計算機論文：計算機遠程測試平臺的研究
1 引言
人類(lèi)在從事社會(huì )生產(chǎn)、經(jīng)濟交往和科學(xué)研究中，都與測試技術(shù)息息相關(guān)。隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和生產(chǎn)力水平的提高，測試的重要性日益凸現�，F代化的科研工作不僅需要對多參數、相關(guān)參數、瞬間信息進(jìn)行陜速、實(shí)時(shí)、連續、準確的捕捉和測量，且需完成浩繁的數據處理工作。這些測試任務(wù)均非手動(dòng)或人工測試所能完成的，這就必須采用自動(dòng)測試手段。國際上發(fā)達國家早已在20世紀80g代末就推出了跨世紀的總線(xiàn)測試系統及產(chǎn)品，它采用開(kāi)放的總線(xiàn)標準，使用戶(hù)在最短的時(shí)間內利用總線(xiàn)式儀器和軟件，靈活組建自動(dòng)測試系統，大大節約了測試時(shí)間并降低了測試費用。目前，數字化、模塊化、網(wǎng)絡(luò )化和系統化已成為測試儀器發(fā)展的新趨勢，采用各種各樣先進(jìn)技術(shù)的第3代電子測試儀器將不斷問(wèn)世。
2 計算機遠程測試平臺的組成結構
測試儀器從模擬技術(shù)向數字技術(shù)過(guò)渡，從單臺儀器向多種功能儀器組合過(guò)渡，從完全由硬件實(shí)現儀器功能向軟硬件結合方向過(guò)渡，從簡(jiǎn)單的功能組合向以個(gè)人計算機為核心構成通用測試平臺過(guò)渡，從硬件模塊向軟件包形式過(guò)渡是今后電子類(lèi)測試儀器的發(fā)展新動(dòng)向[1]。一種基于先進(jìn)PC技術(shù)的被人們稱(chēng)之為“2000技術(shù)”的新概念[2]，被使用在測量?jì)x器上，使測量?jì)x器的性能獲得最大程度地提高。這種以計算機軟硬件和總線(xiàn)技術(shù)為核心的“2000技術(shù)”，它包括高速總線(xiàn)技術(shù)USB／IEEE1394／Ethemet、儀器總線(xiàn)接口驅動(dòng)技術(shù)IⅥ 、Windows2000及其Windows CE操作系統、簡(jiǎn)化儀器數據傳輸的Internet訪(fǎng)問(wèn)技術(shù)Socket Data、基于元件目標模式(COM)的儀器軟硬件互操作技術(shù)OPC、軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)等等。圖l為計算機測試系統的組成結構。
被測信號(例如溫度、流量、壓力、動(dòng)不平衡量，噪聲等)經(jīng)傳感器變換為電流或電壓信號。如果信號太弱，則應經(jīng)過(guò)前端預處理電路進(jìn)行放大或濾波等處理，經(jīng)光電隔離或電磁隔離后，由數據采集子系統將模擬信號轉換為數字信號送^、微機處理子系統中。微機根據實(shí)際情況對所采集到的信號進(jìn)行必要的處理，由數據分配子系統和接口輸出到執行機構，以實(shí)現自動(dòng)控制，或由基本I／O子系統輸出到CRT，打印機或繪圖儀等。
2．1 微機基本子系統
微機基本子系統可以為普通的PC機，工控機等，這種計算機采用通用型微處理器，具有良好的通用性和兼容性的特點(diǎn)�？梢苑譃橛布到y和軟件系統兩部分，軟件系統采用多任務(wù)操作系統系統Windows2000和面向對象開(kāi)發(fā)工具Visual Studio．net。
2．2 數據采集子系統
數據采集子系統由傳感器，信號調理電路和總線(xiàn)接口芯片組成(如圖2)。數據經(jīng)傳感器轉換為電信號后，需要進(jìn)行放大、濾波、隔離等處理，由多路開(kāi)關(guān)選通后，送采樣保持器，然后經(jīng)過(guò)A／D轉換，通過(guò)接口芯片送人計算機進(jìn)行處理。我們用的接口為PCI總線(xiàn)接口，接口芯片可以為AMCC公司的$5933，PLX公司的9054等。專(zhuān)用芯片可以實(shí)現完整的PCI主控模塊和目標模塊接口功能，將復雜的PCI總線(xiàn)接口轉換為相對簡(jiǎn)單的用戶(hù)接口，用戶(hù)只要設計轉換后的總線(xiàn)接口即可。亦可采用可編程邏輯器件(EPLE或FPGA)實(shí)現通用PCI總線(xiàn)接口。
2．3 數據通信子系統
近年來(lái)，網(wǎng)絡(luò )技術(shù)發(fā)展十分迅猛，Intemet和PC網(wǎng)絡(luò )正在逐漸地改變人們的生活和工作方式。為了滿(mǎn)足測試系統互連、測試數據共享和提高測試系統工作的可靠眭等方面的需要，網(wǎng)絡(luò )技術(shù)也逐漸地被應用到了測試領(lǐng)域，從而為數據采集、數據分析和數據表達帶來(lái)了一些新的方法和途徑。在系統組建方案中，可以通過(guò)配置一個(gè)或多個(gè)遠端測試節點(diǎn)來(lái)完成測試任務(wù)，并將測試的數據發(fā)送回一臺本地PC。
2．4 數據輸出子系統
通過(guò)輸出信號來(lái)推動(dòng)執行機構，以實(shí)現控制的功能。例如停止或啟動(dòng)測試設備等。
3 系統網(wǎng)絡(luò )結構及系統的建立
3．1 系統網(wǎng)絡(luò )結構
計算機遠程測試平臺是基于客戶(hù)機／服務(wù)器結構和服務(wù)器／瀏覽器結構的[3]。數據采集工作站的任務(wù)由客戶(hù)機來(lái)承擔�？蛻�(hù)機負責數據采集、數據顯示、數據處理、數據存儲和數據通信的任務(wù)�？蛻�(hù)機也負責接收用戶(hù)命令、發(fā)送請求和網(wǎng)絡(luò )通信。服務(wù)器存儲客戶(hù)機的地址信息，并用來(lái)匯總采集數據，其本身也提供WEB等服務(wù)[4][5] 。系統結構如圖3所示，實(shí)線(xiàn)表示物理連接關(guān)系，虛線(xiàn)表示網(wǎng)絡(luò )，虛箭頭表示邏輯概念，即請求可以從本機發(fā)出，也可能從網(wǎng)上獲得；同樣，響應既可以回送本機，也可以發(fā)到網(wǎng)上。
3．2 系統的建立
網(wǎng)絡(luò )系統的體系結構從應用上劃分為3個(gè)分系統，1個(gè)應用分系統，2個(gè)支持分系統，即網(wǎng)絡(luò )NETS 和數據庫分系統DBS。其網(wǎng)絡(luò )體系結構如圖4所示。
中心站的網(wǎng)絡(luò )結構采用的是l00M 帶寬星型全交換式以太網(wǎng)結構，采用TCP／IP協(xié)議作為主要網(wǎng)絡(luò )通信協(xié)議。主要設備如服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò )交換機等都支持C／S和B／S結構，并采用先進(jìn)的虛擬網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，將網(wǎng)絡(luò )按功能模塊劃分成不同子網(wǎng)，增強網(wǎng)絡(luò )的安全性。網(wǎng)絡(luò )操作系統選用Windows XP。
進(jìn)入系統主界面[6][7]后，可以看到用戶(hù)操作區有三個(gè)選項卡：數據采集，數據管理和網(wǎng)絡(luò )通信。數據采集選項卡主要實(shí)現對數據的采集和顯示，并且可以對采集信號進(jìn)行處理。方法為在通道上單擊右鍵，可彈出操作菜單，然后進(jìn)行各項操作。數據管理選項卡里可以對采集數據進(jìn)行輸出和備份等各項操作。網(wǎng)絡(luò )通信選項卡可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò )通信，包括和服務(wù)器，其他用戶(hù)的通信。
4 結束語(yǔ)
計算機遠程測試平臺是一種超越單一特定對象的通用平臺。它不僅可以最大化地減少因測控要求改變、測控環(huán)境改變和測控設備變化所帶來(lái)的系統變化，還能夠實(shí)現全系統范圍內資源的最佳分配，并得到最好的資源共享效果，同時(shí)也支持測控設備的即插即用[8]。這種模式的提出無(wú)論是對企業(yè)生產(chǎn)、測試項目的技術(shù)改造，還是對于節約資源，進(jìn)行可持續發(fā)展都具有非常重大的現實(shí)意義。
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