通信電臺自動測試系統(tǒng)軟件設(shè)計與實現(xiàn)

廣州海格通信集團股份有限公司 吳鑒冰

通信電臺自動測試系統(tǒng)軟件設(shè)計與實現(xiàn)

廣州海格通信集團股份有限公司 吳鑒冰

隨著現(xiàn)代信息科學領(lǐng)域中計算機技術(shù)、信號處理技術(shù)的高速發(fā)展，加速了電子測量技術(shù)的變革，新的測量方法、理念不斷的涌現(xiàn)，測量技術(shù)正朝著數(shù)字化、自動化、標準化、多功能化的方向發(fā)展。手工測試越來越不能滿足企業(yè)日常經(jīng)營的實際要求，于是引入了自動化測試來幫助減輕測試所帶來的壓力。本文介紹了電臺測試軟件結(jié)構(gòu)及技術(shù)標準，遵循的設(shè)計原則，測試方法等內(nèi)容；分析了電臺測試系統(tǒng)軟、硬件結(jié)構(gòu)以及軟件實現(xiàn)。

電臺；自動測試系統(tǒng)；軟件設(shè)計；功能實現(xiàn)

1.前言

科技的迅速發(fā)展，利用計算機進行自動測試系統(tǒng)(Automatic Test System，ATS）應(yīng)用在通信、航空航天、軍事等各個領(lǐng)域。隨著軟件系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，計算機能夠?qū)Ω黝愋畔⒑蛿?shù)據(jù)進行高速而又準確的處理，在軟件測試中可以由計算機代替人工去測試固定測試項目，還可以實現(xiàn)與時序、死鎖、資源沖突、多線程等相關(guān)的復雜測試任務(wù)，大大減少測試人員的工作量和測試成本，并提供高效的測試效率。自動化測試可重復使用，利用測試腳本編程語言實現(xiàn)重復使用。應(yīng)用較為廣泛，并且測試結(jié)果客觀、標準。

2.電臺測試軟件結(jié)構(gòu)及測試方法

國內(nèi)目前電臺自動測試系統(tǒng)框架主要有關(guān)鍵字/表驅(qū)動、數(shù)據(jù)驅(qū)動、數(shù)據(jù)驅(qū)動與關(guān)鍵字的混合框架等。測試方法主要有關(guān)鍵字驅(qū)動自動化測試方法，數(shù)據(jù)驅(qū)動的自動化測試方法。關(guān)鍵字驅(qū)動方式的測試代碼便于重用，并且數(shù)據(jù)表記錄包含了動作，輸入數(shù)據(jù)和輸出的期望結(jié)果；數(shù)據(jù)驅(qū)動方式的不便測試代碼重用，并且對測試人員的編程能力要求比較高；應(yīng)用廣泛的為關(guān)鍵字和數(shù)據(jù)驅(qū)動的混合測試方法，具有兼容關(guān)鍵字驅(qū)動和數(shù)據(jù)驅(qū)動特點。軟件自動化測試實現(xiàn)的主要方法有∶進行靜態(tài)和動態(tài)的代碼分析、捕獲和回放測試過程、測試腳本技術(shù)、虛擬用戶技術(shù)和測試管理技術(shù)[2]。

3.電臺軟件自動化測試過程

電臺軟件測試主要有單元測試、集成測試、確認測試、系統(tǒng)測試以及驗收測試，自底向上、逐步集成。

單元測試實現(xiàn)試開發(fā)軟件中最小的單元模塊(或源程序單元)。即在某個特定條件下測試對應(yīng)的特定函數(shù)，或者測試由幾個函數(shù)組成的部分功能。集成測試將一個應(yīng)用系統(tǒng)中己經(jīng)測試過的各個模塊組裝起來進行測試，以驗證各模塊一起工作時彼此間沒有沖突干擾，且模塊間的數(shù)據(jù)可以正確的傳輸，檢查程序設(shè)計的結(jié)構(gòu)是否存在問題。確認測試發(fā)現(xiàn)并己修正接口的錯誤，需要開始確認測試，檢驗軟件開發(fā)初期制定的驗證準則，確保開發(fā)的軟件能夠?qū)崿F(xiàn)所有的功能以及性能的要求。系統(tǒng)測試檢驗開發(fā)的軟件產(chǎn)品能否與系統(tǒng)的其他部分（如計算機硬件、網(wǎng)絡(luò)、外部設(shè)備等）協(xié)調(diào)的工作，以及該系統(tǒng)是否滿足需求規(guī)格。驗收測試確定開發(fā)的軟件是否滿足最終用戶的需求。

最后，整合測試用例、測試框架和測試程序進行聯(lián)調(diào)。保證能夠正確有效的測試軟件產(chǎn)品，發(fā)現(xiàn)電臺設(shè)備存在的問題。

4.電臺自動測試軟件設(shè)計

4.1 軟件架構(gòu)設(shè)計

電臺自動測試系統(tǒng)軟件分成交互界面、程序級、功能描述級和驅(qū)動級等。頂層的交互界面作用是實現(xiàn)所有相關(guān)信息的獲取與展示，并且把測試相關(guān)的儀器信息、參數(shù)信息等傳給測試參數(shù)程序以及配置文件，然后調(diào)用測試參數(shù)程序以完成最終的電臺參數(shù)測試功能。電臺自動測試系統(tǒng)軟件主要由信息管理、自檢校準、測試開發(fā)、測試執(zhí)行、信息查詢和系統(tǒng)幫助六個模塊組成，包含的主要數(shù)據(jù)庫主要包括平臺綜合信息庫、自檢校準信息庫、被測對象信息庫、測試結(jié)果信息庫和測試參數(shù)庫等。電臺自動測試系統(tǒng)的主要任務(wù)是控制電臺工作在指定狀態(tài)下，并控制測試設(shè)備即各種PXI板卡，令其產(chǎn)生信號供給電臺工作使用或接收并分析電臺返回來的信號，實現(xiàn)對電臺關(guān)鍵性能參數(shù)的測量進而判斷電臺是否處于正常工作狀態(tài)。

4.2 電臺測試設(shè)備信息管理

電臺測試設(shè)備信息管理主要實現(xiàn)電臺自動測試系統(tǒng)硬件驅(qū)動的名稱，驅(qū)動所在位置等硬件信息的增加、刪除、修改和查詢。被測設(shè)備信息管理是對被測試電臺的名稱，生產(chǎn)廠家，生產(chǎn)時間，所屬單位，預計報廢時間等信息的增加、刪除、修改和查詢，同時作為信息入口，是測試開發(fā)和測試執(zhí)行的基礎(chǔ)。校準信息管理是對校準人員，校準單位，校準證書存儲位置等信息的增刪改查，同時可以查看校準單位頒發(fā)的設(shè)備校準證書。同時可查看開機自檢信息，每次自檢結(jié)果自動存入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的相關(guān)表中。

電臺自動測試系統(tǒng)在工作過程中，射頻輸入輸出信號經(jīng)過一系列的連接線纜和開關(guān)，容易產(chǎn)生測量通道的誤差。為減少測量通道誤差，需要對自動測試系統(tǒng)進行通道校準，保存校準數(shù)據(jù)并對校準數(shù)據(jù)進行一定處理以便進行數(shù)據(jù)補償。需要針對校準數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)擬合。系統(tǒng)中采用的數(shù)據(jù)擬合方法是相鄰頻率點直線擬合法。

4.3 自動測試軟件功能實現(xiàn)

本文按實踐設(shè)計的短波電臺自動測試系統(tǒng)為例，作為平臺型的軟件，必須具備非常靈活的產(chǎn)品架構(gòu)，在保證主體框架不變的前提下，可以方便地實現(xiàn)型號、批次、測試和儀器管理，使用戶在配置和測試時，達到周期短、操作方便。軟件架構(gòu)需采用了獨立的測試層和用戶界面層系統(tǒng)采用C/S結(jié)構(gòu)。分為功能測試流程和數(shù)據(jù)管理層（即客戶端）和設(shè)備驅(qū)動、儀器管理、測試層（即服務(wù)端），客戶端負責測試流程的定制、測試參數(shù)設(shè)置、測試規(guī)劃管理、數(shù)據(jù)的處理、存儲和顯示，實現(xiàn)各種用戶界面操作接口。服務(wù)器端主要負責各類設(shè)備的驅(qū)動和儀器管理及根據(jù)客戶端指令進行某個指定功能的測試，服務(wù)端實現(xiàn)了儀器和測試透明化管理，為客戶端提供統(tǒng)一的測試接口。它解決了電臺自動測試軟件的業(yè)務(wù)描述，與電臺型號、測試批次、測試儀器型號、電臺測試指標、指標測試參數(shù)設(shè)置之間的交互管理問題。

在測試層，應(yīng)提供獨立的儀器管理功能、統(tǒng)一的測試接口和可擴展的設(shè)備驅(qū)動模塊。該層屏蔽了技術(shù)細節(jié)，具有良好的擴展性和兼容性，使開發(fā)人員能夠集中精力關(guān)注電臺測試中的業(yè)務(wù)與管理問題。為用戶界面層提供透明的儀器管理和測試功能模塊，上層僅需要告訴測試層需要什么測試功能及參數(shù)即可，而不必關(guān)心是哪一臺儀器以及怎么實現(xiàn)了測試功能。統(tǒng)一的測試接口，讓上層開發(fā)人員擺脫了用戶界面管理和繁瑣的儀器操作交錯管理的夢魘，從而有更多的精力為用戶提供更好的界面服務(wù)。

在用戶界面層，提供獨立的數(shù)據(jù)處理功能和測試管理功能。

數(shù)據(jù)處理功能：包括電臺型號管理、批次管理、用戶管理、測試數(shù)據(jù)管理和報表輸出等，使用戶可以方便地定制新的型號和批次。

測試管理功能：包括測試規(guī)劃管理、測試項目定制、測試參數(shù)設(shè)置和測試操作等，使用戶可以方便地規(guī)劃測試和進行測試。用戶界面層可以使用戶把所有的精力專注于電臺測試業(yè)務(wù)的設(shè)計、管理和操作。

圖1 電臺管理業(yè)務(wù)流程圖

用戶可單測一個指標，也可測選中指標名稱前的復選框測試多個指標，對已測試過的指標會在右邊的已測電臺中列出，選中已測電臺可以查看已測結(jié)果，還可以重新測試該電臺。注： (測試單元格為藍色表示該指標還沒有測試，為紅色表示測試不合格，為綠色則為測試合格)。單指標重測：當要重測的指標是紅色時，只需單擊該指標的測試單元格則啟動測試程序，若為綠色時，需雙擊該指標，測試該指標。指標內(nèi)重測：當一指標只是少數(shù)頻點或工作方式的測試有錯誤時，可在測試結(jié)果窗體內(nèi)雙擊相的紅色單元格即可對該單元格的數(shù)據(jù)進行重測，此種方式主要是節(jié)省時間。具體界面如圖2所示。

圖2 測試管理模塊界面2

圖3 測試電臺指標設(shè)置界面

4.結(jié)論

軍用電臺在部隊裝備體系作用越來越重要，保障設(shè)備尤其是自動測試系統(tǒng)近些年發(fā)展迅速。電臺自動測試系統(tǒng)軟件包含系統(tǒng)管理、自檢校準、測試開發(fā)、測試執(zhí)行和信息查詢、故障診斷、測試分析等功能。自動測試系統(tǒng)設(shè)計完備，通過調(diào)用測試程序集實現(xiàn)對電臺裝備關(guān)鍵性能參數(shù)的自動測試與數(shù)據(jù)處理。

[1]潘國強,李小龍,武文光．軍隊裝備大修現(xiàn)狀淺析[J]．裝備制造技術(shù),2011,6：111-113．

[2]刑亞坤,吳國慶,李永貴．軍用短波電臺野戰(zhàn)通用自動檢測系統(tǒng)測試方法研究[J]．現(xiàn)代電子技術(shù),2009,1：14-16．

[3]李濤．電臺自動測試與分析系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D]．濟南：山東大學,2012,10．