計算機遠程測試平臺的研究
摘 要：基于現代測試系統和集成技術的思想提出了一個新型的計算機測試系統。就該系統的基本結構進行了分析，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。
關鍵詞：集成；面向對象；虛擬儀器；測試
1 引言
人類在從事社會生產、經濟交往和科學研究中，都與測試技術息息相關。隨著科學技術的發展和生產力水平的提高，測試的重要性日益凸現。現代化的科研工作不僅需要對多參數、相關參數、瞬間信息進行陜速、實時、連續、準確的捕捉和測量，且需完成浩繁的數據處理工作。這些測試任務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及產品，它采用開放的總線標準，使用戶在最短的時間內利用總線式儀器和軟件，靈活組建自動測試系統，大大節約了測試時間并降低了測試費用。目前，數字化、模塊化、網絡化和系統化已成為測試儀器發展的新趨勢，采用各種各樣先進技術的第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構
測試儀器從模擬技術向數字技術過渡，從單臺儀器向多種功能儀器組合過渡，從完全由硬件實現儀器功能向軟硬件結合方向過渡，從簡單的功能組合向以個人計算機為核心構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展新動向[1]。一種基于先進PC技術的被人們稱之為“2000技術”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為核心的“2000技術”，它包括高速總線技術 USB／IEEE1394／Ethemet、儀器總線接口驅動技術IⅥ 、Windows2000及其Windows CE操作系統、簡化儀器數據傳輸的Internet訪問技術Socket Data、基于元件目標模式(COM)的儀器軟硬件互操作技術OPC、軟件開發技術等等。圖l為計算機測試系統的組成結構。
被測信號(例如溫度、流量、壓力、動不平衡量，噪聲等)經傳感器變換為電流或電壓信號。如果信號太弱，則應經過前端預處理電路進行放大或濾波等處理，經光電隔離或電磁隔離后，由數據采集子系統將模擬信號轉換為數字信號送^、微機處理子系統中。微機根據實際情況對所采集到的信號進行必要的處理，由數據分配子系統和接口輸出到執行機構，以實現自動控制，或由基本I／O子系統輸出到CRT，打印機或繪圖儀等。
2．1 微機基本子系統
微機基本子系統可以為普通的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。可以分為硬件系統和軟件系統兩部分，軟件系統采用多任務操作系統系統Windows2000和面向對象開發工具Visual Studio．net。
2．2 數據采集子系統
數據采集子系統由傳感器，信號調理電路和總線接口芯片組成(如圖2)。數據經傳感器轉換為電信號后，需要進行放大、濾波、隔離等處理，由多路開關選通后，送采樣保持器，然后經過A／D轉換，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總線接口轉換為相對簡單的用戶接口，用戶只要設計轉換后的總線接口即可。亦可采用可編程邏輯器件(EPLE或FPGA)實現通用PCI總線接口。
2．3 數據通信子系統
近年來，網絡技術發展十分迅猛，Intemet和PC網絡正在逐漸地改變人們的生活和工作方式。為了滿足測試系統互連、測試數據共享和提高測試系統工作的可靠眭等方面的需要，網絡技術也逐漸地被應用到了測試領域，從而為數據采集、數據分析和數據表達帶來了一些新的方法和途徑。在系統組建方案中，可以通過配置一個或多個遠端測試節點來完成測試任務，并將測試的數據發送回一臺本地PC。
2．4 數據輸出子系統
通過輸出信號來推動執行機構，以實現控制的功能。例如停止或啟動測試設備等。
3 系統網絡結構及系統的建立
3．1 系統網絡結構
計算機遠程測試平臺是基于客戶機／服務器結構和服務器／瀏覽器結構的[3]。數據采集工作站的任務由客戶機來承擔。客戶機負責數據采集、數據顯示、數據處理、數據存儲和數據通信的任務。客戶機也負責接收用戶命令、發送請求和網絡通信。服務器存儲客戶機的地址信息，并用來匯總采集數據，其本身也提供WEB等服務[4][5] 。系統結構如圖3所示，實線表示物理連接關系，虛線表示網絡，虛箭頭表示邏輯概念，即請求可以從本機發出，也可能從網上獲得；同樣，響應既可以回送本機，也可以發到網上。
3．2 系統的建立
網絡系統的體系結構從應用上劃分為3個分系統，1個應用分系統，2個支持分系統，即網絡NETS 和數據庫分系統DBS。其網絡體系結構如圖4所示。
中心站的網絡結構采用的是l00M 帶寬星型全交換式以太網結構，采用TCP／IP協議作為主要網絡通信協議。主要設備如服務器、網絡交換機等都支持C／S和B／S結構，并采用先進的虛擬網絡技術，將網絡按功能模塊劃分成不同子網，增強網絡的安全性。網絡操作系統選用Windows XP。
圖5為遠程測試平臺主界面。進入系統主界面[6][7]后，可以看到用戶操作區有三個選項卡：數據采集，數據管理和網絡通信。數據采集選項卡主要實現對數據的采集和顯示，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。數據管理選項卡里可以對采集數據進行輸出和備份等各項操作。網絡通信選項卡可以進行簡單的網絡通信，包括和服務器，其他用戶的通信。
4 結束語
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、測控環境改變和測控設備變化所帶來的系統變化，還能夠實現全系統范圍內資源的最佳分配，并得到最好的資源共享效果，同時也支持測控設備的即插即用[8]。這種模式的提出無論是對企業生產、測試項目的技術改造，還是對于節約資源，進行可持續發展都具有非常重大的現實意義。
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