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Software platform of the construction type would contribute to test and measurement field
作者：李巍 （北京中科泛華測控技術有限公司，北京 100083）

摘要

目前，測試測量系統越來越趨向通用化、平臺化，特別是發展到以計算機為核心的測控系統組成的今天，軟件定義系統功能逐漸被業內認可，工程師們迫切的需要一款擴展性好、靈活、專業并使用方便的測控系統軟件平臺。今天為大家介紹一款由泛華恒興自主研發的構建型平臺軟件，該平臺最大的特點是通過圖形化設計模式，利用平臺組件、功能模塊、專業算法和專家知識構成成熟穩定的軟件貨架產品，并結合工程師多年的測控行業經驗，為用戶提供專業可靠的系統級軟件解決方案。

Abstract

At present, test and measurement systems are becoming more and more universal, platform, especially to the development of the measurement and control system based on the computer as the core component of today, software defined system function is gradually recognized, engineers need a scalable, flexible, professional and the software platform of control system and convenient. Today to introduce a pansino-solutions independent research and development of the construction of software platform, the platform is the biggest characteristic of the graphical design mode, a software shelf products mature and stable use of platform components, function module, algorithm and expert knowledge, and in accordance with industry engineer with many years of experience, to provide professional and reliable system level software solution for the user.

關鍵詞

測試測量軟件平臺構建型

Keyword

Test and measurement /Software platform/ Construction

序言

所謂測試測量就是借助專用的技術工具通過實驗和（或）計算，對被測對象搜集信息的過程。在自然界中，對于任何被研究的對象，若要定量地進行評價，必須通過測試測量來實現。可以說，測試測量是人們對大自然認識從感性世界跨入理性世界最直接的手段。在電子技術、網絡技術、計算機技術等高速發展的基礎上，測試設備或系統經過半個多世紀的時間，從電子管設備、晶體管設備，發展為由集成電路做成的電子測量設備，并具有了智能功能。特別是隨著計算機技術的蓬勃發展，計算機被引入測控系統中，利用計算機強大的處理功能，測試系統無論在測試精度、測試效率還是自動化程度上都得到了極大的提升。

測控行業發展的挑戰與機遇

那么，技術發展如此之快，是否就可以滿足目前國內外對測試測量的需求了嗎？來自全球的測控領域專家一致認為：中國工程師乃至世界各地的工程師面臨著相同的挑戰。一方面是待測產品的功能越來越多，測試的要求也越來越高，另一方面，留給測試的時間卻越來越少，因為產品要以最快的速度上市，從而形成了前所未有的測試效率方面的壓力。工程師面對著各種選擇，他們既需要一個具有很好的靈活性和兼容性、擴展性強，同時又很可靠穩定的自動測試測量平臺，這個平臺不但可以滿足現有的需求，而且能很方便地進行系統升級，以符合今后越來越具有挑戰性的需求。而國內的一些專家還認為中國工程師真正面臨的問題在于如何選擇與應用相適應的儀器設備和工具。
“現今不容樂觀的全球經濟現狀使得越來越多的公司尋求現有測試工程技術的替代品。工程師們逐漸傾向于借助于軟件定義的儀器系統和最新商業技術，在減少測試總成本的條件下獲得更高性能的靈活性的效果。”---NI市場部（測試與測量）副總裁 Eric Starkloff。

構建型平臺軟件的設計與思考

在產品設計和客戶需求日益復雜的今天，用于測試測量的儀器系統也朝著以軟件為核心的平臺化發展。通過整合各類的模塊化硬件和平臺化軟件，使得用戶能夠更快更靈活地配置測試系統，并滿足不斷改變的測試需求已經成為先進測試與測量的趨勢和代表。國內在測試測量行業中缺少平臺的測控系統設計軟件，來滿足我國測控行業的發展的需求和推動行業進步，行業內長期使用國外軟件，在某種程度上受制于人，限制了行業發展，因此，國內測控行業亟需一款平臺化的系統設計軟件。
為了滿足如上測控領域的發展現狀和行業需要，我們設計并研發一套專業的測控平臺軟件，該平臺軟件具有三大特點：

• 細分行業需求，設計并研發針對測控領域關鍵環節的平臺化軟件
• 圖形化編程方式，工程師可以通過配置的方式搭建測控系統
• 廣泛兼容行業內不同廠商的設備

直接面向信號的采集控制、面向控制流程的測試管理以及面向數據的測試數據管理是測控行業里非常關鍵的環節，其中面向對信號有分析保存回放等要求的數采系統搭建，如發動機測試、風洞系統測試、溫控系統或分布式環境監控系統等；面向控制流程的測試管理針對國內的測試系統，對流程進行管理完成制定序列的運行和跳轉，并給出報表結果，如灌裝流水線測試、汽車傳感器測試等；面向數據的測試數據管理偏重測試數據的整合及深度挖掘，同時兼顧資源管理和調配。
所謂構建型測控軟件平臺在深入思考并解構測控行業的一些典型應用的基礎上，在一些諸如數據采集、流程管理、數據管理等方面利用應用軟件、功能模塊、核心技術、專業知識、行業經驗等作為支撐的測試行業軟件貨架體系。在測試測量需求紛繁復雜的今天，我們利用構建型測試軟件平臺設計思想及其衍生的完整貨架體系，結合我們在行業內的多年經驗，為用戶搭建專業的、高效的測試系統，既迎合了靈活可擴展等方面的要求，又解決了用戶面對龐雜測試測量工具而無法選擇的尷尬境況。

X-Designer測控平臺軟件體系介紹

泛華恒興自主研發的X-Designer圖形化測控系統平臺軟件就是這種構建型的軟件平臺。
X-Designer是一個面向測試測量系統中數據采集分析，生產測試，數據管理和流程管理等關鍵環節設計的系統級平臺化解決方案。憑借明確的橫向組件分工和從硬件驅動到應用層軟件縱向的體系設計，X-Designer平臺體系全面解決了在測控系統設計中的復雜問題與眾多難點，將系統流程管理中各個環節緊密的聯系起來。面向復雜流程和多對象應用領域，憑借測試測量行業背景和多年積累，融合整個研發、生產和維護各個步驟的軟件需求，以平臺化的軟件體系提供專業組件和開放接口，提供統一而完備的系統級解決方案。

X-Designer體系結構

作為X-Designer的核心組成部分，三大主體軟件提供靈活而強大的系統設計平臺，在深入研發，模型驗證，系統搭建，流程測試和數據管理等各個環節進行需求細分，針對科學研究，生產測試和體系數據管理三個層面，推出DAQ On Demand、Test On Demand和Data On Demand，解決試驗數據的提取、存儲、檢索、基于權限的安全共享等問題，為試驗數據的展示分析、結論的報告，試驗經驗的積累提供高效工具，從而實現歷史試驗數據挖掘、試驗流程的規范化管理。
使用X-Designer可以幫助您更富創造性地呈現想法并創建測控系統，以分布式系統作為強大載體，可以隨時了解項目進展，通過同時共享數據信息的方式與其他終端高效互聯，實現數據采集、實時分析、模型應用、算法驗證、數據挖掘、序列部署等全局應用。
DAQ On Demand，數據采集分析設計軟件是結合基于計算機或者其他專用測試平臺的測量軟硬件產品來實現靈活的、用戶自定義的測量系統。它集成數采任務配置，數據管理，信號分析，數據保存與回放，離線高級分析，信號反饋控制等功能為一體的高效解決方案。它調用X-Advisor設備管理工具產生的平臺動作文件，通過設計流程圖的方式，應用圖形化的語言管理數據采集任務的運行和用戶界面等系統相關設計。數據采集分析設計軟件（DAQ On Demand）的核心技術在于自創的多引擎調用機制，協同工作的多個引擎完成數據的高效交換與共享，其中包括數據采集引擎，數據分析引擎，用戶事件調用引擎數據保存引擎四大引擎的協同。我們設計的平臺型軟件以通用的接口支持各種模型的載入和數據分析，通過專用引擎在各個環節的運作和數據共享實現對整個系統設計上的支持與融合。在信號和數據的控制上創新的使用流程圖編程語言，以類流程圖的規劃方式，設計系統的運行方式和邏輯關系，在圖形化語言設計方面又提出了新的思路和實現方法，從程序設計的角度上說，在編寫程序的初期一定是先設計流程圖再用程序實現，而直接的流程圖就可以完成程序設計的方式，促進系統設計向高效、簡易、專業等方向進化。

DAQ On Demand界面

Test On Demand，測試流程控制管理軟件，是X-Designer的重要組件，它也是針對測試測量行業的通用平臺。這款軟件可以幫助你輕松的完成復雜的測試序列編輯和測試流程控制。經過對自動流程測試方面的需求細化和深入思考，產品功能涵蓋基本測試程序集開發功能同時，提供諸如人員管理、適配器管理和系統自檢等構建完整自動測試系統所需必要功能。優化的高速多線程引擎與執行界面顯示分立在不同應用，極大提升軟件執行效率，能夠滿足最嚴格測試需求，經對比分析，絕大部分參數指標領先于業內其他主流測試流程管理軟件。平臺允許用戶定制幾乎全部測試系統功能，包括測試流程定義、執行界面自定義、測試報告定義等，以穩定易擴展的通用平臺支撐客戶靈活多變的定制化測試需求。以Test On Demand通用測試平臺為支撐，兼容多行業的工具包，以便更好的滿足你在不同測試領域的測試需求。

Test On Demand執行界面

Data On Demand是集項目管理、流程把控、進度監管、資源調配、數據管理、數據挖掘和分析處理于一身的分布式項目數據管理平臺。Data On Demand以項目生命周期為主線，整合項目流程中各個環節產生的試驗數據和項目信息，通過后臺數據庫技術支持，對試驗數據進行深度挖掘，同時基于項目管理體系統計資源信息從而體現其在項目管理方面的指導意義。

Data On Demand界面

總結

縱觀整個測試測量行業的發展，軟件是遠落后于硬件的，主要原因就是很多代碼大家都要從頭寫，造成人力物力的浪費。目前，測試測量行業軟件發展的一大趨勢就是測控軟件的平臺化和構建型。通過集成現有的模塊和技術，使我們用20%的時間完成80%的工作。模塊組件之間數據和信息的高效互連、功能的系統設計成為了平臺化和構建型軟件發展的一大挑戰。X-Designer測控軟件平臺經歷3個半版本的迭代，幾十個實際應用的歷練，在高效、專業搭建測試測量系統方面奠定了堅實的基礎，積累了豐富的經驗。今后X-Designer的發展要向著兩個方面發展，一方面要逐步完善構建體系的完整性，充實貨架體系的模塊、技術和知識，另一方面是使計算機技術在測控行業的應用得到更充分的體現，利用多核處理器技術等使測試測量系統變得更加穩定高效。