金　晉,　金　華

(1.中國人民公安大學警務實戰(zhàn)訓練部， 北京　100038; 2.中國人民公安大學警務信息工程學院， 北京　100038)

一種基于PXI總線的網絡化電子裝備測試系統(tǒng)設計

金晉1,金華2

(1.中國人民公安大學警務實戰(zhàn)訓練部， 北京100038; 2.中國人民公安大學警務信息工程學院， 北京100038)

摘要分析當前警用電子裝備測試維護面臨的信號采集處理吞吐量不足、通用化模塊化程度不高、分布式需求迫切等問題，提出一種基于PXI總線的網絡化電子裝備測試系統(tǒng)的思路，采用分布式測試系統(tǒng)的架構，在總體設計、設備及數據管理、軟件模塊化設計等方面實現(xiàn)了系統(tǒng)功能；經分析和實際應用，該系統(tǒng)可實現(xiàn)多任務同時開展、分布式測試、集中判讀的功能，從而改善測試人員工作環(huán)境，有效提高電子裝備的保障性。

關鍵詞電子裝備； 測試性； PXI總線； 網絡化

0引言

隨著我國警用裝備信息化的推進，電子通信類設備在裝備中所占的比重越來越高；電子通信類設備中，計算機、微電子、傳感器、微波電磁場等專業(yè)技術廣泛應用，設備復雜程度高，對測試、維護、保障提出了新的要求。人工測試維護手段，效率低、成本高；且裝備生產的現(xiàn)場環(huán)境復雜，試驗環(huán)境惡劣，容易對操作人員的安全造成影響。傳統(tǒng)的測試維護手段已無法滿足信息化時代武器裝備的保障需求，先進的測試技術已成為裝備保障的必然需求。

1當前電子裝備測試面臨的問題[1]

(1)信號采集、處理速度及數據吞吐量不能滿足要求

電子通信類設備的功能性能不斷提升，測試時，被測信號速度達到百MHz甚至GHz，對于數字視頻信號等被測量，數據的采集、存儲、識別、處理對測試設備的信號處理能力提出了很高的要求；

(2)測試系統(tǒng)通用化、模塊化水平不高

電子通信類設備種類繁多，涉及的專業(yè)技術廣泛，被測量種類繁多，模擬量信號、電平狀態(tài)信號、數字總線信號、微波信號、視頻信號等[2]，其測量特性各不相同，測試系統(tǒng)需適應多種多樣的被測量，大而全的測試系統(tǒng)成本高，靈活性差；模塊化的測試系可根據被測設備的特性靈活組合，適應能力強，是未來測試設備的發(fā)展趨勢。

(3)測試系統(tǒng)分布式需求迫切

對于數量較多、組成復雜的電子通信設備，不同分機和部件分布在不同地點，測試時需協(xié)同工作，這就需要測試系統(tǒng)能夠具備分布式架構，分布式采集數據、集中判決。

2基于PXI總線網絡化測試系統(tǒng)設計

2.1　測試系統(tǒng)功能

基于PXI總線的網絡化測試系統(tǒng)，具備集中監(jiān)控及數據處理、分布式工作、遠程測試、多任務多臺套產品同時測試的功能，測試軟件人機界面友好、操作方便，并具有良好的安全性和可靠性，主要完成測試設備管理、測試流程管理、測試流程執(zhí)行和測試數據管理等四大功能。

(1)測試設備管理

具備對分布式測試設備中各測試儀器的遠程控制功能，完成各儀器的參數設置；可完成測試儀器的自校準、重啟和初始化的遠程控制功能；支持對遠程監(jiān)視和控制功能。

(2)測試過程管理

提供本地生成測試計劃并分發(fā)的能力；提供測試向導，操作員按照測試向導可方便地完成各項測試任務；支持測試流程的自動化管理。

(3)測試流程執(zhí)行

測試流程可通過提供的界面進行選擇，操作員可選擇指定的流程對終端進行測試。測試流程除了支持自動控制外，還支持單步控制執(zhí)行。

(4)測試數據管理

具備多級權限管理功能；可保存每一次測試儀器的參數設置信息；可保存測試過程中測試數據的中間變量結果；可將測試結果按照word或者excel格式輸出；具備生成測試報告的能力。

2.2　系統(tǒng)組成

圖1　網絡化測試系統(tǒng)組成示意圖

對于典型電子通信類設備，基于PXI總線[3]的網絡化測試系統(tǒng)基本組成如圖1所示，主要由分布式測試設備及監(jiān)控與數據處理計算機、網絡設備組成。分布式測試設備由PXI總線設備(含PXI總線專用及通用采集板卡、PXI單板計算機等)、電源、專用測試儀器(含功率計、頻譜儀、數控衰減器、示波器)等組成。

數據處理計算機是測試系統(tǒng)的核心，提供人機界面、數據收集與判讀、測試報告輸出的能力。

2.3　網絡化測試系統(tǒng)軟件設計

2.3.1軟件體系架構

軟件采用層次化設計，形成底層設備虛擬、中間設備配置和頂層用戶應用3個主要層次。

設備虛擬層，對專用測試平臺的主要程控設備開發(fā)程控函數庫和設備軟件模型。設備配置層，利用底層的設備軟件模型搭建適應型號的應用平臺。用戶應用層，提供給用戶測試項目配置和管理的功能。

2.3.2軟件模塊組成

測試軟件由主控模塊、測試流程管理模塊、儀器控制及采集模塊、通信模塊和數據管理模塊組成，如圖2所示。

圖2　測試軟件結構圖

(1)主控模塊

主控模塊負責測試軟件應用程序的啟動、退出，以及實時數據庫的建立和其他公共數據的管理等。

(2)測試流程管理模塊

測試流程管理模塊完成的功能主要包括：提供任務本地創(chuàng)建、完成流程調度功能、對測試到的數據進行處理分析并生成報告等。

(3)儀器控制及采集模塊

儀器控制及采集模塊負責對測試儀器進行參數設置，并及時收集測試儀器上報的數據，為測試任務的制定和作業(yè)調度控制提供依據。該模塊同時還負責對開關矩陣的監(jiān)視和控制。儀器控制及采集模塊以動態(tài)鏈接庫的形式提供給測試流程管理模塊和客戶端中的儀器控制界面使用。

(4)數據管理模塊

數據管理模塊的主要功能是對測試平臺中各類信息進行存儲，根據測試平臺的需要，建立結構明晰，內容全面，擴展靈活的各類信息數據庫，并利用權限管理提供數據庫信息的存儲、備份、轉儲、恢復、查詢檢索、統(tǒng)計、維護及報表打印等功能。此外數據管理模塊還負責對用戶和日志的管理。

數據管理模塊需要建立的各類數據庫表及視圖數據組成如圖3所示。數據庫模塊還將提供數據的轉儲功能。用戶按照界面提示即可完成將指定的數據庫表中的數據轉儲為XML格式的文件。當數據庫中的數據遭到破壞時，用戶可將XML文件中保存的數據讀入數據庫中，恢復各數據庫表中的數據，提高了設備的可靠性。

圖3　數據管理模塊的數據庫表及視圖

(5)通信模塊

負責測試設備間信息數據的分發(fā)、轉換為標準以太網協(xié)議在測試系統(tǒng)內部的網絡中傳輸。

3結論

由于PXI總線測試儀器設備較高的數據速率、較高的模塊化通用化水平、良好的工業(yè)環(huán)境適應性、與計算機網絡的緊密結合等特點，使其得到廣泛應用。本文描述的基于PXI總線的網絡化測試系統(tǒng)具備較高的測試自動化水平，在實際使用中，采用本文所述的測試系統(tǒng)節(jié)約測試人力工時達3/4以上，設備使用率和工作效率提高一倍以上，且具備實時數據報表打印和分析功能。相比傳統(tǒng)測試設備需測試人員現(xiàn)場記錄判決，串行開展各測試環(huán)節(jié)的方式，本系統(tǒng)可實現(xiàn)多任務同時開展、分布式測試集中判讀，改善測試人員工作環(huán)境，有效提高電子裝備的保障性。工業(yè)現(xiàn)場總線技術和計算機網絡新技術將在警用武器裝備的信息化建設中發(fā)揮更大的作用。

參考文獻

[1]高建偉，翟正軍，郭陽明，等.未來儀器測試總線技術-LXI[J].計算機工程與設計計,2007,28(12):2965-2967.

[2]周惠艷.電臺功放模塊自動測試系統(tǒng)的研制[D].成都：電子科技大學,2008.

[3]鮑芳，馮燕．基于PCFPXI/VXI總線的虛擬儀器測試系統(tǒng)[J]．工業(yè)儀表與自動化裝置,2000(3):17-19.

(責任編輯陳小明)

作者簡介金晉(1974—),女,吉林長春市人,講師,碩士。主要從事計算機應用、工業(yè)測試等研究。

基金項目北京市支持中央高校共建項目- 青年英才計劃(YEPT1367)；中國人民公安大學2015年校級教學研究項目“現(xiàn)場處置預案仿真研究與應用”(2015JY01)。

中圖分類號D035.392