用于激光器壽命試驗(yàn)儀器的嵌入式總體控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于激光器壽命試驗(yàn)儀器的嵌入式總體控制系統(tǒng)，在不需要提供計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的情況下，通過匯編語言及集成PLC模塊對激光器壽命試驗(yàn)儀器各關(guān)鍵部位實(shí)施控制，實(shí)現(xiàn)了對壽命試驗(yàn)初始參數(shù)的自動設(shè)置、試驗(yàn)異常情況的自動保護(hù)、敏感參數(shù)的自動監(jiān)測、采集等功能?？傊?，本系統(tǒng)功能完備、操作簡單、界面友好，性價(jià)比高，在工業(yè)控制領(lǐng)域中具有很高的使用價(jià)值。
【專利說明】用于激光器壽命試驗(yàn)儀器的嵌入式總體控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)開發(fā)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種網(wǎng)站前端開發(fā)方法與系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體激光器在光通信、信息存儲、醫(yī)療、光傳感以及泵浦固體激光器和光纖放大器等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，大量新產(chǎn)品的推出，半導(dǎo)體激光器的可靠性問題逐漸暴露出來。從經(jīng)濟(jì)上看，一個器件的失效，往往影響到整個設(shè)備或系統(tǒng)，導(dǎo)致巨額損失。從安全上考慮，如果飛機(jī)或航天飛船發(fā)生通信故障，將會造成無法估量的重大損失。從通信阻斷、顧客不滿，信譽(yù)損失直到嚴(yán)重?fù)p害國家安全，也都可能是由器件的不可靠引起的。因此研宄半導(dǎo)體激光器的可靠性是十分迫切、現(xiàn)實(shí)和必要的。
[0003]壽命是半導(dǎo)體激光器可靠性考核過程中最重要的一個指標(biāo)，近年來成為半導(dǎo)體激光器領(lǐng)域的一個研宄熱點(diǎn)。特別是對大功率半導(dǎo)體激光器壽命試驗(yàn)裝置的研制，越來越受到大功率半導(dǎo)體激光器研制單位和應(yīng)用單位的重視，已經(jīng)有商品化的設(shè)備面世。隨著半導(dǎo)體工藝的進(jìn)步，大功率半導(dǎo)體激光器的壽命越來越長，開展大功率半導(dǎo)體激光器壽命評價(jià)，往往耗時較長，如何在長時間試驗(yàn)過程中完整的記錄器件輸出參數(shù)隨時間的退化信息對準(zhǔn)確評價(jià)激光器的壽命至關(guān)重要，此外壽命試驗(yàn)過程中的一些熱學(xué)、電學(xué)參數(shù)的實(shí)時記錄也會對壽命評價(jià)形成重要的支撐，因此半導(dǎo)體激光器壽命試驗(yàn)裝置的總體控制模塊是一個非常重要的部件，通過總體控制軟件在保證整個壽命試驗(yàn)裝置協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)的同時，也能夠?qū)崟r監(jiān)測壽命試驗(yàn)過程中的各種參數(shù)信息。
[0004]中國電子科技集團(tuán)公司第十三研宄所報(bào)道了一種連續(xù)半導(dǎo)體激光單條陣列老化篩選試驗(yàn)系統(tǒng)(任永學(xué)，鄧海麗等，連續(xù)半導(dǎo)體激光器單條陣列老化篩選系統(tǒng)，加工、測量與設(shè)備，2011.7)，該試驗(yàn)系統(tǒng)基于LabView環(huán)境下開發(fā)了激光功率采集軟件，通過軟件實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)采集卡的控制，完成對激光功率數(shù)據(jù)的實(shí)時檢測，自動進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀取、存儲以及繪制Ρ-t (輸出功率-時間)曲線。該試驗(yàn)系統(tǒng)提出了壽命試驗(yàn)過程中激光器輸出功率隨時間變化信息的自動檢測方案，但壽命試驗(yàn)過程中有關(guān)器件熱學(xué)參數(shù)以及相關(guān)電學(xué)參數(shù)沒有實(shí)現(xiàn)實(shí)時檢測，壽命試驗(yàn)過程自動記錄信息不全面，不利于后續(xù)壽命評價(jià)工作的開展。此夕卜，該系統(tǒng)采用基于計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的控制方法采集壽命試驗(yàn)過程相關(guān)信息，相對于嵌入式控制系統(tǒng)，程序開發(fā)代碼規(guī)模大，操作性差、自動化程度低。
[0005]中國地質(zhì)大學(xué)報(bào)道了一種半導(dǎo)體激光器壽命測試系統(tǒng)(徐小紅，半導(dǎo)體激光器壽命試驗(yàn)系統(tǒng)研制，中國地質(zhì)大學(xué)碩士學(xué)位論文，2005)，該壽命試驗(yàn)系統(tǒng)基于windows 2000平臺，利用VB語言編制了計(jì)算機(jī)控制軟件，實(shí)現(xiàn)了對試驗(yàn)參數(shù)的自動設(shè)置以及敏感參數(shù)數(shù)據(jù)的自動采集與處理。該系統(tǒng)同樣采用基于計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的控制方法設(shè)置和采集壽命試驗(yàn)過程相關(guān)信息，相對于嵌入式控制系統(tǒng)，同樣存在程序開發(fā)代碼規(guī)模大，操作性差等不足。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種操作方便、簡單、圖形界面友好并能提供網(wǎng)絡(luò)訪問功能的嵌入式的激光器壽命試驗(yàn)儀器總體控制系統(tǒng)，采用的方案如下。
[0007]一種用于激光器壽命試驗(yàn)儀器的嵌入式總體控制系統(tǒng)，包括人機(jī)界面模塊、環(huán)境控制模塊、集成控制模塊和通訊模塊；
[0008]所述人機(jī)界面模塊連接所述通訊模塊，用于展示功能菜單以便用戶對激光器壽命試驗(yàn)儀器的環(huán)境試驗(yàn)箱、驅(qū)動電源、水冷機(jī)、參數(shù)檢測模塊和保護(hù)電路模塊進(jìn)行初始設(shè)置和運(yùn)行監(jiān)控，以及對激光器壽命試驗(yàn)中的參數(shù)采集與顯示、異常報(bào)警過程進(jìn)行設(shè)置和監(jiān)控；
[0009]所述環(huán)境控制模塊為內(nèi)置匯編語言編輯的控制程序的可編程控制器模塊，用于對激光器壽命試驗(yàn)儀器的環(huán)境試驗(yàn)箱的環(huán)境溫濕度進(jìn)行設(shè)置和監(jiān)控，并通過所述通訊模塊與所述集成控制模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；
[0010]所述集成控制模塊為內(nèi)置匯編語言編輯的控制程序的可編程控制器模塊，用于通過總線與激光器壽命試驗(yàn)儀器的驅(qū)動電源、水冷機(jī)、參數(shù)檢測模塊和保護(hù)電路模塊的控制器互聯(lián)，所述集成控制模塊作為主機(jī)，總線上其它控制器為叢機(jī)。
[0011]本發(fā)明用于激光器壽命試驗(yàn)儀器的嵌入式總體控制系統(tǒng)，在不需要提供計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的情況下，通過匯編語言及集成PLC模塊對激光器壽命試驗(yàn)儀器各關(guān)鍵部位實(shí)施控制，實(shí)現(xiàn)了對壽命試驗(yàn)初始參數(shù)的自動設(shè)置、試驗(yàn)異常情況的自動保護(hù)、敏感參數(shù)的自動監(jiān)測、采集等功能?？傊?，本系統(tǒng)功能完備、操作簡單、界面友好，性價(jià)比高，在工業(yè)控制領(lǐng)域中具有很高的使用價(jià)值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明用于激光器壽命試驗(yàn)儀器的嵌入式總體控制系統(tǒng)整體示意圖；
[0013]圖2為集成控制模塊組成示意圖；
[0014]圖3為本發(fā)明用于激光器壽命試驗(yàn)儀器的嵌入式總體控制系統(tǒng)的人機(jī)界面的功能界面示意圖；
[0015]圖4為本發(fā)明用于激光器壽命試驗(yàn)儀器的嵌入式總體控制系統(tǒng)參數(shù)測試界面示意圖；
[0016]圖5為本發(fā)明用于激光器壽命試驗(yàn)儀器的嵌入式總體控制系統(tǒng)保護(hù)電路控制界面示意圖；
[0017]圖6為本發(fā)明用于激光器壽命試驗(yàn)儀器的嵌入式總體控制系統(tǒng)驅(qū)動電源控制界面示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的【具體實(shí)施方式】僅僅用以解釋本發(fā)明，并不限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0019]一種用于激光器壽命試驗(yàn)儀器的嵌入式總體控制系統(tǒng)包括人機(jī)界面模塊、環(huán)境控制模塊、通訊模塊、集成控制模塊。
[0020]所述人機(jī)界面模塊為10寸液晶觸摸屏，按照ISO或TCP網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議與通訊模塊進(jìn)行物理連接。通過人機(jī)界面模塊的功能菜單可對激光器壽命試驗(yàn)儀器的環(huán)境試驗(yàn)箱、驅(qū)動電源、水冷機(jī)、參數(shù)檢測等關(guān)鍵模塊進(jìn)行初始設(shè)置和運(yùn)行監(jiān)控。同時，還可對壽命試驗(yàn)中的參數(shù)采集與顯示、異常報(bào)警等過程進(jìn)行設(shè)置和監(jiān)控。
[0021]所述環(huán)境控制模塊為一利用匯編語言編輯好控制程序的可編程控制器模塊(PLC)，按照TCP/IP網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議通過通訊模塊連接到人機(jī)界面模塊，對激光器壽命試驗(yàn)儀器的環(huán)境試驗(yàn)箱的環(huán)境溫濕度進(jìn)行設(shè)置和監(jiān)控，并通過通訊模塊與集成控制PLC模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
[0022]所述通訊模塊為具有8個或以上通訊接口的工業(yè)以太網(wǎng)通訊模塊，可按照ISO或TCP等網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議與人機(jī)界面模塊、環(huán)境控制模塊和集成控制模塊進(jìn)行物理連接。
[0023]所述集成控制模塊為一利用匯編語言編輯好控制程序的可編程控制器模塊(PLC)。集成控制模塊通過485總線與激光器壽命試驗(yàn)儀器的參數(shù)檢測模塊、水冷機(jī)、驅(qū)動電源模塊的控制器互聯(lián)，485總線上統(tǒng)一運(yùn)行modbus-RTU協(xié)議，集成控制模塊作為modbus主機(jī)端，總線上其它子系統(tǒng)控制器為叢機(jī)。同時，集成控制模塊按照TCP/IP網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議通過通訊模塊連接到人機(jī)界面模塊，對激光器壽命試驗(yàn)儀器的驅(qū)動電源、水冷機(jī)、參數(shù)檢測、保護(hù)電路等關(guān)鍵模塊進(jìn)行初始設(shè)置和運(yùn)行監(jiān)控。
[0024]將發(fā)明的嵌入式總體控制系統(tǒng)應(yīng)用于某單管壽命試驗(yàn)儀器，圖3-6為嵌入式總體控制軟件的界面圖。
[0025]在本發(fā)明的集成控制模塊中，其參數(shù)檢測控制叢機(jī)端主要監(jiān)測壽命試驗(yàn)過程中試驗(yàn)器件的電壓、電流、襯底溫度以及輸出功率等多個參數(shù)隨時間的變化信息。此外，本發(fā)明中的通訊模塊還可以與外部計(jì)算機(jī)或通過局域網(wǎng)絡(luò)的形式與外部移動終端互聯(lián)，可實(shí)現(xiàn)壽命試驗(yàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制。
[0026]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于激光器壽命試驗(yàn)儀器的嵌入式總體控制系統(tǒng)，其特征在于， 包括人機(jī)界面模塊、環(huán)境控制模塊、集成控制模塊和通訊模塊； 所述通訊模塊分別連接所述人機(jī)界面模塊、所述環(huán)境控制模塊和所述集成控制模塊；所述人機(jī)界面模塊連接所述通訊模塊，用于展示功能菜單以便用戶對激光器壽命試驗(yàn)儀器的環(huán)境試驗(yàn)箱、驅(qū)動電源、水冷機(jī)、參數(shù)檢測模塊和保護(hù)電路模塊進(jìn)行初始設(shè)置和運(yùn)行監(jiān)控，以及對激光器壽命試驗(yàn)中的參數(shù)采集與顯示、異常報(bào)警過程進(jìn)行設(shè)置和監(jiān)控； 所述環(huán)境控制模塊為內(nèi)置匯編語言編輯的控制程序的可編程控制器模塊，用于對激光器壽命試驗(yàn)儀器的環(huán)境試驗(yàn)箱的環(huán)境溫濕度進(jìn)行設(shè)置和監(jiān)控，并通過所述通訊模塊與所述集成控制模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換； 所述集成控制模塊為內(nèi)置匯編語言編輯的控制程序的可編程控制器模塊，用于通過總線與激光器壽命試驗(yàn)儀器的驅(qū)動電源、水冷機(jī)、參數(shù)檢測模塊和保護(hù)電路模塊的控制器互聯(lián)，所述集成控制模塊作為主機(jī)，總線上其它控制器為叢機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于激光器壽命試驗(yàn)儀器的嵌入式總體控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述人機(jī)界面模塊為10寸液晶觸摸屏，所述通訊模塊為具有8個或以上通訊接口的工業(yè)以太網(wǎng)通訊模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于激光器壽命試驗(yàn)儀器的嵌入式總體控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述人機(jī)界面模塊按照ISO或TCP網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議通過通訊模塊與所述環(huán)境控制模塊和所述集成控制模塊相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的用于激光器壽命試驗(yàn)儀器的嵌入式總體控制系統(tǒng)，其特征在于，所述總線上運(yùn)行modbus-RTU協(xié)議。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的用于激光器壽命試驗(yàn)儀器的嵌入式總體控制系統(tǒng)，其特征在于，所述集成控制模塊用于控制激光器壽命試驗(yàn)過程中試驗(yàn)器件的電壓、電流、襯底溫度以及輸出功率隨時間的變化。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的用于激光器壽命試驗(yàn)儀器的嵌入式總體控制系統(tǒng)，其特征在于，所述通訊模塊還用于與外部計(jì)算機(jī)或通過局域網(wǎng)絡(luò)的形式與外部移動終端互聯(lián)，以實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制。
【文檔編號】G01M11/00GK104483100SQ201410823099
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月22日
【發(fā)明者】路國光, 謝少鋒, 肖慶中, 郝明明, 張林杰, 賴燦雄, 周振威 申請人:工業(yè)和信息化部電子第五研究所