CN104391190B - 一种用于测量仪器的远程诊断系统及诊断方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种测量仪器远程诊断系统，包括：诊断修复层、用户接口层、数据处理层、本地控制层、底层硬件层；所述底层硬件层的数据采集模块采集诊断数据，诊断系统接收到采集的原始数据后，调用故障诊断模型，进行定性和定量的分析程序，将分析结果存入用户接口层，数据处理层对诊断数据进行分析处理，转换为文本、柱状图、统计信息等参数形式，通过用户接口层对诊断结果显示；对于可修复的故障，远程诊断修复模块发送程控命令，通过程控命令的解析传递，设置硬件和软件状态，修复故障。

Description

一种用于测量仪器的远程诊断系统及诊断方法

技术领域

本发明涉及电子测量仪器领域，特别涉及一种用于测量仪器的远程诊断系统及诊断方法。

背景技术

随着测量技术的发展，测量仪器功能越来越复杂，集成了各种各样的先进的电子技术，而测量仪器具有分散、移动和功能复杂的特点，使得测量仪器的故障诊断、状态检测问题日益突出，任务越来越艰巨。传统的方式中，当测量仪器出现故障时，需要依靠技术人员现场交流方式实现测量仪器的故障诊断，这种方式无论对于用户还是技术人员，都需要耗费大量的人力物力和时间成本。

现有方式中，例如Agilent公司，泰克公司等的测量仪器都提供了自检测和错误信息列表的功能。其自检测主要方式是指，通过软件不断检测电路的工作参数和工作状态，当工作参数发生变化时，读取状态参数与仪器中存储的阈值进行比较，当超出阈值范围时，将错误信息写入错误列表。提示用户发生错误。这种方式在一定程度上给维修检测提供了一定的信息，帮助排查问题，但是这种方式也具有一定的局限性。传统方式只是给出故障信息，并没有对故障原因进行挖掘分析，因此信息量较少，对于工程人员来说参考信息少。即便是一些简单的错误，例如测量仪器参数设置错误，也需要花很长时间进行诊断和修复，有鉴于此，有必要提供一种测量仪器的远程诊断方法。此外还需要基于故障诊断，提供故障解决方法。

现有技术来说，对于故障的诊断，基本上都是通过其测量软件自检测和错误信息列表的方式读取错误信息，根据错误信息判断故障。如在传统的测量仪器中，通过读取错误信息列表方式读取故障信息，这种诊断方式具有很大的局限性，当测量仪器故障原因比较复杂时，仅仅依靠本地的诊断并不能检测到错误原因。

传统方式中，对故障诊断将测量仪器孤立开来，当某一种仪器的指标影响其它测量仪器时，这种诊断方法，并不能考虑到其之间的相互关系。

同时，在自动测试系统中，往往采用不同厂家的仪器和设备。而不同厂家仪器之间互不兼容，从另一角度来看，测量仪器在自动测试仪器，即对不同的测量需求，通过程控的方式将测量仪器组成一个仪器群，满足不同的测试需求。而传统的诊断方法，将整个测量仪器群独立分割来看，当测量仪器发生故障时，通过独立的单台仪器逐个判断其故障，这种方式没有考虑到各种测量仪器之间的组合关系，因为很多情况下，当一台测量仪器的故障会影响到其他测量仪器。传统方式中，对于远程测量仪器的故障诊断仅限于单一的测量仪器，而当测量仪器为一个集群时，则无能为力。

例如某些情况下，当测量仪器工作状态发生变化，而通过本地的诊断状态并没有找到确定的异常状态出现的原因，遇到这种情况，一般是由于各个电路板功能模块之间配合不好造成的，一般都是通过维修人员到现场，通过经验判断测量仪器的故障原因，如果由于维修人员经验不足，甚至可能解决不了问题，这种情况下，会造成巨大的人力和时间的浪费。

另一方面，从软件开发的角度来看，现有诊断系统的软件的开发，随着功能的增加，其软件的业务逻辑代码不可避免的会纠缠在一起，传统的面向对象的编程方法，虽然能提高程序的模块化，降低软件的复杂性，但是也难以解决代码分散和代码纠缠的问题。在这种情况下，软件没有统一的平台标准，不同部门和不同研发平台开发的软件无法集成在一起，造成巨大的人力和物力的成本浪费。

对于仪器工作状态的显示，现有方法，一般是通过读取测量仪器的故障状态代码，并显示相应的故障内容和故障出现的可能原因，通过一个错误码和错误原因描述进行表示，这种错误描述方法的缺点是对于故障原因描述不够直观，例如当测量仪器发生故障时，仅仅通过表面的故障状态代码并不能判断仪器的故障原因。

发明内容

本发明的目的是提供一种通用性良好的测量仪器远程诊断系统和方法，通过本地和远程的方式实现仪器的诊断，并对错误进行修复。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种测量仪器远程诊断系统，包括：诊断修复层、用户接口层、数据处理层、本地控制层、底层硬件层；

所述诊断修复层包括本地诊断修复模块和远程诊断修复模块；

所述用户接口层封装了多种诊断模式对应的视图信息以及参数信息，接收用户操作信息以及数据处理层传递的测量结果数据，通过在人机界面实时刷新当前参数和视图信息体现操作结果；

所述数据处理层接收用户接口层传递来的数据，按照不同测量模式所属类别进行参数分配和参数传递，向上传递各测量模式的测量结果数据、校准数据和工作状态信息；

所述本地控制层从数据处理层获取当前工作配置参数设置，包括：硬件功能单元模块、实时校准模块和状态检测模块；

所述底层硬件层通过VISA-COM设备驱动程序实现与底层测量仪器的交互；

所述底层硬件层的数据采集模块采集诊断数据，诊断系统接收到采集的原始数据后，调用故障诊断模型，进行定性和定量的分析程序，将分析结果存入用户接口层，数据处理层对诊断数据进行分析处理，转换为文本、柱状图、统计信息等参数形式，通过用户接口层对诊断结果显示；

对于可修复的故障，远程诊断修复模块发送程控命令，通过程控命令的解析传递，设置硬件和软件状态，修复故障。

可选地，所述数据处理层为每种测量模式定义了不同的测量类型用于封装数据信息和基于数据的操作，并依据数据的属性和传递方向分区管理，具体分区为：

测量状态参数区：该区是不同测量模式测量状态参数的拷贝；

硬件设置参数区：该区是具体硬件功能单元设置参数；

测量结果数据区：保存测量线程读取DSP的数据采集结果并经过补偿校准后得到的最终测量结果；

校准数据区：以内存块的方式存储本地校准模块校准结果数据，调整因时间或温度影响工作状态不稳定的硬件功能单元；

其他信息区：该部分用于存储整机当前工作状态信息，存储即时监控信息。

本发明还提供一种基于上述测量仪器远程诊断系统的诊断方法，其特征在于，所述诊断修复层的诊断推理过程为：

当完成数据采集后，启动诊断推理服务，诊断推理服务是一个有限状态机，诊断推理首先处于初始化状态，在本地诊断修复模块中，推理机从故障诊断模型中获取测试信息执行本地诊断推理，当本地诊断推理诊断完成后生成诊断结论；

当诊断信息异常，给出诊断结论；如果诊断异常，本地诊断修复模块并不能给出错误原因，则提示用户连接远程诊断修复模块，由远程诊断修复模块辅助完成诊断。

可选地，由远程诊断修复模块进行远程修复的过程具体如下：

(1)命令预解析：

远程端与本地端建立连接关系，发送诊断命令；

根据命令定义格式对命令进行分析；

初步处理命令，包括：将合法命令存储到公共命令接收缓冲区；

(2)写命令列表：

程控端口通信线程间按照Windows内部调度机制，获取对公共命令接收缓冲区的操作权利，将合法命令按照先进先出的方式，依次存储，同时将发送命令的端口标识一并存储；

(3)命令解析：

根据预解析部分获取的测量功能标识，并根据语法规则，先区分命令再做进一步的处理：

块存储命令：转换输出命令ID并将事先转储到临时文件中的数据块存储到目标文件中；

普通设置命令：转换输出命令ID和命令参数，并设置用户整机状态，这类命令，根据其实现功能，划分为两类：诊断相关命令和诊断无关命令；

(4)根据程控命令，修复本地仪器。

可选地，所述故障诊断模型采用FTA故障树模型，在故障树的每个层次故障中，有涉及故障的直接原因，表示故障的输入事件，以及故障的根本原因，在故障树中表示为底事件；

故障树分析时，从顶事件出现的因素，一直追溯到原始的失效机理和概率分布；

故障树中顶事件、底事件、基本事件等作为故障树中的节点，逻辑门符号作为故障树节点的属性。

可选地，所述故障树设计具体如下：

(1)故障树配置：

故障树配置负责创建故障树资源脚本文件，同时生成故障树框架代码；故障配置工具包括：故障树树显示模块、故障树生成模块和故障树解析模块；

故障树显示模块：故障树显示模块以树状的控件显示故障树结构，为用户提供编辑和修改故障树的功能；

故障树成模块：故障树生成模块负责将故障资源类对象以序列化方式存储为菜单资源脚本文件；

故障树解析模块：故障树解析模块负责对故障树资源脚本文件解析，根据解析结果初始化故障数据类对象；同时刷新故障树，由故障树显示模块对故障树显示；

(2)故障资源脚本文件：

故障树资源脚本文件存储故障属性、故障结构和关联的参数。

可选地，所述底层硬件层对于仪器群采用IVI技术封装通用仪器信息。

可选地，采用VISA-COM的方式对不同的测试系统进行抽象封装。

本发明的有益效果是：

(1)用一种可互换的IVI-COM的测量仪器语言，实现仪器的互连互通，测试数据的读取，实现测量仪器的统一管理和规划；

(2)采用VISA-COM的方式对不同的测试系统进行抽象封装，由测量采集模块对不同测量仪器进行灵活组件；

(3)基于组件的设计结构，使得诊断结构易于扩展和扩充，只需要增加相应的组件即可大大增加了系统的可重用性；

(4)基于客户端收集诸如硬件信息、软件信息、配置参数等参数，这些信息被用于实时设备诊断并进行自动纠错，或者被提交给诊断服务器以供远程诊断和故障修复；

(5)通过高速CPU-DSP数据交换机制完成高速故障信息的实时采集，实时处理，诊断效率高；

(6)故障树的好坏直接关系到故障诊断的进展，本发明采用可视化的方式构建故障树，采用故障树图形符号表示故障组合关系，使得故障树显示直观，且便于维护。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的测量仪器远程诊断系统的系统框图；

图2为本发明远程修复的过程的流程图；

图3为本发明的故障诊断组件工作流程图；

图4为本发明的故障树设计结构图；

图5为本发明的数据处理层结构图；

图6为本发明的用户接口层的结构图；

图7为本发明的底层硬件层的驱动流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前，传统的诊断方是当测量仪器出现故障时，由工程师现场维修或者将仪器返回生产厂家维修。这种方式浪费了巨大的人力和物力成本。本发明的目的是提供一种通用性良好的测量仪器远程诊断系统和方法，并通过本地和远程的方式实现仪器的诊断，并对错误进行修复。

如图1所示，本发明的测量仪器远程诊断系统，包括：诊断修复层、用户接口层、数据处理层、本地控制层、底层硬件层。

诊断修复层包括本地诊断修复模块和远程诊断修复模块。

用户接口层：该层封装了多种诊断模式对应的视图信息以及参数信息，它同时接收用户操作信息以及数据处理层传递的测量结果数据，通过在人机界面实时刷新当前参数和视图信息体现操作结果。

数据处理层：该层接收到用户接口层传递来的数据后，首先，按照不同测量模式所属类别进行参数分配和参数传递；其次，向上传递各测量模式的测量结果数据、校准数据和工作状态信息，这部分集中了所有诊断模式的数据处理，保证了数据流的安全性和传输效率。

本地控制层：该层从数据处理层获取当前工作配置参数设置。大部分测量模式的实现均是基于同样的硬件电路模块，只是在不同测量模式下，控制的硬件端口数量、控制关系、算法不同，其封装为不同的硬件控制工作模块，简化上层软件开发和调试的复杂度。本地控制层主要包括：硬件功能单元模块、实时校准模块和状态检测模块。

底层硬件层：通过VISA-COM设备驱动程序实现与底层测量仪器的交互。通过IVI-COM驱动实现仪器的可互换性，例如底层硬件可以是微波通道板、数字中频板、示波多用表板。

本发明的测量仪器远程诊断系统，其工作过程描述如下：用户通过操作诊断系统，通过底层硬件层的数据采集模块采集诊断数据，接到采集的原始数据后，调用故障诊断模型，进行定性和定量的分析程序，将分析结果存入用户接口层，数据处理层对诊断数据进行分析处理，转换为文本、柱状图、统计信息等参数形式，通过用户接口层对诊断结果显示。对于可修复的故障，远程诊断修复模块发送程控命令，通过程控命令的解析传递，设置硬件和软件状态，修复故障。

下面结合附图，对本发明的测量仪器远程诊断系统的主要部分进行详细说明。

诊断修复层

对于诊断修复层，其诊断推理过程描述如下：当完成数据采集后，启动诊断推理服务，诊断推理服务是一个有限状态机，诊断推理首先处于初始化状态，在本地诊断修复模块中，推理机从故障诊断模型中获取测试信息执行本地诊断推理，当本地诊断推理诊断完成后生成诊断结论，当诊断信息异常，给出诊断结论，如果诊断异常，但是本地诊断修复模块并不能给出错误原因，则提示用户连接远程诊断修复模块，由远程诊断修复模块辅助完成诊断。

传统方式中，如测量仪器发生故障，例如仪器参数的错误设置或配置这样简单的问题也需要花长时间来诊断和修复，多数此类问题是靠手动解决，这就导致浪费很大的人力成本。目前，为了让用户能正常设置使用仪器，必须正确配置仪器的参数，而每一项参数可能都要涉及到多项参数设置。

本发明对于仪器中可修复的错误，可通过远程方式修复。

远程修复涉及到对于仪器的识别，一个测量仪器包含一个标志其身份的唯一仪器标识字符串，其字符串格式：生产厂商，仪器型号，串号，固件版本号。通过仪器标识字符串，唯一确定一台测量仪器。

如图2所示，远程修复的过程具体如下：

(1)命令预解析：远程端与本地端建立连接关系，发送诊断命令。根据命令定义格式对命令进行分析。初步处理命令，包括：将合法命令存储到公共命令接收缓冲区。

若是携带块数据参数文件存储命令，那么先要将参数块转储到文件，然后把命令存储到公共命令接收缓冲区；提取命令中测量功能标识，以确定命令所属测量功能命令集合及解析命令树，提高解析速度。

(2)写命令列表：程控端口通信线程间按照Windows内部调度机制，获取对公共命令接收缓冲区的操作权利，将合法命令按照先进先出(FIFO)的方式，依次存储，为了将来返回查询命令的查询信息，还要同时将发送命令的端口标识一并存储。这种多线程抢占公共命令缓冲区的方式，最大程度保证了命令解析速度，同时避免了多端口多命令缓冲区这种方式带来的仪器状态的不确定性，实际测试结果也表明这种设计方式是合理高效的。

(3)命令解析：根据预解析部分获取的测量功能标识，并根据语法规则，先区分命令再做进一步的处理：

块存储命令：转换输出命令ID并将事先转储到临时文件中的数据块存储到目标文件中。

普通设置命令：转换输出命令ID和命令参数，并设置用户整机状态，这类命令，根据其实现功能，划分为两类：诊断相关命令和诊断无关命令。无关命令是指：不影响当前测量参数状态，不参与测量过程，比如：Display子系统命令，只用来设置用户界面显示状态；测量相关命令影响当前整机测量参数状态，一般接收到这种命令后，要按照当前命令设置的新的整机测量状态。

(4)根据程控命令，修复本地仪器。

诊断修复层对于诊断推理有限状态管理，需要响应因中断、定时器及消息等各种触发条件引起任务状态切换。因事件种类多、状态转换条件比较复杂，为了在测量主循环中，简化状态转换的判断逻辑，采用状态设计模式，当控制一个对象状态转换的条件表达式过于复杂时，把状态的判断逻辑转移到表示不同状态的一系列类当中，可把复杂逻辑简化。单独开辟诊断服务工作组件，集中管理各种任务状态切换，而各种状态下的任务处理通过各自封装组件实现。

诊断推理方法中控制按照工作内容划分主要包含：调用故障诊断模型、故障诊断推理、给出故障结果。但实际执行测量控制过程并不是单纯的调用各工作模块，而是一个复杂的状态调度、功能实现过程，所谓状态模式(State)是指当控制一个对象状态转换的条件表达式过于复杂时，把状态的判断逻辑转移到表示不同状态的一系列类当中，可以把复杂的逻辑简化。该过程是一个主动循环执行过程：具有循环状态检测一种重要特性，也是实现对被测状态特性进行全面分析或统计的必备手段，连续(循环)扫描是默认工作方式，这种周而复始的操作就是一种循环方式的软件流程。本发明采用单独的故障诊断组件完成状态诊断。诊断系统初始化为空闲状态，在载入一个推理模型后，进入推理状态，在推理状态下，推理机从故障诊断模型中获取信息，并执行测试，当测试完成后给出诊断结论。

诊断系统具有高速特性分析能力，必然要求具备海量、高速的数据处理能力，本发明采用DSP子系统进行复杂数据运算处理，并且与主机的数据交换部分采用FPGA+DSP的组合模式，主机和DSP之间进行的数据交换是：主机发送工作模式等相关参数到DSP，DSP按照扫描波段逐段返回经过计算处理的AD采样数据到主机。高速的扫描过程需要数据交换高速完成。

下面结合图3对故障诊断组件工作流程进行详细说明：

通常情况下，故障诊断组件主要进行循环扫描测量，但整个控制体系作为对复杂外部环境的接收者，应具备快速响应各种突发事件的能力，比如，使用者操作意图、各种内部硬件中断、校准处理等，此时就要求能够从一种测量任务状态快速切换到另外一种任务处理状态。

具备随时复位到初始状态能力：测量主过程执行中会接收到中断当前测量并按照新的测量参数启动测量的事件，此时之前测量过程和硬件设置参数均无效，需要按照新测量参数重新设置并开始新的测量。

对于故障诊断模型，可以采用故障树模型、基于贝叶斯网络模型、数据字典等模型等。本发明采用FTA(Fault Tree Anglysis)故障树模型，在故障树的每个层次故障中，有涉及故障的直接原因，表示故障的输入事件。以及故障的根本原因，在故障树中表示为底事件。故障树分析时，是从顶事件出现的因素，层层深入，一直追溯到原始的失效机理和概率分布。同时，故障树的好坏关系到故障诊断的准确度和效率。本发明中采用动态建树的思想完成，提供可视化的方式辅助用户建立故障树。

具体地，对于故障树中顶事件、底事件、基本事件等作为故障树中的节点。对于逻辑门符号，如与门、或门及转移符号等作为故障树节点的属性。同时，对于树状节点和属性提供可视化操作界面。

其过程如下：根据鼠标选择的图元创建故障树节点，例如可以是顶事件，然后顶事件再依次输入子事件，通过鼠标调整事件之间的逻辑关系，直到所有的事件输入完毕。

故障树的创建完全以可视化的方式完成，用户只需要指定事件之间的逻辑关系，由程序自动调整故障树的兄弟父子关系。

对于故障树的显示，提供了树状控件的方式显示和图形显示两种方式，对于大型的故障树可以在各个子树之间切换。

创建完成后，根据故障树之间的逻辑关系，将数据存储在数据库中，其中本发明提供了文本文件和序列化的方式存储故障树格式，其目的是为了方便本地诊断使用。

本发明采用可视化的方式创建故障树，同时可以对故障树节点属性进行编辑、修改。对于故障树的位置由用户通过鼠标动态调整，使得故障树显示直观，且便于维护。

如图4所示，故障树设计具体如下：

(1)故障树配置

故障树配置负责创建故障树资源脚本文件，同时生成故障树框架代码。故障配置工具包括：故障树树显示模块、故障树生成模块和故障树解析模块。

故障树显示模块：故障树树显示模块以树状的控件显示故障树结构，为用户提供编辑和修改故障树的功能。

故障树成模块：故障树生成模块负责将故障资源类对象以序列化[方式存储为菜单资源脚本文件。

故障树解析模块：故障树解析模块负责对故障树资源脚本文件解析，根据解析结果初始化故障数据类对象。同时刷新故障树，由故障树显示模块对故障树显示。

(2)故障资源脚本文件

故障树资源脚本文件是一个类似于XML^[9]格式的配置文件，它里面存储了故障属性、故障结构和关联的参数。

数据处理层

如图5所示，数据处理层为每种测量模式定义了不同的测量类型用于封装数据信息和基于数据的操作，并依据数据的属性和传递方向分区管理，具体分区为：

测量状态参数区：该区是不同测量模式测量状态参数的拷贝。实际上是将从用户界面或程控接口获取的用户设置参数经过自适应参数合法化调整后分别存储到不同数据类型的参数数组，这些参数代表了当前测量模式下仪器的工作状态。这些参数还可以备份到本地文档中，方便恢复上次整机工作状态。

硬件设置参数区：该区是具体硬件功能单元设置参数。以频谱连续扫描为例，这个指令传递到本地控制层后，先将参数分解为集成级硬件功能参数，比如：本振频率、本振步进、扫描波段、扫描时间等，在此基础上再将参数分解为具体硬件环路端口控制参数，比如：环路选择、YTO预置数据计算和写入、环路开关的切换、小数环设置、取样环设置等。测量状态参数区和硬件参数区两者联系密切，当测量参数改变时就会调用参数分解模块刷新相关硬件参数，比如：起始频率或者扫宽的改变导致频率类参数发生变化，那么就会对频率类参数重新进行分解获得新的硬件工作参数。

测量结果数据区：保存测量线程读取DSP的数据采集结果并经过补偿校准后得到的最终测量结果，比如频谱测量模式下的轨迹数据或者噪声系数模式下的增益数据，该数据也可以保存在相关轨迹文件中实现上次轨迹的保持重现。

校准数据区：以内存块的方式存储本地校准模块校准结果数据，调整因时间或温度影响工作状态不稳定的硬件功能单元，比如中频增益、滤波器形状等。不同测量类型初始化时重新从硬盘文件系统调入校准数据到仪器内部存储器作为原始校准数据，而且在某些测试类型比如驻波测试中，如果改变了测试参数，相应的校准状态也会发生改变。

其他信息区：该部分用于存储整机当前工作状态信息，例如：当前语言版本、是否处于程控状态等等，还用来存储即时监控信息，例如中频是否过载、还有内部维护信息列表，存储错误以及寄存器状态等信息队列，供用户查询调用。

这种组件管理方式简化了程序的复杂度，当某些数据处理需求发生变化时，只需要修改管理组件的相关内部处理模块，整体框架不会改动，也不会影响其他模块的数据处理。同时减少了不同处理模块之间的耦合关系，提高数据处理与传输速度。而且所有功能的测试数据都被分类保存，在切换测量模式时可以保证所有的测量类型能够完整的恢复上个工作状态，避免了遗漏某个参数对底层硬件的配置导致测量结果的不准确甚至系统软件的崩溃。

用户接口层

对于所有诊断功能的视图刷新方法、分析运算、图形绘制具备一定的共性，传统方式依据每种诊断功能的各种图谱形式特性，都实现绘制功能，以及一系列分析运算，这一全套处理过程，那么可想而知，诊断功能下用户界面的软件结构会显得十分臃肿、并且视图处理部分包含大量重复代码块。

为了解决这个问题，用户接口层中的数据显示模块的数据参数显示采用文本、图形、报表、统计信息等形式进行显示，且能在不同显示页面之间切换。同时各种显示模式采用插件的形式实现，各个显示模块之间相互独立，负责各自模块的绘制。如图6所示，显示模块的显示由显示数据配置管理器和各个故障显示视图组成，显示数据配置管理器负责管理各个显示窗口的状态，由显示数据配置管理器管理各个视图的显示和刷新。各个视图之间相互独立，这种基于插件和视图管理的架构形式，层层管理的结构可以带来无限扩展的好处，想多加一个视图，或想在视图中多加一个坐标系都是很容易的。

底层硬件层

在测量仪器领域，包含多种测量仪器，例如信号源、频率计、功率计等，测量技术和测试领域中，由于所采用的测量仪器来自不同的生产厂家，工作原理性能差异很大，当前的故障诊断，主要针对某一具体的测量仪器设计，系统的可扩展性和通用性较差，在测量仪器类型发生变化时，需要从新编写软件，造成人力物力的巨大浪费，导致诊断系统不能兼容所有测试系统。

为了解决上述问题，如图7所示，本发明的诊断修复系统中，对于底层硬件层的仪器群，采用IVI技术封装通用仪器信息。IVI驱动有一个显著特征就是可互换性，可互换性是指在一个系统中，能够让用户来更改仪器或者仪器的硬件而不改变测试程序的源代码。用户可以通过IVI类封装不同测量仪器，这样就能够实现仪器的可互换性。

仪器状态采集过程中，为了满足测量仪器的通用性，测量仪器驱动采用基于IVI规范的通用驱动程序开发，IVI规范中对示波器、信号源、功率计、直流电源、频谱分析仪、函数波形发生器、射频发生器、通用仪器等仪器进行分类，使测量仪器驱动满足可互换性和通用性的目的。

具体而言，本发明中采用VISA-COM的方式对不同的测试系统进行抽象封装。由数据采集模块对不同测量仪器进行灵活组件，信息中包括了每种仪器直接与底层硬件通信的控制信息、功能属性和函数。本发明采用一种可互换的IVI-COM的测量仪器语言，实现仪器的互连互通，测试数据的读取，实现自动测是系统中测量仪器的统一管理和规划，方便各种测量仪器的互相通信。

本发明的测量仪器的远程诊断系统和诊断方法，用一种可互换的IVI-COM的测量仪器语言，实现仪器的互连互通，测试数据的读取，实现测量仪器的统一管理和规划；采用VISA-COM的方式对不同的测试系统进行抽象封装，由测量采集模块对不同测量仪器进行灵活组件；基于组件的设计结构，使得诊断结构易于扩展和扩充，只需要增加相应的组件即可大大增加了系统的可重用性；基于客户端收集诸如硬件信息、软件信息、配置参数等参数，这些信息被用于实时设备诊断并进行自动纠错，或者被提交给诊断服务器以供远程诊断和故障修复；通过高速CPU-DSP数据交换机制完成高速故障信息的实时采集，实时处理，诊断效率高；故障树的好坏直接关系到故障诊断的进展，本发明采用可视化的方式构建故障树，采用故障树图形符号表示故障组合关系，使得故障树显示直观，且便于维护。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种测量仪器远程诊断系统，其特征在于，包括：诊断修复层、用户接口层、数据处理层、本地控制层、底层硬件层；

所述诊断修复层包括本地诊断修复模块和远程诊断修复模块；

所述用户接口层封装了多种诊断模式对应的视图信息以及参数信息，接收用户操作信息以及数据处理层传递的测量结果数据，通过在人机界面实时刷新当前参数和视图信息体现操作结果；

所述数据处理层接收用户接口层传递来的数据，按照不同测量模式所属类别进行参数分配和参数传递，向上传递各测量模式的测量结果数据、校准数据和工作状态信息；

所述本地控制层从数据处理层获取当前工作配置参数设置，包括：硬件功能单元模块、实时校准模块和状态检测模块；

所述底层硬件层通过VISA-COM设备驱动程序实现与底层测量仪器的交互；

所述底层硬件层的数据采集模块采集诊断数据，诊断系统接收到采集的原始数据后，调用故障诊断模型，进行定性和定量的分析程序，将分析结果存入用户接口层，数据处理层对诊断数据进行分析处理，转换为文本、柱状图、统计信息参数形式，通过用户接口层对诊断结果显示；

对于可修复的故障，远程诊断修复模块发送程控命令，通过程控命令的解析传递，设置硬件和软件状态，修复故障。

2.如权利要求1所述的测量仪器远程诊断系统，其特征在于，所述数据处理层为每种测量模式定义了不同的测量类型用于封装数据信息和基于数据的操作，并依据数据的属性和传递方向分区管理，具体分区为：

测量状态参数区：该区是不同测量模式测量状态参数的拷贝；

硬件设置参数区：该区是具体硬件功能单元设置参数；

测量结果数据区：保存测量线程读取DSP的数据采集结果并经过补偿校准后得到的最终测量结果；

校准数据区：以内存块的方式存储本地校准模块校准结果数据，调整因时间或温度影响工作状态不稳定的硬件功能单元；

其他信息区：该部分用于存储整机当前工作状态信息，存储即时监控信息。

3.一种基于权利要求1或2所述的测量仪器远程诊断系统的诊断方法，其特征在于，所述诊断修复层的诊断推理过程为：

当完成数据采集后，启动诊断推理服务，诊断推理服务是一个有限状态机，诊断推理首先处于初始化状态，在本地诊断修复模块中，推理机从故障诊断模型中获取测试信息执行本地诊断推理，当本地诊断推理诊断完成后生成诊断结论；

当诊断信息异常，给出诊断结论；如果诊断异常，本地诊断修复模块并不能给出错误原因，则提示用户连接远程诊断修复模块，由远程诊断修复模块辅助完成诊断。

4.如权利要求3所述的诊断方法，其特征在于，由远程诊断修复模块进行远程修复的过程具体如下：

(1)命令预解析：

远程端与本地端建立连接关系，发送诊断命令；

根据命令定义格式对命令进行分析；

初步处理命令，包括：将合法命令存储到公共命令接收缓冲区；

(2)写命令列表：

程控端口通信线程间按照Windows内部调度机制，获取对公共命令接收缓冲区的操作权利，将合法命令按照先进先出的方式，依次存储，同时将发送命令的端口标识一并存储；

(3)命令解析：

根据预解析部分获取的测量功能标识，并根据语法规则，先区分命令再做进一步的处理：

块存储命令：转换输出命令ID并将事先转储到临时文件中的数据块存储到目标文件中；

普通设置命令：转换输出命令ID和命令参数，并设置用户整机状态，这类命令，根据其实现功能，划分为两类：诊断相关命令和诊断无关命令；

(4)根据程控命令，修复本地仪器。

5.如权利要求3所述的诊断方法，其特征在于，所述故障诊断模型采用FTA故障树模型，在故障树的每个层次故障中，有涉及故障的直接原因，表示故障的输入事件，以及故障的根本原因，在故障树中表示为底事件；

故障树分析时，从顶事件出现的因素，一直追溯到原始的失效机理和概率分布；

故障树中顶事件、底事件、基本事件等作为故障树中的节点，逻辑门符号作为故障树节点的属性。

6.如权利要求5所述的诊断方法，其特征在于，所述故障树设计具体如下：

(1)故障树配置：

故障树配置负责创建故障树资源脚本文件，同时生成故障树框架代码；故障配置工具包括：故障树显示模块、故障树生成模块和故障树解析模块；

故障树显示模块：故障树显示模块以树状的控件显示故障树结构，为用户提供编辑和修改故障树的功能；

故障树生成模块：故障树生成模块负责将故障资源类对象以序列化方式存储为菜单资源脚本文件；

故障树解析模块：故障树解析模块负责对故障树资源脚本文件解析，根据解析结果初始化故障数据类对象；同时刷新故障树，由故障树显示模块对故障树显示；

(2)故障资源脚本文件：

故障树资源脚本文件存储故障属性、故障结构和关联的参数。

7.如权利要求3所述的诊断方法，其特征在于，所述底层硬件层对于仪器群采用IVI技术封装通用仪器信息。

8.如权利要求7所述的诊断方法，其特征在于，采用VISA-COM的方式对不同的测试系统进行抽象封装。