聯調測試中指揮協調輔助軟件的設計與實現

高宇航

（91404部隊，河北 秦皇島 066000）

1 需求分析

聯調測試中，反應時間的測試項目需多次重復測試，且測試流程相對固定，因此以反應時間的測試項目為例，進行需求分析。

反應時間測試中設有一個指揮部位和多個監測部位。指揮部位負責測試的組織指揮和被測試設備的操作；各監測部位負責觀察相應反應現象并記錄時間。單次測試的流程具體為：（1）指揮部位依次詢問各監測部位準備情況；（2）各監測部位分別確認檢測設備初始化正常并上報準備完畢；（3）指揮部位進行倒計時，倒計時結束后操作被測試設備開始工作；（4）各監測部位記錄反應現象出現時間；（5）指揮部位依次詢問各監測部位測試結果；（6）各監測部位分別上報測試結果。

根據測試流程分析，需要協調軟件能夠由指揮部位向監測部位發送準備情況詢問、測試開始指令及測試結果詢問；各監測部位能夠上報準備情況、記錄反應現象時間及上報測試結果。

為確保測試結果準確，避免網絡延遲的影響，各部位間要保持時間同步。

2 軟件設計

根據需求分析，軟件采用C/S結構，分為指揮部位軟件（服務端）和監測部位軟件（客戶端），拓撲關系采用以服務端為中心的星狀拓撲。

對于穩定、持續的點對點通信，一般應采用TCP協議，但由于部分監測部位未架設有線網絡，只能通過無線傳輸設備達成通信。由于通信鏈路不穩定，采用TCP連接常出現頻繁的斷開現象和重聯現象，故采用UDP協議。在應用層建立重發機制和應答機制，以確保指令傳輸的可靠性[1]。

為確保各客戶端與服務端時間同步，各客戶端包含NTP校時模塊。以服務端為NTP服務器進行校時，NTP協議在局域網內校時精度可達0.1 ms，廣域網內可達1～50 ms，可滿足大多數測試的時統需求。

客戶端和服務端相互發送4種數據包，分別為心跳數據包、心跳應答數據包、指令數據包及指令應答數據包。

心跳數據包為軟件運行時自動周期性發送，用于檢測通信質量；心跳應答數據包為接收到心跳數據包后自動應答。通過心跳數據包和應答數據包的配合可檢測出通信信道的通斷、傳輸延遲及服務端與客戶端的時統偏差值。心跳周期一般設置為1 s。心跳數據包和心跳應答數據包的數據格式如表1和表2所示。

實際軟件中采用客戶端發送心跳數據包、服務端返回應答數據的模式，可減少軟件配置的復雜度，使軟件部署更靈活。

利用心跳應答數據包的接收時間和心跳應答數據包中的orig_time字段、send_time字段包含的時間信息，即可計算出往返的傳輸延遲和時統偏差值，公式為：

其中，ping為雙向傳輸的延遲時間；Δ為服務端與客戶端的時統偏差值；tr為客戶端接收心跳應答數據包的時刻；to為心跳應答數據包中orig_time字段的時刻，即心跳數據包的發送時刻；ts為心跳應答數據包中send_time字段的時刻，即心跳數據包的接收時刻，也是心跳應答數據包的發送時刻。

指令數據包為服務端下發指令或客戶端上報結果時發送的數據包，指令應答數據包為接收到指令數據包后自動進行應答。指令數據包和指令應答數據包的數據格式如表3和表4所示。

建立應答機制和重發機制：建立一個發送隊列，當有指令需發送時先放入發送隊列，隨后進行首次發送，在用戶界面上標注該指令狀態為“發送中”；接收到指令應答數據包后，遍歷發送隊列查找該序列號指令，將其移出發送隊列，并在用戶界面上標注該指令狀態為“已送達”；周期性檢查發送隊列，重發隊列中的所有指令，當某條指令的重發次數超限或時間超時，將該指令移出發送隊列，并在用戶界面上標注該指令狀態為“發送失敗”。

表1 心跳數據包數據格式

表2 心跳應答數據包數據格式

表3 指令數據包數據格式

表4 指令應答數據包數據格式

3 軟件實現

各部位軟件實現效果如圖1和圖2所示。

4 結 論

實際應用證明，軟件可大幅提高測試效率。軟件充分應用了色彩和音效等提示手段，有效降低了測試人員的值守強度。同時，軟件可將測試結果存入數據庫，大幅簡化后期測試數據的梳理工作和統計工作。軟件還具有一定擴展性，根據測試流程進行簡單修改即可滿足多種測試項目的需求，適用于測試流程相對固定、測試重復次數較多的測試項目。

圖1 指揮部位軟件效果圖

圖2 檢測部位軟件效果圖