通用接收通道软件系统设计论文

1系统需求

1．1系统主要功能概述

系统测试软件用于系统的自动测试，可对系统内的主要测试仪器设备进行程控，自动设置测试功能及测试参数，自动采集测试数据并保存，可以报表格式输出测试数据，参照设置的标准数据给出测试结论。可提供通用接收通道工作状态手动控制界面，以便进行手动观察、调试和故障判断。根据实际需求以及实际操作，通用接受通道软件系统应主要由4个功能模块构成：①自检。在系统登录后，测试开始前，要先判断系统各个模块是否完成准备工作；②测试方法配置。可以添加删除测试项，可以对测试项里的数据进行修改，以便完成不同测试标准的测试过程；③测试项一键测试。在前续工作完成后，选择一个测试项，点击测试按钮后，不需要任何手动操作，即可完成复杂的测试过程；④报表导出。测试完毕后，可以报表的形式一键导出测试结果。

1．2系统其他性能需求

1．2．1集成性

所有需要与用户进行信息交互的功能都集中在主界面上，复杂的功能也都依附于主界面。例如：仪器在线检测功能可以通过点击主界面上的一个按钮来触发。

1．2．2可靠性

系统出现异常时要能立刻解决，并把异常以报表的形式记录下来。系统不能出现卡死的情况。如果出现超出用户权限的操作、数据越界等情况，系统要给出友善的提示。系统进行工作前要进行仪器在线自检，并把检测结果返回给用户。如果系统要用户长时间在线等待测试结果，需要给出友善提示，并确保系统不能卡死。

1．2．3移植性

系统可以方便的添加或删减测试仪器。在移植到一个新的使用平台时，能够快速的进行简单方便的修改，如不需要修改底层代码，而是直接通过程序里的仪器管理进行添加、删减。

1．2．4通用性

软件平台首先搭建了一个适用于大部分相关仪器，如矢量网络分析仪、频谱分析仪、噪声分析仪等仪器的函数作为仪器驱动。在使用不同仪器的时候，可以直接调用已有的驱动即可方便的完成软件平台的通用性扩展。

2软件设计

2．1硬件结构

测试仪器的通讯支持串口、并口、网口三种计算机接口。通用接收通道通过这些接口将上位机通过信号中枢与测试仪器连接，使上位机能够向测试仪器发送指令，并能接收返回数据。合成信号源1与合成信号源2分别为噪声系数分析仪、矢量网络分析仪以及频谱分析仪提供可控的信号源。直流电源为雷达接收机提供稳定可控的电源。信号中枢器控制测试仪器与雷达接收机的连接情况，图1中的信号中枢A与信号中枢B实则为同一台信号中枢仪器，A、B代指信号中枢不同的测试通道。测试仪器根据测试项的要求测试被测件，得到相应的数据并返回给计算机。

2．2软件总体设计

基于用户的需求以及硬件的设计构架，该通用接收通道软件系统选用文档－视图结构为基础框架，在VS2008环境下使用C＃语言，通过VISA的函数库实现与测量仪器的通信。软件的结构可以大体上分为3层：人机交互层、通信控制层以及连接这两个层的逻辑控制层。其关系可见图2［2］。人机交互层是整个软件系统基础，在基础之上搭建逻辑控制层和通信控制层。在搭建基础之前要决定好测量方式、结果显示方式、测试项配置方式、用户事件触发方式等接口的设计。基础搭建好之后在人机交互层能做的只有界面的美化以及微调整。所以，人机交互层的设计是至关重要的；在人机交互层的基础上，根据提前设计好的接口进行逻辑控制层的填充，具体包括：数据库设计、算法设计、数据管理等，这些都是需要在逻辑控制层详细设计并解决的问题；最后，设计好逻辑控制层后通过通信控制层控制测试仪器把测试后得到的信号返回给上位机进行数据的筛选与计算，把最终结果返回给人机交互层和逻辑控制层进行显示和存储。通信控制层的设计包括：仪器驱动、接口配置文件、逻辑地址等。

2．3模块化实现

2．3．1用户管理模块

用户管理模块包括：添加／删除用户、修改密码、修改权限三个部分。用户权限分为三个等级，分别是：管理用户、测试用户、普通用户。管理用户相当于系统的管理员，主要负责维护这个系统的其他用户。管理用户可以添加／删除其他用户，并给用户设定用户权限；测试用户相当于系统的使用者，主要负责完善测试过程，根据具体的测试任务合理地修改测试标准、选择测试方法、测试项；普通用户是权限最低的系统使用者，主要负责完成测试任务，不能修改任何与测试过程相关的数据，只能按照设定好的过程进行测试。

2．3．2数据处理模块

系统在每次测量后都会产生大量的数据，数据的管理与处理至关重要。数据主要用途有：在主界面显示测量数据、测量数据与标准值对比、测试结果报表导出。

2．3．3文件加密解密模块

由于本系统主要服务于军事、商业领域，所以，部分标准数据需要加密书写。标准数据主要指测试仪器使用时的配置信息，包括测试频率点数、起始频率、终止频率、中心频率、扫描时间、接口带宽（BW）、杂散等。在设置仪器配置信息时，先创建一个txt格式的文件，把配置信息通过仪器配置接口写入。写入完成后，把txt格式文件的内容加密，生成一个同文件名的dat格式的文件，同时删除原文件，完成文件的加密；需要使用仪器配置信息时，需把加密文件先解密，生成一个txt格式文件，把需要的仪器配置信息从txt文件中读取出后，删除txt格式文件，完成文件解密。

2．3．4仪器通信模块

仪器通信模块主要包括：添加／删除仪器，仪器通讯方法配置，仪器通讯地址配置。添加仪器时要给定仪器的名称以及厂家信息，系统自动分配给每台仪器一个仪器编号；由于系统的仪器较多，有7台仪器需要与上位机通讯，所以通讯方法一共有3种：网口通信、GPIB口通信、串口通信。在配置仪器通讯方法时，可以选择3中通讯方法其一；仪器通讯地址根据仪器实际的地址配置，如矢量网络分析仪的仪器通讯方法配置为TCPIP，仪器通讯地址配置为192．168．1．10．VISA（VirtualInstrumentationSoftwareArchitecture，虚拟仪器软解结构）库函数是一套可控各种类型仪器的可调函数，不用考虑仪器接口的不同。由于本系统中与仪器通信的方式有多种，所以使用VISA函数库与不同通信接口的仪器通信、。

3结束语

实验结果表明，该软件系统的设计可以满足需求，并具有集成性、可靠性、移植性、通用性。本通用接收通道的软件设计在一定程度上体现了现在雷达的设计思想，能更精确、灵活、高效地完成各项测试任务

作者:刘畅西亚章国宝杨晓岚单位:东南大学自动化学院中国电子科技集团第28研究所