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

摘要

目前，測(cè)試測(cè)量系統(tǒng)越來越趨向通用化、平臺(tái)化，特別是發(fā)展到以計(jì)算機(jī)為核心的測(cè)控系統(tǒng)組成的今天，軟件定義系統(tǒng)功能逐漸被業(yè)內(nèi)認(rèn)可，工程師們迫切的需要一款擴(kuò)展性好、靈活、專業(yè)并使用方便的測(cè)控系統(tǒng)軟件平臺(tái)。今天為大家介紹一款由泛華恒興自主研發(fā)的構(gòu)建型平臺(tái)軟件，該平臺(tái)最大的特點(diǎn)是通過圖形化設(shè)計(jì)模式，利用平臺(tái)組件、功能模塊、專業(yè)算法和專家知識(shí)構(gòu)成成熟穩(wěn)定的軟件貨架產(chǎn)品，并結(jié)合工程師多年的測(cè)控行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，為用戶提供專業(yè)可靠的系統(tǒng)級(jí)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(guān)鍵詞

測(cè)試測(cè)量軟件平臺(tái)構(gòu)建型

Keyword

Test and measurement /Software platform/ Construction

序言

所謂測(cè)試測(cè)量就是借助專用的技術(shù)工具通過實(shí)驗(yàn)和（或）計(jì)算，對(duì)被測(cè)對(duì)象搜集信息的過程。在自然界中，對(duì)于任何被研究的對(duì)象，若要定量地進(jìn)行評(píng)價(jià)，必須通過測(cè)試測(cè)量來實(shí)現(xiàn)�？梢哉f，測(cè)試測(cè)量是人們對(duì)大自然認(rèn)識(shí)從感性世界跨入理性世界最直接的手段。在電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等高速發(fā)展的基礎(chǔ)上，測(cè)試設(shè)備或系統(tǒng)經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的時(shí)間，從電子管設(shè)備、晶體管設(shè)備，發(fā)展為由集成電路做成的電子測(cè)量設(shè)備，并具有了智能功能。特別是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，計(jì)算機(jī)被引入測(cè)控系統(tǒng)中，利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的處理功能，測(cè)試系統(tǒng)無論在測(cè)試精度、測(cè)試效率還是自動(dòng)化程度上都得到了極大的提升。

測(cè)控行業(yè)發(fā)展的挑戰(zhàn)與機(jī)遇

那么，技術(shù)發(fā)展如此之快，是否就可以滿足目前國(guó)內(nèi)外對(duì)測(cè)試測(cè)量的需求了嗎？來自全球的測(cè)控領(lǐng)域?qū)＜乙恢抡J(rèn)為：中國(guó)工程師乃至世界各地的工程師面臨著相同的挑戰(zhàn)。一方面是待測(cè)產(chǎn)品的功能越來越多，測(cè)試的要求也越來越高，另一方面，留給測(cè)試的時(shí)間卻越來越少，因?yàn)楫a(chǎn)品要以最快的速度上市，從而形成了前所未有的測(cè)試效率方面的壓力。工程師面對(duì)著各種選擇，他們既需要一個(gè)具有很好的靈活性和兼容性、擴(kuò)展性強(qiáng)，同時(shí)又很可靠穩(wěn)定的自動(dòng)測(cè)試測(cè)量平臺(tái)，這個(gè)平臺(tái)不但可以滿足現(xiàn)有的需求，而且能很方便地進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí)，以符合今后越來越具有挑戰(zhàn)性的需求。而國(guó)內(nèi)的一些專家還認(rèn)為中國(guó)工程師真正面臨的問題在于如何選擇與應(yīng)用相適應(yīng)的儀器設(shè)備和工具。
“現(xiàn)今不容樂觀的全球經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀使得越來越多的公司尋求現(xiàn)有測(cè)試工程技術(shù)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(tǒng)和最新商業(yè)技術(shù)，在減少測(cè)試總成本的條件下獲得更高性能的靈活性的效果。”---NI市場(chǎng)部（測(cè)試與測(cè)量）副總裁 Eric Starkloff。

構(gòu)建型平臺(tái)軟件的設(shè)計(jì)與思考

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和客戶需求日益復(fù)雜的今天，用于測(cè)試測(cè)量的儀器系統(tǒng)也朝著以軟件為核心的平臺(tái)化發(fā)展。通過整合各類的模塊化硬件和平臺(tái)化軟件，使得用戶能夠更快更靈活地配置測(cè)試系統(tǒng)，并滿足不斷改變的測(cè)試需求已經(jīng)成為先進(jìn)測(cè)試與測(cè)量的趨勢(shì)和代表。國(guó)內(nèi)在測(cè)試測(cè)量行業(yè)中缺少平臺(tái)的測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件，來滿足我國(guó)測(cè)控行業(yè)的發(fā)展的需求和推動(dòng)行業(yè)進(jìn)步，行業(yè)內(nèi)長(zhǎng)期使用國(guó)外軟件，在某種程度上受制于人，限制了行業(yè)發(fā)展，因此，國(guó)內(nèi)測(cè)控行業(yè)亟需一款平臺(tái)化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件。
為了滿足如上測(cè)控領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀和行業(yè)需要，我們?cè)O(shè)計(jì)并研發(fā)一套專業(yè)的測(cè)控平臺(tái)軟件，該平臺(tái)軟件具有三大特點(diǎn)：

• 細(xì)分行業(yè)需求，設(shè)計(jì)并研發(fā)針對(duì)測(cè)控領(lǐng)域關(guān)鍵環(huán)節(jié)的平臺(tái)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(cè)控系統(tǒng)
• 廣泛兼容行業(yè)內(nèi)不同廠商的設(shè)備

直接面向信號(hào)的采集控制、面向控制流程的測(cè)試管理以及面向數(shù)據(jù)的測(cè)試數(shù)據(jù)管理是測(cè)控行業(yè)里非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，其中面向?qū)π盘?hào)有分析保存回放等要求的數(shù)采系統(tǒng)搭建，如發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試、風(fēng)洞系統(tǒng)測(cè)試、溫控系統(tǒng)或分布式環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)等；面向控制流程的測(cè)試管理針對(duì)國(guó)內(nèi)的測(cè)試系統(tǒng)，對(duì)流程進(jìn)行管理完成制定序列的運(yùn)行和跳轉(zhuǎn)，并給出報(bào)表結(jié)果，如灌裝流水線測(cè)試、汽車傳感器測(cè)試等；面向數(shù)據(jù)的測(cè)試數(shù)據(jù)管理偏重測(cè)試數(shù)據(jù)的整合及深度挖掘，同時(shí)兼顧資源管理和調(diào)配。
所謂構(gòu)建型測(cè)控軟件平臺(tái)在深入思考并解構(gòu)測(cè)控行業(yè)的一些典型應(yīng)用的基礎(chǔ)上，在一些諸如數(shù)據(jù)采集、流程管理、數(shù)據(jù)管理等方面利用應(yīng)用軟件、功能模塊、核心技術(shù)、專業(yè)知識(shí)、行業(yè)經(jīng)驗(yàn)等作為支撐的測(cè)試行業(yè)軟件貨架體系。在測(cè)試測(cè)量需求紛繁復(fù)雜的今天，我們利用構(gòu)建型測(cè)試軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)思想及其衍生的完整貨架體系，結(jié)合我們?cè)谛袠I(yè)內(nèi)的多年經(jīng)驗(yàn)，為用戶搭建專業(yè)的、高效的測(cè)試系統(tǒng)，既迎合了靈活可擴(kuò)展等方面的要求，又解決了用戶面對(duì)龐雜測(cè)試測(cè)量工具而無法選擇的尷尬境況。

X-Designer測(cè)控平臺(tái)軟件體系介紹

泛華恒興自主研發(fā)的X-Designer圖形化測(cè)控系統(tǒng)平臺(tái)軟件就是這種構(gòu)建型的軟件平臺(tái)。
X-Designer是一個(gè)面向測(cè)試測(cè)量系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集分析，生產(chǎn)測(cè)試，數(shù)據(jù)管理和流程管理等關(guān)鍵環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)級(jí)平臺(tái)化解決方案。憑借明確的橫向組件分工和從硬件驅(qū)動(dòng)到應(yīng)用層軟件縱向的體系設(shè)計(jì)，X-Designer平臺(tái)體系全面解決了在測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的復(fù)雜問題與眾多難點(diǎn)，將系統(tǒng)流程管理中各個(gè)環(huán)節(jié)緊密的聯(lián)系起來。面向復(fù)雜流程和多對(duì)象應(yīng)用領(lǐng)域，憑借測(cè)試測(cè)量行業(yè)背景和多年積累，融合整個(gè)研發(fā)、生產(chǎn)和維護(hù)各個(gè)步驟的軟件需求，以平臺(tái)化的軟件體系提供專業(yè)組件和開放接口，提供統(tǒng)一而完備的系統(tǒng)級(jí)解決方案。

X-Designer體系結(jié)構(gòu)

作為X-Designer的核心組成部分，三大主體軟件提供靈活而強(qiáng)大的系統(tǒng)設(shè)計(jì)平臺(tái)，在深入研發(fā)，模型驗(yàn)證，系統(tǒng)搭建，流程測(cè)試和數(shù)據(jù)管理等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行需求細(xì)分，針對(duì)科學(xué)研究，生產(chǎn)測(cè)試和體系數(shù)據(jù)管理三個(gè)層面，推出DAQ On Demand、Test On Demand和Data On Demand，解決試驗(yàn)數(shù)據(jù)的提取、存儲(chǔ)、檢索、基于權(quán)限的安全共享等問題，為試驗(yàn)數(shù)據(jù)的展示分析、結(jié)論的報(bào)告，試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)的積累提供高效工具，從而實(shí)現(xiàn)歷史試驗(yàn)數(shù)據(jù)挖掘、試驗(yàn)流程的規(guī)范化管理。
使用X-Designer可以幫助您更富創(chuàng)造性地呈現(xiàn)想法并創(chuàng)建測(cè)控系統(tǒng)，以分布式系統(tǒng)作為強(qiáng)大載體，可以隨時(shí)了解項(xiàng)目進(jìn)展，通過同時(shí)共享數(shù)據(jù)信息的方式與其他終端高效互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)分析、模型應(yīng)用、算法驗(yàn)證、數(shù)據(jù)挖掘、序列部署等全局應(yīng)用。
DAQ On Demand，數(shù)據(jù)采集分析設(shè)計(jì)軟件是結(jié)合基于計(jì)算機(jī)或者其他專用測(cè)試平臺(tái)的測(cè)量軟硬件產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)靈活的、用戶自定義的測(cè)量系統(tǒng)。它集成數(shù)采任務(wù)配置，數(shù)據(jù)管理，信號(hào)分析，數(shù)據(jù)保存與回放，離線高級(jí)分析，信號(hào)反饋控制等功能為一體的高效解決方案。它調(diào)用X-Advisor設(shè)備管理工具產(chǎn)生的平臺(tái)動(dòng)作文件，通過設(shè)計(jì)流程圖的方式，應(yīng)用圖形化的語言管理數(shù)據(jù)采集任務(wù)的運(yùn)行和用戶界面等系統(tǒng)相關(guān)設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)采集分析設(shè)計(jì)軟件（DAQ On Demand）的核心技術(shù)在于自創(chuàng)的多引擎調(diào)用機(jī)制，協(xié)同工作的多個(gè)引擎完成數(shù)據(jù)的高效交換與共享，其中包括數(shù)據(jù)采集引擎，數(shù)據(jù)分析引擎，用戶事件調(diào)用引擎數(shù)據(jù)保存引擎四大引擎的協(xié)同。我們?cè)O(shè)計(jì)的平臺(tái)型軟件以通用的接口支持各種模型的載入和數(shù)據(jù)分析，通過專用引擎在各個(gè)環(huán)節(jié)的運(yùn)作和數(shù)據(jù)共享實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)上的支持與融合。在信號(hào)和數(shù)據(jù)的控制上創(chuàng)新的使用流程圖編程語言，以類流程圖的規(guī)劃方式，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的運(yùn)行方式和邏輯關(guān)系，在圖形化語言設(shè)計(jì)方面又提出了新的思路和實(shí)現(xiàn)方法，從程序設(shè)計(jì)的角度上說，在編寫程序的初期一定是先設(shè)計(jì)流程圖再用程序?qū)崿F(xiàn)，而直接的流程圖就可以完成程序設(shè)計(jì)的方式，促進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)向高效、簡(jiǎn)易、專業(yè)等方向進(jìn)化。

DAQ On Demand界面

Test On Demand，測(cè)試流程控制管理軟件，是X-Designer的重要組件，它也是針對(duì)測(cè)試測(cè)量行業(yè)的通用平臺(tái)。這款軟件可以幫助你輕松的完成復(fù)雜的測(cè)試序列編輯和測(cè)試流程控制。經(jīng)過對(duì)自動(dòng)流程測(cè)試方面的需求細(xì)化和深入思考，產(chǎn)品功能涵蓋基本測(cè)試程序集開發(fā)功能同時(shí)，提供諸如人員管理、適配器管理和系統(tǒng)自檢等構(gòu)建完整自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)所需必要功能。優(yōu)化的高速多線程引擎與執(zhí)行界面顯示分立在不同應(yīng)用，極大提升軟件執(zhí)行效率，能夠滿足最嚴(yán)格測(cè)試需求，經(jīng)對(duì)比分析，絕大部分參數(shù)指標(biāo)領(lǐng)先于業(yè)內(nèi)其他主流測(cè)試流程管理軟件。平臺(tái)允許用戶定制幾乎全部測(cè)試系統(tǒng)功能，包括測(cè)試流程定義、執(zhí)行界面自定義、測(cè)試報(bào)告定義等，以穩(wěn)定易擴(kuò)展的通用平臺(tái)支撐客戶靈活多變的定制化測(cè)試需求。以Test On Demand通用測(cè)試平臺(tái)為支撐，兼容多行業(yè)的工具包，以便更好的滿足你在不同測(cè)試領(lǐng)域的測(cè)試需求。

Test On Demand執(zhí)行界面

Data On Demand是集項(xiàng)目管理、流程把控、進(jìn)度監(jiān)管、資源調(diào)配、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)挖掘和分析處理于一身的分布式項(xiàng)目數(shù)據(jù)管理平臺(tái)。Data On Demand以項(xiàng)目生命周期為主線，整合項(xiàng)目流程中各個(gè)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和項(xiàng)目信息，通過后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)支持，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘，同時(shí)基于項(xiàng)目管理體系統(tǒng)計(jì)資源信息從而體現(xiàn)其在項(xiàng)目管理方面的指導(dǎo)意義。

Data On Demand界面

總結(jié)

縱觀整個(gè)測(cè)試測(cè)量行業(yè)的發(fā)展，軟件是遠(yuǎn)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(fèi)。目前，測(cè)試測(cè)量行業(yè)軟件發(fā)展的一大趨勢(shì)就是測(cè)控軟件的平臺(tái)化和構(gòu)建型。通過集成現(xiàn)有的模塊和技術(shù)，使我們用20%的時(shí)間完成80%的工作。模塊組件之間數(shù)據(jù)和信息的高效互連、功能的系統(tǒng)設(shè)計(jì)成為了平臺(tái)化和構(gòu)建型軟件發(fā)展的一大挑戰(zhàn)。X-Designer測(cè)控軟件平臺(tái)經(jīng)歷3個(gè)半版本的迭代，幾十個(gè)實(shí)際應(yīng)用的歷練，在高效、專業(yè)搭建測(cè)試測(cè)量系統(tǒng)方面奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。今后X-Designer的發(fā)展要向著兩個(gè)方面發(fā)展，一方面要逐步完善構(gòu)建體系的完整性，充實(shí)貨架體系的模塊、技術(shù)和知識(shí)，另一方面是使計(jì)算機(jī)技術(shù)在測(cè)控行業(yè)的應(yīng)用得到更充分的體現(xiàn)，利用多核處理器技術(shù)等使測(cè)試測(cè)量系統(tǒng)變得更加穩(wěn)定高效。