專利名稱：現場可配置的手持式虛擬測試儀器系統及實現方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種測試儀器系統，具體的說，涉及一種現場可配置的手持式虛擬測 試儀器系統的具體構造組成、測試控制流程和方法。
背景技術：
由于現代工業(yè)中被測對象的復雜性和多樣性，對產品性能現場評定、成品出廠檢 測、設備狀態(tài)監(jiān)測診斷、現場測試分析等提出了新的應用要求，即測試系統必須針對具體測 試要求具備現場可重配置能力，以便在現場快速變更測試流程和儀器功能，從而利用一臺 手持儀器方便快捷地完成多種現場測試分析任務。而傳統的測試系統都是根據一個具體的應用場景而構建的，在本質上屬于靜態(tài)系 統即測試系統是預先設計好的，投入使用后固定不變，不具備根據不同的測試對象和測試 任務調整和動態(tài)重構的能力，不能很好的適應動態(tài)制造環(huán)境需求；另外在傳統的測試系統 控制流程中，流程是按照預定義的測試任務要求單一順序的排下來，對于被測對象復雜、測 試點很多、測試參數復雜的要求下，就會導致測試控制流程設置異常繁瑣以及重復工作多， 難于實現結構化、模塊化設計，耗時耗力而容易出錯，加上測試對象需求隨時可能發(fā)生變 化，檢測參數可能增多，測試范圍可能調整，則測試系統控制流程就需要不斷的改變，系統 的維護非常困難。

發(fā)明內容
針對上述問題，本發(fā)明的目的在于克服現有技術存在的不足而提供一種現場可配 置的手持式虛擬測試儀器系統，該現場可配置的手持式虛擬測試儀器系統具備現場可配置 測試流程的能力，針對不同的測試對象進行配置以不同的測試方法和流程，使之能夠快速 響應需求的變化，充分的提供儀器的靈活性和重用性特點。本發(fā)明所需要解決的技術問題，可以通過以下技術方案來實現一種現場可配置的手持式虛擬測試儀器系統，包括測試儀器和控制機構，其特征 在于所述的控制機構由標準配置腳本、系統引擎、功能插件、后臺數據庫、數據總線以及總 線控制器構成；所述的系統引擎通過加載所述的標準配置腳本，根據標準配置腳本的測試 參數、測試流程的要求，通過所述的總線控制器操縱所述的數據總線，來調度所述的功能插 件及所述的后臺數據庫進行測試流程的操作；所述的測試儀器由手持式儀器平臺、具有FPGA和信號調理電路的多功能數據采 集卡以及通用儀器總線構成；所述的多功能數據采集卡同所述的手持式儀器平臺通過所述 的通用儀器總線連接；所述的手持式儀器平臺由嵌入式處理器、存儲器、顯示器、輸入設備、外設接口組 成；所述的嵌入式處理器通過所述的外設接口來接收所述的標準配置腳本并存放在所述的 存儲器中，所述的標準配置腳本通過所述的嵌入式處理器從所述的存儲器中送至所述的顯 示器顯示，通過所述的輸入設備選擇所述的標準配置腳本項目，提交給所述的控制機構處理；所述的多功能數據采集卡接收所述的嵌入式處理器通過所述的通用儀器總線發(fā) 送的控制信號，經過所述的多功能數據采集卡的FPGA和信號調理電路進行模數轉換和數 據組裝，并將組裝好的數據通過所述的通用儀器總線發(fā)送給所述的嵌入式處理器進行處 理；由所述的系統引擎通過所述的總線控制器操縱所述的數據總線，來調度所述的功能插 件和所述的后臺數據庫運行所述的嵌入式的手持式儀器平臺的各組件。進一步，在本發(fā)明中，所述的標準配置腳本是系統引擎可讀取的標準配置腳本，且 一個標準配置腳本對應一個測量流程，并且該標準配置腳本集成所有的測試參數、測試流 程有關的數據信息以及功能插件連接方式。進一步，在本發(fā)明中，所述的系統引擎是具有對所述的標準配置腳本的標準加載 接口以及對所述的功能插件的標準調度接口，且通過所述的總線控制器來操縱所述的數據 總線、來響應和調度各個所述的功能插件對數據讀寫的要求，實現功能插件之間的數據交 換的管理模塊。進一步，在本發(fā)明中，所述的功能插件是遵循所述的系統引擎的標準接口規(guī)范編 寫的功能模塊，所述功能插件包括解析功能模塊、采集功能模塊、數據調理功能模塊和數據 分析功能模塊。本發(fā)明還提出了現場可配置的手持式虛擬測試儀器系統的實現方法，包括如下步 驟1)通過輸入設備在顯示器上選擇配置文件送至系統引擎；2)系統引擎調度功能插件的解析功能模塊，按照標準配置腳本解析選定的腳本；3)功能插件的解析功能模塊操縱嵌入式處理器解析完畢選定的腳本后，將該腳本 發(fā)送至系統引擎，系統引擎通過讀取腳本解析而來的數據結構，將可獨立工作的功能插件 通過總線控制器按照一定的邏輯在運行時連接起來；4)系統引擎組態(tài)采集流程，達到采集的就緒狀態(tài)；5)通過輸入設備在顯示器上選擇開始采集功能并發(fā)送到系統引擎；6)系統引擎調度功能插件的采集功能模塊，并提供其配置信息；7)功能插件的采集功能模塊操縱嵌入式處理器，通過通用儀器總線驅動多功能數 據采集卡的采集配置，并經過所述的多功能數據采集卡的FPGA和信號調理電路進行模數 轉換和數據組裝，并將組裝好的數據通過所述的通用儀器總線發(fā)送給所述的嵌入式處理器 進行處理后返回系統引擎，完成數據的采集工作；8)系統引擎調度功能插件的數據調理功能模塊和數據分析功能模塊來操縱嵌入 式處理器執(zhí)行數據的調理、分析功能，并且將調理后的數據對象和分析后的數據對象返回 系統引擎；9)通過輸入設備在顯示器上選擇顯示數據對象功能并發(fā)送至系統引擎；10)系統引擎返回數據對象并在顯示器上顯示；11)通過輸入設備在顯示器上選擇保存功能將數據對象存放到存儲器上的后臺數 據庫中。本發(fā)明提出的現場可配置的手持式虛擬測試儀器系統及實現方法，通過數據采集 卡經過通用儀器總線與嵌入式計算平臺相連接，保證了數據采集硬件模塊的可互換性；另外將所有的測試參數、測試流程的信息抽象成配置腳本，而將與儀器控制、數據分析有關的 功能模塊集成為功能插件，通過構建通用的系統引擎，根據已有的配置信息調用功能插件 的功能模塊完成測試功能。當測試任務發(fā)生變化時，只要通過外設接口改變配置腳本就可 讓系統適應新的測試需求，現場可配置的手持式虛擬測試儀器系統及實現方法克服了傳統 測試難于實現結構化、模塊化設計，耗時耗力而容易出錯，測試對象需求隨時可能發(fā)生變 化，檢測參數可能增多，測試范圍可能調整，則測試系統控制流程就需要不斷的改變，系統 的維護非常困難的缺點。本發(fā)明具有易于擴展、易于開發(fā)和易于維護、功能靈活等特點。
以下結合附圖和具體實施方式
來進一步說明本發(fā)明。

圖1是本發(fā)明現場可配置的手持式虛擬測試儀器系統的總體架構示意圖；圖2是本發(fā)明的系統引擎架構示意圖；圖3是本發(fā)明現場可配置的手持式虛擬測試儀器系統的實現方法步驟圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具 體圖示，進一步闡述本發(fā)明。本發(fā)明主要用于構建現場可配置的手持式虛擬測試儀器系統。本發(fā)明的總體架構圖見圖1，圖中顯示的現場可配置的手持式虛擬測試儀器系統 是由測試儀器200和控制機構100兩個部分組成?？刂茩C構100由標準配置腳本120、系統引擎130、功能插件150、后臺數據庫160、 數據總線110以及總線控制器140構成，在本次實施方式中，標準配置腳本120是采用XML 跨平臺的文檔語言撰寫的系統引擎可讀取的標準配置腳本，且一個標準配置腳本對應一個 測量流程，并且該標準配置腳本集成所有的測試參數、測試流程有關的數據信息以及功能 插件連接方式。系統引擎架構見圖2，圖中所示的系統引擎通過標準的調度接口來實現對標準配 置腳本的標準加載接口以及對功能插件的數據采集功能模塊、解析功能模塊、數據調理功 能模塊、數據分析功能模塊的調度功能，在本次實施方式中解析功能模塊是XML解析功能 模塊，用于解析標準配置腳本，這樣將系統引擎設計為各個子模塊的集合，這些模塊共同組 成系統引擎運行支持系統，該系統暴露一個接口用于支持測量任務腳本。在不同的平臺下， 集成該系統引擎運行支持系統的測試任務，通過調用標準接口，讀取用戶配置的測量任務 腳本，完成期望的數據采集和數據分析。且通過總線控制器來操縱數據總線，來響應和調度 各個所述的功能插件對數據讀寫的要求，實現功能插件之間的數據交換的管理模塊。功能 插件是遵循系統引擎的標準接口規(guī)范編寫的功能模塊，功能插件包括解析功能模塊、采集 功能模塊、數據調理功能模塊和數據分析功能模塊。系統引擎通過加載標準配置腳本項，根 據標準配置腳本的測試參數、測試流程的要求，通過所述的總線控制器操縱所述的數據總 線，來調度所述的功能插件及所述的后臺數據庫進行測試流程的操作。測試儀器200由手持式儀器平臺210、具有FPGA (232)和信號調理電路231的多功能數據采集卡230以及通用儀器總線220構成。多功能數據采集卡230同所述的手持式儀 器平臺210之間通過所述的通用儀器總線220連接。手持式儀器平臺210由嵌入式處理器 211、存儲器213、IXD顯示器214、輸入設備215、外設接口 212組成，多功能數據采集卡通過 60針儀器模塊接口與CPU板相連接，60針儀器模塊接口保證了數據采集硬件模塊的可互換 性，嵌入式處理器通過外設接口來接收標準配置腳本并存放在所述的存儲器中，標準配置 腳本通過嵌入式處理器從存儲器中送至IXD顯示器214顯示，通過輸入設備選擇IXD顯示 器214顯示的標準配置腳本項目來提交給控制機構處理。功能數據采集卡接收嵌入式處理 器通過通用儀器總線發(fā)送的控制信號采集從傳感器233傳來的模擬電壓信號，經過多功能 數據采集卡的FPGA和信號調理電路進行模數轉換和數據組裝，并將組裝好的數據通過通 用儀器總線發(fā)送給嵌入式處理器進行處理；由控制機構下的系統引擎通過總線控制器操縱 數據總線，來調度功能插件和后臺數據庫運行嵌入式的手持式儀器平臺的各組件。在本次實施例中現場可配置的手持式虛擬測試儀器系統的實現方法見圖3 1)通過輸入設備215在IXD顯示器214上選擇配置文件送至系統引擎130 ；2)系統引擎130調度功能插件150的解析功能模塊，按照標準配置腳本解析選定 的腳本；3)功能插件150的解析功能模塊操縱嵌入式處理器解析完畢選定的腳本后，將其 發(fā)送至系統引擎，系統引擎通過讀取腳本解析而來的數據結構，將可獨立工作的功能插件 通過總線控制器按照一定的邏輯在運行時連接起來；4)系統引擎組態(tài)采集流程，達到采集的就緒狀態(tài)；5)通過輸入設備215在IXD顯示器214選擇開始采集功能并發(fā)送到系統引擎 150 ；6)系統引擎調度功能插件的采集功能模塊，并提供其配置信息；7)功能插件150的采集功能模塊操縱嵌入式處理器，通過通用儀器總線驅動多功 能數據采集卡的采集配置，并經過所述的多功能數據采集卡的FPGA和信號調理電路模數 的轉換和波形采集進行數據組裝，并將組裝好的數據通過所述的通用儀器總線發(fā)送給所述 的嵌入式處理器進行處理后返回系統引擎，完成數據的采集工作；8)系統引擎調度功能插件的數據調理功能模塊和數據分析功能模塊來操縱嵌入 式處理器執(zhí)行數據的調理、分析功能；并且將調理后的數據對象和分析后的數據對象返回 系統引擎；9)通過輸入設備215在IXD顯示器214上選擇顯示數據對象功能并發(fā)送至系統引 擎；系統引擎返回數據對象并在IXD顯示器214上顯示；10)通過輸入設備在IXD顯示器214上選擇保存功能將數據對象存放到存儲器上 的后臺數據庫中。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術 人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本 發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變 化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其 等同物界定。
權利要求
一種現場可配置的手持式虛擬測試儀器系統，包括測試儀器和控制機構，其特征在于所述的控制機構由標準配置腳本、系統引擎、功能插件、后臺數據庫、數據總線以及總線控制器構成；所述的系統引擎通過加載所述的標準配置腳本，根據標準配置腳本的測試參數、測試流程的要求，通過所述的總線控制器操縱所述的數據總線，來調度所述的功能插件及所述的后臺數據庫進行測試流程的操作；所述的測試儀器由手持式儀器平臺、多功能數據采集卡以及通用儀器總線構成；所述的多功能數據采集卡同所述的手持式儀器平臺通過所述的通用儀器總線連接；所述的手持式儀器平臺由嵌入式處理器、存儲器、顯示器、輸入設備、外設接口組成；所述的嵌入式處理器通過所述的外設接口來接收所述的標準配置腳本并存放在所述的存儲器中，所述的標準配置腳本通過所述的嵌入式處理器從所述的存儲器中送至所述的顯示器顯示，通過所述的輸入設備選擇所述的標準配置腳本項目，提交給所述的控制機構處理；所述的多功能數據采集卡接收所述的嵌入式處理器通過所述的通用儀器總線發(fā)送的控制信號，經過所述的多功能數據采集卡的FPGA和信號調理電路進行模數轉換和數據組裝，并將組裝好的數據通過所述的通用儀器總線發(fā)送給所述的嵌入式處理器進行處理；由所述的系統引擎通過所述的總線控制器操縱所述的數據總線，來調度所述的功能插件和所述的后臺數據庫運行所述的嵌入式的手持式儀器平臺的各組件。
2.如權利要求1所述的現場可配置的手持式虛擬測試儀器系統，其特征在于所述的 標準配置腳本是系統引擎可讀取的標準配置腳本，且一個標準配置腳本對應一個測量流 程，并且該標準配置腳本集成所有的測試參數、測試流程有關的數據信息以及功能插件連 接方式。
3.如權利要求1或2所述的現場可配置的手持式虛擬測試儀器系統，其特征在于所 述的系統引擎是具有對所述的標準配置腳本的標準加載接口以及對所述的功能插件的標 準調度接口，且通過所述的總線控制器來操縱所述的數據總線、來響應和調度各個所述的 功能插件對數據讀寫的要求，實現功能插件之間的數據交換的管理模塊。
4.如權利要求3所述的現場可配置的手持式虛擬測試儀器系統，其特征在于所述的 功能插件是遵循所述的系統引擎的標準接口規(guī)范編寫的功能模塊，所述功能插件包括解析 功能模塊、采集功能模塊、數據調理功能模塊和數據分析功能模塊。
5.如權利要求1所述的現場可配置的手持式虛擬測試儀器系統的實現方法，包括如下 步驟1)通過輸入設備在顯示器上選擇配置文件送至系統引擎；2)系統引擎調度功能插件的解析功能模塊，按照標準配置腳本解析選定的腳本；3)功能插件的解析功能模塊操縱嵌入式處理器解析完畢選定的腳本后，將該腳本發(fā)送 至系統引擎，系統引擎通過讀取腳本解析而來的數據結構，將可獨立工作的功能插件通過 總線控制器按照一定的邏輯在運行時連接起來；4)系統引擎組態(tài)采集流程，達到采集的就緒狀態(tài)；5)通過輸入設備在顯示器上選擇開始采集功能并發(fā)送到系統引擎；6)系統引擎調度功能插件的采集功能模塊，并提供其配置信息；7)功能插件的采集功能模塊操縱嵌入式處理器，通過通用儀器總線驅動多功能數據采 集卡的采集配置，并經過所述的多功能數據采集卡的FPGA和信號調理電路進行模數轉換和數據組裝，并將組裝好的數據通過所述的通用儀器總線發(fā)送給所述的嵌入式處理器進行 處理后返回系統引擎，完成數據的采集工作；8)系統引擎調度功能插件的數據調理功能模塊和數據分析功能模塊來操縱嵌入式處 理器執(zhí)行數據的調理、分析功能，并且將調理后的數據對象和分析后的數據對象返回系統 引擎；9)通過輸入設備在顯示器上選擇顯示數據對象功能并發(fā)送至系統引擎；10)系統引擎返回數據對象并在顯示器上顯示；11)通過輸入設備在顯示器上選擇保存功能將數據對象存放到存儲器上的后臺數據庫中。
全文摘要
本發(fā)明提供一種現場可配置的手持式虛擬測試儀器系統及實現方法，包括測試儀器和控制機構，所述的控制機構由標準配置腳本、系統引擎、功能插件、后臺數據庫、數據總線以及總線控制器構成；所述的系統引擎通過加載所述的標準配置腳本，根據標準配置腳本的測試參數、測試流程的要求，通過所述的總線控制器操縱所述的數據總線，來調度所述的功能插件及所述的后臺數據庫進行測試流程的操作。當測試任務發(fā)生變化時，只要通過外設接口改變配置腳本就可讓系統適應新的測試需求，現場可配置的手持式虛擬測試儀器系統及實現方法克服了傳統測試難于實現結構化、模塊化，耗時耗力而容易出錯的缺點。
文檔編號G06F9/455GK101957776SQ20101027618
公開日2011年1月26日 申請日期2010年9月8日 優(yōu)先權日2010年9月8日
發(fā)明者李宇, 楊超, 白鋼 申請人:西安威銳達測控系統有限公司