CN108052311B - 一种基于通用体系框架的计量信息系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于自动化计量校准技术领域，具体涉及一种基于通用体系框架的计量信息系统。视图业务层包括功能自检模块、设备检定模块、数据交互模块、数据管理模块和系统管理模块，在检定过程中，用于人机交互的数据显示在软件界面上，每个模块封装成独立的动态链接库；数据层涵盖了与计量测试相关的数据信息，封装了计量检定流程中的数据计算和结果判定算法，制定自动测试原始记录标准、被测设备通讯协议标准和数据库数据存储标准；功能接口层是对各种设备进行面向功能接口的封装；驱动层是所有采集卡驱动、数据源驱动和标准仪器的硬件底层驱动封装，与被测对象连接，完成数据信息的采集。本发明可以实现计量系统的规范化、网络化、智能化的要求。
Description
技术领域
本发明属于自动化计量校准技术领域，具体涉及一种基于通用体系框架的计量信息系统。
背景技术
近年来，我国航天事业取得飞速发展，以载人航天、探月工程、高新工程为代表的国家重大科技工程相继实施，在型号研制、发射、运行、返回、交付使用等各个环节，计量都发挥了重要作用。目前的专用计量信息系统暴漏出诸多问题，比如：数据交互接口不统一，没有形成规范；可复用率低、缺乏后期扩展及通用性；证书无法自动生成等。随着计量校准业务信息化的发展，对计量信息系统校准系统的依赖程度越来越高，分散式、无规范的建设方式已经无法满足航天型号发展计量保证需求，一种适用于多种型号设备的专用计量信息系统有待开发。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于通用体系框架的计量信息系统，以克服现有计量信息系统在扩展及通用性方面存在的不足，减少重复性开发，提高软件质量，实现计量系统的规范化、网络化、智能化的要求。
为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种基于通用体系框架的计量信息系统，包括：视图业务层、数据层、功能接口层和驱动层；视图业务层包括功能自检模块、设备检定模块、数据交互模块、数据管理模块和系统管理模块五部分的人机交互功能界面；在检定过程中，用于人机交互的数据显示在软件界面上，每个模块封装成一个独立的动态链接库，提供标准的接口定义，同类计量设备的校准特性封装为具有知识产权的特定库；数据层涵盖了与计量测试相关的数据信息，封装了计量检定流程中的数据计算和结果判定算法，制定自动测试原始记录标准、被测设备通讯协议标准和数据库数据存储标准；功能接口层是对各种设备进行面向功能接口的封装，通信接口涵盖串口、GPIB、以太网口、1553B总线接口；数据库接口实现SQL Server、ACEESE、MySql数据库通用操作函数库，数据库接口对数据库驱动进行了封装，实现检定过程中数据的读取和写入操作，在发生故障、输入数据无效或者操作错误意外情况下，进行错误提示及非法屏蔽；驱动层是所有采集卡驱动、数据源驱动和标准仪器的硬件底层驱动封装，与被测对象连接，完成数据信息的采集。
所述的功能自检模块针对检定装置与被检设备的连接线路、通信接口和配件输入/输出的功能检查，包括串口自检、切换板通道自检、温湿度传感器自检、板卡自检、交直流电源功能自检、交直流负载自检、信号源自检，通用自检项封装成一个通用动态链接库，具备错误输出接口，以供程序调用；根据用户选择的自检项目启动设备自检，依据相应的判定规则完成自检后显示相应的自检结果，并以文本文件的形式存储自检结果，自检过程的输出项包括自检结果、状态显示和错误信息；自检过程中遇到故障进行报警提示。
所述的设备检定模块对不同的被检设备，其检定项不同，各检定项具备独立的窗体类，采用COM组件技术和面向功能接口的设计方法，对同类计量设备的校准特性封装为相应的标准库；在检定开始前，首先需要填写任务信息，支持本地录入和联网下载两种模式；操作者可以通过点击相应模块，依据检定过程向导设定的操作步骤完成设备检定；在需要人工操作或干预的地方提供相应的操作信息提示；具备自动和手动两种工作模式，检定完成后，能够浏览测量结果记录，原始记录加密成密文后存储至本地数据库中。
所述的数据交互模块包括数据上传和数据下载子模块，数据上传子模块具有数据检索、TCP/IP数据上传功能，用于将检定的原始记录通过以太网发送给计量信息系统；数据下载子模块用于在本地数据意外丢失后，从上级计量信息系统下载历史数据或获取检定任务信息。
所述的数据管理模块实现对原始数据和任务等信息的查询功能，根据校准设备、任务号、型号、校准人、校准日期能够查询符合条件的原始数据及任务信息，并可以导出Excel数据，详细的数据查询可以在联网状态下，通过检定软件调用计量信息系统数据查询界面来完成。
所述的系统管理模块包括用户管理、配置管理、日志管理子模块，实现对有关信息的管理与配置功能；用户管理包括用户添加、修改、删除，密码修改；配置管理实现对某项校准对象的添加、删减和网络连接配置管理；日志管理实现对登陆日志、信息修改日志、数据交互日志和操作错误日志的相关管理。
本发明所取得的有益效果为：
本发明利用现有的软硬件资源，统一构建一种基于通用体系框架的专用计量信息系统，对功能模块、标准规范及数据接口进行统一化规定，以减少重复性开发，提高软件质量，并满足后续检定软件开发，实现后续航天型号计量系统规范化、网络化、智能化的要求。本发明有效解决了现有计量信息系统在扩展及通用性方面存在的不足，实现计量系统的规范化、智能化。采用组件技术和面向功能接口的设计方法，构造一种通用的体系框架，可在框架基础上，根据相应的检定规程和接口关系进行某项功能模块的开发，即可构建专用计量信息系统。
附图说明
图1为基于通用体系框架的计量信息系统的分层结构图；
图2为基于通用体系框架的计量信息系统的功能结构图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
计量信息系统与各校准装置紧密结合，用于控制各校准仪器设备实现校准过程的自动化/半自动化控制，其提供整个计量校准过程的操作提示及仪器控制功能，具备同计量信息系统进行数据交互的功能。操作者根据被测设备的不同，可以分别打开相应的校准功能模块完成设备检定任务。
如图1、图2所示，本发明所述基于通用体系框架的计量信息系统，包括：视图业务层、数据层、功能接口层和驱动层。系统基于一种通用的软件体系框架，可在框架基础上，不需更改主程序，根据检定规程和接口关系进行某项功能模块的开发，即可完成一套专用检定软件，实现计量校准过程控制、计量信息的存储。
所述的视图业务层，包括功能自检模块、设备检定模块、数据交互模块、数据管理模块、系统管理模块等5部分的人机交互功能界面。在检定过程中，用于人机交互的数据显示在软件界面上，软件界面能够自适应各种分辨率。根据模块化的设计思想，每个业务模块封装成一个独立的动态链接库，提供标准的接口定义，同类计量设备的校准特性封装为具有知识产权的特定库。
所述的功能自检模块主要针对检定装置与被检设备的连接线路、通信接口和配件输入/输出的功能检查，例如串口自检、温湿度传感器自检、板卡自检、交直流电源功能自检、信号源自检等各自检项；通用自检项封装成一个通用动态链接库(具备错误输出接口)，以供程序调用；依据相应的判定规则进行计算得出结果，自检过程的输出项包括自检结果、状态显示和错误信息。
所述的设备检定模块对不同的被检设备，其检定项不同，为了降低通用项的耦合度，各检定项具备独立的窗体类；采用COM组件技术和面向功能接口的设计方法，对同类计量设备的校准特性封装为相应的标准库。
所述的数据交互模块、数据管理模块和系统管理模块为系统的固化模块，通过数据库字段智能识别技术实现其特有功能，检定系统信息库创建一种可以由用户自行定制的数据库结构，不需做任何代码修改即可供软件开发者调用。
所述的数据层，涵盖了与计量测试相关的数据信息，封装了部分长学、热学、几何量、电学等各专业计量检定流程中的数据计算和结果判定算法，为了保证系统扩展性及通用性，制定自动测试原始记录标准、被测设备通讯协议标准和数据库数据存储标准，具备相对独立、可重用、与硬件无关的特点。建立数据库服务器数据存储标准，包含基本信息、原始数据、结果数据、证书模板等，在数据库内对不同类型的被较对象分别建立相应的数据表；系统具备证书的自动生成功能，根据被较设备类型和校准数据能够自动生成证书。
所述的功能接口层，是对各种设备进行面向功能接口的封装，通信接口涵盖串口、GPIB、以太网口、1553B总线接口等；数据库接口实现SQL Server、ACEESE、MySql等数据库通用操作函数库。业务层模块整合后的功能实现，是封装了各类设备功能的函数库，实现了平台与底层驱动的无关性，具有通用性。数据库接口对数据库驱动进行了封装，实现检定过程中数据的读取和写入等操作。系统同硬件的接口通讯进行数据校验，同操作者的交互只提供单一行为，确保系统处于安全状态。在硬件设备发生故障、输入数据无效或者发生操作错误等意外情况下，系统应能进行错误提示及非法屏蔽。
所述的驱动层，是所有采集卡驱动、数据源驱动和标准仪器的硬件底层驱动封装，主要是与被测对象连接，完成数据信息的采集。
本实施例中的功能自检模块是用来验证设备功能的工作正常性，自检过程中遇到故障能够进行报警提示；包括串口自检、切换板通道自检、温湿度传感器自检、板卡自检、交直流电源功能自检、交直流负载自检、信号源自检等各自检项，并封装成一个通用动态链接库；根据用户选择的自检项目启动设备自检，完成某项自检后显示相应的自检结果，并以文本文件的形式存储自检结果。
本实施例中的设备检定模块提供单元测试设备计量检定以及检定装置溯源的软件界面，实现各类被检设备的计量检定项目的覆盖。在检定开始前，首先需要填写任务信息，支持本地录入和联网下载两种模式；操作者可以通过点击相应模块，依据检定过程向导设定的操作步骤完成设备检定；在需要人工操作或干预的地方，软件中提供相应的操作信息提示；具备自动和手动两种工作模式，保证检定任务的完成。检定完成后，能够浏览测量结果记录(不合格的部分会以红色背景标记，合格的部分为白色背景标记，未检测的部分以黄色部分进行标记)，原始记录加密成密文后存储至本地数据库中。
本实施例中的数据交互模块包括数据上传和数据下载2个子模块。数据上传具有数据检索、TCP/IP数据上传等功能，用于将检定的原始记录通过以太网发送给计量信息系统；数据下载用于在本地数据意外丢失后，从上级计量信息系统下载历史数据或获取检定任务信息。
本实施例中的数据管理模块实现对本校准装置的原始数据和任务等信息的查询功能。根据校准设备、任务号、型号、校准人、校准日期等能够查询本装置符合条件的原始数据及任务信息，并可以导出Excel数据。详细的数据查询可以在联网状态下，通过检定软件调用计量信息系统数据查询界面(嵌入网页形式)来完成。
本实施例中的系统管理模块包括用户管理、配置管理、日志管理等子模块，实现对有关信息的管理与配置功能。用户管理包括用户添加、修改、删除，密码修改等；配置管理(软件配置页)实现对某项校准对象的添加、删减和网络连接配置管理；日志管理实现对登陆日志、信息修改日志、数据交互日志和操作错误日志的相关管理。
本实施例方法易于实现，通信接口涵盖串口、GPIB、以太网口、1553B总线接口等，同类计量设备的校准特性封装为具有知识产权的特定库，具备相对独立、可重用、与硬件无关的特点；可在框架基础上，根据相应的检定规程和接口关系进行某项功能模块的开发，即可构建一套专用计量信息系统，大大提供了系统的可复用效率和软件质量。
Claims (6)
1.一种基于通用体系框架的计量信息系统，其特征在于：包括：视图业务层、数据层、功能接口层和驱动层；视图业务层包括功能自检模块、设备检定模块、数据交互模块、数据管理模块和系统管理模块五部分的人机交互功能界面；在检定过程中，用于人机交互的数据显示在软件界面上，每个模块封装成一个独立的动态链接库，提供标准的接口定义，同类计量设备的校准特性封装为具有知识产权的特定库；数据层涵盖了与计量测试相关的数据信息，封装了计量检定流程中的数据计算和结果判定算法，制定自动测试原始记录标准、被测设备通讯协议标准和数据库数据存储标准；功能接口层是对各种设备进行面向功能接口的封装，通信接口涵盖串口、GPIB、以太网口、1553B总线接口；数据库接口实现SQL Server、ACEESE、MySql数据库通用操作函数库，数据库接口对数据库驱动进行了封装，实现检定过程中数据的读取和写入操作，在发生故障、输入数据无效或者操作错误意外情况下，进行错误提示及非法屏蔽；驱动层是所有采集卡驱动、数据源驱动和标准仪器的硬件底层驱动封装，与被测对象连接，完成数据信息的采集。
2.根据权利要求1所述的基于通用体系框架的计量信息系统，其特征在于：所述的功能自检模块针对检定装置与被检设备的连接线路、通信接口和配件输入/输出的功能检查，包括串口自检、切换板通道自检、温湿度传感器自检、板卡自检、交直流电源功能自检、交直流负载自检、信号源自检，通用自检项封装成一个通用动态链接库，具备错误输出接口，以供程序调用；根据用户选择的自检项目启动设备自检，依据相应的判定规则完成自检后显示相应的自检结果，并以文本文件的形式存储自检结果，自检过程的输出项包括自检结果、状态显示和错误信息；自检过程中遇到故障进行报警提示。
3.根据权利要求1所述的基于通用体系框架的计量信息系统，其特征在于：所述的设备检定模块对不同的被检设备，其检定项不同，各检定项具备独立的窗体类，采用COM组件技术和面向功能接口的设计方法，对同类计量设备的校准特性封装为相应的标准库；在检定开始前，首先需要填写任务信息，支持本地录入和联网下载两种模式；操作者可以通过点击相应模块，依据检定过程向导设定的操作步骤完成设备检定；在需要人工操作或干预的地方提供相应的操作信息提示；具备自动和手动两种工作模式，检定完成后，能够浏览测量结果记录，原始记录加密成密文后存储至本地数据库中。
4.根据权利要求1所述的基于通用体系框架的计量信息系统，其特征在于：所述的数据交互模块包括数据上传和数据下载子模块，数据上传子模块具有数据检索、TCP/IP数据上传功能，用于将检定的原始记录通过以太网发送给计量信息系统；数据下载子模块用于在本地数据意外丢失后，从上级计量信息系统下载历史数据或获取检定任务信息。
5.根据权利要求1所述的基于通用体系框架的计量信息系统，其特征在于：所述的数据管理模块实现对原始数据和任务信息的查询功能，根据校准设备、任务号、型号、校准人、校准日期能够查询符合条件的原始数据及任务信息，并可以导出Excel数据，详细的数据查询可以在联网状态下，通过检定软件调用计量信息系统数据查询界面来完成。
6.根据权利要求1所述的基于通用体系框架的计量信息系统，其特征在于：所述的系统管理模块包括用户管理、配置管理、日志管理子模块，实现对有关信息的管理与配置功能；用户管理包括用户添加、修改、删除，密码修改；配置管理实现对某项校准对象的添加、删减和网络连接配置管理；日志管理实现对登陆日志、信息修改日志、数据交互日志和操作错误日志的相关管理。
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