[发明专利]一种带抗扰功能的微小卫星CAN总线测试装置及应用方法

说明书

本发明公开了一种带抗扰功能的微小卫星CAN总线测试装置及应用方法，本发明装置包括内外CAN测试接口和地面CAN测试网络，所述内外CAN测试接口包括T型电缆和CAN隔离转发器，所述T型电缆将CAN隔离转发器连接在星上CAN总线网络的星载计算机、星表CAN设备的双CAN接口之间，所述地面CAN测试网络包括三段式地测电缆、外部直流电源和多个地面测试设备，所述多个地面测试设备通过三段式地测电缆与CAN隔离转发器相连。本发明能够有效提高微小卫星CAN总线测试的便利性和稳定性，确保微小卫星内部总线与在轨状态的一致性，减少地面测试网络对星上CAN总线工作状态的干扰。

技术领域

本发明属于航天器综合电子与测试技术领域，涉及一种带抗扰功能的微小卫星CAN总线测试装置及应用方法。

背景技术

控制器局域网CAN(Controller Area Network)是由德国博世公司在20世纪80年代初提出的一种串行通信现场总线，最初主要用于实现汽车中众多的控制和测量仪器之间的数据通信，随着CAN的应用普及，其实时性好、可靠性高、抗干扰能力强等优势也为航天领域所认可，被广泛地应用到航天领域中。国内外均已将其引入综合电子系统，大量微小卫星已经将CAN总线作为星上骨干网络来完成星上设备间的信息交互。现代微小卫星新技术含量高，功能密度大，研制周期短，成为航天领域最具活力的研究方向，并成为军用、民用卫星的重要成员。在微小卫星发展初期阶段，卫星平台与载荷功能相对简单，星上设备少，星上CAN链路短，对通信实时性要求低，无需开展额外的CAN网络拓扑设计，与外部地面测试设备简单连接，即可实现星上CAN设备、外部地面测试设备的连接和通信。

随着微小卫星不断发展，对星上CAN总线网络和地面CAN测试网络的设计与连接方式提出了更高的要求。当前微小卫星星上设备越来越多，为兼顾总线电缆长度控制与通信性能，同时便于总装测试操作，主要采用链式CAN总线方案，即采用双CAN总线，将所有单机设备串行连接，并构成独立的星内CAN总线系统。与此同时，外部地面测试设备也在增多和网络化，包括总线监听设备、信号测量设备和动力学仿真器等，测试设备种类多，位置散布大，可能造成测试电缆长、网络结构复杂，测试总线上干扰信号复杂，如果简单地将外部CAN测试网络直接连接到星上CAN总线网络，将会破坏卫星内部CAN总线网络的已有拓扑结构，并将测试网络额外的外部干扰引入星内网络，轻则导致总线通信异常，不能满足实时性与可靠性要求，重则导致整个CAN总线网络瘫痪，卫星失控。

当前可用的卫星CAN总线测试接口方法包括总线末端接入法、随机接入法、脐带电缆接入法等。总线末端接入方法简单，直接将测试总线挂接在星上CAN总线的末端，但要求星上总线构建完整，不适用于增量式总装测试过程，且在卫星合舱后无法接入测试；随机接入法无固定接入点，适用于增量式总装测试过程，但接入点选择随意性大，且需频繁调整接入点，安全性可靠性低。脐带电缆接入法通过脐带电缆接入，需占用脱插电连接器有限的接点资源，且脱插后会在星内残留一段无用的CAN电缆，既增加赘重，又引入额外的干扰信号。

此外，当前卫星CAN总线测试方法缺少对卫星各阶段测试环境和测试任务的适应性设计，如未提前考虑和进行针对性设计，则测试系统可能无法适应整星某些特殊试验任务(热真空试验)的测试要求，导致缓误测试进度，甚至无法完成既定测试任务。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种带抗扰功能的微小卫星CAN总线测试装置及应用方法，本发明旨在解决现有微小卫星CAN总线测试方案缺少科学指导，且难以兼顾总装便利性、通信可靠性和环境适应性的难题，提高微小卫星CAN总线测试的便利性和稳定性，确保微小卫星内部总线与在轨状态的一致性，减少地面测试网络对星上CAN总线工作状态的干扰。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：