馮秋平，方 強

（廣東省計量科學研究院，廣東 廣州 510405）

1 引 言

現(xiàn)代測試儀器的智能化、集成化對自動測試提出了迫切的需求，儀器與計算機的融合也促進了自動測試的發(fā)展。測試校準機構在日常工作中逐步開發(fā)了針對不同被測儀器的自動測試系統(tǒng)，但大多是單系統(tǒng)和封閉式的[1]，不能被其他儀器所使用。而自動測試系統(tǒng)的發(fā)展方向是通用化、開放性，并且已經成為測試系統(tǒng)的主要指標[2-3]。因此開發(fā)一個開放式的自動測試系統(tǒng)，實現(xiàn)不同類型儀器的共享平臺，對于測試校準機構是十分有意義的。

2 開放式測試系統(tǒng)設計

2.1 開放式測試系統(tǒng)的設計思想

開放式測試管理系統(tǒng)的設計思想是：在一個通用平臺系統(tǒng)硬件結構搭建完畢后其功能可根據(jù)需要擴充，測試系統(tǒng)的功能由系統(tǒng)軟件決定，實現(xiàn)多種儀器的測試功能[4-5]。具體實現(xiàn)方法為：以數(shù)據(jù)庫管理為系統(tǒng)平臺，實現(xiàn)不同類型儀器測試過程自動化，并完成測試輔助信息和輔助功能的管理。系統(tǒng)主要功能包括測試輔助信息管理、測試過程管理、測試資源管理3部分。

（1）測試輔助信息管理。所謂測試輔助信息是指與測試行為本身有聯(lián)系的或者用來界定測試數(shù)據(jù)的一些信息。包括測試標定日期、測試標定儀器類型、儀器序列號、客戶信息、環(huán)境溫濕度等。

（2）測試過程管理。數(shù)據(jù)庫平臺根據(jù)被測試儀器的型號和待測試的功能，調用對應的測試程序，執(zhí)行測試過程，并把測試結果寫進數(shù)據(jù)庫。

（3）測試資源管理。所謂測試資源是指不同型號被測試儀器的對應測試程序、測試參數(shù)數(shù)據(jù)、測試結果數(shù)據(jù)、儀器功能描述文件以及為方便管理這些數(shù)據(jù)而設置的其他輔助文件的集合。測試資源管理是開放式測試系統(tǒng)的一個輔助工具，是為使用者增添新型儀器或者刪除現(xiàn)存儀器的相關測試資源而設計的。通過這個工具可以不斷地擴充和修正儀器測試資源，達到在一個平臺上實現(xiàn)多種類型儀器自動測試的功能。

2.2 封閉式測試系統(tǒng)和開放式測試系統(tǒng)的比較

圖1所示是封閉式測試軟件的結構圖。自動測試程序根據(jù)被測儀器的具體測試流程編制，運行時接受接口模塊的輸入數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)文件模塊的原始數(shù)據(jù)，測試結果送入數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)文件模塊保存，同時送入報表管理模塊生成報表。該系統(tǒng)的輸入輸出接口、自動測試程序都是專用的，使用者不能修改。

開放式測試系統(tǒng)的軟件結構和封閉測試系統(tǒng)的軟件構成上有較大的差別。結構如圖2。與圖1比較，主要區(qū)別如下：

（1）動態(tài)加載模塊。根據(jù)被測儀器的型號和功能在系統(tǒng)運行中動態(tài)加載測試過程對應的測試程序和測試中間參數(shù)。

（2）文件管理模塊。開放式測試系統(tǒng)的必備功能模塊，目的是方便使用者根據(jù)需要管理被測儀器型號的測試資源。

（3）被測儀器資源庫管理模塊。在開放式測試系統(tǒng)中，管理不同型號被測儀器的測試資源的模塊。對于任一種型號的被測儀器，其資源至少包括測試程序、測試參數(shù)、測試數(shù)據(jù)等文件，測試資源也可根據(jù)需要調整資源內容。

3 開放式儀器自動測試系統(tǒng)實現(xiàn)

3.1 設計背景

因工作需要，針對NI公司的不同型號的數(shù)據(jù)卡，開發(fā)了開放式的自動測試標定系統(tǒng)。專業(yè)實驗室可以根據(jù)需要，添加不同信號儀器的測試資源，從而實現(xiàn)多類型儀器的自動測試和標定功能。數(shù)據(jù)庫選擇Microsoft Access 2003，編程工具為LabVIEW 7.1，主控計算機為NI PXI 8106。

3.2 功能設計

自動測試標定軟件是為完成不同型號儀器測試標定過程自動化，并保存相關輔助信息而開發(fā)的軟件系統(tǒng)。其主要功能包括標定儀器信息管理、測試標定流程自動執(zhí)行、測試標定資源管理、標定數(shù)據(jù)實時顯示、歷史數(shù)據(jù)查詢、測試報告生成等。

3.3 功能模塊

由于輔助模塊的設計千差萬別，可以根據(jù)需要自由設計，以下主要說明開放式測試系統(tǒng)的典型功能模塊。

3.3.1 動態(tài)加載模塊

動態(tài)加載模塊是開放式測試系統(tǒng)設計的關鍵，它根據(jù)輸入輸出模塊接受的信息，在執(zhí)行測試程序的過程中加載自動測試程序。動態(tài)加載的源程序如圖3。動態(tài)加載模塊有3個輸入?yún)?shù)，為儀器型號、程序名、測試過程中間參數(shù)。其中測試過程中間參數(shù)作為被加載的測試程序的輸入?yún)?shù)。1個有輸出參數(shù)，即測試結果數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)由被加載的測試程序輸出。圖3中標號1、2、3分表為子函數(shù)1、子函數(shù)2、子函數(shù)3。

子函數(shù)1：Open VI Reference，返回一個指向子程序、用戶控件或者全局變量的參考值，參考值由名字字符串或者路徑字符串指定。

子函數(shù)2：Call By Reference Node，調用由參考值確定的子程序、用戶控件或者全局變量，參考值的接口定義必須與子函數(shù)1的輸入?yún)?shù)4一致。

子函數(shù)3：Close Reference，關閉參考值。

3.3.2 文件管理模塊

文件管理模塊是開放式測試系統(tǒng)的一個必備工具，其功能是在被測試儀器資源庫中增加新儀器資源。自動測試標定軟件的文件管理模塊使用“Tab Control”控件和事件驅動機制實現(xiàn)了人機交互功能?！癟ab Control”的人機界面如圖4所示，其不同的屬性頁完成相應的功能，介紹如下：

（1）“儀器型號”屬性頁根據(jù)圖4中“新儀器型號”控件的內容，建立圖2中所示的測試資源，包括新儀器資源文件夾的建立、新數(shù)據(jù)庫文件生成等內容。為了在程序運行過程中根據(jù)用戶的輸入動態(tài)地創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫和各種信息表，測試標定程序利用了ADO和ADOX技術。ADOX是對ADO對象和編程模型的擴展，它在標準ADO對象里增加了Catalog、Table、Column、Index、Key、Group、User、Procedure、View 等 9個對象[6-7]，通過對這些對象的操作可以達到操作數(shù)據(jù)庫的目的。動態(tài)創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫的代碼如圖5所示。首先打開ActiveX自動化對象的一個引用ADOX._Catalog，然后通過對該對象的屬性和方法操作，建立數(shù)據(jù)庫，之后關閉引用?！癙rovider=Microsoft.Jet.OLEDB.4.0；”語句指明被創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫的引擎，“Data Source=”后的語句指明數(shù)據(jù)庫的路徑和名稱。

（2）“標定項目”屬性頁的界面如圖6。在圖6中須要填寫新增儀器的子功能名稱、對應的測試程序名稱、標定程序名稱和測試過程需要加載的參數(shù)表名稱。“確定”按鍵根據(jù)圖6填寫的內容創(chuàng)建新增儀器的“標定項目列表”。在數(shù)據(jù)庫中動態(tài)添加表的代碼如圖7，首先打開一個自動化對象，其類型為ADODB._Connection，連接的數(shù)據(jù)庫由ConnectionString的值確定。然后把該連接的參考值賦給另外一個ADOX._Catalog對象的“ActiveConnection”屬性，至此已經連接并打開了一個儀器的數(shù)據(jù)庫，可以進行添加表的操作。為了添加一個表到數(shù)據(jù)庫中，首先在已經創(chuàng)建的ADOX._Catalog對象中選擇“Tables”屬性，并選擇“添加項目”的方法為數(shù)據(jù)庫添加一個表。添加表操作完成后依次關閉表對象、連接對象和Catalog對象。圖7中使用了Create table子程序完成了表的創(chuàng)建，創(chuàng)建表的過程與數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建類似，只不過打開的ActiveX自動化對象的類型是ADOX._Table。

（3）“標定內容”屬性頁的界面如圖8，其功能是完成測試參數(shù)表的創(chuàng)建。對應圖6中的每一個測試參數(shù)表名稱，文件管理模塊須要根據(jù)圖8的內容創(chuàng)建一個對應的測試參數(shù)表。由于不同儀器的測試內容及參數(shù)千差萬別，因此測試參數(shù)表的表頭也由用戶自己制定。

（4）“標定記錄”屬性頁的界面如圖9，其功能是完成“標定記錄表”的創(chuàng)建，“標定記錄表”存儲測試標定結果數(shù)據(jù)。

（5）在所有表格創(chuàng)建完成后，文件管理模塊根據(jù)圖10的內容復制用戶指定測試和標定程序文件到圖4創(chuàng)建的資源文件夾。測試程序和標定程序的輸入輸出接口必須與動態(tài)加載模塊加載的測試流程接口一致。定義如下：輸入?yún)?shù)是String型二維數(shù)組，接收測試參數(shù)數(shù)據(jù)表的數(shù)據(jù)；輸出參數(shù)是String型二維數(shù)組，輸出測試結果數(shù)據(jù)。

4 結束語

建設開放式自動測試系統(tǒng)是節(jié)約測試系統(tǒng)開發(fā)成本，提高開發(fā)效率的有效途徑，是提高綜合測試能力重要方法。該項目開發(fā)的自動測試標定系統(tǒng)在實際校準工作中達到了很好的效果，證明了系統(tǒng)的設計是合理可行的。但是系統(tǒng)的文檔管理功能對使用者要求較高，使用者需要具備編寫測試程序的能力，這是項目后續(xù)改進的內容。

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