DAM測(cè)試系統(tǒng)上位機(jī)軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

張昕 張毅

摘要：數(shù)字陣列模塊（Digital Array Module，以下簡(jiǎn)稱DAM）是一種將多個(gè)收發(fā)通道集成在一起的雷達(dá)前端模塊。DAM是新型中型預(yù)警機(jī)雷達(dá)中的關(guān)鍵核心部件之一，它的體積，重量，成本，技術(shù)指標(biāo)等決定了雷達(dá)技戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)的高低，從某種程度上也決定了數(shù)字陣列雷達(dá)的生存價(jià)值和使用價(jià)值。因此，DAM各類技術(shù)指標(biāo)的測(cè)試分析顯得尤為重要。本文介紹了DAM測(cè)試系統(tǒng)的工作原理、詳細(xì)介紹了上位機(jī)軟件的系統(tǒng)構(gòu)架、功能設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。實(shí)際測(cè)試結(jié)果表明該上位機(jī)軟件能很好的完成預(yù)定的設(shè)計(jì)需求。

關(guān)鍵詞：上位機(jī) DAM 測(cè)試系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TH 39；TP336 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）05-0000-00

1 系統(tǒng)整體方案

DAM自動(dòng)測(cè)試原理包含兩部分：一是手動(dòng)單頻點(diǎn)測(cè)試，通過向?qū)Ｓ脺y(cè)試儀表發(fā)送單個(gè)頻率測(cè)試命令，控制儀器儀表在人不干預(yù)的情況下進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試，并最終將被測(cè)DAM指標(biāo)數(shù)據(jù)傳回；二是自動(dòng)多頻點(diǎn)測(cè)試，通過向儀表發(fā)送多個(gè)頻點(diǎn)連續(xù)的測(cè)試命令，命令進(jìn)入隊(duì)列排隊(duì)，測(cè)試完一個(gè)頻點(diǎn)后繼續(xù)測(cè)試下一個(gè)，從而達(dá)到自動(dòng)測(cè)試的目的。

整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)軟件分為上位機(jī)軟件、下位機(jī)軟件和底層接口庫(kù)三部分。下位機(jī)軟件開發(fā)環(huán)境為L(zhǎng)ABVIEW，主要負(fù)責(zé)采集被測(cè)DAM組件的指標(biāo)數(shù)據(jù)并打包發(fā)往上位機(jī)軟件；上位機(jī)軟件開發(fā)環(huán)境為VC++，主要負(fù)責(zé)對(duì)下位機(jī)數(shù)據(jù)包的接收、數(shù)據(jù)的解析、處理、顯示和存儲(chǔ)等操作。軟件總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2上位機(jī)具體設(shè)計(jì)

上位機(jī)軟件是基于 WindowsXP操作系統(tǒng) ，利用VC++語(yǔ)言來(lái)開發(fā)的，采用圖形化的操作界面，增強(qiáng)了測(cè)試軟件的使用性和交互性，提高了測(cè)試軟件的可靠性。本軟件的主要功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的提取、顯示、分析和存儲(chǔ)的功能，軟件重點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)與下位機(jī)通信以及數(shù)據(jù)分析。DAM自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)上位機(jī)軟件總共有6大功能模塊，他們分別是：儀器校準(zhǔn)模塊、數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊和異常分析模塊。

（1）儀器校準(zhǔn)：由于儀器存在測(cè)量偏差，為了使測(cè)量數(shù)據(jù)更接近真實(shí)值，在測(cè)量前由本軟件先采集儀器校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。首先軟件通過GPIB協(xié)議發(fā)送相應(yīng)指令設(shè)置儀器測(cè)量參數(shù)，主要包含頻率起始、截止范圍，通道個(gè)數(shù)與頻點(diǎn)個(gè)數(shù)等，然后選擇組件號(hào)和通道號(hào)；之后開始采樣所選組件某通道下的所有頻點(diǎn)的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)顯示出來(lái)供用戶判斷，如果數(shù)據(jù)不合格則重新校準(zhǔn)直到合格為止。當(dāng)校準(zhǔn)完所有組件的所有通道后，將數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中。

（2）數(shù)據(jù)接收：本模塊主要負(fù)責(zé)接收下位機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)，下位機(jī)向上位機(jī)共發(fā)兩種類型的數(shù)據(jù)，一種是握手信號(hào)數(shù)據(jù)；另一種是測(cè)量數(shù)據(jù)。首先創(chuàng)建線程1用于接收下位機(jī)傳來(lái)的握手信號(hào)，在此我們約定下位機(jī)利用UDP協(xié)議向本機(jī)的端4000端口發(fā)送“hello”字符串表示握手請(qǐng)求，在收到握手信號(hào)后，向下位機(jī)發(fā)送“ok”字符串表示握手應(yīng)答，如果發(fā)送成功，則掛起線程1，并創(chuàng)建線程2用于接收測(cè)量數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)加入處理隊(duì)列，在此我們約定下位機(jī)向上位機(jī)1234端口發(fā)送測(cè)量數(shù)據(jù)報(bào)文。

（3）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：因?yàn)殡S著采集的時(shí)間的延長(zhǎng)或采樣率過高時(shí)，積累的數(shù)據(jù)量急速增加，如果采用內(nèi)存對(duì)中間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的話，會(huì)使內(nèi)存消耗很大，占用資源，而且內(nèi)存存儲(chǔ)數(shù)據(jù)不方便用戶查看，影響程序運(yùn)行效率，本模塊采用ACSESS數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)中間數(shù)據(jù)和校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，采用excel外部文件存儲(chǔ)最終數(shù)據(jù)。

（4）數(shù)據(jù)處理：本模塊為DAM測(cè)試系統(tǒng)上位機(jī)軟件的核心模塊，該模塊主要負(fù)責(zé)測(cè)量數(shù)據(jù)報(bào)文的解析以及數(shù)據(jù)預(yù)處理。DAM測(cè)試包括兩種：發(fā)射測(cè)試和接收測(cè)試，均包含若干項(xiàng)測(cè)試指標(biāo)。 測(cè)量數(shù)據(jù)報(bào)文分為兩種格式：測(cè)試數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)。測(cè)量數(shù)據(jù)格式中數(shù)據(jù)類型為測(cè)試指標(biāo)類型，如發(fā)射功率，增益等?？刂茢?shù)據(jù)格式中測(cè)試截止符表示測(cè)試截止。當(dāng)任務(wù)隊(duì)列中存在數(shù)據(jù)的時(shí)，按照先進(jìn)先出的原則，取出一組數(shù)據(jù)，按上述報(bào)文協(xié)議進(jìn)行解析，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類處理。

（5）數(shù)據(jù)顯示：根據(jù)數(shù)據(jù)采樣率的大小進(jìn)行最終結(jié)果數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示，由于數(shù)據(jù)量、信息量較大，以標(biāo)簽加報(bào)表的形式呈現(xiàn)用戶。測(cè)量數(shù)據(jù)與預(yù)估誤差較大時(shí)以區(qū)分度較大的顏色顯示并記錄在表，用戶在測(cè)量的過程中可隨時(shí)查看。

（6）異常分析：根據(jù)提供的指標(biāo)要求對(duì)最終顯示的數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)間內(nèi)判斷，如果不符合指標(biāo)要求的數(shù)據(jù)，最終的數(shù)據(jù)會(huì)以紅色警告字體顯示并儲(chǔ)存在異常數(shù)據(jù)對(duì)話框內(nèi)，方便測(cè)試過程或者測(cè)試結(jié)束后隨時(shí)調(diào)用查看。

3結(jié)語(yǔ)

本軟件設(shè)計(jì)界面友好，操作簡(jiǎn)便易上手，真正實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)一鍵開啟測(cè)試，測(cè)試結(jié)果清晰明了，由于同時(shí)設(shè)計(jì)了異常分析與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，能使用戶更方便的獲得被測(cè)組件的健康狀態(tài)和歷史數(shù)據(jù)。通過多部雷達(dá)，多套DAM組件的測(cè)試，該上位機(jī)軟件基本滿足對(duì)DAM組件性能指標(biāo)的測(cè)試，穩(wěn)定性和可靠性較好，達(dá)到了系統(tǒng)最初設(shè)計(jì)的預(yù)期需求。

參考文獻(xiàn)

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