基于组件技术的现场校准系统软件设计与实现

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1、基于组件技术的现场校准系统软件设计与实现基于组件技术的现场校准系统软件设计与实现引言　　目前主流的自动测试系统（简称ATS）是基于VXI、PXI等测试总线，由模块化的仪器、设备所组成。这类ATS具有数据传输率高、数据吞吐量大、体积小、重量轻，系统组件灵活，扩展容易，资源重复性好，标准化程度高等优点，因此被广泛用于各种工业现场。针对这类自动测试系统的校准具有规模大、种类多、测试量大的特点，手动校准已不满足需求。另外，单个模块的校准不足以体现工作时的误差情况。因此，本文中VXI现场校准系统的设计是为了完成该系统的现场自动化校准工作。　　1VXI现场校准系统的组成　　本系统主要由硬件设备、校

2、准软件和可移动控制台组成，它们各自承担着不同的任务和功能，协同完成计量任务。系统结构如图1所示。　　硬件设备主要包括校准设备、总线控制器、计算机、程控校准适配器及专用电缆等。硬件设备都安装在可移动控制台上。可移动控制台为柜式小车结构，能移动到现场进行校准工作。使用时将控制台推到现场，仅需用配套电缆将被校设备连接到计算机和程控适配器上，通过校准软件控制校准设备、被校设备和程控校准适配器共同协作完成相关校准工作。　　2现场校准系统的软件设计　　本系统的校准工作由计算机软件控制完成。　　本校准软件能够进行单模块校准和整机校准两种计量流程执行模式。根据用户选择的被校设备由软件选择控制相应的校准

3、设备，并切换对应的通道进行校准。可自动完成对数表模块、AD模块、DA模块、数字IO模块、角度模块和转换开关模块等八个模块的校准工作，同时对测试数据进行妥善保存，提供查询、回放，并可按被校准设备校准规范格式对被校准设备进行数据分析、制作报表及打印等功能。　　为了保证各模块的独立性，以便于对软件系统进行升级和根据用户的需求进行修改，校准软件采用组件（）技术构建，各主要模块均由组件模块实现。采用组件方式主要是为了便于根据用户的要求进行升级和修改。当用户的需求发生变化，或需要增加新的被测试设备时，只需要对所涉及的组件进行升级，或增加新的组件模块，而不需要对整个校准软件进行修改和编译。　　为保证

4、本项目的软件方案不随着.L.组件数量的增加而变得过于庞大，本项目建立两个方案（Solution），其中一个方案涵盖所有测试设备的组件，作为服务器端解决方案。在调试过程中根据需要将所需的组件工程加入该方案。在本项目中用户主界面作为一个客户端（Client）放在第二个方案中，作为客户端解决方案。用户通过其发出请求，再通过接口调用服务器端解决方案中的组件完成相关工作。校准软件中的其它功能，如校准项目管理、测试结果的存储和查询等也作为组件模块。整个项目的结构如图2所示。　　项目中所有的功能均做成组件，共分为三类：被校设备、标准设备和系统维护组件。三类组件通过相应的接口进行连接。组件总体结构如图

5、3所示。　　图3中每个框图代表一个组件。各组件的仅与其上一级组件建立连接关系，如被校设备接口、校准设备接口和系统维护接口都直接与客户端连接，客户端对这三个组件进行接口调用，接口关系如图4所示，图中实线表示组件接口调用，虚线表示源对象对接收对象的调用。　　除被校设备接口组件部分稍有不同，其他上下级组件的关系均与客户端组件类似。图5是被校设备接口组件的调用关系。　　通过上述的组件结构设计，当新增被校设备时仅需要增加该设备组件，同时在上一级接口组件中进行相应的添加并编译，就能完成软件的扩展。当校准设备升级时也同样方便，仅需要更新校准设备组件即可完成升级。因此，本系统具有良好的可扩展性和维护性

6、。　　3现场校准系统的软件实现　　根据上述的组件设计，系统软件的客户端流程图如图6。　　软件运行时客户端首先初始化界面，包括校准界面和维护界面。　　当客户端发出校准请求时，软件通过被校设备接口调用客户端所选择的被校设备组件进行校准。再由所选的被校设备组件通过接口调用所需的校准设备组件，共同完成整个校准过程。校准数据则通过调用相关维护组件完成存储和打印等功能。而当客户端发出维护请求时，软件则调用系统维护组件，完成客户端选择的维护功能。　　本系统中每个被校设备的校准过程因设备特点不尽相同，但主要的校准过程类似，流程图如图7所示。　　系统中设备多样化，因此根据不同的特点上述校准过程可能会有少

7、许变动。例如用标准设备5440B和KEithely2000校准96通道IOAgilentE1458时，需要校准每个通道的高电平输入（Hin）、低电平输入（Li）、高电平输出（Hout）和低电平输出（Lout）这4个测量点。Hin和Lin需要5440B分别输出一个5V和0V的直流电压给该通道，而Hout和Lout则是E1458分别输出高低电平给Keithely2000测量。如果按照通道的顺序依次测量4个点，会导致5440B不断地变换输出电压，而且