基于Python的WIFI參數測試軟件設計

林奕翔

深圳市計量質量檢測研究院 廣東深圳 518055

本文采用免費的Python語言環境開發射頻參數測試軟件，完成測試以及報告結果輸出功能。

1 總體設計

1.1 儀器硬件需求

無線通信產品的射頻參數測試通常使用頻譜分析儀進行，主流頻譜分析儀均可通過GPIB或以太網接口進行控制。

在需要進行其它射頻參數測試的情況下，可以增加連接連續波信號源、矢量信號源等儀器。連接方式與頻譜分析儀相同。

1.2 軟件配置需求

本文采用的軟件方案，應用層采用Python3．7版本配合PyVisa庫，儀器驅動部分直接采用SCPI命令接口。VISA為儀器通用的測試接口庫，在頻譜分析儀等測量儀器的隨機軟件中均有包含，通常下載NIVISA或KeysightVISA庫，直接在計算機系統中進行安裝即可。計算機安裝Python和PyVisa庫和VISA驅動程序軟件后即可進行測試軟件開發[1]。

2 測試軟件設計

2.1 儀器連接控制

Python進行自動化控制連接需要使用PyVISA庫(1)進行。根據儀器制造商提供的例程(2)可以快速的實現儀器初始化。

import visa

rm = visa．ResourceManager()

specan = rm．open_resource(‘TCPIP::192．168．48．149::INS TR’) #IP地址需修改為儀器實際地址

specan．write_termination = ‘ ’

specan．clear()

idn_response = specan．query(‘＊IDN?’)

print (idn_response)

后續頻譜儀操作只需要使用specan．write和specan．query向儀器發送SCPI命令即可實現控制和獲取測量結果功能。儀器可用的SCPI命令可在儀器制造商的支持文件 (3)中進行查找。

在程序中可以用函數對測試功能進行定義，例如對產品常用的射頻參數功率、占用帶寬、帶內雜散、帶外雜散、頻率誤差等測試功能進行函數定義，復用代碼。

2.2 測試數據存儲記錄

Python的語法靈活，無需進行變量類型定義，便于非專業編程人員對數據進行處理。對于簡易的測試，可以采用Python中的字典數據類型，將測試結果在測試過程中保存在字典中。例如在進行占用帶寬測量設置后，可通過字典的update方法將測量結果保存到字典中。

ResultDict = {}

ResultDict．update({‘11b_CH1_OBW’ : specan．query(CALC:MARK:FUNC:POW:RES? OBW)}

每次測量后保存的字典key關鍵字如不存在，軟件將自動增加一個，如存在則對值進行更新。在進行完所有的測量后，可以將結果保存到json文件中。

import json

with open(‘test_result．txt’， ‘w’) as json_file:

json．dump(ResultDict， json_file，ensure_ascii=False， indent=4)

2.3 測試結果輸出設計

為將測試結果輸出為常用的Word文件，可以采用Python的docxtpl庫進行Word模板文件輸出。Docxtpl庫用任意現有的Word文件作為模板文件，僅需在顯示測試結果的位置插入特定標簽，以{{}}符號標識即可。例如前述測試結果的11b_CH1_OBW，只需要在適當位置插入文本{{11b_CH1_OBW }}。Docxtpl庫采用字典類型數據作為模板的填充數據來源，因此可以直接采用前面測試所得的ResultDict字典變量[2]。主要代碼如下：

from docxtpl import DocxTemplate

tpl = DocxTemplate(template．docx)

tpl．render(ResultDict)

tpl．save(report．docx)

3 軟件運行結果

3.1 測試界面

軟件編制完成運行界面采用wxPython進行軟件用戶界面設計，為用戶提供儀器連接地址配置、測試模式、天線增益等測試所需參數輸入功能。以免用戶最終需要采用命令行方式進行測試[3]。

3.2 結果輸出

測試軟件可將測量結果輸出至word文檔中，可以用正常辦公軟件進行編輯，輸出為最終測試報告。

4 結語

本文設計的射頻參數測試軟件可完成頻譜分析儀參數設置，測量結果讀取，測量結果記錄以及按照報告模板輸出報告的功能。運行結果表明，采用Python自動化測試可以大幅度減少射頻參數測試時間，保持測試準確率、可重復性，且該軟件具有操作簡單，可靈活修改測量參數的特點，可以應用于日常自動化測試的快速開發。