专利名称：现场可配置的手持式虚拟测试仪器系统及实现方法
技术领域：
本发明涉及一种测试仪器系统，具体的说，涉及一种现场可配置的手持式虚拟测 试仪器系统的具体构造组成、测试控制流程和方法。
背景技术：
由于现代工业中被测对象的复杂性和多样性，对产品性能现场评定、成品出厂检 测、设备状态监测诊断、现场测试分析等提出了新的应用要求，即测试系统必须针对具体测 试要求具备现场可重配置能力，以便在现场快速变更测试流程和仪器功能，从而利用一台 手持仪器方便快捷地完成多种现场测试分析任务。而传统的测试系统都是根据一个具体的应用场景而构建的，在本质上属于静态系 统即测试系统是预先设计好的，投入使用后固定不变，不具备根据不同的测试对象和测试 任务调整和动态重构的能力，不能很好的适应动态制造环境需求；另外在传统的测试系统 控制流程中，流程是按照预定义的测试任务要求单一顺序的排下来，对于被测对象复杂、测 试点很多、测试参数复杂的要求下，就会导致测试控制流程设置异常繁琐以及重复工作多， 难于实现结构化、模块化设计，耗时耗力而容易出错，加上测试对象需求随时可能发生变 化，检测参数可能增多，测试范围可能调整，则测试系统控制流程就需要不断的改变，系统 的维护非常困难。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于克服现有技术存在的不足而提供一种现场可配 置的手持式虚拟测试仪器系统，该现场可配置的手持式虚拟测试仪器系统具备现场可配置 测试流程的能力，针对不同的测试对象进行配置以不同的测试方法和流程，使之能够快速 响应需求的变化，充分的提供仪器的灵活性和重用性特点。本发明所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现一种现场可配置的手持式虚拟测试仪器系统，包括测试仪器和控制机构，其特征 在于所述的控制机构由标准配置脚本、系统引擎、功能插件、后台数据库、数据总线以及总 线控制器构成；所述的系统引擎通过加载所述的标准配置脚本，根据标准配置脚本的测试 参数、测试流程的要求，通过所述的总线控制器操纵所述的数据总线，来调度所述的功能插 件及所述的后台数据库进行测试流程的操作；所述的测试仪器由手持式仪器平台、具有FPGA和信号调理电路的多功能数据采 集卡以及通用仪器总线构成；所述的多功能数据采集卡同所述的手持式仪器平台通过所述 的通用仪器总线连接；所述的手持式仪器平台由嵌入式处理器、存储器、显示器、输入设备、外设接口组 成；所述的嵌入式处理器通过所述的外设接口来接收所述的标准配置脚本并存放在所述的 存储器中，所述的标准配置脚本通过所述的嵌入式处理器从所述的存储器中送至所述的显 示器显示，通过所述的输入设备选择所述的标准配置脚本项目，提交给所述的控制机构处理；所述的多功能数据采集卡接收所述的嵌入式处理器通过所述的通用仪器总线发 送的控制信号，经过所述的多功能数据采集卡的FPGA和信号调理电路进行模数转换和数 据组装，并将组装好的数据通过所述的通用仪器总线发送给所述的嵌入式处理器进行处 理；由所述的系统引擎通过所述的总线控制器操纵所述的数据总线，来调度所述的功能插 件和所述的后台数据库运行所述的嵌入式的手持式仪器平台的各组件。进一步，在本发明中，所述的标准配置脚本是系统引擎可读取的标准配置脚本，且 一个标准配置脚本对应一个测量流程，并且该标准配置脚本集成所有的测试参数、测试流 程有关的数据信息以及功能插件连接方式。进一步，在本发明中，所述的系统引擎是具有对所述的标准配置脚本的标准加载 接口以及对所述的功能插件的标准调度接口，且通过所述的总线控制器来操纵所述的数据 总线、来响应和调度各个所述的功能插件对数据读写的要求，实现功能插件之间的数据交 换的管理模块。进一步，在本发明中，所述的功能插件是遵循所述的系统引擎的标准接口规范编 写的功能模块，所述功能插件包括解析功能模块、采集功能模块、数据调理功能模块和数据 分析功能模块。本发明还提出了现场可配置的手持式虚拟测试仪器系统的实现方法，包括如下步 骤1)通过输入设备在显示器上选择配置文件送至系统引擎；2)系统引擎调度功能插件的解析功能模块，按照标准配置脚本解析选定的脚本；3)功能插件的解析功能模块操纵嵌入式处理器解析完毕选定的脚本后，将该脚本 发送至系统引擎，系统引擎通过读取脚本解析而来的数据结构，将可独立工作的功能插件 通过总线控制器按照一定的逻辑在运行时连接起来；4)系统引擎组态采集流程，达到采集的就绪状态；5)通过输入设备在显示器上选择开始采集功能并发送到系统引擎；6)系统引擎调度功能插件的采集功能模块，并提供其配置信息；7)功能插件的采集功能模块操纵嵌入式处理器，通过通用仪器总线驱动多功能数 据采集卡的采集配置，并经过所述的多功能数据采集卡的FPGA和信号调理电路进行模数 转换和数据组装，并将组装好的数据通过所述的通用仪器总线发送给所述的嵌入式处理器 进行处理后返回系统引擎，完成数据的采集工作；8)系统引擎调度功能插件的数据调理功能模块和数据分析功能模块来操纵嵌入 式处理器执行数据的调理、分析功能，并且将调理后的数据对象和分析后的数据对象返回 系统引擎；9)通过输入设备在显示器上选择显示数据对象功能并发送至系统引擎；10)系统引擎返回数据对象并在显示器上显示；11)通过输入设备在显示器上选择保存功能将数据对象存放到存储器上的后台数 据库中。本发明提出的现场可配置的手持式虚拟测试仪器系统及实现方法，通过数据采集 卡经过通用仪器总线与嵌入式计算平台相连接，保证了数据采集硬件模块的可互换性；另外将所有的测试参数、测试流程的信息抽象成配置脚本，而将与仪器控制、数据分析有关的 功能模块集成为功能插件，通过构建通用的系统引擎，根据已有的配置信息调用功能插件 的功能模块完成测试功能。当测试任务发生变化时，只要通过外设接口改变配置脚本就可 让系统适应新的测试需求，现场可配置的手持式虚拟测试仪器系统及实现方法克服了传统 测试难于实现结构化、模块化设计，耗时耗力而容易出错，测试对象需求随时可能发生变 化，检测参数可能增多，测试范围可能调整，则测试系统控制流程就需要不断的改变，系统 的维护非常困难的缺点。本发明具有易于扩展、易于开发和易于维护、功能灵活等特点。
以下结合附图和具体实施方式
来进一步说明本发明。
图1是本发明现场可配置的手持式虚拟测试仪器系统的总体架构示意图；图2是本发明的系统引擎架构示意图；图3是本发明现场可配置的手持式虚拟测试仪器系统的实现方法步骤图。
具体实施例方式为了使本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具 体图示，进一步阐述本发明。本发明主要用于构建现场可配置的手持式虚拟测试仪器系统。本发明的总体架构图见图1，图中显示的现场可配置的手持式虚拟测试仪器系统 是由测试仪器200和控制机构100两个部分组成。控制机构100由标准配置脚本120、系统引擎130、功能插件150、后台数据库160、 数据总线110以及总线控制器140构成，在本次实施方式中，标准配置脚本120是采用XML 跨平台的文档语言撰写的系统引擎可读取的标准配置脚本，且一个标准配置脚本对应一个 测量流程，并且该标准配置脚本集成所有的测试参数、测试流程有关的数据信息以及功能 插件连接方式。系统引擎架构见图2，图中所示的系统引擎通过标准的调度接口来实现对标准配 置脚本的标准加载接口以及对功能插件的数据采集功能模块、解析功能模块、数据调理功 能模块、数据分析功能模块的调度功能，在本次实施方式中解析功能模块是XML解析功能 模块，用于解析标准配置脚本，这样将系统引擎设计为各个子模块的集合，这些模块共同组 成系统引擎运行支持系统，该系统暴露一个接口用于支持测量任务脚本。在不同的平台下， 集成该系统引擎运行支持系统的测试任务，通过调用标准接口，读取用户配置的测量任务 脚本，完成期望的数据采集和数据分析。且通过总线控制器来操纵数据总线，来响应和调度 各个所述的功能插件对数据读写的要求，实现功能插件之间的数据交换的管理模块。功能 插件是遵循系统引擎的标准接口规范编写的功能模块，功能插件包括解析功能模块、采集 功能模块、数据调理功能模块和数据分析功能模块。系统引擎通过加载标准配置脚本项，根 据标准配置脚本的测试参数、测试流程的要求，通过所述的总线控制器操纵所述的数据总 线，来调度所述的功能插件及所述的后台数据库进行测试流程的操作。测试仪器200由手持式仪器平台210、具有FPGA (232)和信号调理电路231的多功能数据采集卡230以及通用仪器总线220构成。多功能数据采集卡230同所述的手持式仪 器平台210之间通过所述的通用仪器总线220连接。手持式仪器平台210由嵌入式处理器 211、存储器213、IXD显示器214、输入设备215、外设接口 212组成，多功能数据采集卡通过 60针仪器模块接口与CPU板相连接，60针仪器模块接口保证了数据采集硬件模块的可互换 性，嵌入式处理器通过外设接口来接收标准配置脚本并存放在所述的存储器中，标准配置 脚本通过嵌入式处理器从存储器中送至IXD显示器214显示，通过输入设备选择IXD显示 器214显示的标准配置脚本项目来提交给控制机构处理。功能数据采集卡接收嵌入式处理 器通过通用仪器总线发送的控制信号采集从传感器233传来的模拟电压信号，经过多功能 数据采集卡的FPGA和信号调理电路进行模数转换和数据组装，并将组装好的数据通过通 用仪器总线发送给嵌入式处理器进行处理；由控制机构下的系统引擎通过总线控制器操纵 数据总线，来调度功能插件和后台数据库运行嵌入式的手持式仪器平台的各组件。在本次实施例中现场可配置的手持式虚拟测试仪器系统的实现方法见图3 1)通过输入设备215在IXD显示器214上选择配置文件送至系统引擎130 ；2)系统引擎130调度功能插件150的解析功能模块，按照标准配置脚本解析选定 的脚本；3)功能插件150的解析功能模块操纵嵌入式处理器解析完毕选定的脚本后，将其 发送至系统引擎，系统引擎通过读取脚本解析而来的数据结构，将可独立工作的功能插件 通过总线控制器按照一定的逻辑在运行时连接起来；4)系统引擎组态采集流程，达到采集的就绪状态；5)通过输入设备215在IXD显示器214选择开始采集功能并发送到系统引擎 150 ；6)系统引擎调度功能插件的采集功能模块，并提供其配置信息；7)功能插件150的采集功能模块操纵嵌入式处理器，通过通用仪器总线驱动多功 能数据采集卡的采集配置，并经过所述的多功能数据采集卡的FPGA和信号调理电路模数 的转换和波形采集进行数据组装，并将组装好的数据通过所述的通用仪器总线发送给所述 的嵌入式处理器进行处理后返回系统引擎，完成数据的采集工作；8)系统引擎调度功能插件的数据调理功能模块和数据分析功能模块来操纵嵌入 式处理器执行数据的调理、分析功能；并且将调理后的数据对象和分析后的数据对象返回 系统引擎；9)通过输入设备215在IXD显示器214上选择显示数据对象功能并发送至系统引 擎；系统引擎返回数据对象并在IXD显示器214上显示；10)通过输入设备在IXD显示器214上选择保存功能将数据对象存放到存储器上 的后台数据库中。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术 人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本 发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变 化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其 等同物界定。
权利要求
一种现场可配置的手持式虚拟测试仪器系统，包括测试仪器和控制机构，其特征在于所述的控制机构由标准配置脚本、系统引擎、功能插件、后台数据库、数据总线以及总线控制器构成；所述的系统引擎通过加载所述的标准配置脚本，根据标准配置脚本的测试参数、测试流程的要求，通过所述的总线控制器操纵所述的数据总线，来调度所述的功能插件及所述的后台数据库进行测试流程的操作；所述的测试仪器由手持式仪器平台、多功能数据采集卡以及通用仪器总线构成；所述的多功能数据采集卡同所述的手持式仪器平台通过所述的通用仪器总线连接；所述的手持式仪器平台由嵌入式处理器、存储器、显示器、输入设备、外设接口组成；所述的嵌入式处理器通过所述的外设接口来接收所述的标准配置脚本并存放在所述的存储器中，所述的标准配置脚本通过所述的嵌入式处理器从所述的存储器中送至所述的显示器显示，通过所述的输入设备选择所述的标准配置脚本项目，提交给所述的控制机构处理；所述的多功能数据采集卡接收所述的嵌入式处理器通过所述的通用仪器总线发送的控制信号，经过所述的多功能数据采集卡的FPGA和信号调理电路进行模数转换和数据组装，并将组装好的数据通过所述的通用仪器总线发送给所述的嵌入式处理器进行处理；由所述的系统引擎通过所述的总线控制器操纵所述的数据总线，来调度所述的功能插件和所述的后台数据库运行所述的嵌入式的手持式仪器平台的各组件。
2.如权利要求1所述的现场可配置的手持式虚拟测试仪器系统，其特征在于所述的 标准配置脚本是系统引擎可读取的标准配置脚本，且一个标准配置脚本对应一个测量流 程，并且该标准配置脚本集成所有的测试参数、测试流程有关的数据信息以及功能插件连 接方式。
3.如权利要求1或2所述的现场可配置的手持式虚拟测试仪器系统，其特征在于所 述的系统引擎是具有对所述的标准配置脚本的标准加载接口以及对所述的功能插件的标 准调度接口，且通过所述的总线控制器来操纵所述的数据总线、来响应和调度各个所述的 功能插件对数据读写的要求，实现功能插件之间的数据交换的管理模块。
4.如权利要求3所述的现场可配置的手持式虚拟测试仪器系统，其特征在于所述的 功能插件是遵循所述的系统引擎的标准接口规范编写的功能模块，所述功能插件包括解析 功能模块、采集功能模块、数据调理功能模块和数据分析功能模块。
5.如权利要求1所述的现场可配置的手持式虚拟测试仪器系统的实现方法，包括如下 步骤1)通过输入设备在显示器上选择配置文件送至系统引擎；2)系统引擎调度功能插件的解析功能模块，按照标准配置脚本解析选定的脚本；3)功能插件的解析功能模块操纵嵌入式处理器解析完毕选定的脚本后，将该脚本发送 至系统引擎，系统引擎通过读取脚本解析而来的数据结构，将可独立工作的功能插件通过 总线控制器按照一定的逻辑在运行时连接起来；4)系统引擎组态采集流程，达到采集的就绪状态；5)通过输入设备在显示器上选择开始采集功能并发送到系统引擎；6)系统引擎调度功能插件的采集功能模块，并提供其配置信息；7)功能插件的采集功能模块操纵嵌入式处理器，通过通用仪器总线驱动多功能数据采 集卡的采集配置，并经过所述的多功能数据采集卡的FPGA和信号调理电路进行模数转换和数据组装，并将组装好的数据通过所述的通用仪器总线发送给所述的嵌入式处理器进行 处理后返回系统引擎，完成数据的采集工作；8)系统引擎调度功能插件的数据调理功能模块和数据分析功能模块来操纵嵌入式处 理器执行数据的调理、分析功能，并且将调理后的数据对象和分析后的数据对象返回系统 引擎；9)通过输入设备在显示器上选择显示数据对象功能并发送至系统引擎；10)系统引擎返回数据对象并在显示器上显示；11)通过输入设备在显示器上选择保存功能将数据对象存放到存储器上的后台数据库中。
全文摘要
本发明提供一种现场可配置的手持式虚拟测试仪器系统及实现方法，包括测试仪器和控制机构，所述的控制机构由标准配置脚本、系统引擎、功能插件、后台数据库、数据总线以及总线控制器构成；所述的系统引擎通过加载所述的标准配置脚本，根据标准配置脚本的测试参数、测试流程的要求，通过所述的总线控制器操纵所述的数据总线，来调度所述的功能插件及所述的后台数据库进行测试流程的操作。当测试任务发生变化时，只要通过外设接口改变配置脚本就可让系统适应新的测试需求，现场可配置的手持式虚拟测试仪器系统及实现方法克服了传统测试难于实现结构化、模块化，耗时耗力而容易出错的缺点。
文档编号G06F9/455GK101957776SQ20101027618
公开日2011年1月26日 申请日期2010年9月8日 优先权日2010年9月8日
发明者李宇, 杨超, 白钢 申请人:西安威锐达测控系统有限公司