构件技术的通用自动测试系统软件设计

吴永强，潘 祯

（国网冀北电力有限公司技能培训中心（保定电力职业技术学院），河北 保定 071000）

构件技术的通用自动测试系统软件设计

吴永强，潘 祯

（国网冀北电力有限公司技能培训中心（保定电力职业技术学院），河北 保定 071000）

本文主要分析当前常见的几种构建技术的自动检测系统软件，例如VISA、GPRS、LXI等。阐述技术在实践中的应用与开发过程，介绍一种面向对象的ATS软件系统。针对该软件系统的构架进行分析和自动测试。以期通过文中的分析能实现构件技术自动化测试系统软件的推广和应用。

构件技术；自动化测试系统；系统软件设计；设计实现

计算机技术和通信技术构成的信息技术是我国经济发展的重要基石,人们社会进入信息化时代以来,构件技术成为基础和关键部分。信息技术的普及和智能化发展,给我国各行业发展提供了重要的支撑。自动测试系统的开发和应用已经在相关领域推广开来,例如我国国防设备性能检测、工业生产监控等。其系统的自动化水平均能满足实际需求,自动化检测水平是保障设备与系统可靠性运行的重要前提,降低人力资本的投入成本,为现代产业的发展提供了重要的保障。

1 构件化软件系统的开发

基于构件的开发,开发软件时,以体系结构为基础,合理运用构件组装的多样化形式,进行软件开的一个系统过程。在我国构件化软件系统开发的研究中,主要经过以下几个阶段：

1.1 课题提出摸索阶段

结合实践应用中,系统存在的问题和不足,具体问题具体分析,合理实时分析以及建模,同时,通过合适的uml模型将其表示出来。

1.2 摸索和模型初步设计阶段

针对问题域,合理实施分析建模,通过模型求解,系统需要的构件以及系统的体系结构均得到开发和推广。针对可复用的构件,适当对接口进行处理,确认是否可以进行扩展,适当添加新构件,完成构件系统设计,以满足求解域的实际需求。还能保护可复用的构件系统软件。

1.3 软件开发和组装阶段

在构件软件不断研发的过程中,多样化的构件软件已经在实践中得到广泛的应用,达到需求构件的选用,绝大部分接口可进行扩展,更加能满足实际工程需求。针对新研发的软件构件,将其保存到构件库中,为以后工作的开展提供依据。还能被广泛应用到工程中。组装完整的系统,在测试合格之后,便能正常投入使用。在系统不断延伸和升级的发展历程中,构件的应用系统也在不断演变,全面推动着自动测试系统软件向前不断发展。

2 自动测试系统软件构建

自动测试系统是由控制计算机、应用软件、ATE自动设备以及仪器总线等几个部分组成,如图1所示。

现代自动测试系统域传统的人工操作和专用测试仪器相比,有很大的不同和应用优势,数据的采集、传输以及处理均以一定的形式保存,功能齐全和且多样化。自动测试系统强调在软件应用过程中,由控制计算机完成中心指挥工作。其中自动测试设备除了基础的测试软件,还有专用的嵌入式操作系统软件,即获取激励信号,在特定的环境下,对信号进行处理,并保存记录。一个完整的自动测试控制硬件系统的构成,可以

被广泛应用于测试不同类型的对象,即ATE的功能很灵活。

测试总线是自动测试设备与控制计算机之间以及自动测试设备之间的信号传输,都依赖于链路通道,以连接ATS硬件为基础。总线技术是自动测试系统中的核心部分,影响着系统的开发和研究,其技术水平的提升,关系着自动测试系统的发展。

随着自动测试技术的不断发展,计算机硬件、软件资源在不断更新,不仅可以发出控制命令,同时,也逐渐成为系统中的重要设备构成。整个系统能实现信号分析、数据采集、处理与记录等,软件成为仪器,极大地增强了系统功能,也节约了大量的系统投入成本。下面详细介绍一种面向对象的ATS系统软件设计。

图1 自动测试系统软件结构图Fig.1 Automatic test system software architecture diagram

3 面向对象的ATS构件自动测试系统软件框架的研究与设计

3.1 早期面向仪器的ATS软件框架

测试需求是根据测试对象的需求,以文本框的形式说明,是软件工程师和测试工程师沟通的重要渠道和桥梁。早期的软件系统框架存在明显弊端,限制了测试需获取的完整性,降低了测试程序的开发效率,在使用中暴露很多问题。

其中测试程序集是面向仪器TPS的一种开发工具,这些工具主要是编写程序和完成程序调试,有些还能成为仪器驱动设备,并能进行仿真。

仪器驱动设计与应用的目的是实现信息的交换和移植,按照时间先后顺序,对流程进行驱动。此外,仪器通信管理器、硬件总线接口等都是对资源进行统一管理控制的重要构成部分。随着软件系统开发和研究的不断深入,一种面向对象的ATS软件系统被人们推出,在实践中的应用,获得良好的效果,如图2所示。

图2 ATS软件系统的基础构成Fig.2 Basic system configuration software ATS

3.2 面向对象的ATS自动测试软件系统

ATS构件软件系统的开发经过几个阶段,即面向需求、面向信号以及面向对象。当前面向对象的ATS结构体系,主要是利用可复用技术,开发应用软件时,注重需求分析文档、设计框架以及程序模块及测试方案等方面的多元因素影响。不仅能提高软件开发的效率,同时还能提高软件整体质量。

3.2.1 面向对象的ATS自动测试系统关键技术——复用技术

软件复用技术是在原有技术的基础上,实现大跨度,即软件是一个由多种不同功能组成的综合体,每一个构成部分均发挥着各自的重要功能和作用,可以完成同一类型的任务,使得整个软件设计和开发工作更加便利与简易。复用技术是现代构件技术自动测试系统中的关键环节和主要技术。在系统设计时,一定要选择合适的部件元素,并进行不断的测试,选择合适的可复用部件,在特定环境下完成开发。

3.2.2 影响复用的关键因素

复用技术是整个软件系统中的关键环节,而影响其实现的影响有很多,如图3所示。

图3 影响系统复用技术实现的因素Fig.3 Factors affecting the system multiplexing implemented

根据图3可知,影响复用技术发挥作用的因素包括：领域

工程、软件工程、软件过程 、软件再工程以及软件构架等。关键因素之间相互影响,共同作用。

4 系统构建与实现

TWI公司为了提升对产品的检测能力和水平,为了快速检测复杂的材料构件,研究并开发了Oeweek的机器人系统,属于一种无损检测系统样机,对于复杂的材料构件,也能快速检测,速度和准确性都很高。其检测的核心系统是两个6轴机器人手臂组成的单元检测,其中两个手臂安装检测超声波换能器,实现对复杂材料构件的完全投射检测,能通过脉冲回波超声检测,手臂之间独立同步运行,TWI自主开发了该软件系统,实现机器人运动与超声波信号的同步获取,实现协同工作。能通过自主开发的软件系统控制,完成控制操作。通过教导盒(teachpendent)或者离线编程进行示教。使用人员可以将要检测零件的CAD图形加载到一种软件工具中,选取要被检测的区域。之后,软件为机器人生成扫描路径。机器人的运动可以在3D环境中进行仿真,以便在机器人实际工作之前验证机器人的非接触性和到达极限。其主要系统功能和构成包括如下几个方面：

1)数据采集系统

主要是通过各种形式从物理过程获取数据,例如电压、电流以及温度等方面,并且对数据进行初步处理、保存,然后进入分析阶段。数据采集是传感器转换信号,由相应的仪器传递信息,并转换为数字量,供计算机处理使用。最后,用户应用程序基于通信技术获得这些数字量,并完成过滤、换换、解析以及保存和显示等。实现数据的实时采集。

2)实验装置测试系统

在数据发生器和测试仪器上安装松散连接以备使用,简易的测试系统,用于测试系统软件设计和开发的实验。系统中安装检测超声波换能器,实现对复杂材料构件的完全投射检测,能通过脉冲回波超声检测,手臂之间独立同步运行,TWI自主开发了该软件系统,实现机器人运动与超声波信号的同步获取,实现协同工作。

3)监控测试系统

主要是对测量获取的数据和理论假设值进行对比,计算出误差,分析误差,并控制误差范围。监控测试系统在各种领域的应用都十分广泛,其主要是保证设备稳定的运行,提高安全性。该系统的检测和控制主要是依靠自主开发的系统实现。

4)生产测试系统

即实时地测试生产线上的产品性能,分析数据,测试是否符合规格要求,简单的策略,依据制定好的标准进行测试和校对。

5)仿真模板

模板是设计与数据类型无关,通过算法程序时采用的一种计算方法,是函数模板中的一个通用函数。机器人的运动可以在3D环境中进行仿真,获取相关的数据,通过对比,完成产品质量检测。

目前,自动化测试技术的应用也逐渐推广开来,在实践中的应用深受人们的青睐,能有效提高测试效率,减少人员的投入,节约大量的工程项目成本。同时,还能实现测试数据的管理和分析,以实现测试的自动化和规范化。全面提升了我国产业自动测试水平。本文主要介绍一种面向对象的ATS系统软件,其中软件作为ATS的核心部分,是连接测试资源和被测试单元的纽带,其软件设计的科学合理性,直接影响系统的整体性能,全面提升系统软件设计水平,是实现系统可靠、高效以及实时运行的前提。所以,作为软件开发人员,应该从节约成本和使用性能两个方面出发,提出最佳的设计方案。

5 结束语

综上所述,软件复用是现代软件工程的主要策略之一,面向对象的开发技术,软件构件技术等,都是我国相关领域和项目工程发展的重要技术支撑。随着自动化测试系统的研究不断深入,实践对系统提出更多的要求,系统也越来越复杂,并且不断更新和升级,将软件复用技术应用到ATS软件开发系统中,具有重要的意义。该技术能利用可复用并经过考核和优化构件设计系统软件,简化工作环节,降低了系统软件开发的成本投入,提高了系统的可靠性。面向对象的ATS软件是当前软件工程领域的研究重点和热点,需要更多专业技术人员的实践投入,全面开发该系统软件。

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The general automatic test system software design of the component technology

WU Yong-qiang,PAN Zhen
(State Grid Jibei Electric power Company Limited Skills Training Center(Baoding Electric power Voc.&Tech.College), Baoding 071000,China)

This article mainly analyzes the common several kinds of building technology of automatic test system software,such as VISA,GPRS,LXI,etc.This technology application in the practice and development process,an object-oriented ATS software system is introduced in this paper.Needle automatic test and analyzes the software system architecture.In order to through the analysis of this paper can realize the automatic test system software of component technology promotion and application.

component technology；automated test system；the system software design

TN99

：A

:1674-6236(2015)23-0069-03

2015-04-14稿件编号：201504145

吴永强(1980—)，男，辽宁辽阳人，硕士，讲师。研究方向：计算机技术。