总线提供通讯能力，避免了其他通讯设备被破坏之后整个线路无法进行通讯的问题。
2 船舶导航网络通信技术应用
2.1 GPS在船舶导航信息系统的应用现状
系统具有全球、无误差积累、全天候等特点，是当今中远程航线上最好的导航系统。GPS船舶导航信息系统在航海中得到了广泛的使用，几乎每艘船舶都备有GPS船舶导航信息系统。GPS在航海中的应用主要表现在：一是可与通信导航设备，如罗经、船舶的ARPA，实现匹配相接，为其他导航设备提供真实可靠的数据，为船舶导航自动化提供支持。二是即时的为航行中的船舶提供准确的位置信息。三是可进行连续的定位。四是具备多种报警功能，如偏航向报警、时间报警、到达航路点报警等，为船舶提供了可靠的安全保障。五是GPS用户可在全球任意位置、任何天气准确接收卫星信号。六是强大的导航功能。用户可根据实际需要来设计航线和航路点，为船舶航行提供经济可靠的路线保障。
2.2 相关参数计算
地球是一个椭球体，不是平面体。所以，所有的参数的计算都要遵循椭球大地的基本原則。大地线是指椭球面上的任意两点间的最短的距离，船舶在航行中的航线的确定是应该以大地线为主要依据。相关参数的计算方法：一是偏航距。在偏航距的计算中，由于相邻的航路点的距离及偏航距较小，所以可用大圆弧替代大地线计算，使用球面三角形距离的计算公式。二是偏航角。偏航角是上一航路点到下一航路点的大地方位角与上一航路点到航行点的大地方位角之差。三是两点之间的距离。四是两大地点方位角。使用特定的公式进行计算。五是下一航路点时间。计算方法是用到下一航路点距离除以航行速度。六是到终点的距离。是航行点到下一点的距离与下一点到目的点的航路距离两者之和。七是到目的地的时间。计算方法是用到终点的距离除以速度。八是到下一航路的距离。计算方法是航行点到下一航路点的大地距离。
2.3 CAN总线通信接口电路的设计
控制器局域网络总线控制器实现了网络层次的数据链路层和物理层的稳定性，从而为网络通信质量提供了保障。控制器局域网络总线控制器是通过可编程芯片与逻辑线路的组合来实现以上工作内容的。现阶段，控制器局域网络控制器主要包括两个控制器、一个总线驱动器以及高速光电隔离器等四个结构。控制器局域网络的控制器主要由微处理器进行初始化，从而实现信息传输数据的接收以及发送。而在控制器正常工作时，容易受到控制器局域网络节点的干扰导致信息的传递以及接收出现遗漏等问题，因此，在实际的通信网络设计过程中，控制器并不是直接与驱动器进行连接的，而是通过高速光耦作为连接器实现二者的连接。通过高速光耦的应用，实现了控制器局域网络总线上各个节点所连接导航设备的相互独立性。
3 船舶导航网络通信技术发展趋势
3.1导航系统微型化
整个船舶的通信导航系统向着小型化、高精度发展是未来船舶导航网络通信技术发展的必然趋势，整个产品除了满足一般的功能要求以外，还应当在整体上满足可靠易用、低功耗以及数字智能卓越性能。
3.2通信与导航网络一体化
未来，船舶通信导航网络将趋于一体化、集成化和智能化，它将采用不同的手段和网络技术在总体上实现基于电信网络、广播电视网络和互联网的技术“三网融合”的系统更新与优化。与此同时，系统与物联网、大数据以及云计算等相关技术之间的结合，也将是其未来发展不可避免的重要趋势，受此影响，系统的网络功能和应用范围将随之得到进一步深化和扩大。
结语：传统的船舶导航系统存在着系统线路负载，信息传输稳定性与安全性差等问题，因此，可以通过采用控制器局域网络总线取缔串口进行导航设备连接、以太网络代替传统单串口进行导航通讯等技术，从而达到提升传播导航能力以及导航稳定性、安全性的目的。通过以上技术的使用，能够有效提高我国船舶导航系统网络通信技术水平，促进我国航海事业的进一步发展。
参考文献：
[1]孟士超，唐正茂.船舶导航系统网络通信关键技术研究[J].舰船电子工程，2013，（10）：59-60，133.
[2]纪红.基于反射内存网络的实时网络关键技术的研究[D].哈尔滨工程大学，2013.
[3]林沧.船舶自动化系统网络监测数据获取子系统的设计与实现[D].哈尔滨工业大学，2014.
[4]王万昭.基于北斗导航的航道安全监测系统研究[D].河北经贸大学，2014.
[5]江帆.导航信息集成应用与接口标准化[J].航海，2017，（6）：26-28.
[6]张杰.船舶导航系统网络通信关键技术研究及开发[D].哈尔滨工程大学，2016.
接口测试范文第3篇
【摘 要】电厂电气自动化系统基于网络通信和交流采样，对于电厂节省成本，提高管理水平有着重要的意义。本文对电厂自动化系统进行了介绍，分析了电厂电气自动化的监控模式和关键技术以及需要注意的问题，并对电厂电气自动化技术的发展趋势进行了简单探讨。
【关键词】电厂；电气自动化；技术应用
近年来，计算机技术和网络技术的发展为电厂电气自动化系统提供了一个更广阔的平台，自动化的结构和功能都有了很大的改革。电气自动化技术的应用带来电气自动化系统的改革，给电厂以及电厂群的管理和监控带来了极大的便利。
一.电厂电气自动化系统
1.概述
电厂电气自动化系统（ECS）是指使用保护、测控、通信接口、监控系统等设备实现所有电厂电气设备的检测、控制、保护和信息管理。国内大部分发电厂都采用集散控制系统来实现热工系统的自动化运行，而传统的电气系统采用“一对一”的硬件连接以及仪表监视，自动化水平相对落后。ESC系统包括升压站子系统、机组子系统和厂用子系统所有电气子系统计，是相对独立的电气控制系统。
2.系统构成
2.1 间隔层：电厂电气自动化系统（ECS）的间隔层设备按间隔分布式布置。厂用电保护测控装置可直接下放至开关场，取消了原本放大量引入主控室的信号、测量、控制、保护等使用的电缆。各设备相对独立，仅通过现场总线与网络通讯层的设备通讯，减少了大量的二次接线，节省了投资，减轻了安装调试及维护工作量。
间隔层的主要设备有：机组子系统：发电机（发变组）保护；升压站子系统：升压变压器保护、线路保护装置、母线保护装置、综合测控装置；厂用电子系统：10/6kV厂用电保护与测控装置、400V厂用电保护与测控装置；安全自动装置：备用电源自投装置/厂用电快速切换装置、自动准同期装置、安全稳定装置；故障录波；直流系统；励磁调节系统。
2.2 网络通讯层：通讯管理装置；规约转换装置；网络中继器；网络交换机。
2.3 站控层：站控层采用分布式、开放式设计，组态完成站内监控功能，可全面实现电厂内所有电气设备的监控、管理等功能。站控层设备可采用多种配置模式，既保证了系统整体的可靠性，也使得功能配置更灵活、合理。
站控层的主要设备有：服务器、操作员站、工程师站、通信服务器、不间断电源（UPS）、卫星对时装置（GPS）。
二.电厂电气自动化技术的应用
1.电厂电气自动化监控模式
电厂用电设备分散安装于各配电室和电动机控制中心，元件数量较多，运行管理信息量大，检修维护工作复杂[1]。目前，电厂电气自动化监控模式主要有三种：（1）集中模式：也就是传统的硬连接方式，将强电信号转变为弱电信号，采用空接点方式和4～20mA标准直流信号，通过电缆硬接线将电气模拟量和开关量信号一对一接至DCS的I/O模件柜，进入DCS进行组态，实现对电气设备的监控。这种方式的优点是采集集中组屏，便于管理，缺点是可靠性及速度不稳定；（2）分层分布模式：即间隔层利用面向电气一次回路或电气间隔的方法進行设计，将测控单元和保护单元就地分布安装在各个开关柜或其他一次设备附近。网络层由通信管理机、光纤或电缆108网络构成，利用现场总线技术，实现数据汇总、规约转换、转送数据和传控制命令的功能。站级监控层通过通信网络，对间隔层进行管理和交换信息。
2.电气自动化监控关键技术
电气自动化监控关键技术有：（1）间隔层终端测控保护单元：分层分布式系统以间隔层一次设备为单位，现场配置测控保护单元。该单元对其可靠性、灵敏性、速动性和选择性都有很高的要求，是保障厂用电系统安全、稳定运行最重要、最有效的技术手段，应该用专有保护装置实现。（2）通信网络：ESC系统的运行环境是高电压、大电厂的恶略环境，电磁干扰大。通信网络是ESC系统的关键组成部分，其性能直接影响到自动化系统的功能。目前大多数电厂采用的用电缆现场总线网络方式和光纤通信。（3）监控主站：监控主站是实现厂用电器设备监控和管理的主要设备，安置在站级监控层，根据发电机机组的容量和运行管理要求设计主站配置的设备和规模，可配置成单机、双机和多机系统，标准的设备主要有有数据库服务器、应用和Web服务器、操作员站、工程师站，以及其他网络设备、GPS和打印机。
3.电气自动化技术应用的问题
在开发电厂自动化技术是，需要注意的问题有：（1）电厂监控系统的控制电源必须有直流和交流两种供电方式，外围自动化装置和监控系统的LCU应该使用双电源、无扰切换的供电方式[4]。监控系统主站设备要符合国家规定，采用取交流和UPS供电方式。（2）由于监控系统和其他系统的借口采用开关量接口和通信方式联系，开关量接口采用交换的信号一一对应的方式，其优点是接线直观，易于使用人员调试和故障查处，缺点是接线较多，有些控制功能须在LCU 内编制复杂的程序,如果处理不当使调节性能不佳。（3）自动化与监控系统要协调处理，应按照自动化为主、监控为辅的原则。（4）在电厂电气自动化系统中，事件记录与故障录波是常用的运行和施工分析的方法。由于采样速度、内存等因素限制，事件记录并不能得到满足分析事故的波形。而故障录播很容易导致信号的重复收集和信号的残缺，使电缆布置和二次回路复杂化。
三.电厂电气自动化技术的发展趋势
1.嵌入式工业以太网技术的应用为主
目前电厂电气自动化系统成分发挥了网络通信的作用，由于太网传输速度快、容量大、网络拓扑结构灵活以及低成本等特点，在商业领域和工业领域内得到了大规模的应用，也满足了现场总线通信协议技术标准的多样性。
2.综合化智能技术的运用
ECS系统控制发展，使计算机控制取代了传统操作盘控制，目前又向综合智能控制和管理发展，主要表现在间隔层和站控层两方面。间隔层的保护和测控单元由向着集保护、测量、控制、远动于一体的综合化及网络化智能保护测控单元发展，站控层监控系统向全面提高运行和管理自动化水平发展。
总结
与传统的电厂DCS自动化系统相比，ECS系统侧重于电气系统的监控，自动化监控技术的运用，实现了发电厂用电中低压电气系统的保护、测量、计量、控制、分析等综合功能，给人们带来了极大的便利。同时，在对ESC系统运用需要注意相关的技术问题，以确保系统的高效使用。太网技术和综合化智能技术的应用，必将带来电厂自动化系统的新一轮变革。
接口测试范文第4篇
摘要：本文结合电动汽车市场发展的需求，研究了一种基于单片机控制的、运用GSM模块进行通信，以用户手机作为监控终端的电动汽车充电远程监控装置。本装置中下位机硬件设计选用当今流行的电子器件及单片机进行测控，采用成熟的典型电路，工作可靠。在测控和通信软件设计中，单片机与GSM模块之间采用串行通信，GSM模块与手机之间采用短信的方式进行无线通信。上位机软件设计中，选用占市场份额70%以上的Android系统为手机平台，程序模块之间耦合度低，人机界面简洁易用，便于操作使用。
关键词：电动汽车；充电；远程监控；GSM通信；Android系统
1概述
由于目前的充电桩、特别是用户充电桩大多数不具备与车主进行信息交换的功能，对车辆的充电状况，需要车主到车上观察仪表才能掌握，这给广大车主带来了很多不便，特别是在生活节奏加快的现代社会，更是一种迫切需要解决的问题。因此有必要研制一种与电动汽车相配套的汽车电池充电监控装置，该装置除确保充电安全外，还具有与车主的手机进行通讯的功能，使车主能在不影响工作和休息的条件下对车辆的充电状况进行实时的有效的监控。该装置应设计成不仅能与公共充电桩配套使用，而且也能适用于在廉价的用户充电桩上使用，即使是车主在家中拉一条电源线进行充电，也能使用。
2 整体架构的设计
本文研究一种使用方便的汽车充电远程监控装置的设计与实现技术，主要研究内容包括：
电动汽车充电远程监控装置的硬件与软件实现。本文的目的是完成电动汽车充电远程监控装置的设计，因此必须在硬件电路的基础上完成全部软件调试，以证明设计的可行性。
本文所涉及的硬件主要有单片机、GSM模块和手机。为完成硬件和软件设计，涉及到GSM模块与单片机的连接、基于GSM模块的短消息工作流程、串行通信接口对短消息控制的模式、短消息AT指令，手机应用软件设计相关的Android系统构架、Android系统四大组件、Intent及 AndroidManifest.xml配置文件等背景知识。
本文设计并实现了电动汽车电池充电远程监控装置的下位机系统。设计了电源开关模块、电源及信号调理模块、控制与通信模块，重点对控制与通信模块（包括GSM模块）的软件流程进行了研究，编写了相应的软件并成功地进行了通信试验，证明了本装置设计的可行性。
最后还要实现了一个基于Andriod系统的手机APP（上位机）。在分析目前社会流行的手机市场情况和大众的使用习惯后，确定以Android操作系统为基础编写上位机应用软件。整体架构的设计如图1所示。
充电远程监控装置框图
2.1电源开关模块
电源开关模块的功能是连接充电桩的电源，控制向汽车电池充电。它内部接触器的供电触头处于常开状态，需要进行充电时，通过一个启动按钮人工控制闭合。在出现充电桩输出电压异常、充电电流异常、电池完成充电时，将自动或受单片机控制自动切断充电桩与汽车电池的连接，亦可通过车主手机发出的停止充电信号控制其断开。
2.2电源及信号调理模块
电源及信号调理模块的功能是：
1）为本装置的车载部分供电；
2）测量充电桩电压信号，发现超压时，自动切断供电电源；
3）将充电电流转换为单片机可以采样的电压信号。
2.3控制及通信模块
本模块由模数（A/D）变换模块、单片机模块、GSM模块以及SIM卡等组成。
控制及通信模块的功能是：
1）采集充电电流信号，发现电流异常（电流过大）时，自动控制断开电源开关，并通过GSM模块向车主发出过流短信；
2）采集充电电流信号，发现充电电流小于某一规定值后，即认为充电任务已实际完成，自动控制断开电源开关，并通过GSM模块向车主发出“充电完成”短信；
3）定时采集充电电流信号，进行电池已充电量累计统计，在车主询问时，通过GSM模块以短信回复；
4）具有和手机之间进行双向通信的能力，当车主发出中止充电信息时，控制断开电源开关。
2.4手机
手机是本装置的上位机，其功能是与本装置的车载部分（下位机）进行双向通信，接收下位机发出的信号，并对于下位机进行控制。
3控制及通信功能的軟件实现
3.1编程与调试环境构建
使用Keil uVision2作为单片机C语言软件开发系统，它是德国Keil Software公司出品的，该环境使用接近于传统C语言的语法来开发，可有效提高工作效率和缩短项目开发周期。该集成开发环境包含：编译器，汇编器，实时操作系统，项目管理器，调试器。
3.2短消息的串口通信函数
短信息的发送采用查询方式，通过循环查询条件，需要时执行相应动作。其发送函数send_uart将命令或数据送到数据缓冲寄存器SBUF中，TI复位。短信息的接收采用串口中断方式，当串口中断时，便判断是否为新消息，进一步执行相应动作，通过编写接收函数从数据缓冲寄存器SBUF中读取数据，RI复位。
3.3 GSM模块初始化
通过单片机发送AT指令对GSM模块的TC35进行初始化设置。
第1步发送“ATE0”指令关闭回显；
第2步发送“AT+CMGF=0”指令选择短消息信息格式为PDU编码模式；
第3步发送“AT+CNMI=2，2，0”指令设定接收到短消息，短消息储存到SIM卡，并且向TE发出通知。如果在数据线被占用的情况下，先缓冲起来，待数据线空闲，再通知；
第4步发送PDU模式16进制数据编码。
在程序编制中，单片机向GSM模块每发送1条AT指令， 都要以1个回车符和换行符来结束该指令。回车符和换行符的 ASCII 编码分别是0x0d， 0x0a，在程序中每次均需要使用通信函数send_uart（0x0D），send_uart（0x0A） 来完成回车符和换行符的动作。单片机向GSM模块发送PDU模式的16进制数据编码后，还需要发送Ctrl + Z，它的ASCII 编码是0x1A ，在程序中也要调用通信函数send_uart（0x1A）来完成Ctrl + Z的动作。
3.4单片机初始化
单片机初始化主要是设置串口、寄存器、定时器等参数。
3.5通信与控制软件流程图设计
通信与控制软件牵涉到单片机与GSM模块，根据设定的通信与控制任务，其流程图如图2所示。图中所设置的Flag标志的含义如下：Flag=0表示充电异常，Flag=1表示中止充电，Flag=2 表示充电完成。
4上位机的软件实现
4.1 Andriod开发软件平台与环境构建与选择
因为要使用Java语言开发环境，故首先下载安装JDK，然后配置JDK，需要设置JAVA_HOME、 Path、 ClassPath等环境变量。
1）Andriod studio软件开发工具
选择使用了Andriod studio软件开发工具，它提供了用于Android开发与调试的集成开发环境。Andriod Studio比过去常用的开发工具Eclipse更快，更智能，很多相关联的语句都可以自动完成添加，同时它整合了Gradle构建软件与Git版本控制软件，有效地提升了应用软件的开发效率，降低了错误率与劳动强度。Andriod studio软件开发工具的界面如图3所示。
2）Genymotion模拟器
Genymotion模拟器是基于Oracle VM VitualBox虚拟机的，它的速度快，操作流畅，只要下载相应的手机操作系统，可以支持多种设备。图4为VitualBox虚拟机与Genymotion模拟器界面。
4.2上位机总体设计
上位机软件设计中，选用占市场份额70%以上的Android系统为手机平台，使用Java语言编程，综合运用了广播、通知、活动、SQLite数据库、后台服务等Android组件进行编程，程序模块之间耦合度低，人机界面简洁易用，便于操作使用。
5结束语
提出了一种可对电动汽车电池充电状况远程监控的下位机设计，配合车主的手机（即上位机，需安装专用的应用软件），即可对汽车已充电量、充电完成情况、充电过程的安全性、按车主需要终止充电等进行远程监控。
参考文献：
[1] 陈良亮，张浩，倪峰，等.电动汽车能源供给设施建设现状与发展探讨[J].电力系统自动化，2011（14）：11-17.
[2] 赵明宇，王刚，汪映辉，等.电动汽车充电设施监控系统设计与实现[J].电力系统自动化，2011（10）：65-69.
[3] 范佳，鲁涛，胡成潇，等.汽车充电桩短信报警系统[J].山东工业技术，2016（2）：136-137.
[4] 马潮.嵌入式GSM短信息接口的软硬件设计[J].單片机与嵌入式系统应用，2003（7）：21-24.
[5] 耿东久，索岳，陈渝，等.基于Android手机的远程访问和控制系统[J].计算机应用，2011（2）：559-561.
接口测试范文第5篇
DirectShow采用了COM标准，所以很多重要的功能都是通过COM接口来完成。下面就列举一些重要的DirectShow的接口。
(1) IGraphBuilder接口
用于构造Filter Graph的接口，建立和管理一系列的Filter，过滤和处理源媒体流。
(2) IMediaControl接口
用于控制多媒体流在过滤器图表中的流动，如流的启动和停止。
(3) IMediaEvent接口
用于捕获播放过程中发生的事件，并通知应用程序，如EC_COMPLETE等。
(4) IVideoWindow接口
用于控制视频窗口的属性。
(5) IMeadiaSeeking接口
用于查找媒体的接口，定位流媒体，控制多媒体数据播放提供精确控制。
(6) IBaseFilter接口
从ImediaFilter接口继承，用来定义一个具体的过滤器指针，并对多媒体数据进行处理。
(7) IPin接口
用于管理两个过滤器之间的Pin，从而连接过滤器。
(8) IsampleGrabberCB接口
是Sample Grabber过滤器的一个接口，用于当流媒体数据通过过滤器时进行采样以获得帧图象。
用DirectShow来使用摄像头，一般要求摄像头的驱动是WDM格式的，当然，一些比较老的驱动格式DirectShow也可支持。在DirectShow中，有一个Sample Grabber过滤器，它是一个可以被插入流的过滤器，它有自己的缓冲，存放采样。我们就可以用它来从一个视频文件中简单的扑获一桢。DirectShow通过图形过滤管理器(Filter Graph Manager)来与上层应
用程序和下层的驱动进行联系。DirectShow通过捕获过滤器(Capture Filter)来支持对摄像头的捕获，一个捕获过滤器有多个插口(pin)，其中的预览(preview)插口可用来进行显示祯图象。
1、创建图形过滤管理器Filter Graph
如上面原理所述，首先要创建Filter Graph：
CComPtr< IGraphBuilder > m_pGraph;
hr=m_pGraph.CoCreateInstance( CLSID_FilterGraph );
2、连接设备
还要创建系统枚举器组件对象：
CComPtr
pCreateDevEnum;pCreateDevEnum.CoCreateInstance( CLSID_SystemDeviceEnum );
然后使用接口方法CreateClassEnumerator ()为指定的Filter注册类型目录创建一个枚举器，并获得IenumMoniker接口：
CComPtr< IEnumMoniker > pEm;
pCreateDevEnum->CreateClassEnumerator(CLSID_VideoInputDeviceCategory, &pEm, 0 );
接着在调用BindToObject()以后，可以将设备标识生成一个DirectShow Filter，将其加到Filter Graph中就可以参与工作了。
CComPtr< IMoniker > pM;
CComPtr< IPropertyBag > pBag;
hr=pM->BindToStorage(0,0,ID_IPropertyBag, (void**) &pBag );
3、创建Sample Grabber过滤器
CComPtr< ISampleGrabber > m_pGrabber
hr=m_pGrabber.CoCreateInstance( CLSID_SampleGrabber );
当创建好SampleGrabber以后，在Sample Grabber 过滤器连接到别的过滤器之前你必须配置它。然后查询IsampleGrabber接口,还要设置流媒体类型:
m_pGrabber->SetMediaType();
可以仅仅指定主媒体类型;或者主类型加子类型;或者主类型，子类型和类型格式。然后就把它加载到FilterGraph中去：
m_pGraph->AddFilter(pGrabBase,"Grabber" );
4、查找Filter Graph 的Pin并完成后续连接。
接下来就可以通过调用IGraphBuilder 的FindPin()接口来查找过滤管理器中的Pin接口，并通过ICaptureGraphBuilder2 中的接口RenderStream()来完成后续的连接。
hr=pCGB2->FindPin(pCap,PINDIR_OUTPUT,&PIN_CATEGORY_VIDEOPORT, NULL,FALSE,0,&pVPPin);
hr=pCGB2->RenderStream(&PIN_CATEGORY_CAPTURE,&MEDIATYPE_Video, pCap,pGrabBase,pRenderer);
5、获取流媒体类型并运行
通过GetConnectedMediaType()获取连接流媒体的类型以后，我们可以通过
IsampleGrabberCB类的接口BufferCB()来把视频的数据拷贝到自定义的缓冲区中，然后通过在缓冲区的拷贝进行视频到图象数据的拷贝。最后运行﹕