基于PXI的便携式测控系统

此次选用的6位半数字多用表模块PXI4070模块可对电压、电压和电阻等基本参量进行高精度测量。其主要技术指标为：直流电压：300V，精确度± 0.019‰；交流电压：300V，准确度：±0.7‰；直流电流：3A；电阻：100MΩ。上述测试范围和精度都完全可以满足测试要求。

3 基于PXI总线测控系统的软件子系统

如果说硬件子系统是测控系统的基础，那么软件子系统就是测控系统的灵魂。硬件子系统为满足不同的实际需求，可能有很大差别。然而，软件子系统，如果设计 一个很好的框架，在改动很少甚至不用改动的情况就能满足不同的需求。硬件设计完毕，调试成功后很少再出现问题。硬件子系统存在的某些缺陷，有时只能有软件 子系统来弥补。

3.1 软件子系统的一般组成

软件子系统的设计，必 须考虑软件系统的稳定性和可扩充性。设计一个软件系统，如果只针对某一具体的项目，完成后的软件稳定性很差，移植到其他项目很难，就是移植过去，花费的时 间不如重新编写。所以为了适应不同的需求，应将各种测控系统的共性抽象出来，设计一个可重用的框架。通常，一个比较合理的测控系统框架包含三个部分：系统 级组态、项目级组态、测控执行，如图13所示。

3.2 系统级组态设计

系统级组态一般是对硬件子系统的配置进行组态，并将组 态的结果保存到数据库中，这些组态包括系统组态、单元组态、对特定模块的组态、其他可重用信息的配置等。这些信息保存到系统数据库中。数据库的实现方法不 外乎两种，其一，自定义的数据格式，以二进制或文本方式保存起来，其二，用现成的通用的数据库如Access,SQL Server等保存起来。自定义格式保密性强，但随机访问较麻烦，而通用的数据库，保密性差一些，但查询很方便。相比较而言，对于组态结果主要是查询，所 以选择通用数据库是比较明智的。

在系统级组态中，涉及到对硬件子系统的配置，通常是指一个完整的测控系统中包括哪些PXI模块，这些 模块的资源号、和资源字符串是最重要的，我们可以在表格中人工输入，然后保存起来，这是一个常规的做法，最巧妙的办法是调用VISA库中的函数，让计算机 自动搜索PXI模块。对于单元组态，我们可以将测控系统分成多个回路，对每一回路来说，无论闭环还是开环，均有某一个或多个的模块的通道组成。我们单元组 态的目的就是将这些回路的组合信息保存起来，给他取一个比较友好的名字，对操作人员来说，友好的名字应该比单纯的通道编号容易记住。

3.3 项目级组态设计

我们设计一个测控系统，其目的要用于实际的项目，项目的不同可能要使用的PXI模块有所差别，最愚蠢的办法是针对特定的项目开发特定的软件。系统级组态 中，我们已经具有了测控系统中所包含的硬件信息，这些信息是可变的，但获取这些信息的程序未变。如果设计良好项目级组态框架，我们同样可以实现类似功能。 基于选择系统级数据库类型的同一原因，我们选择通用的数据库保存项目级组态结果。

对于某一项目，由于其继承于系统级组态结果，所以它 拥有全部的单元组态信息。然而，特定的项目可能包含多种不同的工况，并不是每一工况都需要所有的PXI模块参与。我们针对不同的工况，挑选必需的回路，就 是我们使用项目级组态的方法和目的。这些回路在某一工况中使用，通常不是并行使用的，可能和顺序有很大关系，这就是要规定测试流程。总之，通俗的讲，项目 级组态就是选择测控回路和规定回路的动作序列。

3.4 测试执行

我们使用项目级组态，保证测控系统满足不同目的的需要。有了这些信息，再编制通用的执行程序就易如反掌。当数据量较大时，保存到通用数据库中与保存为自定 义格式的文件相比，保存速度是瓶颈。测试或控制过程中的所有数据都应保存起来，大量的数据，在计算机内存中缓存后，一次性写入到自定义文件内，效率更高， 所以对实时数据来说，应以自定义格式的文件保存。

3.5 某通用引信测试平台软件子系统

通用引信测试平台软件在Windows 2000/XP操作系统下，使用C++平台开发和运行。由于本测试平台的测试对象涉及多种被测引信，每种被测引信的测试方法、测试项目、测试结果的处理等 都不同，并且随着对被测对象测试经验的积累在测试系统实际使用中测试流程可能需要改变。使用传统的顺序流程编程方法很难实现这样一种多变复杂的系统。因 此，本测试平台的应用软件采用框架式结构设计，即采用数据驱动的方法，使测试人员通过管理测试过程中的一些配置数据，不必修改测试程序，就可完成测试任 务。

该集成开发环境可以根据测试系统的特点，建立描述测试系统的数据库，并采用图形化的人机交互的输入方法实现测试流程的输入。通过 取出数据库中的测试流程，就可以实现测试程序的自动执行，完成测试任务。这种方法不仅可以提高测试程序的输入效率，而且使测试人员可以脱离繁琐的编程工 作，集中精力研究测试对象和测试流程。

某通用引信测试系统软件根据实际测试的需要，划分为：数据管理、测试任务设置和执行测试三大功能，其中数据管理又划分为流程数据管理和结果数据管理两大部分。各部分功能如下：

1）流程数据管理：完成对通用测试配置数据库的维护功能，采用树型结构管理测试卡、测试项目、测试点的信息。具体要求能够直观地增加、删除、修改任意节点，移动拷贝任意节点。

2）测试任务管理：能够进行任务配置，确定一次测试所做的测试内容，执行顺序等。根据系统需要，从已有的测试流程中，选择或组合测试项目，形成一个测试任务。

3）测试程序：选择要执行的测试任务，根据测试流程，执行测试项目。

4）结果数据管理：完成对测试结果的查询、输出功能，包括查询、预览结果报表、删除、打印

5）测试数据库：从功能上可将测试数据库分为三种：

a. 测试流程数据库：记录所有与测试流程有关的数据信息，包括流程描述的文字、结构和数据信息，使用仪器的配置信息，流程控制信息等。它是测试平台的最基本的数据库。