頻譜分析儀實時監(jiān)控系統(tǒng)軟件設計

宋吟齡

【摘 要】實時監(jiān)控是現(xiàn)代工業(yè)測量的重要手段，本文主要介紹了頻譜分析儀實時監(jiān)控系統(tǒng)軟件設計方案，針對系統(tǒng)的硬件組成、測試原理、軟件開發(fā)以及開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)進行了探討。經(jīng)過實際應用證明，該軟件具有良好的通用性，自動化程度高，有效提高了測試效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】實時監(jiān)控；頻譜分析儀；VB

隨著現(xiàn)代通信科技的高速發(fā)展，儀器儀表自動控制技術(shù)在軍工科技行業(yè)的各種測量及控制系統(tǒng)中應用越來越廣泛。在科研生產(chǎn)過程中，儀器儀表狀態(tài)的實時監(jiān)控已經(jīng)是自動控制的重要組成部分，通過遠程計算機軟件與測試現(xiàn)場各種智能化儀表進行通信， 能夠及時控制、了解現(xiàn)場儀表的運行情況， 通過圖形化的測試顯示，更加便捷的實現(xiàn)對現(xiàn)場各種狀態(tài)的實時監(jiān)控，能夠幫助測試人員掌握測試過程的運行狀態(tài)、調(diào)整測試參數(shù)、優(yōu)化控制， 提高測試過程的安全性和效率。本文正是針對測試中經(jīng)常使用的頻譜分析儀，設計實時監(jiān)控系統(tǒng)軟件，提高日常測試效率。

1 系統(tǒng)組成及測試原理

頻譜分析儀實時監(jiān)控系統(tǒng)主要頻譜分析儀和待測設備組成，待測設備包括測試適配器、測試電纜等，由于本文主要介紹頻譜分析儀實時監(jiān)控，待測設備不做具體要求，故在此不進行介紹。系統(tǒng)框圖如圖1所示。

本系統(tǒng)中，信號經(jīng)過待測設備的功分、開關(guān)、適配器、天線等途徑進入頻譜分析儀，產(chǎn)生相對應頻譜曲線，頻譜特性正是衡量待測設備特性的關(guān)鍵，也是系統(tǒng)需要測試的技術(shù)指標。

2 系統(tǒng)軟件設計開發(fā)

頻譜分析儀實時監(jiān)控系統(tǒng)中，儀器狀態(tài)設置、實時監(jiān)控圖形顯示、數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)分析等模塊均采用在Visual Basic6.0下開發(fā)的測控軟件實現(xiàn)。

2.1 Visual Basic 6.0 語言及應用程序的基本特點

Visual Basic6.0是Microsoft公司推出的一個可視化、面向?qū)ο笄一谑录?qū)動的集成開發(fā)環(huán)境， 可用于開發(fā)Windows 環(huán)境下的各種應用程序。在Visual Basic 環(huán)境下，使用Windows部的應用程序接口（API） 函數(shù)， 以及動態(tài)鏈接庫（DLL）、動態(tài)數(shù)據(jù)交換（DDE） 、對象的鏈接與嵌入（OLE）、開放式數(shù)據(jù)訪問（ ODBC） 等技術(shù)， 可以高效、快速地開發(fā)出Windows 環(huán)境下功能強大、圖形界面豐富的應用軟件系統(tǒng)。

2.2 軟件模塊設計介紹

頻譜分析儀實時監(jiān)控系統(tǒng)軟件采用模塊化的開發(fā)模式，每個模塊實現(xiàn)獨立的系統(tǒng)功能，軟件主要包括儀器驅(qū)動、測試設置與初始化、數(shù)據(jù)通信與采集、圖形化、數(shù)據(jù)分析與存儲5大模塊，功能結(jié)構(gòu)流程圖如圖2所示。

儀器驅(qū)動模塊用來對頻譜分析儀進行標準儀器狀態(tài)控制；測試設置與初始化模塊通過針對性的配置FREQ、SPAN、RBW、SWEEPTIME等頻譜分析儀關(guān)鍵參數(shù)，滿足待測設備需求，進行測試初始化；數(shù)據(jù)通信與采集模塊通過遠程控制計算機與頻譜分析儀進行測試命令通信和測試數(shù)據(jù)采集；圖形化模塊是通過圖形化采集到的測試數(shù)據(jù)使測試結(jié)果更加直觀；數(shù)據(jù)分析與存儲模塊則是將系統(tǒng)采集的測試數(shù)據(jù)進行報表填寫、指標判定、誤差計算，最終實現(xiàn)EXCEL格式的測試報表輸出。

3 軟件開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 圖形化技術(shù)

為了滿足遠程操控同時還能方便直觀的觀測測試結(jié)果，圖形化是本軟件的關(guān)鍵性突破，利用VB的ChartSpace控件進行圖形實時繪制，滿足測試需求。

3.2 實時記錄技術(shù)

對于噪聲或者干擾信號之類的測試，有用信號往往是不定時出現(xiàn)，因此在線的實時數(shù)據(jù)采集就顯得非常重要，在本系統(tǒng)中采用實時記錄與數(shù)據(jù)判別相結(jié)合的方式既滿足了長期觀測的需要，同時又不會導致數(shù)據(jù)量過大引發(fā)的程序錯誤。

3.3 多型號兼容技術(shù)

當前市場主流的頻譜分析儀生產(chǎn)廠家有：Agilent公司、R&S公司、安立公司以及中國電子科技集團公司第41 所。不同廠家不同型號的儀器控制SPCI命令不同，給遠程控制帶來困難。本軟件建立了程控指令數(shù)據(jù)庫，可通過選擇儀器型號來選擇對應的儀器指令，實現(xiàn)多型號頻譜分析儀的兼容。

4 結(jié)束語

頻譜分析儀實時監(jiān)控系統(tǒng)軟件以VB6.0為軟件平臺，利用GPIB接口技術(shù)，實現(xiàn)了頻譜分析儀的遠程實時監(jiān)控技術(shù)，該軟件的開發(fā)和實現(xiàn)保證了測試結(jié)果的準確性，提高了工業(yè)測試工作效率， 提升了遠程實時監(jiān)控能力。該系統(tǒng)已應用到日?？蒲猩a(chǎn)工作中，取得很好效果，在其他自動測試方面具有借鑒意義。

【參考文獻】

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[2]唐贛.虛擬儀器平臺實驗設計與實踐[J].國外電子測量技術(shù)，2013，32（11）：77-80.

[責任編輯：曹明明]