一种基于TCP协议控制多PXI设备的远系统及方法与流程

本发明属于综合电测技术改进领域，尤其涉及一种基于TCP协议控制多PXI设备的远系统及方法。

背景技术：

卫星的综合测试是在卫星生产研制阶段检测卫星功能，确保卫星状态的重要工作，在综合测试过程中会使用到各种地面设备，其中，对于卫星通过星表插头传输下来的有线信号进行采集和控制是综合测试的重点项目之一，现阶段较常采用PXI设备。

PXI设备，主要指的是根据实际需求选取并搭建的一套由NI公司生产的PXI机箱、PXI控制器、PXI板卡等硬件组成的设备，用于完成数据采集、信号处理、信号控制等各种功能，其硬件配置取决于该设备需要实现的功能。本专利主要涉及的是通过软件对PXI设备进行远程控制的方案。

NI公司为其旗下的各类PXI板卡提供了较为成熟的驱动和便利的二次开发功能，在编程时可以调用驱动，通过相关配置和指令代码直接驱动板卡实现其基本功能。

以常规的用于卫星综合测试的一套PXI设备为例，PXI机箱型号采用NI PXI1065，控制器NI PXIe-8108安装在机器零槽，根据测试需求，在其他槽位安装有模拟量采集板卡PXIe-4300、开关板卡PXI-2570和数字量采集板卡PXI-6529。在编写软件实现对PXI设备进行控制时，可以配置好需要操作的板卡或特定通道，通过调用NI公司提供的DAQMx接口函数的方式，向本设备上安装的对应的板卡发出指令，控制其实现指令所对应的函数功能，得到预期的效果。

在以往的PXI设备控制技术中，一般采用的是单个软件控制单台PXI设备的方式，且软件需安装在本机才能控制PXI机箱上安装的板卡。在实际应用中，存在以下几个缺点：

1、由于PXI设备本身能够提供的资源是有限的，比如板卡槽位对板卡数量和资源的限制、PXI控制器的性能对于高速或大数据量的处理的限制等，如果单个软件只能控制单台设备，那么对于测试任务而言，其软件所能实现的测试功能将受到很大约束。

2、以往的控制软件只能安装在设备本机上才能对板卡进行控制，这一方面导致了上述问题1中所说的单个软件控制单台设备的限制，另一方面使得软件的操作非常的不便利。对于卫星测试来说，PXI设备的功能在于有线信号的采集和控制，并不适合部署综合测试系统的其他软件，因此在测试过程中，测试人员往往要在测试电脑和PXI设备之间来回进行操作，或者通过远程桌面的形式进行软件操作。另外，还存在着测试电脑和PXI设备部署地点完全不一样的情况，这对于测试人员来说相当不便。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于TCP协议控制多PXI设备的远程方法，旨在解决上述的技术问题。

本发明是这样实现的，一种基于TCP协议控制多PXI设备的远程方法，所述远程方法包括以下步骤：

A、将PXI设备和板卡的控制功能拆分成控制端模块和控制服务模块；

B、将控制服务模块部署在PXI设备上控制该设备上的板卡工作；

C、将控制端模块部署在设备控制模块上进行数据指令传输；

D、控制端模块通过网络协议与控制服务模块进行指令数据传输完成远程控制测试。

本发明的进一步技术方案是：所述设备控制模块采用的是安装windows系统的计算机。

本发明的另一目的在于提供一种基于TCP协议控制多PXI设备的远程系统，所述远程系统包括设备控制模块、控制端模块、控制服务模块及PXI设备，所述控制端模块安装于所述设备控制模块上，所述控制服务模块设于所述PXI设备上，所述控制端模块的输出端通信连接所述控制服务模块的输入端，所述设备控制模块通过指令输出控制PXI设备完成测试。

本发明的进一步技术方案是：所述控制端模块、控制服务模块及PXI设备组成测试终端，所述测试终端有多组。

本发明的进一步技术方案是：所述控制端模块通过TCP/IP协议通信连接所述控制服务模块。

本发明的进一步技术方案是：所述控制服务模块包括网络接口单元、数据处理单元及NI DAQMx接口单元，所述网络接口单元的输出端连接所述数据处理单元的输入端，所述数据处理单元的输出端连接所述NI DAQMx接口单元的输入端。

本发明的进一步技术方案是：所述设备控制模块采用的是安装windows系统的计算机。

本发明的有益效果是：在于用户操作端与设备执行端脱离，控制软件不再需要部署于PXI设备本机，且单个软件可以控制多台PXI设备，便于PXI设备和软件的灵活部署。

附图说明

图1是传统PXI设备控制软件框图。

图2是本发明实施例提供的基于TCP协议控制多PXI设备的远程系统的框图。

图3是本发明实施例提供的控制服务模块框图。

具体实施方式

本发明提供的基于TCP协议控制多PXI设备的远程方法，所述远程方法包括以下步骤：

A、将PXI设备和板卡的控制功能拆分成控制端模块和控制服务模块；

B、将控制服务模块部署在PXI设备上控制该设备上的板卡工作；

C、将控制端模块部署在设备控制模块上进行数据指令传输；

D、控制端模块通过网络协议与控制服务模块进行指令数据传输完成远程控制测试。

采用网络远程控制方法，将设备和板卡控制功能拆分成两个软件(或模块)，分别为控制端模块PXIClient和控制服务模块PXIService，PXIService部署在PXI设备上，用于对该台设备所安装的板卡的控制，PXIClient部署在任一安装有windows系统的计算机上，机器之间通过网络连接，依靠网络协议实现信息交互。

所述设备控制模块采用的是安装windows系统的计算机。

图1-3示出了本发明的另一目的在于提供一种基于TCP协议控制多PXI设备的远程系统，所述远程系统包括设备控制模块、控制端模块、控制服务模块及PXI设备，所述控制端模块安装于所述设备控制模块上，所述控制服务模块设于所述PXI设备上，所述控制端模块的输出端通信连接所述控制服务模块的输入端，所述设备控制模块通过指令输出控制PXI设备完成测试。

所述控制端模块、控制服务模块及PXI设备组成测试终端，所述测试终端有多组。

所述控制端模块通过PCT协议通信连接所述控制服务模块。

所述控制服务模块包括网络接口单元、数据处理单元及NI DAQMx接口单元，所述网络接口单元的输出端连接所述数据处理单元的输入端，所述数据处理单元的输出端连接所述NI DAQMx接口单元的输入端。

所述设备控制模块采用的是安装windows系统的计算机。

以单个测试软件Measure控制3台NI PXI-1065设备为例，软件的设备控制模块统一管理NI PXI-1065机箱与板卡控制端模块，实现与上层系统的业务对接接口功能，如下图所示，“控制服务”为NI PXIe-1065机箱与板卡控制服务模块PXIService；“控制端”为NI PXIe-1065机箱控制端模块PXIClient。

单个测试软件通过调用设备控制模块访问和控制3台不同的PXI设备，对于测试软件来说，识别3台设备是通过设备在网络中不同的地址来进行区分的，因此在测试软件端，首先需要对PXI机箱的网络地址(IP)进行正确配置，以确保测试软件在运行时能够通过网络地址正确寻找到需要控制的PXI设备。

NI PXIe-1065机箱与板卡控制服务PXIService，服务运行在NI PXIe-8108板卡上，伴随机箱启动，主要实现对模拟量板卡NI PXIe-4300、数字量板卡NI PXI-6529和开关量板卡NI PXI-2570的控制功能，并通过网络与“控制端”模块进行通信，实现跨网络远程控制功能。

控制端模块通过TCP通讯协议与网络接口模块建立连接；当接收到远程控制命令后，由处理模块调用NI DAQMx接口实现对板卡4300、6529和2570的控制逻辑。

网络接口模块属于常规的TCP通讯功能模块，不详细阐述，其中比较关键的是与控制端模块之间的网络数据包格式需要进行约定，详见后文控制端模块相关内容。

控制服务的重要工作之一是实现对板卡的控制功能，采用的方式是调用NI公司提供的NI DAQMx接口，控制该机箱上的板卡。处理模块根据数据格式约定将测试软件发送过来的数据进行解析，得到所要进行的操作及完成该操作需要的相关参数，根据操作命令调用DAQ中的不同任务接口。在DAQ中，不同类型的板卡对应的模块和任务各有不同，模拟量板卡属于模拟量采集任务(AnalogIn)，数字量板卡属于数字量采集任务(DigitalIn)，开关量板卡属于数据量输出任务(SwitchControler)。

以模拟量采集为例，就涉及到调用DAQ接口的CreateAnalogTask接口启动采集任务，调用DAQ接口AppendAnalogPipe接口添加通道信息，调用DAQ的GetData接口获取采集到的数据等。

NI PXIe-1065机箱控制端模块PXIClient，本模块与“NI PXIe-1065机箱与板块控制服务”进行网络对接，实现远端的板卡控制功能。

正如前文所述，在调用DAQ接口函数时，可能需要用到特定的参数，如采集速率、通道等，这些参数都是控制服务通过接收并解析测试软件发送的命令所得到的，解析的依据就是PXIClient与PXIService之间通讯所约定的网络数据包格式。

网络数据包格式可根据实际业务需求进行约定，一般来说，会包含以下内容：用于确认该段数据有效性的引导头、用于标识该段数据包类型和长度的信息头、用于传递具体数据的信息体等。

以模拟量板卡设置为例，可设计模拟量板卡控制包格式如下表：

表1模拟量板卡控制包格式

根据以上内容可以看出，在本方案中，为了解决以往测试软件只能部署在受控设备本机且只能控制单一设备的问题，我们采取了以下方案：

1、测试软件根据配置好的网络地址，通过PXIClinet模块连接到PXIService，当测试软件发出对板卡的控制指令时，实际上是通过网络发送到了Service端，再由Service端根据指令所指向的地址，找到对应的板卡和通道，并控制该通道完成指令的相关操作。也就是说，Client端发出的指令实际上是包含有地址和命令两部分内容的，地址用于Service端进行寻址操作，命令用于对板卡通道进行操作。

2、在NI公司提供的板卡寻址方式中，对于板卡、通道都有默认格式，且在单机中该地址唯一，因此在以往的单机软件中，需要配置对应通道地址即可。在本方案中，增加了对PXI设备网络地址的配置功能，也就是说在根据配置对板卡通道进行寻址之前，首先要对板卡所在的PXI设备进行寻址，只有通过配置正确的PXI设备网络地址(IP)且该设备上的PXIService软件正确运行的情况下，测试软件才能够正确寻找到设备、板卡乃至通道，实现正确的操作，完成预定的功能。

相较于NI公司提供的单机驱动，PXIService等于是在其基础上进行了封装，利用网络寻址功能，使得控制软件能够从本机控制和单机控制的约束中脱离出来，达到远程控制、多台设备使用同一软件进行控制的效果。

另外，测试软件与综合测试系统紧密结合，能够接收来自于综合测试系统软件的命令，并根据正确的软件配置对相应设备、板卡、通道进行控制，满足多星并行测试的需求。

综上所述，测试软件的设备控制模块通过PXIClient模块管理3台NI PXI1065设备，实现数据采集和开关量板卡控制功能。

PXIClient仅针对PXIService模块实现两模块间的设备网络远程控制协议。

PXIService仅针对单台PXI1065设备，模块随设备的零槽控制器启动，实现对PXIe-4300模拟量采集板卡、对PXI-2570开关板卡和PXI-6529数字量采集板卡的控制功能，并接受PXIClient的远程控制。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。