基于工程機械遙控器的無線通信性能自動檢測系統的設計和研究

唐美娟，李元平，夏海洲

（湖南三一智能控制設備有限公司，長沙410100）

1 引言

無線性能測試在通信領域具有廣泛的、不可替代的作用。如何確保批量產品的無線性能滿足用戶實際使用的需求是檢測無線產品非常重要的測試指標之一[1]。當前，對產品無線性能的檢測通常是在屏蔽暗室中基于測試設備發送命令后由獨立的標準源設備解析所接收到。被測件的反饋信號而得到產品的無線性能再將無線性能反饋到無線性能測試設備的控制主機上的方法來判斷產品的無線性能的優劣，此方法僅考慮了產品接收的靈敏度和正確性[2]。

在實際使用過程中，產品的無線通信距離才是產品（特別是工程機械遙控器）的無線通信性能的真實體現，僅在無干擾的暗室里對產品無線性能進行檢測后的產品的無線通信距離或通過公式計算得到通信距離往往與實際的相差甚大，存在如下未顧及的部分或全部問題：

1）只考慮電磁波在自由空間傳播過程中隨著距離的增加，能量擴散到更大的空間后能量密度減小后導致信號場強減小；沒有考慮空氣及地面等介質對電磁波吸收、衰減的影響。

2）沒有考慮發射天線的發射效率和接收天線的接收效率（理論上可以做到100%但實際上達不到）的影響。

3）沒有考慮各種電磁和氣候環境的干擾及接收機的抗干擾能力的影響。

基于上述問題，產品的實際通信距離的檢測成為產品在入庫、出庫前對產品進行篩選的一種必要過程，對產品無線通信距離在適合產品使用的環境條件下進行檢測更是考核產品真實無線通信性能是否滿足客戶需求的重要手段。同時，根據批量產品的無線通信距離的檢測結果也有利于研發工作者對不合格品原因的分析，也為研發出受消費者更為青睞的產品提供了更為有力保證。

本文根據工程機械遙控器由接收器和便攜式發射器配對構成的特點，研究和設計了批量產品無線通信性能可靠性檢測的自動化系統。

2 系統總體方案

選擇工程機械遙控器實際經常使用的環境作為試驗場地，將具有可拆卸或可伸縮的軌道和支架鋪設于室外，由套嵌入軌道上的傳送帶或傳動繩將發射器往遠離接收器的方向傳送，在目標距離內監控發射器或接收器是否產生“報警信號”來判斷遙控器的無線性能是否滿足要求。

3 系統硬件設計

硬件部分包括：（1）外殼裝置；（2）定位終端；（3）發射器；（4）外殼按鈕；（5）傳送帶（或傳帶繩）；（6）軌道；（7）支架；（8）動力機構；（9）控制盒；（10）接收器；（11）PC。各部分連接如下圖1 所示。

圖1 自動檢測系統硬件配置

為實現系統的可拆卸性和移動性，系統中軌道由不同長度的軌道段構成，軌道段的組合亦可采用現有的伸縮結構設計。根據實際環境，將產生軌道的不同安裝方式，如俯視軌跡可呈現如圖2、圖3、圖4 所示的圓曲線、直線、折線等多種狀態。

圖2 環繞樓房的圓曲線示意圖

圖3 樓房與樓房間的直線示意圖

圖4 樓房與樓房間的折線示意圖

4 系統軟件設計

在整個檢測過程中，系統實時進行3 種判斷：判斷接收到定位終端的距離數據是否在標準距離數據范圍內；判斷接收到定位終端的距離數據是否帶標識；判斷接收器是否產生報警信號。判斷最終直接給出2 種結果：在標準距離數據范圍內接收到定位終端的距離數據帶標識且接收器未產生一種報警信號時給出合格結果；在標準距離數據范圍內接收到定位終端的距離數據帶標識或接收器產生過報警信號時給出不合格結果。系統的軟件操作流程如圖5 所示。

圖5 自動檢測系統的軟件操作流程圖

5 結語

根據軟、硬件實現可行性分析，本文基于工程機械的泵車遙控器提供了一種檢測發射器和接收器配對產品的實際無線通信距離的系統的軟硬件設計實現方法，成功地實際解決現有屏蔽室檢測產品的無線通信性能及理論計算無線通信距離的不足問題，實現了真實的檢測產品的無線通信性能的檢測系統。實踐證明，模擬采用上述描述的系統方法對泵車遙控器進行批量篩選測試后，客戶因通信距離問題進行的產品故障反饋率明顯下降。

另外，檢測系統中的支架和軌道裝置等各個部件可拆卸（或可伸縮性），使得該檢測裝置具有可移動性，能在實際使用環境或類似環境條件下進行批量產品的無線通信距離的檢測，為選擇性產品實際考核的環境下的檢測工作提供了一種便利條件；各個部件可拆卸或可折疊性也使得軌道的鋪設成為一種隨意狀態，且軌道長度具有可延長性的特點，為單個產品逐一檢測或多個產品同時檢測的一種多選擇性批量產品的檢測模式，極大地提高了測試效率；同時，也為實現無線產品的發射端和接收端間對障礙物的繞射和折射的通信距離的自動化檢測提供了一種選擇參考。

此外，工作人員僅需在該檢測系統中安裝、拆卸發射器和接收器，檢測過程中無需人員值守，測試自動化程度高，能避免傳統的檢測方式中檢測人員長時間暴露于室外惡劣環境下連續操作的疲勞，在生產實踐過程中能取得產品的檢測批量可靠性成效。