基于.Net平臺(tái)的信息化自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)

卜鈺　楊松濤

摘要：針對(duì)信息化自動(dòng)測(cè)試的需求，構(gòu)建了基于.NET開發(fā)平臺(tái)的信息化自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，分析了系統(tǒng)框架模塊與系統(tǒng)測(cè)試流程，著重討論了擴(kuò)展性設(shè)計(jì)，通過(guò)整體框架設(shè)計(jì)和模塊化解析，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的高速度、高精度、高自動(dòng)化程度等指標(biāo)，具有較好的實(shí)用性、安全性和可維護(hù)性。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)測(cè)試；.Net；可擴(kuò)展性；信息共享

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2017）31-0219-03

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，航空航天設(shè)備、軍用武器系統(tǒng)等高技術(shù)產(chǎn)品的復(fù)雜程度日益提高，傳統(tǒng)的人工檢測(cè)維護(hù)手段已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)代化裝備的支持保障要求，信息化自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)正逐步成為復(fù)雜系統(tǒng)與設(shè)備可靠運(yùn)行的必要保證。目前信息化自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于從產(chǎn)品研制、生產(chǎn)、存儲(chǔ)到使用維護(hù)的各個(gè)環(huán)節(jié)，在航空、航天、國(guó)防、交通、能源等重要領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵的支持保障作用[1]。

1 .Net開發(fā)平臺(tái)

.Net開發(fā)平臺(tái)是.Net框架（.Net Framework）的一系列集合，該平臺(tái)簡(jiǎn)化了在高度分介式環(huán)境中的應(yīng)用程序的開發(fā)，不僅提供創(chuàng)建服務(wù)，并將這些服務(wù)集成在一起[2]。.NET框架具有兩個(gè)主要部件：公共語(yǔ)言運(yùn)行環(huán)境和.NET框架類庫(kù)。

公共語(yǔ)言運(yùn)行環(huán)境（common language runtim，CLR）是.NET框架的基礎(chǔ)，它實(shí)現(xiàn)了跨語(yǔ)言集成，特別是跨語(yǔ)言繼承，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)處理系統(tǒng)級(jí)任務(wù)、如內(nèi)存管理和進(jìn)程通信。在開發(fā)和運(yùn)行工作方面，公共語(yǔ)言運(yùn)行環(huán)境不僅簡(jiǎn)化了開發(fā)工作，編譯一次即可在任何支持運(yùn)行庫(kù)的CUP和操作系統(tǒng)上運(yùn)行，并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、安全的部署。

.NET Framework提供了一套操作系統(tǒng)層級(jí)的對(duì)象函數(shù)庫(kù)，可供程序語(yǔ)言調(diào)用使用，它為數(shù)據(jù)輸入/輸出、安全性等提供了服務(wù)和對(duì)象模型[3]。.NET框架類庫(kù)是一個(gè)與公共語(yǔ)言運(yùn)行庫(kù)緊密集成的可重用的類型集合。該類庫(kù)是面向?qū)ο蟮?，并提供自己的托管代碼可從中導(dǎo)出功能的類型。這不但使.NET框架類型易于使用，還減少了學(xué)習(xí).NET框架的新功能所需要的時(shí)間。此外，第三方組件可與.NET框架中的類無(wú)縫集成[4]。

2 信息化自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

信息化自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)是針對(duì)數(shù)據(jù)通信設(shè)備設(shè)計(jì)的運(yùn)行于PC機(jī)的信息化自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)設(shè)備的自動(dòng)測(cè)試和性能分析。為了提高設(shè)備調(diào)試和測(cè)試的工作效率，有必要建議一個(gè)遠(yuǎn)程自動(dòng)測(cè)試和診斷系統(tǒng)平臺(tái)，以完成復(fù)雜系統(tǒng)的測(cè)試，測(cè)試結(jié)果集中統(tǒng)一生成測(cè)試報(bào)告，提高了測(cè)試人員的工作效率和測(cè)試設(shè)備的利用率，同時(shí)利用遠(yuǎn)程技術(shù)手段提高現(xiàn)場(chǎng)保障能力。信息化自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)作為測(cè)試儀器的控制端，既負(fù)責(zé)和其直接連接的測(cè)試儀器的接口通信控制，又可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行目標(biāo)遠(yuǎn)程測(cè)試。

從信息化自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)連接框圖可以看出，信息化自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)通過(guò)PC機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)試儀器的控制，對(duì)與其相連接的被測(cè)設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)化測(cè)量，并對(duì)測(cè)試結(jié)果和反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、匯總、統(tǒng)計(jì)和分析，實(shí)現(xiàn)多方位測(cè)試和評(píng)估。

2.2 系統(tǒng)特點(diǎn)

1） 測(cè)試速度快

信息化自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)針對(duì)目標(biāo)設(shè)備的目標(biāo)測(cè)試項(xiàng)目，設(shè)計(jì)了流程化的測(cè)試步驟，與手動(dòng)測(cè)試相比，測(cè)試過(guò)程中不需要人為對(duì)設(shè)備參數(shù)和性能進(jìn)行干預(yù)，采用電子開關(guān)矩陣替代了手工連接電纜等操作，節(jié)省了電纜連接和參數(shù)設(shè)置的操作時(shí)間，大大提高了測(cè)試速度[5]，可自動(dòng)化完成多個(gè)測(cè)試項(xiàng)目。

2） 測(cè)試精度高

由于流程化設(shè)計(jì)對(duì)各項(xiàng)參數(shù)在中間步驟和最后結(jié)果都予以保存和記錄，在保證測(cè)試的可回溯性同時(shí) 減少了人為誤差，能夠利用萊特和格茹布斯等準(zhǔn)則去除粗大誤差（野值），同時(shí)采用基于統(tǒng)計(jì)學(xué)的誤差處理方法來(lái)減少隨機(jī)誤差，可保證的較高的測(cè)試精度。

3） 擴(kuò)展性能好

測(cè)試系統(tǒng)針對(duì)測(cè)試儀器和測(cè)試技術(shù)進(jìn)行分級(jí)結(jié)構(gòu)處理，減少了因測(cè)試儀器更新或者測(cè)試技術(shù)更新帶來(lái)的不便，實(shí)現(xiàn)了良好的可擴(kuò)展性。

4） 綜合評(píng)估強(qiáng)

測(cè)試工程機(jī)制實(shí)現(xiàn)了測(cè)試設(shè)備和測(cè)試項(xiàng)目的整合處理和綜合評(píng)估，在測(cè)試工程中，可以對(duì)單臺(tái)設(shè)備的多次測(cè)試進(jìn)行整合，也可對(duì)所有目標(biāo)設(shè)備的各個(gè)測(cè)試項(xiàng)目進(jìn)行整合，因此，不僅可以得到單臺(tái)設(shè)備的性能評(píng)估結(jié)果，也可對(duì)所有目標(biāo)設(shè)備的性能有整體掌握。

5） 自動(dòng)化程度高

信息化自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)在測(cè)試過(guò)程中可實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自我校正、自我診斷，并在測(cè)試過(guò)程中和測(cè)試結(jié)束后對(duì)所有測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理，并能實(shí)現(xiàn)測(cè)試結(jié)果的立體化展示，實(shí)現(xiàn)了高度自動(dòng)化測(cè)試[6]。

3 信息化自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

信息化自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括測(cè)試流程設(shè)計(jì)、擴(kuò)展性能設(shè)計(jì)和功能模塊設(shè)計(jì)。其中功能模塊設(shè)計(jì)針對(duì)信息化自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)核心目標(biāo)和系統(tǒng)便利性使用而設(shè)計(jì)，測(cè)試流程設(shè)計(jì)針對(duì)所有測(cè)試項(xiàng)目建立，擴(kuò)展性能設(shè)計(jì)考慮到設(shè)備更新等帶來(lái)的系統(tǒng)便利性設(shè)計(jì)。

3.1 功能模塊設(shè)計(jì)

3.1.1 用戶管理機(jī)制

成熟的測(cè)試系統(tǒng)需要具備一套嚴(yán)格的用戶管理機(jī)制。在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中考慮到用戶級(jí)別和用戶需求，對(duì)系統(tǒng)設(shè)置了身份識(shí)別機(jī)制。系統(tǒng)提供了用戶的注冊(cè)、修改、刪除等功能，在提供友好交互界面的同時(shí)，也方便用戶管理，圖2為更改用戶設(shè)置信息界面。

3.2 測(cè)試狀態(tài)和測(cè)試結(jié)果顯示

系統(tǒng)采用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的方式與測(cè)試控制系統(tǒng)連接，在一項(xiàng)測(cè)試工程結(jié)束后，調(diào)用分析評(píng)估軟件的對(duì)外接口，即可啟動(dòng)自動(dòng)測(cè)試和評(píng)估，在后臺(tái)自動(dòng)完成對(duì)該項(xiàng)測(cè)試工程下所有被測(cè)用戶設(shè)備所有測(cè)試項(xiàng)目的評(píng)估計(jì)算，并自動(dòng)生成相應(yīng)報(bào)表，在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中測(cè)試狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，方便第一時(shí)間掌握測(cè)試信息，圖3為自動(dòng)測(cè)試狀態(tài)顯示界面截圖。

考慮到后續(xù)的處理和打印問(wèn)題，采用Excel和Word文件形式對(duì)所有測(cè)試條件和測(cè)試結(jié)果進(jìn)行整合和保存，如圖4所示。作為通用的數(shù)據(jù)保存格式和功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理工具，數(shù)據(jù)以Excel和Word格式保存是十分必要的。保存后的Excel和Word文件具有良好的閱讀格式，為進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理和打印等過(guò)程打下基礎(chǔ)。

3.2.1 綜合評(píng)估機(jī)制

對(duì)于復(fù)雜測(cè)試，可能需要測(cè)試多臺(tái)設(shè)備的多個(gè)測(cè)試項(xiàng)目。采用測(cè)試工程的概念，即一個(gè)測(cè)試工程可以包含對(duì)多臺(tái)設(shè)備的多個(gè)測(cè)試項(xiàng)目，將多個(gè)測(cè)試項(xiàng)目、多臺(tái)被測(cè)設(shè)備的測(cè)試信息和測(cè)試結(jié)果整合起來(lái)，方便評(píng)價(jià)設(shè)備總體，圖5為綜合評(píng)估統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示。綜合評(píng)估統(tǒng)計(jì)結(jié)果的顯示，不僅可以對(duì)每臺(tái)設(shè)備的測(cè)試情況有清晰認(rèn)識(shí)，而且對(duì)于整體設(shè)備中各個(gè)測(cè)試項(xiàng)目的測(cè)試情況及整體設(shè)備的合格率，實(shí)現(xiàn)綜合評(píng)估。

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3.3 測(cè)試流程設(shè)計(jì)

從整個(gè)信息化自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的角度來(lái)看，測(cè)試可分為搭建測(cè)試環(huán)境、測(cè)試儀器自校、建立測(cè)試工程、選擇測(cè)試項(xiàng)目、設(shè)置測(cè)試儀器參數(shù)、產(chǎn)生測(cè)試數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)并生成報(bào)表。其詳細(xì)流程圖如圖6所示：

3.4 擴(kuò)展性能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)擴(kuò)展性設(shè)計(jì)考慮到兩個(gè)方面，一個(gè)是由于系統(tǒng)設(shè)備升級(jí)帶來(lái)的測(cè)試系統(tǒng)通用性問(wèn)題，一個(gè)是測(cè)試項(xiàng)目整合中帶來(lái)的綜合評(píng)估問(wèn)題，針對(duì)這兩個(gè)問(wèn)題，我們分別采用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)和測(cè)試工程來(lái)解決。

測(cè)試系統(tǒng)中測(cè)試項(xiàng)目種類多樣，而且測(cè)試設(shè)備型號(hào)也會(huì)更新?lián)Q代，為了提高測(cè)試系統(tǒng)的通用性，在設(shè)計(jì)時(shí)需要具有一定的可擴(kuò)展能力。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，將每個(gè)測(cè)試項(xiàng)目以動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)（.dll）的形式建立，主程序中只需要采用調(diào)用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的方法就可將該測(cè)試項(xiàng)目加入，進(jìn)而完成此項(xiàng)目的所有測(cè)試工作。當(dāng)需要增加新項(xiàng)目管理功能時(shí)，系統(tǒng)軟件能夠采用模塊化添加的方式，添加到原有軟件中，減少新加代碼和原代碼的耦合度，保證系統(tǒng)的易擴(kuò)展性和擴(kuò)展后的可靠性。

測(cè)試軟件提供測(cè)試工程建立向?qū)?，用戶可以通過(guò)界面操作，新建測(cè)試工程并命名，軟件將自動(dòng)建立以測(cè)試工程名稱為文件夾名的文件夾，測(cè)試數(shù)據(jù)等信息均保存在本次測(cè)試工程文件夾下，便于用戶數(shù)據(jù)的分類和查詢。用戶可以為工程中的每個(gè)測(cè)試方法配置相應(yīng)的參數(shù)，當(dāng)運(yùn)行此項(xiàng)工程時(shí)多個(gè)測(cè)試方法開始依次執(zhí)行，并得到各自的測(cè)試結(jié)果和指標(biāo)評(píng)價(jià)。最重要的是，所建工程的全部信息和測(cè)試結(jié)果將保存到以測(cè)試工程名稱為文件夾名的文件夾，方便對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行提取和處理，利用報(bào)表匯總功能對(duì)整個(gè)測(cè)試工程進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的整體評(píng)估。

動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)保證了設(shè)備升級(jí)后的擴(kuò)展可靠性，測(cè)試工程保證了設(shè)備和測(cè)試項(xiàng)目的擴(kuò)展性綜合評(píng)估，從而保證了該信息化自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的擴(kuò)展性能設(shè)計(jì)。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文實(shí)現(xiàn)了對(duì)信息化自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)特點(diǎn)的宏觀層面把握信息化自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的核心，在系統(tǒng)開發(fā)方面，分別從功能、流程可擴(kuò)展性三方面考慮，實(shí)現(xiàn)了基于.Net平臺(tái)的開發(fā)，達(dá)到測(cè)試速度快、測(cè)試精度高、擴(kuò)展性能好、綜合評(píng)估強(qiáng)、自動(dòng)化程度高的目標(biāo)。

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