基于LabWindows_CVI的MLS機(jī)載設(shè)備自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

李 闊

（西安導(dǎo)航技術(shù)研究所 陜西 西安 710068）

0 引言

MLS是一種工作于C波段 (5000～5250MHz)和Ku波段(15400～15700MHz)按波束掃描原理工作的新型進(jìn)近著陸系統(tǒng)。國(guó)際民航組織于1978年選定了時(shí)基掃描波束微波著陸系統(tǒng)作為新的標(biāo)準(zhǔn)著陸系統(tǒng)。這種系統(tǒng)能提供連續(xù)的、精確的三坐標(biāo)(方位、仰角、距離)信息[1]。

MLS機(jī)載設(shè)備的完整測(cè)試包括了總線功能和測(cè)試精度兩方面共八個(gè)項(xiàng)目的測(cè)試，人工測(cè)試需至少兩名測(cè)試人員耗時(shí)1.5個(gè)小時(shí)來完成，在人員使用和測(cè)試效率上是極大的浪費(fèi)。本文所設(shè)計(jì)的MLS自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)基于LabWindows_CVI軟件平臺(tái)，以總線采集系統(tǒng)為硬件基礎(chǔ)組成，可以在40分鐘之內(nèi)自動(dòng)完成MLS機(jī)載設(shè)備的完整測(cè)試過程并給出測(cè)試結(jié)論、自行打印測(cè)試結(jié)果。

1 系統(tǒng)組成及工作原理

MLS機(jī)載設(shè)備自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)由主控計(jì)算機(jī)與激勵(lì)源組成。主控計(jì)算機(jī)配備串口、模數(shù)采集、ARINC429總線、GPIB總線、1553B總線等總線功能接口卡。激勵(lì)源用于向MLS機(jī)載設(shè)備提供實(shí)時(shí)激勵(lì)信號(hào)。MLS機(jī)載設(shè)備自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)原理框圖見圖1。

圖1 MLS機(jī)載設(shè)備自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)原理框圖

MLS機(jī)載設(shè)備自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)統(tǒng)過GPIB總線對(duì)激勵(lì)源進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，發(fā)出MLS機(jī)載設(shè)備所需的激勵(lì)信號(hào)。同時(shí)系統(tǒng)通過1553B總線、429總線對(duì)MLS機(jī)載設(shè)備進(jìn)行工作設(shè)置和數(shù)據(jù)讀取，通過低頻信號(hào)對(duì)MLS機(jī)載設(shè)備模擬信號(hào)進(jìn)行讀取，通過MLS機(jī)載設(shè)備實(shí)時(shí)工作狀態(tài)與標(biāo)準(zhǔn)值的對(duì)比進(jìn)行測(cè)試結(jié)果的判定。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

MLS機(jī)載設(shè)備自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)由主控計(jì)算機(jī)與激勵(lì)源組成。

主控計(jì)算機(jī)選用PCI總線的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，配備所需的PCI總線形式板卡。包括1553B總線接口卡、429總線接口卡、GPIB總線接口卡、串口總線接口卡以及模數(shù)采集卡。

激勵(lì)源選用進(jìn)口標(biāo)準(zhǔn)MLS地面模擬激勵(lì)源，型號(hào)為MLS800。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

3.1 LabWindows_CVI

LabWindows_CVI是美國(guó)N I公司開發(fā)的32位面向計(jì)算機(jī)測(cè)控領(lǐng)域的軟件開發(fā)平臺(tái)。將功能強(qiáng)大的、使用靈活的C語言平臺(tái)與數(shù)據(jù)采集、分析和表達(dá)等測(cè)控專業(yè)工具有機(jī)結(jié)合,它支持事件驅(qū)動(dòng)與回調(diào)函數(shù)編程技術(shù),它的集成化開發(fā)平臺(tái)、交互式編程方法、豐富的功能面板和庫函數(shù)大大增強(qiáng)了C語言的功能,為熟悉C的開發(fā)人員開發(fā)檢測(cè)、數(shù)據(jù)采集、過程監(jiān)控等系統(tǒng)提供了一個(gè)理想的軟件開發(fā)環(huán)境[2]。

本文設(shè)計(jì)的MLS機(jī)載設(shè)備自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)利用了Lab-Windows_CVI提供的多線程設(shè)計(jì)方法，有效的提高了軟件的運(yùn)行效率。多線程是指操作系統(tǒng)支持一個(gè)進(jìn)程中執(zhí)行多個(gè)線程的能力[3-4]。當(dāng)一個(gè)線程等待用戶響應(yīng)或大量計(jì)算結(jié)果時(shí)，另一個(gè)線程可以繼續(xù)其他處理，使得進(jìn)程總處于運(yùn)行態(tài)，隨時(shí)進(jìn)行響應(yīng)，從而提高系統(tǒng)的響應(yīng)效率。LabWindows/CVI提供了兩種在次線程中運(yùn)行代碼的高級(jí)機(jī)制，分別是線程池（Thread Pools）和異步定時(shí)器（Asynchronous Times）。 線程池適用于需要不連續(xù)的執(zhí)行或在循環(huán)中執(zhí)行的任務(wù)，而異步定時(shí)器適合于在固定時(shí)間間隔內(nèi)執(zhí)行的任務(wù)。本設(shè)計(jì)采用線程池的方法進(jìn)行多線程控制。

3.2 軟件設(shè)計(jì)

為了便于軟件的維護(hù)與擴(kuò)展，MLS機(jī)載設(shè)備自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)軟件采用模塊化設(shè)計(jì)理念。軟件主要由四大模塊組成，分別為自動(dòng)測(cè)試方式模塊、單項(xiàng)測(cè)試方式模塊、信號(hào)波形實(shí)時(shí)顯示模塊以及測(cè)試記錄查看模塊。而八個(gè)測(cè)試項(xiàng)目分別封裝為八個(gè)小模塊。

在自動(dòng)測(cè)試方式下對(duì)八個(gè)測(cè)試項(xiàng)目模塊進(jìn)行串行調(diào)用，每個(gè)測(cè)試項(xiàng)目依次進(jìn)行，每個(gè)測(cè)試項(xiàng)目測(cè)試過程及結(jié)果在測(cè)試界面實(shí)時(shí)顯示，當(dāng)測(cè)試結(jié)果出現(xiàn)異常時(shí)進(jìn)行報(bào)警并停止測(cè)試。全部測(cè)試完成后根據(jù)預(yù)先設(shè)置進(jìn)行或不進(jìn)行測(cè)試結(jié)果表格打印并記錄測(cè)試結(jié)果。

在信號(hào)波形實(shí)時(shí)顯示模塊中，對(duì)MLS機(jī)載設(shè)備發(fā)出的模擬信號(hào)及429信號(hào)波形可以進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，并計(jì)算其頻率與伏值，用于測(cè)試人員進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)驗(yàn)證。此模塊使用單獨(dú)線程，可與自動(dòng)測(cè)試模塊或單項(xiàng)測(cè)試模塊同時(shí)運(yùn)行。

在測(cè)試記錄查看模塊下可以對(duì)以往的歷史測(cè)試記錄進(jìn)行查看，歷史記錄以時(shí)間順序和設(shè)備編號(hào)進(jìn)行記錄。

MLS機(jī)載設(shè)備自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)軟件整體架構(gòu)如圖2所示。

圖2 MLS機(jī)載設(shè)備自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)軟件整體架構(gòu)

4 結(jié)束語

MLS機(jī)載設(shè)備自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)在MLS機(jī)載設(shè)備的生產(chǎn)測(cè)試過程中已經(jīng)投入使用，實(shí)踐證明，該系統(tǒng)在實(shí)際使用中減少了人力消耗，提高了MLS機(jī)載設(shè)備生產(chǎn)測(cè)試效率，并大幅提高了測(cè)試的準(zhǔn)確性，對(duì)于MLS機(jī)載設(shè)備的生產(chǎn)、調(diào)試、驗(yàn)收過程有著重大的促進(jìn)作用。

［1］周其煥,魏雄志.微波著陸系統(tǒng)[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社,1989:77-79.

［2］刁修民,王建.基于LabWindows/CVI的虛擬儀器軟件開發(fā)技術(shù)[J].國(guó)外電子測(cè)量技術(shù)：增刊,2003：73-75.

［3］成鳳敏，蘇小光.多線程技術(shù)在虛擬儀器軟件開發(fā)中的應(yīng)用[J].中國(guó)測(cè)試技術(shù)，2008，34（2）：48-50.

［4］姜守達(dá)，吳昌盛.LabWindows/CVI多線程機(jī)制在數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2004，23（8）：56-57.