基于LabWindows_CVI的MLS機(jī)載設(shè)備自動測試系統(tǒng)的設(shè)計

李 闊

（西安導(dǎo)航技術(shù)研究所 陜西 西安 710068）

0 引言

MLS是一種工作于C波段 (5000～5250MHz)和Ku波段(15400～15700MHz)按波束掃描原理工作的新型進(jìn)近著陸系統(tǒng)。國際民航組織于1978年選定了時基掃描波束微波著陸系統(tǒng)作為新的標(biāo)準(zhǔn)著陸系統(tǒng)。這種系統(tǒng)能提供連續(xù)的、精確的三坐標(biāo)(方位、仰角、距離)信息[1]。

MLS機(jī)載設(shè)備的完整測試包括了總線功能和測試精度兩方面共八個項目的測試，人工測試需至少兩名測試人員耗時1.5個小時來完成，在人員使用和測試效率上是極大的浪費。本文所設(shè)計的MLS自動測試系統(tǒng)基于LabWindows_CVI軟件平臺，以總線采集系統(tǒng)為硬件基礎(chǔ)組成，可以在40分鐘之內(nèi)自動完成MLS機(jī)載設(shè)備的完整測試過程并給出測試結(jié)論、自行打印測試結(jié)果。

1 系統(tǒng)組成及工作原理

MLS機(jī)載設(shè)備自動測試系統(tǒng)由主控計算機(jī)與激勵源組成。主控計算機(jī)配備串口、模數(shù)采集、ARINC429總線、GPIB總線、1553B總線等總線功能接口卡。激勵源用于向MLS機(jī)載設(shè)備提供實時激勵信號。MLS機(jī)載設(shè)備自動測試系統(tǒng)原理框圖見圖1。

圖1 MLS機(jī)載設(shè)備自動測試系統(tǒng)原理框圖

MLS機(jī)載設(shè)備自動測試系統(tǒng)統(tǒng)過GPIB總線對激勵源進(jìn)行實時控制，發(fā)出MLS機(jī)載設(shè)備所需的激勵信號。同時系統(tǒng)通過1553B總線、429總線對MLS機(jī)載設(shè)備進(jìn)行工作設(shè)置和數(shù)據(jù)讀取，通過低頻信號對MLS機(jī)載設(shè)備模擬信號進(jìn)行讀取，通過MLS機(jī)載設(shè)備實時工作狀態(tài)與標(biāo)準(zhǔn)值的對比進(jìn)行測試結(jié)果的判定。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計

MLS機(jī)載設(shè)備自動測試系統(tǒng)由主控計算機(jī)與激勵源組成。

主控計算機(jī)選用PCI總線的工業(yè)控制計算機(jī)，配備所需的PCI總線形式板卡。包括1553B總線接口卡、429總線接口卡、GPIB總線接口卡、串口總線接口卡以及模數(shù)采集卡。

激勵源選用進(jìn)口標(biāo)準(zhǔn)MLS地面模擬激勵源，型號為MLS800。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

3.1 LabWindows_CVI

LabWindows_CVI是美國N I公司開發(fā)的32位面向計算機(jī)測控領(lǐng)域的軟件開發(fā)平臺。將功能強(qiáng)大的、使用靈活的C語言平臺與數(shù)據(jù)采集、分析和表達(dá)等測控專業(yè)工具有機(jī)結(jié)合,它支持事件驅(qū)動與回調(diào)函數(shù)編程技術(shù),它的集成化開發(fā)平臺、交互式編程方法、豐富的功能面板和庫函數(shù)大大增強(qiáng)了C語言的功能,為熟悉C的開發(fā)人員開發(fā)檢測、數(shù)據(jù)采集、過程監(jiān)控等系統(tǒng)提供了一個理想的軟件開發(fā)環(huán)境[2]。

本文設(shè)計的MLS機(jī)載設(shè)備自動測試系統(tǒng)利用了Lab-Windows_CVI提供的多線程設(shè)計方法，有效的提高了軟件的運(yùn)行效率。多線程是指操作系統(tǒng)支持一個進(jìn)程中執(zhí)行多個線程的能力[3-4]。當(dāng)一個線程等待用戶響應(yīng)或大量計算結(jié)果時，另一個線程可以繼續(xù)其他處理，使得進(jìn)程總處于運(yùn)行態(tài)，隨時進(jìn)行響應(yīng)，從而提高系統(tǒng)的響應(yīng)效率。LabWindows/CVI提供了兩種在次線程中運(yùn)行代碼的高級機(jī)制，分別是線程池（Thread Pools）和異步定時器（Asynchronous Times）。 線程池適用于需要不連續(xù)的執(zhí)行或在循環(huán)中執(zhí)行的任務(wù)，而異步定時器適合于在固定時間間隔內(nèi)執(zhí)行的任務(wù)。本設(shè)計采用線程池的方法進(jìn)行多線程控制。

3.2 軟件設(shè)計

為了便于軟件的維護(hù)與擴(kuò)展，MLS機(jī)載設(shè)備自動測試系統(tǒng)軟件采用模塊化設(shè)計理念。軟件主要由四大模塊組成，分別為自動測試方式模塊、單項測試方式模塊、信號波形實時顯示模塊以及測試記錄查看模塊。而八個測試項目分別封裝為八個小模塊。

在自動測試方式下對八個測試項目模塊進(jìn)行串行調(diào)用，每個測試項目依次進(jìn)行，每個測試項目測試過程及結(jié)果在測試界面實時顯示，當(dāng)測試結(jié)果出現(xiàn)異常時進(jìn)行報警并停止測試。全部測試完成后根據(jù)預(yù)先設(shè)置進(jìn)行或不進(jìn)行測試結(jié)果表格打印并記錄測試結(jié)果。

在信號波形實時顯示模塊中，對MLS機(jī)載設(shè)備發(fā)出的模擬信號及429信號波形可以進(jìn)行實時顯示，并計算其頻率與伏值，用于測試人員進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)驗證。此模塊使用單獨線程，可與自動測試模塊或單項測試模塊同時運(yùn)行。

在測試記錄查看模塊下可以對以往的歷史測試記錄進(jìn)行查看，歷史記錄以時間順序和設(shè)備編號進(jìn)行記錄。

MLS機(jī)載設(shè)備自動測試系統(tǒng)軟件整體架構(gòu)如圖2所示。

圖2 MLS機(jī)載設(shè)備自動測試系統(tǒng)軟件整體架構(gòu)

4 結(jié)束語

MLS機(jī)載設(shè)備自動測試系統(tǒng)在MLS機(jī)載設(shè)備的生產(chǎn)測試過程中已經(jīng)投入使用，實踐證明，該系統(tǒng)在實際使用中減少了人力消耗，提高了MLS機(jī)載設(shè)備生產(chǎn)測試效率，并大幅提高了測試的準(zhǔn)確性，對于MLS機(jī)載設(shè)備的生產(chǎn)、調(diào)試、驗收過程有著重大的促進(jìn)作用。

［1］周其煥,魏雄志.微波著陸系統(tǒng)[M].北京:國防工業(yè)出版社,1989:77-79.

［2］刁修民,王建.基于LabWindows/CVI的虛擬儀器軟件開發(fā)技術(shù)[J].國外電子測量技術(shù)：增刊,2003：73-75.

［3］成鳳敏，蘇小光.多線程技術(shù)在虛擬儀器軟件開發(fā)中的應(yīng)用[J].中國測試技術(shù)，2008，34（2）：48-50.

［4］姜守達(dá)，吳昌盛.LabWindows/CVI多線程機(jī)制在數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用[J].計算機(jī)應(yīng)用，2004，23（8）：56-57.