大氣數據計算機自動測試系統測試軟件通用開發平臺研究

摘要：文章以大氣數據計算機自動測試系統為主要對象，對測試軟件通用開發平臺進行探究。首先分析了大氣數據計算機自動測試系統的功能與工作原理，之后從開發平臺的總體設計、測試建模系統結構、測試運行系統結構方面進行分析，旨在優化平臺測試運行效果，提高測試精準度。

關鍵詞：大氣數據計算機；自動測試；測試軟件

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2023.07.013

中圖分類號：TP 311.52，V 243 " " " " " 文獻標志碼：A " " " " " " 文章編碼：1672-7274（2023）07-00-03

Research on General Development Platform for Test Software of Automatic Test System for Atmospheric Data

HE Ruishi

（Guizhou Light Industry Vocational and Technical College， Guiyang 550025， China）

Abstract： This article takes the atmospheric data computer automatic testing system as the main object to explore the general development platform for testing software. Firstly， the function and working principle of the atmospheric data computer automatic testing system were analyzed， and then the overall design of the development platform， the test modeling system structure， and the test run system structure were analyzed to optimize the platform test run effect and improve test accuracy.

Key words： atmospheric data computer; automatic testing; testing software

1 " 大氣數據計算機自動測試系統

1.1 系統功能

系統設計中需滿足大氣數據計算機性能測試的一般要求，系統運行階段可以分別模擬不同工作狀態下的大氣數據計算機運行數據，通過數據激勵等方法不斷向計算機提供激勵信號；借助系統的外交聯接口完成數據信號測試與分析，最后系統可通過大數據識別等方法判斷信息對比結果的精準度。同時，該系統支持人工手動處理的要求，通過系統一鍵自啟動等方法實現系統測試。該系統測試環節不需要人工參與，測試系統可根據特定步驟完成大氣數據計算機性能檢測，且檢測結果可隨時報告。

系統可通過手動操作方法對任意關鍵性能做重復測試，并且測試系統本身具有一定的自檢功能，可以及時識別系統運行的潛在質量缺陷，保證工作狀態正常。

1.2 系統工作原理

本次系統設計的主要目的是，借助計算機程序以及硬件設備測試資源，根據系統顯示的數據判斷大氣數據計算機的運行狀態，如系統識別全靜壓以及總溫度等激勵信號，判斷系統的運行狀態。同時該系統可借助數據采集卡隨時采集大氣數據計算機的輸出信號信息，該系統通過程序算法有針對性處理計算機信息后，按照標準性能對比結果，評估測試結果的數據精度。

2 " 系統測試軟件通用開發平臺設計

2.1 平臺總體設計

2.1.1 需求分析

在傳統的開發測試平臺設計中，開發人員應先確定待測產品的硬件資源條件，再根據硬件資源、開發接口適配器等設置專業測試軟件。除此之外，測試軟件設計也要兼顧待測定設備的運行狀態要求。上述開發方法存在明顯弊端，要求開發人員充分了解被測試產品的功能要求，并且軟件開發周期長[1]。

為解決上述問題，在本次大氣數據計算機自動測試系統測試軟件通用開發平臺設計中，應打破傳統編寫專用測試程序的設計方案，通過通用性強的測試軟件提升系統開發的整體效率。對于廠家而言，為滿足相關技術進一步推廣的要求，應該使用一套測試軟件開發平臺，技術人員通過該平臺可自動生成適用于不同設備測試的檢測程序。在系統操作中，技術人員可利用該平臺描述系統測試過程，并且可以按照系統功能測試要求完成平臺的自動檢測。通過該方法可以使開發人員從煩瑣的測試程序中解脫出來，若有新的信號需要測試，只需要更改測試步驟就可以生成測試結果，有助于提升測試效率。

2.1.2 數據采集裝置

（1）空速管?？账偈菬o人機設備運行管理的關鍵數據。而測量空速的方法分為很多種，可通過壓差檢測其中的重要數據。在硬件參數處理中，可增設有節流件的細長管道，當其充滿液體后，基于節流件的特性，當流體通過節流件時，流體會在這一部位發生局部收縮，導致流速發生改變，進而導致裝置內的壓力數據發生變化，因此該裝置可利用該特性持續識別流量大小并計算壓差值[2]。

（2）傳感器選型方案。目前常見的傳感器類型包括：①絕壓傳感器。該傳感器可測量無人機的大氣靜壓值并計算設備的空間高度。以MS5803-14BA型傳感器為例，該裝置使用了高分辨率的壓力傳感器，因此其輸出的壓力值與溫度信號的磁滯低但是穩固性高。該裝置的分辨率達到10 cm，耗能約為1.0 μA，裝置的硬件集成度高。該裝置可用于0～14 bar范圍內的壓力值檢測，數據精度誤差為±40 mbar，可用于-40℃至80℃的設備檢測，與傳統設備相比，該裝置在空間測量中的適應性更強，具有推廣價值。②差壓傳感器。該傳感器可以用于檢測飛行器周圍的靜壓與動壓參數并輸出動壓值，并且該系統也可以按照特定運算程序計算設備航行速度。以MS4505D0型傳感器為例，該傳感器可使用3.3 V或5.5 V單電源供電，且壓力補償范圍總誤差小于等于1.0%，數據精準度高。該裝置可以用于1～150 psi絕對壓力檢測以及0～15 bar壓力檢查，數據壓力分辨率達到了14 bits；同時與傳統設備相比，該傳感器的響應時間不足0.5 ms，并且能夠在100℃的溫度下運行，充分滿足開發平臺設計要求。

本次平臺設計中可根據功能要求有針對性地選擇傳感器類型，這是提升數據處理精度的重要方式。

2.1.3 通信協議

使用專用網絡，用于連接測試系統與被測設備的計算機，保證被測設備上的程序可按軟件工程中的應用層、系統層和網絡層設計運行，采用串行方式控制計算機與被測設備通信，在被測設備上不能安裝其他軟件，只能運行本機應用軟件，實現對被測設備的控制。其通信方式數據結構是用一系列二進制字符表示。本系統在通訊中必須使用標準協議，如 CSMA/CD協議、RS-232接口標準或其他與標準相同的協議。本系統所采用的通信協議是以905A為基礎制定的。通訊協議所使用的數據類型包括英文字母（包括大寫、小寫字母）、數字、標點符號、漢字。其中通信接口使用JTAG軟件實現串行通訊功能。使用RS-232接口，采用RS-232串行通訊方式，在計算機上運行相應軟件完成測試程序的啟動。被測設備應有足夠的靈活性，可以根據需要對被測設備進行擴充[3]。

2.2 測試建模系統結構

2.2.1 數據庫建造

大氣數據計算機測試建模系統是一種用于大氣數據采集和分析的計算機測試系統，該系統由多個子庫組成，其中包括大氣數據庫、模型數據庫和應用程序數據庫。大氣數據庫中保存有大量的大氣數據，包括空氣污染指數、風速、風向、空氣濕度、氣溫等，用戶可以通過大氣數據庫來查詢和獲取有關大氣數據的信息。

模型數據庫是系統中重要的子庫之一。模型數據庫為模型的建立提供了基礎，用戶可以在模型庫中選擇合適的模型來進行構建。模型庫中提供了多種不同類型的模型，包括自然現象模型、氣候模型和機器學習模型等。用戶可以通過該數據庫來查詢和選擇不同的模型，并使用該數據庫來為大氣系統監管程序提供參考。應用程序數據庫則是系統的核心部分。應用程序數據庫為用戶提供了多種不同的功能，包括測試結果顯示、分析報告生成和管理等。用戶可以通過該數據庫來查看和分析測試結果，并生成分析報告。需要選擇具備數據統計以及操作簡便兩個優點的數據庫類型。Access作為一種數據庫類型，其能夠快速地處理與分析上千條信息，并且在編程與使用方面的門檻較低，適宜作為大氣數據計算機測試系統中軟件開發平臺的主要數據庫類型。

2.2.2 測試資源管理

大氣數據計算機測試建模系統是一種用于大氣數據采集和分析的計算機測試系統，該系統通過對大氣數據的采集和分析，為計算機提供有力的支持。測試資源管理部分是系統中重要的組成部分之一，它負責管理和優化測試資源，以確保系統能夠順利運行。測試資源管理包括對測試需求的分析、測試計劃的制定、測試任務的執行和測試結果的評估等方面。大氣數據計算機測試建模系統測試資源管理主要是通過對測試需求的分析比較實現的。

需要根據系統的任務要求和數據特點制定詳細的測試計劃。相關人員需要在管理中建立測試硬件與測試軟件信息類別，將相關測試資源分類排列好，對測試過程中的每一種數據以及每一個測試資源對象進行分類。相關人員可以根據系統任務的要求，制訂一個詳細的資源管理計劃，以確保測試任務能夠按時完成，同時保證資源得到合理有效地利用。另外，制訂明確的測試任務。在計劃中，我們可以明確規定每項任務的具體內容和要求，以確保任務能夠順利完成。在測試資源的過程中，由于內存空間呈現靜態分配的狀態，因此內存大小以及空間數值是不能改變的。測試資源的存放需要使用采用動態擴容機制的容器。在本次選擇中，使用vector作為內存容器進行測試資源儲存。此外，還需要對測試結果進行及時評估和反饋。在實際實施過程中，相關人員可以通過對樣本數據進行分析和處理來評估系統有效性和準確性。我們可以通過對樣本數據進行標準化處理、數據集篩選等操作來提高評估結果的準確性和可靠性[4]。

2.3 測試運行系統結構

2.3.1 測試程序

大氣數據計算機測試建模系統（GACVPS）是一種用于大氣數據采集和分析的計算機測試系統。它通過對大氣數據的采集和分析，為計算機測試建模提供有力的支持。GACVPS由多個子庫組成，其中包括大氣數據數據庫、模型數據庫和應用程序數據庫。GACVPS測試系統具有非常強大的測試能力，可以為計算機提供多種類型的測試任務。這些測試任務可以是特定類型的應用程序或軟件的測試，也可以是針對整個系統的整體性能進行測試。例如，在對大氣數據進行分析時，可以使用GACVPS系統中的模型數據庫來建立大氣數據與計算模型之間的關系，并利用GACVPS系統中的應用程序數據庫來生成分析報告。為了檢查GACVPS系統在測試期間是否正常工作，需要將 VPS從其主控制器上分離出來并進行測試。測試的目的是確保我們的系統在任何時候都可以正常工作。在這種情況下，我們需要確認所有連接到VPS主控制器的設備都可以正常工作，并且需要確保 VPS主控制器能夠控制所有的VPS設備。使用一個單獨的測試程序來完成此項工作，該程序會確認所有連接到 PS主控制器的設備都可以正常工作。最后，在確保所有連接到VPS主控制器的設備都可以正常工作之后，我們可以使用一個單獨的測試程序來檢查GACVPS系統是否仍然正常運行。

2.3.2 用戶信息管理

為了保證系統的正常運行，GACVPS測試系統需要對用戶信息進行管理。GACVPS測試系統需要注冊用戶信息。注冊用戶可以使用賬號和密碼進行登錄，并且可以查看和修改用戶信息。在每一次用戶登錄之前，系統都會針對用戶的身份進行驗證。只有用戶名與密碼正確，才能實現訪問。輸入密碼的機會有3次，如果錯誤次數超過上限，平臺就會自動對相應的賬號進行監控，需要用戶申請解封，避免惡意登錄。GACVPS測試系統需要定期備份用戶數據，防止數據丟失，確保數據的完整性和安全性[5]。

3 " 結束語

大氣數據計算機自動測試系統測試軟件開發平臺的設計與應用中，需要完善通信協議設計、加強需求分析。之后對GACVPS測試系統進行分析，并且加強系統運行的保障，使用VPS進行控制測試，對大氣數據的分析與訪問權限進行合理設置，進而保障平臺運行的效果。

參考文獻

[1] 高實．24位高精度ADC測試技術研究與實現[D]．成都：電子科技大學，2022.

[2] 陳海牛．直升機大氣數據計算機綜合測試系統的設計[J]．測控技術，2020（12）：121-125.

[3] 林源泉．高精度高速ADC測試方案設計與實現[D]．成都：電子科技大學，2020.

[4] 強志鵬．無人旋翼機大氣數據計算機的設計與集成研究[D]．太原：中北大學，2020.

[5] 陳勝．某型飛機大氣數據計算機總線數據中斷故障分析及定位[J]．科技風，2020（12）：110.