基于PXI的便攜式測控系統
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此次選用的6位半數字多用表模塊PXI4070模塊可對電壓、電壓和電阻等基本參量進(jìn)行高精度測量。其主要技術(shù)指標為：直流電壓：300V，精確度± 0.019‰；交流電壓：300V，準確度：±0.7‰；直流電流：3A；電阻：100MΩ。上述測試范圍和精度都完全可以滿(mǎn)足測試要求。
如果說(shuō)硬件子系統是測控系統的基礎，那么軟件子系統就是測控系統的靈魂。硬件子系統為滿(mǎn)足不同的實(shí)際需求，可能有很大差別。然而，軟件子系統，如果設計 一個(gè)很好的框架，在改動(dòng)很少甚至不用改動(dòng)的情況就能滿(mǎn)足不同的需求。硬件設計完畢，調試成功后很少再出現問(wèn)題。硬件子系統存在的某些缺陷，有時(shí)只能有軟件 子系統來(lái)彌補。
3.1 軟件子系統的一般組成
軟件子系統的設計，必 須考慮軟件系統的穩定性和可擴充性。設計一個(gè)軟件系統，如果只針對某一具體的項目，完成后的軟件穩定性很差，移植到其他項目很難，就是移植過(guò)去，花費的時(shí) 間不如重新編寫(xiě)。所以為了適應不同的需求，應將各種測控系統的共性抽象出來(lái)，設計一個(gè)可重用的框架。通常，一個(gè)比較合理的測控系統框架包含三個(gè)部分：系統 級組態(tài)、項目級組態(tài)、測控執行，如圖13所示。
3.2 系統級組態(tài)設計
系統級組態(tài)一般是對硬件子系統的配置進(jìn)行組態(tài)，并將組 態(tài)的結果保存到數據庫中，這些組態(tài)包括系統組態(tài)、單元組態(tài)、對特定模塊的組態(tài)、其他可重用信息的配置等。這些信息保存到系統數據庫中。數據庫的實(shí)現方法不 外乎兩種，其一，自定義的數據格式，以二進(jìn)制或文本方式保存起來(lái)，其二，用現成的通用的數據庫如Access,SQL Server等保存起來(lái)。自定義格式保密性強，但隨機訪(fǎng)問(wèn)較麻煩，而通用的數據庫，保密性差一些，但查詢(xún)很方便。相比較而言，對于組態(tài)結果主要是查詢(xún)，所 以選擇通用數據庫是比較明智的。
在系統級組態(tài)中，涉及到對硬件子系統的配置，通常是指一個(gè)完整的測控系統中包括哪些PXI模塊，這些 模塊的資源號、和資源字符串是最重要的，我們可以在表格中人工輸入，然后保存起來(lái)，這是一個(gè)常規的做法，最巧妙的辦法是調用VISA庫中的函數，讓計算機 自動(dòng)搜索PXI模塊。對于單元組態(tài)，我們可以將測控系統分成多個(gè)回路，對每一回路來(lái)說(shuō)，無(wú)論閉環(huán)還是開(kāi)環(huán)，均有某一個(gè)或多個(gè)的模塊的通道組成。我們單元組 態(tài)的目的就是將這些回路的組合信息保存起來(lái)，給他取一個(gè)比較友好的名字，對操作人員來(lái)說(shuō)，友好的名字應該比單純的通道編號容易記住。
3.3 項目級組態(tài)設計
我們設計一個(gè)測控系統，其目的要用于實(shí)際的項目，項目的不同可能要使用的PXI模塊有所差別，最愚蠢的辦法是針對特定的項目開(kāi)發(fā)特定的軟件。系統級組態(tài) 中，我們已經(jīng)具有了測控系統中所包含的硬件信息，這些信息是可變的，但獲取這些信息的程序未變。如果設計良好項目級組態(tài)框架，我們同樣可以實(shí)現類(lèi)似功能。 基于選擇系統級數據庫類(lèi)型的同一原因，我們選擇通用的數據庫保存項目級組態(tài)結果。
對于某一項目，由于其繼承于系統級組態(tài)結果，所以它 擁有全部的單元組態(tài)信息。然而，特定的項目可能包含多種不同的工況，并不是每一工況都需要所有的PXI模塊參與。我們針對不同的工況，挑選必需的回路，就 是我們使用項目級組態(tài)的方法和目的。這些回路在某一工況中使用，通常不是并行使用的，可能和順序有很大關(guān)系，這就是要規定測試流程?？傊?，通俗的講，項目 級組態(tài)就是選擇測控回路和規定回路的動(dòng)作序列。
3.4 測試執行
我們使用項目級組態(tài)，保證測控系統滿(mǎn)足不同目的的需要。有了這些信息，再編制通用的執行程序就易如反掌。當數據量較大時(shí)，保存到通用數據庫中與保存為自定 義格式的文件相比，保存速度是瓶頸。測試或控制過(guò)程中的所有數據都應保存起來(lái)，大量的數據，在計算機內存中緩存后，一次性寫(xiě)入到自定義文件內，效率更高， 所以對實(shí)時(shí)數據來(lái)說(shuō)，應以自定義格式的文件保存。
3.5 某通用引信測試平臺軟件子系統
通用引信測試平臺軟件在Windows 2000/XP操作系統下，使用C++平臺開(kāi)發(fā)和運行。由于本測試平臺的測試對象涉及多種被測引信，每種被測引信的測試方法、測試項目、測試結果的處理等 都不同，并且隨著(zhù)對被測對象測試經(jīng)驗的積累在測試系統實(shí)際使用中測試流程可能需要改變。使用傳統的順序流程編程方法很難實(shí)現這樣一種多變復雜的系統。因 此，本測試平臺的應用軟件采用框架式結構設計，即采用數據驅動(dòng)的方法，使測試人員通過(guò)管理測試過(guò)程中的一些配置數據，不必修改測試程序，就可完成測試任 務(wù)。
該集成開(kāi)發(fā)環(huán)境可以根據測試系統的特點(diǎn)，建立描述測試系統的數據庫，并采用圖形化的人機交互的輸入方法實(shí)現測試流程的輸入。通過(guò) 取出數據庫中的測試流程，就可以實(shí)現測試程序的自動(dòng)執行，完成測試任務(wù)。這種方法不僅可以提高測試程序的輸入效率，而且使測試人員可以脫離繁瑣的編程工 作，集中精力研究測試對象和測試流程。
某通用引信測試系統軟件根據實(shí)際測試的需要，劃分為：數據管理、測試任務(wù)設置和執行測試三大功能，其中數據管理又劃分為流程數據管理和結果數據管理兩大部分。各部分功能如下：
1）流程數據管理：完成對通用測試配置數據庫的維護功能，采用樹(shù)型結構管理測試卡、測試項目、測試點(diǎn)的信息。具體要求能夠直觀(guān)地增加、刪除、修改任意節點(diǎn)，移動(dòng)拷貝任意節點(diǎn)。
2）測試任務(wù)管理：能夠進(jìn)行任務(wù)配置，確定一次測試所做的測試內容，執行順序等。根據系統需要，從已有的測試流程中，選擇或組合測試項目，形成一個(gè)測試任務(wù)。
3）測試程序：選擇要執行的測試任務(wù)，根據測試流程，執行測試項目。
4）結果數據管理：完成對測試結果的查詢(xún)、輸出功能，包括查詢(xún)、預覽結果報表、刪除、打印
5）測試數據庫：從功能上可將測試數據庫分為三種：
a. 測試流程數據庫：記錄所有與測試流程有關(guān)的數據信息，包括流程描述的文字、結構和數據信息，使用儀器的配置信息，流程控制信息等。它是測試平臺的最基本的數據庫。
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