本文摘要：本篇文章是由《 計算機科學與探索 》發(fā)表的一篇電子論文，是由中國電子科技集團公司主管、華北計算技術(shù)研究所主辦的國內(nèi)外公開發(fā)行的計算機學報級高級學術(shù)期刊，中國計算機學會會刊。報道計算機(硬件、軟件)各學科具有創(chuàng)新性、前沿性、導向性、開拓性及探索
本篇文章是由《計算機科學與探索》發(fā)表的一篇電子論文，是由中國電子科技集團公司主管、華北計算技術(shù)研究所主辦的國內(nèi)外公開發(fā)行的計算機學報級高級學術(shù)期刊，中國計算機學會會刊。報道計算機(硬件、軟件)各學科具有創(chuàng)新性、前沿性、導向性、開拓性及探索性的科研成果。
摘要：基于現(xiàn)代測試系統(tǒng)和集成技術(shù)的思想提出了一個新型的計算機測試系統(tǒng)。就該系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)進行了分析，最后通過一個實驗性的計算機遠程測試平臺對提出的模型進行了論證。
關(guān)鍵詞：集成;面向?qū)ο?虛擬儀器;測試
1 引言
人類在從事社會生產(chǎn)、經(jīng)濟交往和科學研究中，都與測試技術(shù)息息相關(guān)。隨著科學技術(shù)的發(fā)展和生產(chǎn)力水平的提高，測試的重要性日益凸現(xiàn)。現(xiàn)代化的科研工作不僅需要對多參數(shù)、相關(guān)參數(shù)、瞬間信息進行陜速、實時、連續(xù)、準確的捕捉和測量，且需完成浩繁的數(shù)據(jù)處理工作。這些測試任務(wù)均非手動或人工測試所能完成的，這就必須采用自動測試手段。國際上發(fā)達國家早已在20世紀80g代末就推出了跨世紀的總線測試系統(tǒng)及產(chǎn)品，它采用開放的總線標準，使用戶在最短的時間內(nèi)利用總線式儀器和軟件，靈活組建自動測試系統(tǒng)，大大節(jié)約了測試時間并降低了測試費用。目前，數(shù)字化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化和系統(tǒng)化已成為測試儀器發(fā)展的新趨勢，采用各種各樣先進技術(shù)的第3代電子測試儀器將不斷問世。
2 計算機遠程測試平臺的組成結(jié)構(gòu)
測試儀器從模擬技術(shù)向數(shù)字技術(shù)過渡，從單臺儀器向多種功能儀器組合過渡，從完全由硬件實現(xiàn)儀器功能向軟硬件結(jié)合方向過渡，從簡單的功能組合向以個人計算機為核心構(gòu)成通用測試平臺過渡，從硬件模塊向軟件包形式過渡是今后電子類測試儀器的發(fā)展新動向[1]。一種基于先進PC技術(shù)的被人們稱之為“2000技術(shù)”的新概念[2]，被使用在測量儀器上，使測量儀器的性能獲得最大程度地提高。這種以計算機軟硬件和總線技術(shù)為核心的“2000技術(shù)”，它包括高速總線技術(shù)USB/IEEE1394/Ethemet、儀器總線接口驅(qū)動技術(shù)IⅥ 、Windows2000及其Windows CE操作系統(tǒng)、簡化儀器數(shù)據(jù)傳輸?shù)腎nternet訪問技術(shù)Socket Data、基于元件目標模式(COM)的儀器軟硬件互操作技術(shù)OPC、軟件開發(fā)技術(shù)等等。圖l為計算機測試系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)。
被測信號(例如溫度、流量、壓力、動不平衡量，噪聲等)經(jīng)傳感器變換為電流或電壓信號。如果信號太弱，則應(yīng)經(jīng)過前端預處理電路進行放大或濾波等處理，經(jīng)光電隔離或電磁隔離后，由數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號送^、微機處理子系統(tǒng)中。微機根據(jù)實際情況對所采集到的信號進行必要的處理，由數(shù)據(jù)分配子系統(tǒng)和接口輸出到執(zhí)行機構(gòu)，以實現(xiàn)自動控制，或由基本I/O子系統(tǒng)輸出到CRT，打印機或繪圖儀等。
2.1 微機基本子系統(tǒng)
微機基本子系統(tǒng)可以為普通的PC機，工控機等，這種計算機采用通用型微處理器，具有良好的通用性和兼容性的特點�？梢苑譃橛布到y(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分，軟件系統(tǒng)采用多任務(wù)操作系統(tǒng)系統(tǒng)Windows2000和面向?qū)ο箝_發(fā)工具Visual Studio.net。
2.2 數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)
數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)由傳感器，信號調(diào)理電路和總線接口芯片組成(如圖2)。數(shù)據(jù)經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換為電信號后，需要進行放大、濾波、隔離等處理，由多路開關(guān)選通后，送采樣保持器，然后經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換，通過接口芯片送人計算機進行處理。我們用的接口為PCI總線接口，接口芯片可以為AMCC公司的$5933，PLX公司的9054等。專用芯片可以實現(xiàn)完整的PCI主控模塊和目標模塊接口功能，將復雜的PCI總線接口轉(zhuǎn)換為相對簡單的用戶接口，用戶只要設(shè)計轉(zhuǎn)換后的總線接口即可。亦可采用可編程邏輯器件(EPLE或FPGA)實現(xiàn)通用PCI總線接口。
2.3 數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)
近年來，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展十分迅猛，Intemet和PC網(wǎng)絡(luò)正在逐漸地改變?nèi)藗兊纳詈凸ぷ鞣绞�。為了滿足測試系統(tǒng)互連、測試數(shù)據(jù)共享和提高測試系統(tǒng)工作的可靠眭等方面的需要，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也逐漸地被應(yīng)用到了測試領(lǐng)域，從而為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)表達帶來了一些新的方法和途徑。在系統(tǒng)組建方案中，可以通過配置一個或多個遠端測試節(jié)點來完成測試任務(wù)，并將測試的數(shù)據(jù)發(fā)送回一臺本地PC。
2.4 數(shù)據(jù)輸出子系統(tǒng)
通過輸出信號來推動執(zhí)行機構(gòu)，以實現(xiàn)控制的功能。例如停止或啟動測試設(shè)備等。
3 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)的建立
3.1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
計算機遠程測試平臺是基于客戶機/服務(wù)器結(jié)構(gòu)和服務(wù)器/瀏覽器結(jié)構(gòu)的[3]。數(shù)據(jù)采集工作站的任務(wù)由客戶機來承擔�？蛻魴C負責數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)通信的任務(wù)。客戶機也負責接收用戶命令、發(fā)送請求和網(wǎng)絡(luò)通信。服務(wù)器存儲客戶機的地址信息，并用來匯總采集數(shù)據(jù)，其本身也提供WEB等服務(wù)[4][5] 。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示，實線表示物理連接關(guān)系，虛線表示網(wǎng)絡(luò)，虛箭頭表示邏輯概念，即請求可以從本機發(fā)出，也可能從網(wǎng)上獲得;同樣，響應(yīng)既可以回送本機，也可以發(fā)到網(wǎng)上。
3.2 系統(tǒng)的建立
網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)從應(yīng)用上劃分為3個分系統(tǒng)，1個應(yīng)用分系統(tǒng)，2個支持分系統(tǒng)，即網(wǎng)絡(luò)NETS 和數(shù)據(jù)庫分系統(tǒng)DBS。其網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)如圖4所示。
中心站的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用的是l00M 帶寬星型全交換式以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)，采用TCP/IP協(xié)議作為主要網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。主要設(shè)備如服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)交換機等都支持C/S和B/S結(jié)構(gòu)，并采用先進的虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將網(wǎng)絡(luò)按功能模塊劃分成不同子網(wǎng)，增強網(wǎng)絡(luò)的安全性。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)選用Windows XP。
圖5為遠程測試平臺主界面。進入系統(tǒng)主界面[6][7]后，可以看到用戶操作區(qū)有三個選項卡：數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)絡(luò)通信。數(shù)據(jù)采集選項卡主要實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的采集和顯示，并且可以對采集信號進行處理。方法為在通道上單擊右鍵，可彈出操作菜單，然后進行各項操作。數(shù)據(jù)管理選項卡里可以對采集數(shù)據(jù)進行輸出和備份等各項操作。網(wǎng)絡(luò)通信選項卡可以進行簡單的網(wǎng)絡(luò)通信，包括和服務(wù)器，其他用戶的通信。
4 結(jié)束語
計算機遠程測試平臺是一種超越單一特定對象的通用平臺。它不僅可以最大化地減少因測控要求改變、測控環(huán)境改變和測控設(shè)備變化所帶來的系統(tǒng)變化，還能夠?qū)崿F(xiàn)全系統(tǒng)范圍內(nèi)資源的最佳分配，并得到最好的資源共享效果，同時也支持測控設(shè)備的即插即用[8]。這種模式的提出無論是對企業(yè)生產(chǎn)、測試項目的技術(shù)改造，還是對于節(jié)約資源，進行可持續(xù)發(fā)展都具有非常重大的現(xiàn)實意義。
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