施志康

海軍駐江蘇地區(qū)通信軍事代表室，江蘇 215002

在電子測(cè)量?jī)x中，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、軟件技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及微電子技術(shù)快速的發(fā)展，新的測(cè)試領(lǐng)域、方法、理論及儀器接二連三的出現(xiàn)，許多方面都打破了傳統(tǒng)儀器固有的概念，電子測(cè)量?jī)x器的作用和功能在本質(zhì)上發(fā)生了變化。80年代末美國(guó)成功研制虛擬儀器。此種自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)將電路電臺(tái)中非正常或者正常電特性數(shù)據(jù)自動(dòng)保存或者采集，同時(shí)應(yīng)用故障被檢測(cè)模型、銅線變成或者數(shù)據(jù)庫(kù)變成等領(lǐng)先的優(yōu)秀技術(shù)，系統(tǒng)本身便具有自動(dòng)建庫(kù)能力及自動(dòng)學(xué)習(xí)的能力，可對(duì)該系類(lèi)電臺(tái)整機(jī)技術(shù)及戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)進(jìn)行綜合的評(píng)估與調(diào)試，設(shè)備或系統(tǒng)出現(xiàn)故障可自動(dòng)修理與檢測(cè)，是可靠性較強(qiáng)的、自檢功能較強(qiáng)的及自動(dòng)化程度智能檢測(cè)儀器。對(duì)于部隊(duì)裝備朝著自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展，對(duì)于提高通信裝備的性能指標(biāo)都具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

1 虛擬通信裝備測(cè)試儀的設(shè)計(jì)意義

在電子測(cè)量?jī)x中，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、軟件技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及微電子技術(shù)快速的發(fā)展，新的測(cè)試領(lǐng)域、方法、理論及儀器接二連三的出現(xiàn)，許多方面都打破了傳統(tǒng)儀器固有的概念，電子測(cè)量?jī)x器的作用和功能在本質(zhì)上發(fā)生了變化。80年代末美國(guó)成功研制虛擬儀器。

怎樣能夠做到迅速、方便、有效地實(shí)現(xiàn)通信裝備的故障自動(dòng)檢測(cè)、診斷和維修越來(lái)越受到科技工作者的重視，同時(shí)通信裝備的可靠性及故障自動(dòng)診斷能力也是衡量其技術(shù)水平的重要性能指標(biāo)。

虛擬通信裝備測(cè)試儀設(shè)計(jì)問(wèn)題正是在這種背景下，結(jié)合某單位新型短波自適應(yīng)跳頻電臺(tái)測(cè)試維修的實(shí)際而提出的。首先設(shè)計(jì)人員首先要提出一套方案，關(guān)于虛擬測(cè)試技術(shù)的圖軟件和硬件設(shè)計(jì)的方案，對(duì)自動(dòng)測(cè)試技術(shù)及虛擬儀器進(jìn)行分析和研究，將故障檢測(cè)系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)編程及信號(hào)處理等先進(jìn)的技術(shù)，利用虛擬儀器中常見(jiàn)PC總線結(jié)構(gòu)，研究并開(kāi)發(fā)出新型自適應(yīng)調(diào)頻電臺(tái)虛擬平臺(tái)，將虛擬儀器概念實(shí)現(xiàn)了綜合的使用。虛擬儀器系統(tǒng)起應(yīng)用的環(huán)境為windows下數(shù)據(jù)庫(kù)編程技術(shù)，并將部隊(duì)使用不穩(wěn)、維修部門(mén)、院校進(jìn)行裝備教學(xué)及企業(yè)生產(chǎn)設(shè)計(jì)等相關(guān)行業(yè)及部門(mén)的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)集中，建立診斷故障知識(shí)庫(kù)，由推理機(jī)實(shí)現(xiàn)具體診斷過(guò)程，為相關(guān)維修及使用的人員提供豐富的、各種不同情況的維修資料。其自動(dòng)測(cè)試的設(shè)備在多種情況下均可使用，如維修廠、現(xiàn)場(chǎng)等等，其次測(cè)試設(shè)備和軟件進(jìn)行相互融合，最終受計(jì)算機(jī)控制，將其壓縮到某些元器件、連線、部分電路或者電路板上，有效的提高自動(dòng)化程度。整個(gè)系統(tǒng)對(duì)于今后部隊(duì)研究并開(kāi)發(fā)國(guó)產(chǎn)通信裝備故障自動(dòng)診斷技術(shù)有著重要的額意義，且可提高相關(guān)專(zhuān)業(yè)維修部門(mén)物理、人力效益，對(duì)于部隊(duì)可明確其發(fā)展趨勢(shì)，部隊(duì)的裝備必將走向智能化和自動(dòng)化，提高通信裝備的指標(biāo)和性能均具有一定的應(yīng)用價(jià)值。其整個(gè)自動(dòng)檢測(cè)故障系統(tǒng)具有實(shí)用性強(qiáng)、智能化程度高、思路清晰、判斷準(zhǔn)確、迅速等優(yōu)點(diǎn)，不僅可以有效地診斷故障用時(shí)，還可有效的保證軍事通信的可靠和通常程度。這是具備一定的作用和意義的。

2 如何實(shí)現(xiàn)虛擬通信設(shè)備的功能

首先我們應(yīng)該仔細(xì)了解虛擬儀器的構(gòu)造組成部分，更深入的了解其更大的功能。傳統(tǒng)測(cè)試儀的組成部分如下：結(jié)果輸出和表示、信號(hào)處理與分析、控制與生產(chǎn)、信號(hào)采集等等。虛擬測(cè)試儀器有效的將計(jì)算機(jī)技術(shù)和測(cè)試技術(shù)融洽的結(jié)合起來(lái)，將儀器重要的三個(gè)功能全部放入計(jì)算機(jī)內(nèi)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，通過(guò)windows系統(tǒng)下的軟件對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理和分析之前，需在計(jì)算機(jī)的內(nèi)部插入數(shù)據(jù)產(chǎn)生卡或者數(shù)據(jù)采集器，將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行變換；經(jīng)過(guò)分析的數(shù)據(jù)和信息在計(jì)算機(jī)屏幕上逐步生成儀器面板，保證儀器可有效的控制和清晰顯示，傳統(tǒng)測(cè)試儀所有的測(cè)試功能均最終全部實(shí)現(xiàn)。雖然是由很多部分組件構(gòu)成，但是其功能可以同時(shí)作為信號(hào)的發(fā)生器使用，同時(shí)還可將信號(hào)分析使用，這樣一箭雙雕的功能是不可多得的。

將虛擬儀器的組成部分進(jìn)行歸類(lèi)?？蓪⑵湟暈橛?個(gè)重要的部分組。而最重要的則是電路部分用于實(shí)現(xiàn)虛擬儀器模塊需完成測(cè)試功能。將計(jì)算機(jī)內(nèi)的各個(gè)硬件（如顯示器、鍵盤(pán)、CPU、內(nèi)存、硬盤(pán)等）作為自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的硬件資源共享，幫助功能電路完成輸出、輸入及數(shù)據(jù)處理等功能?？偩€型電路部分將用在主控計(jì)算機(jī)和功能電路見(jiàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)和信息的控制，其會(huì)因?yàn)樘摂M儀器基基于總線的改變而改變。

3 虛擬測(cè)試通信設(shè)備的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

基于在硬件系統(tǒng)確定以后，就可以通過(guò)軟件設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)不同功能。虛擬儀器測(cè)試系統(tǒng)最關(guān)鍵的是軟件。所以計(jì)算機(jī)軟件編程水平的逐漸提高已經(jīng)成為當(dāng)今社會(huì)非常非常重要的問(wèn)題。自從ATE誕生之后，許多專(zhuān)用的或者通用的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言都已經(jīng)成為了ATE測(cè)試的語(yǔ)言，比如ATLAS、PLACE、BASIC、ELAN、COLT、FORTRAN等等。目前為止虛擬通信裝備儀器快速發(fā)展，于此同時(shí)對(duì)廣大的使用圖形編程語(yǔ)言的用戶(hù)提供了快捷和便利。如HP的VEE，NI的LABWINDOWS／CVI、LABVIEW，以及VISUAL C++等。在集成ATE時(shí)，可以方便地選用其中任何一種作為測(cè)試系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)。

自動(dòng)化通信設(shè)備測(cè)試系統(tǒng)的軟件主要包括以下四層：I／O接口層、儀器驅(qū)動(dòng)層、測(cè)試程序?qū)雍蜏y(cè)試管理層。專(zhuān)家在研究、開(kāi)發(fā)以上四個(gè)層次的軟件難度非常大，開(kāi)發(fā)的過(guò)程也異常艱苦。但近些年來(lái)計(jì)算機(jī)軟件硬件不斷的發(fā)展和豐富，開(kāi)發(fā)環(huán)境逐漸變化，逐漸出現(xiàn)虛擬儀器軟件標(biāo)準(zhǔn)，有效的降低了開(kāi)發(fā)的時(shí)間周期。儀器驅(qū)動(dòng)程序和I/O接口軟件均實(shí)現(xiàn)工業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)，且生產(chǎn)儀器的制造商隨儀器配套進(jìn)行供給；和設(shè)備沒(méi)有關(guān)聯(lián)的測(cè)試管理軟件具有較大的靈活性能。這些設(shè)備的齊全都是能夠促使虛擬儀器實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。

4 虛擬通信設(shè)備設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種機(jī)械及設(shè)備中電子元件的體積雖然越來(lái)越小，但是其性能卻越來(lái)越強(qiáng)，這便使得單塊的電路板結(jié)構(gòu)愈加復(fù)雜，同時(shí)遂于自動(dòng)設(shè)備的提出也有了更加嚴(yán)格的規(guī)范和要求。ATE發(fā)展速度越來(lái)越快，從而產(chǎn)生更多有效的、使用的新型技術(shù)。

該自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)將電臺(tái)電路的各種正常與非正常的電特性數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、保存，并應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)編程、通信編程、故障檢測(cè)專(zhuān)家系統(tǒng)模型等先進(jìn)技術(shù)，具有自動(dòng)學(xué)習(xí)、自動(dòng)建庫(kù)能力，能對(duì)該系列電臺(tái)整機(jī)技術(shù)、戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)進(jìn)行綜合調(diào)試、評(píng)估，故障自動(dòng)檢測(cè)、修理，是一套具有ATE和TPS功能的智能檢測(cè)儀。系統(tǒng)本身帶有自檢功能，可靠性強(qiáng)、自動(dòng)化程度高。配備交直流電源，體積小，重量輕，組態(tài)靈活，適用于各種修理環(huán)境。不得不說(shuō)修復(fù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)也為虛擬一起的實(shí)現(xiàn)做出了一定得鋪墊，讓系統(tǒng)設(shè)備等能夠更好的開(kāi)發(fā)進(jìn)行下去。

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