中转器是测试服务平台和终端之间的关键环节，事先考虑测试过程中可能遇到的各种情况，设计了用于代替线路连接的电路板，并与路由器配合，承担了平台和终端之间的信号传输和数据通信工作。中转器的设计降低了人工连接传输线路的工作量，实现了平台和终端之间线路连接关系的清晰明了，提高了两者之间互联互通的可靠性，减少了导线脱落、断裂等意外情况。

1.中转器整体设计

在整体设计中，充分考虑中转器内部路由器、电路板以及接线端口等部件的空间分配和功能划分，在保证实现其功能的基础上尽可能简单实用。中转器原理如图6－3（a）所示，具体实物如图6－3（b）所示。

中转器A面安置了4个接线端口：接线端口“电源”连接为路由器供电的电源导线；接线端口A1共有19根引脚，承接来自开关设备接线盒的输出端导线，满足1－Wire 8×16模式（模式1）和2－Wire 4×16模式（模式2）两种接线盒的输出端共16根引出导线的需求，其中每个接线盒各有8根引出导线，A1剩余的3根引脚留作备用；接线端口A2共有55根引脚，承接来自模式1和模式2两种接线盒输入端共32根引出导线以及振动信号采集卡上连接采集通道的7路信号线，其中模式1的接线盒输入端共有16根引脚，采用一分为二的方式引出32根导线；模式2的接线盒输入端共有32根引脚，采用一对一的方式引出32根导线，采用合二为一的方式分别与模式1下的32根对应导线汇聚在一起，A2剩余的16根引脚留作备用；网线接口LAN1承接来自平台的网线。

图6-3　中转器整体设计

（a）中转器原理；（b）中转器实物

中转器B面安置了4对相同的接线端口和网线接口：接线端口B1、B2、B3、B4分别承接来自4个测试服务终端内部传输模拟信号和特征参数的导线，每个端口都有13根引脚，满足对应终端内部4个传感器的连接需要，即每个传感器需要3根导线（信号传输线、地线和参数线），多余的1根引脚留作备用；网线接口LAN2、LAN3、LAN4和LAN5分别承接来自4个终端的网线，作用与LAN1相同。

2.电路板设计

作为中转器的核心部件，基于电路板上的走线实现了平台与终端之间复杂线路连接的简单集成，其设计原理如图6－4（a）所示，具体实物如图6－4（b）所示。电路板上可安置11个集线模块，划分为连接测试服务平台模块组（module group／test service platform，MG／TSP）、连接测试服务终端模块组（module group／test service terminal，MG／TST）、反映不同测试模式模块组（module group／test pattern，MG／TP）和辅助模块组四大类。

图6-4　电路板设计

（a）电路板原理；（b）电路板实物

（1）连接测试服务平台模块组，包含集线模块J6－SIGNAL和J6－TZCS，分别针对开关设备集线盒的两种拓扑结构，即1－Wire 8×16和2－Wire 4×16 Matrix Topology。针对模块J5和J6的引出导线采用一分为二的方式同时连接两类接线盒，在实际测试过程中如果需要改变拓扑结构，不必重新连接导线，只需更换接线盒即可，其具体连接方式如图6－5所示。

图6-5　两种拓扑结构连接方式

模块J5共有16根引脚，采用一分为二的方式引出32根导线，实现J5与1－Wire 8×16模式接线盒引脚0～15和2－Wire 4×16模式接线盒引脚0～15的连接；模块J6共有16根引脚，采用一分为二的方式引出32根导线，实现J6与1－Wire 8×16模式接线盒引脚0～15和2－Wire 4×16模式接线盒引脚16～31的同时连接，集线模块和开关接线盒连接关系如表6－1所示。

表6-1　集线模块与开关接线盒连接关系

（2）连接测试服务终端模块组，包含集线模块J1、J2、J3和J4，一方面模块Ji（i＝1，2，3，4）连接第i个终端，其上面全部16根引脚平均分配给第i个终端上全部4个传感器，每个传感器可分配到1根信号引脚、1根参数引脚和2根接地引脚，具体分配规范如表6－2所示；另一方面通过电路板走线，实现模块J1、J2、J3、J4与模块J5、J6的对应连接，具体连接规范如表6－3所示。

表6-2　集线模块引脚分配规范

表6-3　集线模块间引脚连接规范

其中，模块J1、J2、J3和J4上引脚8～15全部接地，作为传输测试信号和传感器特征参数的公共接地端；Sensor／i－j表示第i个终端内的第j个传感器；Ji－j表示集线模块Ji内的第j个引脚。

（3）反映不同测试模式模块组，包含集线模块CESHI 1、CESHI 2和CESHI 3，模块间具体连接规范如表6－4所示。模块CESHI 1上的全部8根引脚与CESHI 2上的7根引脚和CESHI 3上的4根引脚分别对应相连；模块CESHI 2代表1－Wire 8×16测试模式，选取引脚CESHI 2－4（即C2－4）作为传感器特征参数的传输通路，与模块TZCS的正极（即TZCS＋）相连，其余7根引脚传输被测对象的模拟信号；模块CESHI 3代表2－Wire 4×16测试模式，选取引脚CESHI 3－4（即C3－4）至CESHI 3－7（即C3－7）作为传感器特征参数的传输通路，与TZCS＋相连，其余4根引脚传输被测对象的模拟信号。其中Ci－j表示模块Ci内的第j个引脚。(www.daowen.com)

表6-4　集线模块间引脚连接规范

注：C1：CESHI 1；C2：CESHI 2；C3：CESHI 3。

（4）辅助模块组，包含集线模块TZCS和TERRA。其中模块TZCS是传感器特征参数的传输通道；模块TERRA上的两根引脚作为电路板的公共接地端，与模块TZCS的负极和模块J1、J2、J3、J4各自的引脚8～15相连。

3.模块间连接关系

基于上述理论研究成果，汇总不同模块间的对应连接关系如下所示：基于网线的端口和集线模块间连接关系如图6－6所示，基于导线的测试端口和集线模块间连接关系如图6－7所示；实际测试过程中被测对象的模拟信号传输路径如图6－8（a）所示，传感器的特征参数传输路径如图6－8（b）所示，平台和终端之间的数据交互路径如图6－8（c）所示。

图6-6　基于网线的端口和集线模块间连接关系

图6-7　基于导线的测试端口和集线模块间连接关系

图6-8　测试信息传输路径

（a）被测对象的模拟信号传输路径；（b）传感器的特征参数传输路径；
（c）平台和终端之间的数据交互路径