基于PXI的艦載動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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非電量測(cè)量分系統(tǒng)由傳感器、信號(hào)調(diào)理模塊和4#采集器組成。傳感器包括溫度傳感器、壓力傳感器、應(yīng)變傳感器、振動(dòng)和角速度傳感器。信號(hào)調(diào)理模塊采用SCXI-1102B和SCXI-1120D。采集器配置PXI-6071E數(shù)據(jù)采集模塊和PXI-6608計(jì)數(shù)／定時(shí)器模塊。PXI-6608計(jì)數(shù)／定時(shí)器模塊用于接收處理GPS衛(wèi)星時(shí)間信息或IRIG—B碼時(shí)間信息，用于實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)同步。
(3)信號(hào)拾取／調(diào)理設(shè)備
信號(hào)拾?。{(diào)理設(shè)備用于完成對(duì)被測(cè)信號(hào)的拾取和調(diào)理。為了方便與被測(cè)設(shè)備的聯(lián)接；需配置線纜轉(zhuǎn)接箱。
(4)信號(hào)模擬器
信號(hào)模擬器由工控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和多種被測(cè)信號(hào)模擬卡組成，用于被測(cè)信號(hào)的模擬／仿真。
2 軟件設(shè)計(jì)
2．1 設(shè)計(jì)思路
對(duì)于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)而言，軟件是系統(tǒng)的靈魂。對(duì)于簡(jiǎn)單的測(cè)試系統(tǒng)因測(cè)試任務(wù)單一，硬件系統(tǒng)專用，有關(guān)配置在軟件設(shè)計(jì)時(shí)可統(tǒng)一完成。由于其測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)量相對(duì)較小、數(shù)據(jù)處理和輸出簡(jiǎn)單，將整個(gè)測(cè)試任務(wù)作為一個(gè)整體一次完成是最佳的選擇。
對(duì)于綜合測(cè)試系統(tǒng)而言，因其規(guī)模較大且要求具有較好的靈活性，采用上述軟件設(shè)計(jì)方法顯然是不合適的。如果將系統(tǒng)以一個(gè)任務(wù)看待難以實(shí)現(xiàn)對(duì)眾多系統(tǒng)硬件模塊和大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)的科學(xué)管理。
采用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)綜合測(cè)試系統(tǒng)中測(cè)試任務(wù)、測(cè)試儀器、系統(tǒng)配置、測(cè)試數(shù)據(jù)的有序管理。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)包括系統(tǒng)任務(wù)庫(kù)、系統(tǒng)儀器庫(kù)、通道配置及通道標(biāo)定數(shù)據(jù)庫(kù)和測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)等。
測(cè)試任務(wù)庫(kù)是為組織管理測(cè)試任務(wù)而設(shè)計(jì)的，它定義了任務(wù)名稱、任務(wù)代碼，同時(shí)包括對(duì)任務(wù)的描述以及相應(yīng)的幫助文件。任務(wù)代碼被設(shè)計(jì)為區(qū)分任務(wù)的惟一特征碼，并將其作為測(cè)試系統(tǒng)執(zhí)行任務(wù)的令牌。系統(tǒng)儀器庫(kù)中存儲(chǔ)測(cè)試系統(tǒng)所包括的全部?jī)x器或硬件模塊，它是定義專用測(cè)試系統(tǒng)的基礎(chǔ)。系統(tǒng)通道庫(kù)包括系統(tǒng)通道配置庫(kù)和對(duì)應(yīng)每一個(gè)通道的標(biāo)定數(shù)據(jù)庫(kù)。通道配置庫(kù)負(fù)責(zé)管理所有測(cè)試任務(wù)的通道配置，它描述和定義每項(xiàng)測(cè)試任務(wù)所使用的通道。標(biāo)定數(shù)據(jù)庫(kù)用于保存對(duì)應(yīng)通道的標(biāo)定數(shù)據(jù)，使測(cè)試執(zhí)行中得到的數(shù)據(jù)與實(shí)際的物理量對(duì)應(yīng)起來(lái)。為了科學(xué)有序地管理測(cè)試數(shù)據(jù)和重現(xiàn)測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)，與測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)有關(guān)的測(cè)試信息、測(cè)試數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)編輯和數(shù)據(jù)輸出過(guò)程中產(chǎn)生的中間數(shù)據(jù)等都應(yīng)保存，為此系統(tǒng)軟件應(yīng)建立測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)。
2．2 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境
系統(tǒng)采用Windows XP操作系統(tǒng)，采用LabVIEW 8語(yǔ)言編寫(xiě)應(yīng)用程序。數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件采用Visual C++6．0語(yǔ)言編程，用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)配置、試驗(yàn)數(shù)據(jù)等信息的存儲(chǔ)、查詢、檢索和回放。
2. 3 軟件結(jié)構(gòu)與應(yīng)用軟件功能
2．3．1 軟件結(jié)構(gòu)
測(cè)試系統(tǒng)軟件由儀器驅(qū)動(dòng)層、I／O接口層、測(cè)試管理層和測(cè)試程序?qū)铀牟糠謽?gòu)成。
儀器驅(qū)動(dòng)軟件是對(duì)儀器硬件執(zhí)行通信與控制的軟件，其軟件是由儀器標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)商提供的用于對(duì)儀器硬件進(jìn)行底層操作的一組較抽象的操作函數(shù)集，包括初始化、配置、作用／狀態(tài)、數(shù)據(jù)、實(shí)用和關(guān)閉功能。
I／O接口軟件是計(jì)算機(jī)與采集器儀器硬件或功能模塊間連接的低層通信協(xié)議。
測(cè)試管理軟件是用于管理和執(zhí)行某一測(cè)試任務(wù)的軟件包。包括實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話、采集器采集數(shù)據(jù)的匯總、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)交換、被測(cè)系統(tǒng)性能評(píng)估、被測(cè)信號(hào)和目標(biāo)指示信息模擬／仿真、數(shù)據(jù)庫(kù)管理等功能。
測(cè)試程序用于各采集器特定測(cè)試功能的實(shí)現(xiàn)。測(cè)試程序直接面向具體測(cè)試任務(wù)，是根據(jù)測(cè)試任務(wù)的需求對(duì)采集器設(shè)備層組件重構(gòu)后生成的面向具體應(yīng)用的數(shù)據(jù)采集程序。
2．3．2 應(yīng)用軟件功能
系統(tǒng)應(yīng)用軟件包括通道配置與標(biāo)定、GPS／IRIG-B碼時(shí)間信息采集、測(cè)試執(zhí)行(數(shù)據(jù)采集)、數(shù)據(jù)處理(包括被測(cè)系統(tǒng)性能評(píng)估)、數(shù)據(jù)交換、被測(cè)信號(hào)模擬／仿真等功能模塊。其中數(shù)據(jù)庫(kù)包括系統(tǒng)任務(wù)DB、系統(tǒng)儀器和硬件模塊DB、通道配置DB、通道標(biāo)定DB、通信接口參數(shù)DB和試驗(yàn)數(shù)據(jù)DB。軟件結(jié)構(gòu)如圖2所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/194922.htm
(1)通道配置與標(biāo)定模塊。針對(duì)每項(xiàng)具體測(cè)試任務(wù)的不同對(duì)所需硬件模塊進(jìn)行初始化，從而組成專用測(cè)試系統(tǒng)。在專用測(cè)試系統(tǒng)構(gòu)成后，對(duì)系統(tǒng)硬件模塊進(jìn)行標(biāo)定，同時(shí)對(duì)采集器通信接口參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。
當(dāng)采集器機(jī)箱內(nèi)不具備任務(wù)所需硬件模塊時(shí)，首先用人工方式完成所需硬件模塊的配置工作。
(2)GPS／IRIG—B碼時(shí)間信息采集模塊。該模塊用于實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星時(shí)間或靶場(chǎng)時(shí)間信息的采集，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與靶場(chǎng)測(cè)控網(wǎng)的同步。
(3)數(shù)據(jù)采集模塊。完成當(dāng)前具體測(cè)試任務(wù)的數(shù)據(jù)采集，其執(zhí)行主體是系統(tǒng)配置與標(biāo)定時(shí)定義的專用測(cè)試系統(tǒng)。采集數(shù)據(jù)除原始試驗(yàn)數(shù)據(jù)外，還包括系統(tǒng)配置與標(biāo)定、試驗(yàn)日期與航次號(hào)等相關(guān)信息，以便分析試驗(yàn)結(jié)果時(shí)使用。
(4)數(shù)據(jù)處理模塊。完成測(cè)試數(shù)據(jù)的回放、編輯、量綱轉(zhuǎn)換。當(dāng)系統(tǒng)聯(lián)入靶場(chǎng)測(cè)控網(wǎng)后還可進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理。結(jié)合被試系統(tǒng)的戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)指標(biāo)等信息，可對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析評(píng)估。
(5)數(shù)據(jù)交換模塊。完成測(cè)試數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收靶場(chǎng)測(cè)控網(wǎng)數(shù)據(jù)。包括向靶場(chǎng)測(cè)控網(wǎng)發(fā)送艦載武器系統(tǒng)原始試驗(yàn)數(shù)據(jù)(實(shí)時(shí)或事后)，接收靶場(chǎng)測(cè)控網(wǎng)提供的目標(biāo)真值數(shù)據(jù)，載艦姿態(tài)i航速和位置等其他參試設(shè)備試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
(6)信號(hào)模擬／仿真模塊。模擬被測(cè)信號(hào)供系統(tǒng)調(diào)試或任務(wù)準(zhǔn)備使用。仿真空中或海上目標(biāo)信息向武器系統(tǒng)進(jìn)行回放，供武器系統(tǒng)調(diào)試和艦艇水兵訓(xùn)練使用。
(7)數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊。獨(dú)立于系統(tǒng)應(yīng)用軟件，主要用于對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的管理。
3 結(jié)論
系統(tǒng)基于NI的多機(jī)箱方案構(gòu)成分布式測(cè)試系統(tǒng)。硬件基于虛擬儀器技術(shù)和針對(duì)被測(cè)試信號(hào)形式采用模塊化設(shè)計(jì)，軟件基于LabVlEW語(yǔ)言和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，這種設(shè)計(jì)為系統(tǒng)功能的進(jìn)一步擴(kuò)展提供了保證，達(dá)到了適應(yīng)不同試驗(yàn)需求，提升系統(tǒng)性能和其通用性的目的。
評(píng)論