通用接收通道軟件系統設計論文
時間:2022-04-02 11:44:32
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1系統需求
1.1系統主要功能概述
系統測試軟件用于系統的自動測試,可對系統內的主要測試儀器設備進行程控,自動設置測試功能及測試參數,自動采集測試數據并保存,可以報表格式輸出測試數據,參照設置的標準數據給出測試結論。可提供通用接收通道工作狀態手動控制界面,以便進行手動觀察、調試和故障判斷。根據實際需求以及實際操作,通用接受通道軟件系統應主要由4個功能模塊構成:①自檢。在系統登錄后,測試開始前,要先判斷系統各個模塊是否完成準備工作;②測試方法配置。可以添加刪除測試項,可以對測試項里的數據進行修改,以便完成不同測試標準的測試過程;③測試項一鍵測試。在前續工作完成后,選擇一個測試項,點擊測試按鈕后,不需要任何手動操作,即可完成復雜的測試過程;④報表導出。測試完畢后,可以報表的形式一鍵導出測試結果。
1.2系統其他性能需求
1.2.1集成性
所有需要與用戶進行信息交互的功能都集中在主界面上,復雜的功能也都依附于主界面。例如:儀器在線檢測功能可以通過點擊主界面上的一個按鈕來觸發。
1.2.2可靠性
系統出現異常時要能立刻解決,并把異常以報表的形式記錄下來。系統不能出現卡死的情況。如果出現超出用戶權限的操作、數據越界等情況,系統要給出友善的提示。系統進行工作前要進行儀器在線自檢,并把檢測結果返回給用戶。如果系統要用戶長時間在線等待測試結果,需要給出友善提示,并確保系統不能卡死。
1.2.3移植性
系統可以方便的添加或刪減測試儀器。在移植到一個新的使用平臺時,能夠快速的進行簡單方便的修改,如不需要修改底層代碼,而是直接通過程序里的儀器管理進行添加、刪減。
1.2.4通用性
軟件平臺首先搭建了一個適用于大部分相關儀器,如矢量網絡分析儀、頻譜分析儀、噪聲分析儀等儀器的函數作為儀器驅動。在使用不同儀器的時候,可以直接調用已有的驅動即可方便的完成軟件平臺的通用性擴展。
2軟件設計
2.1硬件結構
測試儀器的通訊支持串口、并口、網口三種計算機接口。通用接收通道通過這些接口將上位機通過信號中樞與測試儀器連接,使上位機能夠向測試儀器發送指令,并能接收返回數據。合成信號源1與合成信號源2分別為噪聲系數分析儀、矢量網絡分析儀以及頻譜分析儀提供可控的信號源。直流電源為雷達接收機提供穩定可控的電源。信號中樞器控制測試儀器與雷達接收機的連接情況,圖1中的信號中樞A與信號中樞B實則為同一臺信號中樞儀器,A、B代指信號中樞不同的測試通道。測試儀器根據測試項的要求測試被測件,得到相應的數據并返回給計算機。
2.2軟件總體設計
基于用戶的需求以及硬件的設計構架,該通用接收通道軟件系統選用文檔-視圖結構為基礎框架,在VS2008環境下使用C#語言,通過VISA的函數庫實現與測量儀器的通信。軟件的結構可以大體上分為3層:人機交互層、通信控制層以及連接這兩個層的邏輯控制層。其關系可見圖2[2]。人機交互層是整個軟件系統基礎,在基礎之上搭建邏輯控制層和通信控制層。在搭建基礎之前要決定好測量方式、結果顯示方式、測試項配置方式、用戶事件觸發方式等接口的設計。基礎搭建好之后在人機交互層能做的只有界面的美化以及微調整。所以,人機交互層的設計是至關重要的;在人機交互層的基礎上,根據提前設計好的接口進行邏輯控制層的填充,具體包括:數據庫設計、算法設計、數據管理等,這些都是需要在邏輯控制層詳細設計并解決的問題;最后,設計好邏輯控制層后通過通信控制層控制測試儀器把測試后得到的信號返回給上位機進行數據的篩選與計算,把最終結果返回給人機交互層和邏輯控制層進行顯示和存儲。通信控制層的設計包括:儀器驅動、接口配置文件、邏輯地址等。
2.3模塊化實現
2.3.1用戶管理模塊
用戶管理模塊包括:添加/刪除用戶、修改密碼、修改權限三個部分。用戶權限分為三個等級,分別是:管理用戶、測試用戶、普通用戶。管理用戶相當于系統的管理員,主要負責維護這個系統的其他用戶。管理用戶可以添加/刪除其他用戶,并給用戶設定用戶權限;測試用戶相當于系統的使用者,主要負責完善測試過程,根據具體的測試任務合理地修改測試標準、選擇測試方法、測試項;普通用戶是權限最低的系統使用者,主要負責完成測試任務,不能修改任何與測試過程相關的數據,只能按照設定好的過程進行測試。
2.3.2數據處理模塊
系統在每次測量后都會產生大量的數據,數據的管理與處理至關重要。數據主要用途有:在主界面顯示測量數據、測量數據與標準值對比、測試結果報表導出。
2.3.3文件加密解密模塊
由于本系統主要服務于軍事、商業領域,所以,部分標準數據需要加密書寫。標準數據主要指測試儀器使用時的配置信息,包括測試頻率點數、起始頻率、終止頻率、中心頻率、掃描時間、接口帶寬(BW)、雜散等。在設置儀器配置信息時,先創建一個txt格式的文件,把配置信息通過儀器配置接口寫入。寫入完成后,把txt格式文件的內容加密,生成一個同文件名的dat格式的文件,同時刪除原文件,完成文件的加密;需要使用儀器配置信息時,需把加密文件先解密,生成一個txt格式文件,把需要的儀器配置信息從txt文件中讀取出后,刪除txt格式文件,完成文件解密。
2.3.4儀器通信模塊
儀器通信模塊主要包括:添加/刪除儀器,儀器通訊方法配置,儀器通訊地址配置。添加儀器時要給定儀器的名稱以及廠家信息,系統自動分配給每臺儀器一個儀器編號;由于系統的儀器較多,有7臺儀器需要與上位機通訊,所以通訊方法一共有3種:網口通信、GPIB口通信、串口通信。在配置儀器通訊方法時,可以選擇3中通訊方法其一;儀器通訊地址根據儀器實際的地址配置,如矢量網絡分析儀的儀器通訊方法配置為TCPIP,儀器通訊地址配置為192.168.1.10.VISA(VirtualInstrumentationSoftwareArchitecture,虛擬儀器軟解結構)庫函數是一套可控各種類型儀器的可調函數,不用考慮儀器接口的不同。由于本系統中與儀器通信的方式有多種,所以使用VISA函數庫與不同通信接口的儀器通信、。
3結束語
實驗結果表明,該軟件系統的設計可以滿足需求,并具有集成性、可靠性、移植性、通用性。本通用接收通道的軟件設計在一定程度上體現了現在雷達的設計思想,能更精確、靈活、高效地完成各項測試任務
作者:劉暢西亞章國寶楊曉嵐單位:東南大學自動化學院中國電子科技集團第28研究所
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