基于LabWindowsCVI8.5虛擬儀器的通信設(shè)備檢測(cè)平臺(tái)研究

摘 要：信息化條件下的戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)裝備保障提出了更高的要求，如何提高野戰(zhàn)條件下的裝備保障效率，已成為軍隊(duì)信息化建設(shè)的重要內(nèi)容。通過(guò)對(duì)信息化裝備保障過(guò)程的探討，引入LabWindows CVI 8.5虛擬儀器軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，總結(jié)研制出了一套通信裝備快速檢測(cè)平臺(tái)，集成了十余種通信測(cè)量?jī)x器模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)頻、調(diào)幅和單邊帶電臺(tái)主要技術(shù)指標(biāo)的快速測(cè)試、深入分析和智能判斷，對(duì)裝備的健康狀況作出綜合評(píng)價(jià)后，為決策部門(mén)制定保障計(jì)劃提供重要依據(jù)。

關(guān)鍵詞：裝備保障；虛擬儀器；LabWindows

引言

虛擬儀器，是以一種全新的理念設(shè)計(jì)而發(fā)展起來(lái)的儀器，主要用于自動(dòng)測(cè)試、過(guò)程控制、儀器設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析等領(lǐng)域，其基本思想是在儀器設(shè)計(jì)或測(cè)試系統(tǒng)中盡可能用軟件代替硬件，在通用計(jì)算機(jī)平臺(tái)上，根據(jù)測(cè)試需求來(lái)定義和設(shè)計(jì)儀器的測(cè)試功能，其實(shí)質(zhì)是充分利用計(jì)算機(jī)的最新技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)和擴(kuò)展傳統(tǒng)儀器的功能。

1 通信設(shè)備檢測(cè)平臺(tái)功能構(gòu)建

1.1 構(gòu)建指標(biāo)體系與檢測(cè)功能

通信設(shè)備測(cè)試平臺(tái)，在計(jì)算機(jī)與測(cè)試程序的控制下，能夠使集成在測(cè)試系統(tǒng)中的各種儀器儀表模塊協(xié)調(diào)工作，完成對(duì)指定型號(hào)通信設(shè)備主要或全部技術(shù)指標(biāo)的測(cè)量。

1.2 數(shù)據(jù)庫(kù)管理與查看功能

電臺(tái)檢測(cè)系統(tǒng)可以通過(guò)ACCESS數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)管理不同設(shè)備的檢測(cè)結(jié)果，用戶(hù)可以查詢(xún)、搜索、刪除以往的檢測(cè)記錄，根據(jù)檢測(cè)記錄對(duì)通信設(shè)備的技術(shù)狀況進(jìn)行評(píng)定。

1.3 系統(tǒng)配置與維護(hù)功能

用戶(hù)可以根據(jù)檢測(cè)需要與設(shè)備的升級(jí)狀況對(duì)系統(tǒng)的各種功能進(jìn)行重新配置、維護(hù)與升級(jí)，對(duì)檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的缺陷和兼容性問(wèn)題，可對(duì)原代碼進(jìn)行完善。

2 檢測(cè)平臺(tái)系統(tǒng)組成

2.1 硬件測(cè)試模塊構(gòu)建

通信裝備檢測(cè)平臺(tái)，采用便攜式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力，可在指控通信車(chē)間或野外對(duì)裝甲車(chē)輛通信設(shè)備的主要技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行快速檢測(cè)和故障診斷。其設(shè)計(jì)思想是，在一個(gè)便攜式的設(shè)備中集成計(jì)算機(jī)單元和通信設(shè)備硬件測(cè)試適配單元，在計(jì)算機(jī)的控制下，實(shí)現(xiàn)測(cè)試單元對(duì)通信設(shè)備技術(shù)指標(biāo)的測(cè)量和故障診斷。

檢測(cè)平臺(tái)內(nèi)集成的硬件測(cè)試單元包括前端模塊（主要用來(lái)產(chǎn)生測(cè)試激勵(lì)信號(hào)）和后端模塊（用來(lái)?yè)渥交虿杉碚骷夹g(shù)指標(biāo)的特征信號(hào)），在測(cè)試程序（驅(qū)動(dòng)函數(shù)）的控制下，經(jīng)過(guò)內(nèi)部重構(gòu)的十余種儀器，完成對(duì)通信設(shè)備的快速測(cè)試功能。

2.2 測(cè)試平臺(tái)函數(shù)庫(kù)的構(gòu)建

基于虛擬儀器的通信設(shè)備測(cè)試平臺(tái)，除計(jì)算機(jī)單元外，在系統(tǒng)內(nèi)集成了十余種通信測(cè)量?jī)x器功能，通過(guò)函數(shù)調(diào)用即可搭建測(cè)試環(huán)境并完成相應(yīng)指標(biāo)的測(cè)試。在該儀器中，程序模塊有三種函數(shù)類(lèi)型：

一是基礎(chǔ)函數(shù)類(lèi)，如A/D采樣模塊，是測(cè)試平臺(tái)中基本模擬量的輸入通道，其定義為：

short inteAI_ReadChannel （char *ChannelId，int SampleFreq，int SamplePoint，short*pValue），參數(shù)為：采樣通道、采樣頻率、采樣點(diǎn)數(shù)、返回的采樣數(shù)據(jù)；返回值：采集卡工作狀態(tài)，0-正常，-1-錯(cuò)誤。

二是測(cè)試環(huán)境類(lèi)函數(shù)，為被測(cè)設(shè)備提供激勵(lì)信號(hào)，比如射頻信號(hào)發(fā)生器函數(shù)，其定義為

void SetRF （char mod_mode，unsigned long RFfreq，unsigned long RFamp，unsigned long mod_freq1， unsigned long offset1，unsigned long mod_freq2，unsigned long offset2）。參數(shù)為：調(diào)制模式（0-單頻，1-調(diào)頻，2-調(diào)幅），射頻頻率，幅度，調(diào)制頻率1，頻偏1（調(diào)幅時(shí)為調(diào)幅度1=調(diào)幅度×100），調(diào)制頻率2，頻偏2（調(diào)幅時(shí)為調(diào)幅度2=調(diào)幅度×100）（頻率單位Hz）。

三是指標(biāo)分析類(lèi)函數(shù)，如頻率計(jì)、功率計(jì)、調(diào)制度儀器、信納比計(jì)、失真度儀、駐波比測(cè)量?jī)x等，定義名稱(chēng)及參數(shù)在此不逐一列舉。

3 軟件設(shè)計(jì)方案

檢測(cè)平臺(tái)軟件，是基于計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)采集卡的硬件環(huán)境下進(jìn)行開(kāi)發(fā)的，采用LabWindows CVI 8.5進(jìn)行編程，完成通信設(shè)備檢測(cè)程序的代碼編寫(xiě)和軟件操作界面的設(shè)計(jì)。

各模塊主要功能為：自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)用軟件為系統(tǒng)的人機(jī)接口，管理整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)；自檢/校準(zhǔn)軟件完成對(duì)虛擬儀器硬件的自檢，并實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)；測(cè)試管理軟件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性能指標(biāo)的測(cè)試，實(shí)現(xiàn)測(cè)試項(xiàng)目選擇、參數(shù)設(shè)置、儀器控制、采集與處理、分析和顯示等功能；數(shù)據(jù)管理軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)的管理；系統(tǒng)維護(hù)軟件包括儀器管理、數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)和測(cè)試診斷，在線(xiàn)幫助用于對(duì)用戶(hù)進(jìn)行在線(xiàn)操作指導(dǎo)。測(cè)試單元軟件主要有四大模塊組成，分別為I/O控制模塊，數(shù)據(jù)采集模塊，指標(biāo)處理模塊和信息顯示及管理模塊。

I/O控制模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)DDS模塊的輸出進(jìn)行控制，輸出測(cè)試所需的射頻信號(hào)和音頻信號(hào)；同時(shí)完成對(duì)電臺(tái)的各種控制，如收信發(fā)信切換、電臺(tái)制式（調(diào)頻和單邊帶）切換、電臺(tái)發(fā)信時(shí)接負(fù)載和接天線(xiàn)的切換等功能。

數(shù)據(jù)采集模塊完成對(duì)各種被測(cè)模擬量的采集，主要有正向功率電壓量、反向功率電壓量、音頻電壓量；同時(shí)還實(shí)現(xiàn)對(duì)頻率計(jì)數(shù)信號(hào)的采集。

數(shù)據(jù)處理模塊主要利用快速傅立葉變換（FFT）實(shí)現(xiàn)對(duì)信納比、音頻頻偏和導(dǎo)頻頻偏的計(jì)算。

數(shù)據(jù)顯示及管理模塊實(shí)現(xiàn)了測(cè)試結(jié)果的實(shí)時(shí)顯示，并利用數(shù)據(jù)庫(kù)編程實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)試記錄的存儲(chǔ)、查詢(xún)和管理等功能，其中數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)用的是ACCESS庫(kù)；同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了測(cè)試結(jié)果的自動(dòng)評(píng)價(jià)，分為合格與故障。

4 測(cè)試界面的實(shí)現(xiàn)

軟件測(cè)試界面，采用分層結(jié)構(gòu)控制，包括被測(cè)裝備型號(hào)選擇界面、參數(shù)設(shè)置界面、測(cè)試過(guò)程控制界面、技術(shù)指標(biāo)顯示界面等，指標(biāo)參數(shù)設(shè)置界面，其它界面不做枚舉展示。

5 結(jié)束語(yǔ)

由于LabWindows CVI構(gòu)建的測(cè)試平臺(tái)，軟硬件都具有開(kāi)放性、模塊化、可重復(fù)使用及互換性強(qiáng)等特點(diǎn)，因此，用戶(hù)可以根據(jù)測(cè)試需要靈活地組合配置，既可以對(duì)全部通用技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，也可選取特定指標(biāo)進(jìn)行專(zhuān)門(mén)分析，對(duì)于具有遙控功能的通信設(shè)備，還配備了遙控自動(dòng)測(cè)試功能，減少了人工干預(yù)環(huán)節(jié)和操作錯(cuò)誤的機(jī)會(huì)，提高了測(cè)試系統(tǒng)的安全性和可靠性。

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