CN109101373A - 基于订阅/发布模式的通用测试平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于订阅/发布模式的通用化、分布式的测试平台，其采用B/S架构设计开发，由部署于服务器的系统平台网站和挂载于DDS消息中间件的多个测试服务节点组成，包括自动化测试、测试用例管理、静态激励、数据监控、试验数据管理、用户管理等功能模块。测试平台网站采用MVC软件设计模式，结合系统应用层、服务层提供系统资源、信息和数据的管理维护；测试服务节点实现测试资源的驱动与管理，完成测试的具体执行。本发明是测试平台软件核心，通过中间件实现订阅/发布模式的数据转发功能，实现了测试逻辑与测试资源的解耦，能够充分利用测试资源；测试平台网站具备跨平台、易升级特性，部署简便，分布式的测试架构还可满足更高的测试需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于订阅/发布模式的通用测试平台，属于分布式测试领域，尤其涉及各类总线/非总线测试资源的通用测试领域。
背景技术
分布式测试系统是指通过局域网(Local Area Network，LAN)和互联网(Internet)，把分布于各测点、独立完成特定功能的测量设备和测量用计算机连接起来的计算机测量网络系统。与传统单点测试系统相比，分布式测试系统集高速数据存储、智能传感器多节点网络等技术为一体，成为了现代测试技术的主流与发展方向。
分布式测试系统的发展自20世纪80年代起，美国国家仪器(NationalInstruments， NI)公司率先正式提出了“虚拟仪器”概念，开创了“仪器即软件”的先河，淡化了测试系统与计算机的界限；80年代末以来，计算机网络技术得到了迅猛发展，为测试领域带来了深刻的变革。以太网的快速发展为网络技术应用于测量测试提供了一种标准的、开放的、可互操作的网络结构，而基于LAN的测试系统主要侧重于如何用LAN来替代以往的GPIB总线和PCI扩展总线，以降低成本，提高系统灵活性和轻便性；21世纪初，无线通信技术在世界范围内得到了快速的发展和广泛的应用，促进了无线传感器网络技术和无线局域网(WLAN)发展，而分布式测试系统与二者的结合，则进一步扩大了基于网络的分布式测试系统的应用范围。
在通用测试领域，传统单点测试平台具有规模大、复杂度高、功能单一、资源利用率低等缺点，而测试平台软件与仪器资源的高耦合度也限制了测试平台的扩展性、通用性和重配置性。
发明内容
本发明的目的是解决传统单点测试平台功能单一、无法合理利用测试资源以及常用的请求/响应模式导致的测试耦合性高的问题，提出一种基于发布/订阅模式的通用化分布式测试平台，集成了自动化测试、测试用例管理、静态激励、数据监控、试验数据管理、用户管理等功能。
测试平台采用B/S架构设计开发，可以满足测试资源与测试服务的灵活配置，支持跨平台访问，方便软件部署与升级，提高了测试平台的扩展性、移植性和可重配置性。测试平台部署在中央服务器上，各个测试服务节点通过以太网接入测试网络，通过Web浏览器控件，由HTTP请求访问测试平台软件系统的服务器，来获得当前页面的功能以及具体的业务逻辑的实施。人机交互界面就是系统架构中的视图层，它提供了用户操作页面，集成了系统中各个主要模块功能，包括自动化测试功能、用例管理、静态激励、数据监控、实验数据管理、用户管理等上层应用界面，每个功能模块对应了具体的用户操作页面，都部署于服务器之中，为用户提供直观、易操作的页面布局，可以方便快捷地通过浏览器访问对应页面，操作灵活便捷。服务层是人机交互页面与各个功能执行交互的桥梁，实现用户对各功能模块的有效调度。向下传递来自页面用户的请求，向上返回响应内容，反馈给用户进行判断、决策。因此，测试平台关键技术执行逻辑均在服务器后台逻辑当中，通过Django框架开发的服务器后台自动执行部分流程，开发人员专注于具体功能逻辑的开发。
所述的测试平台分布式架构是以一个中央服务器为中心的星型拓扑结构，部署在服务器上的测试平台网站提供各种核心测试服务；各个测试服务节点负责测试仪器资源的驱动与数据的转发。测试平台网站采用Django框架进行开发，Django是一个开放源代码的Web应用框架，由Python写成。采用了MVC的软件设计模式，即模型M(Model)，视图V(Views)和控制器C(Control)。
测试平台是基于订阅/发布模型来实现分布式测试系统中数据实时、可靠、高效转发服务的。DDS(Data Distributed Service)信息分发服务是一种轻便的、以发布/订阅机制为主要技术手段提供实时信息传送的中间件技术。测试服务节点采用DDS网络通信服务连接在测试网络上，为中央服务器的具体测试执行提供实际的数据服务，节点与服务器之间主要是通过数据以及文件的方式进行交互，DDS网络提供了订阅/发布数据交互的途径，通过节点资源对被测对象的调用，实现了测试平台软件分布式测试的功能。DDS网络提供了服务层和接入层的对接，在服务层中通过对DDS网络接口进行访问，实现了对ICD文档的传输以及仪器资源的通道绑定，测试服务执行过程中具体用到的测试逻辑都是基于DDS网络接口的调用来实现对仪器底层数据的读写操作。在测试服务节点上，提供了有关仪器资源与仿真模型调用的功能，对测试仪器资源驱动的调用过程中，将通过DDS网络获得的消息内容经过处理，传输给各个仪器厂家提供的驱动、API等资源上，直接对仪器资源进行调用与驱动，通过DDS网络消息的传输，将对仪器资源的使用转化为对资源上数据的直接调用，通过对数据的操作实现对仪器资源的使用，可以提高测试系统的通用性以及测试仪器的互换性和资源扩展能力。
测试平台提供了关于数据的具体服务，通过DDS中间件建立了一个以数据为中心的分布式测试网络，通过测试服务节点与中央服务器实时发布它们拥有的信息，并订阅它们需要的信息，在网络通讯中实现了测试数据的快速分发，发布者和订阅者分别发布和订阅自己需要的数据，通过DDS网络的转发，实现了测试过程的解耦，测试资源与测试逻辑实现了在时间上、空间上的松耦合。从而实现测试资源的充分利用、提高了测试平台扩展性和通用性。
本发明的优点在于：
(1)所述的分布式测试平台采用了基于DDS消息中间件的订阅/发布模式进行数据转发，提高了测试平台的通用性、拓展性和重用性，分布式架构使得测试平台具备更高的配置能力以及更高的资源使用效率。
(2)本发明基于B/S架构的设计使得测试平台具备了跨平台访问、快速在线升级的特性，将主要测试逻辑集中在服务器中管理，简化了系统的开发维护，用户只需要Web浏览器就可以对测试平台进行访问控制。
(3)本发明具备一套完整的用户管理操作功能，使得测试平台具备更高的安全性与保密性，超级用户可以具备平台所有权限，并给每个独立用户分配权限，不同权限的用户登录测试平台后具备各自所应有的操作功能。
附图说明
图1为本发明的测试系统结构图
图2为本发明软件设计模式结构图
图3为本发明订阅/发布模式原理图
具体实施方式
下面将结合附图对本文发明提供的分布式测试平台及其实现方法进行详细说明。
本发明提供一种基于订阅/发布模式的通用化分布式测试系统，所述测试系统结构如图1 所示。所述的测试系统采用B/S架构进行设计，包括一个部署于服务器的核心网站和多个测试服务节点。测试系统网站提供自动化测试、测试用例管理、静态激励、测试数据监控、试验数据管理、用户管理等功能；测试服务节点提供仪器资源的管理与驱动、仿真模型驱动。测试系统网站分为应用层、服务层、网络层和接入层，对应网站开发中MVC的软件设计模式，视图层完成应用层功能、控制器完成服务层、接入层功能；测试服务节点提供资源层服务，将测试资源接入整个测试网络；网络层采用DDS消息中间件同各个测试服务节点完成数据交互，从而实现测试逻辑与测试资源在整个测试系统中的解耦，实现一种跨平台、易扩展、松耦合的分布式通用测试平台。
测试系统平台选用Django框架进行平台网站开发，将测试功能逻辑写入到后台逻辑中并保存在数据库中，具体完成了以下功能：1)自动化测试功能，包括自动、半自动测试和资源、模型的驱动管理。自动、半自动测试是具体测试用例的执行功能，通过开发标准测试用例，组成相应测试逻辑，完成对具体产品的某些功能的测试，用例可以二次利用与开发并保存，在用例实际应用中不断积累，达到测试用例的复用，提高测试维修系统的通用性。测试用例编辑页面提供了图形化可拖拽的快速编辑方式以及代码编辑器来完成具体测试用例的开发。对资源、模型的管理是通过访问DDS上服务节点具备的测试资源或模型资源来进行管理，包括通道绑定等操作。2)用例管理功能，提供了对现有测试用例的统一管理，将现有测试用例规范化的保存、属性标签化等，方便用户后期重复利用。3)静态激励功能，提供了对激励序列的编辑与执行、测试消息的编辑与执行。静态激励内容是单独执行某一具体资源操作的过程，相当于是测试用例拆分的子步骤，静态激励功能能够提供编辑单个激励功能，与编写用例的Python过程是一样的，编辑功能能够提供单独激励的执行序列与顺序；测试消息的编辑在测试消息显示页面中进行，可以对消息中的信号进行编辑，并通过执行函数发送消息。4)数据监控功能，主要是对底层实时数据进行监控，监控功能在监控页面当中，可以完成实时交互功能，即在用例执行过程中需要动态输入一些数据或其他确认操作的时候，监控页面可以暂停执行并等待用户提交输入最新数据与指令，再继续运行测试用例；数据监控功能需要开发人员在测试用例中定义需要监控的数据源，以及需要动态交互的数据内容，在执行用例的过程中页面会自动执行相应的监控与交互功能。5)试验数据管理功能，提供了试验结果的保存、查询功能，能够将测试结果生成测试报告供用户查看；测试报告生成功能能够将测试结果保存为Excel格式的测试结果文件。6)用户管理功能，提供了用户的注册与删除，用户权限的分配与功能的定制。管理员用户可以通过访问用户管理站点来进行用户的管理，可以查看站点访问的权限，功能的分配以及历史操作记录等。
测试系统平台网站具备一站式管理功能，能够轻松完成测试关键字开发、测试项开发以及通过测试逻辑组成测试用例。使用者不必完整编写测试代码，只需要对最基本的测试函数与测试逻辑有所了解，即可完成一个完整测试用例的编辑与执行。网站具备很强的二次开发与扩展能力，当测试关键字不断积累，测试逻辑不断完善，用户即可通过拼接需要的测试项便可以完成一项功能的测试。网站具备强大的后台管理功能，通过Django框架开发，测试系统网站的后台管理功能包括了所有测试关键字、测试用例、静态激励、ICD文件等内容的存储与管理，用户可以通过后台管理对测试系统平台的功能进行开发与管理，增强了测试系统的扩展性和通用性。
测试系统平台是基于订阅/发布模型来设计的，订阅/发布模式又称为观察者模式，定义了对象间的一种一对多的依赖关系，一个发布者可以对应多个订阅者，当发布者发生变化的时候，它可以将消息一一通知给所有的订阅者，即当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。订阅者和发布者之间是通过中间件来完成消息传送的，中间件具备通用化的接口，使得订阅者与发布者之间解耦，订阅者只需要订阅自己感兴趣的数据即可，发布者也可以直接将数据传送给中间件，本发明采用的DDS消息中间件技术就是一种符合测试领域标准的订阅/发布模式，通过DDS中间件实现了测试逻辑与测试资源的隔离。此外，测试逻辑中需要具备的测试元素需要通过DDS解析与绑定，因此采用ICD文件定义测试规范。ICD(接口控制文档)是测试领域的常用概念。本发明结合面向对象的程序思想，对ICD文件进行解析与相关信息存储。约定ICD数据文件中内容主要包括(子) 系统元素、设备元素、总线端口元素、数据块儿元素、信号元素、域元素等，每一种元素有特定的元素名称与相关属性列表。DDS消息中间件实现了网络通讯的具体接口，连接了服务层和接入层，具体的服务请求通过DDS发送到服务节点接入层上，完成由测试平台网站到服务节点的控制与访问。服务层将ICD文件加载解析并传递给DDS接入层，将消息块与DDS通信Topic绑定并传回服务层，用户通过操作ICD配置进行通道绑定，将用户需要的消息数据与测试资源通道绑定并再次传入DDS接入层，此后用户直接关注数据消息并进行用例的编辑与执行，直接通过DDS网络实现了对数据消息的编辑与控制。
测试系统平台网站具备完整的用户管理操作功能来保证测试系统的合法、安全使用。通过Django框架开发Web后台管理平台，网站具备丰富的用户管理功能。超级用户登录系统后可以创建新用户并且给新用户设置权限，用户编辑管理包括了用户名的单一性、用户密码的复杂度要满足要求，用户密码在后台逻辑中自动算法加密等。用户管理系统同样会记录下所有用户对后台管理网站的编辑操作，可以通过时间查询等查询方式看到每个用户的具体操作，包括新增、删除测试内容等。通过权限分配，各个用户登录进测试系统平台将只具备自己权限下的使用模块，为不同需求用户提供了充分的选择空间。
Claims (5)
1.基于订阅/发布模式的通用测试平台，其特征在于：所述的测试平台是基于B/S架构下的分布式系统，包括一个部署于服务器的测试平台网站和多个测试服务节点，测试服务节点配备各自的测试资源(总线资源/非总线资源)，测试服务节点与测试平台网站通过订阅/发布模式的DDS消息中间件在以太网中完成数据交互转发，实现了自动化测试、测试用例管理、静态激励、数据监控、试验数据管理、用户管理等功能；测试服务节点通过向中间件发布测试数据、测试平台网站后台逻辑则订阅测试逻辑中需要的测试数据，完成测试逻辑与测试资源的解耦。
2.根据权利要求1所述的通用测试平台，其特征在于：所述的通用测试平台采用的B/S架构下的分布式系统，是以部署于服务器的测试平台网站为中心的星型拓扑结构，各个测试服务节点都通过以太网的DDS接口与服务器相连。测试系统平台结合B/S架构的MVC软件设计模式采用分层结构，由服务器端的应用层、服务层、网络层、接入层和位于测试服务节点的资源层组成。测试平台网站提供了具体的测试操作逻辑，通过管理编辑网站中的测试关键字、测试逻辑来组成测试用例，就可以调用服务节点上的测试资源完成具体的测试执行服务，再通过发布/订阅模式将数据高效转发回系统平台。
3.根据权利要求1所述的通用测试平台，其特征在于：所述的通用测试平台提供一套完整的网站管理测试系统平台，通过Web前端网页提供测试操作界面，包括了测试产品选择、测试用例执行、静态激励等；测试平台网站后台管理界面提供了测试开发的操作界面，包括了测试关键字开发、测试项编辑、测试用例编辑、测试结果管理等。通过网站式管理的测试系统平台具备了更高的操作灵活性，测试人员只需要具备浏览器即可实现跨平台访问操作。
4.根据权利要求1所述的通用测试平台，其特征在于：所述的测试系统平台采用了发布/订阅模式的数据交互模式，通过DDS消息中间件实现了测试服务节点与测试平台网站后台逻辑中的数据交互。测试逻辑中需要具备的测试元素需要通过DDS解析与绑定，因此采用ICD文件定义测试规范。DDS消息中间件实现了网络通讯的具体接口，连接了服务层和接入层，具体的服务请求通过DDS发送到服务节点接入层上，完成由测试平台网站到服务节点的控制与访问。服务层将ICD文件加载解析并传递给DDS接入层，将消息块与DDS通信Topic绑定并传回服务层，用户通过操作ICD配置进行通道绑定，将需要的消息数据与测试资源通道绑定并再次传入DDS接入层，此后用户直接关注数据消息并进行用例的编辑与执行，直接通过DDS网络实现了对数据消息的编辑与控制。
5.根据权利要求1所述的通用测试平台，其特征在于：所述的测试系统平台网站提供了完整的用户管理机制。提供操作记录管理功能，将用户登录平台进行的测试操作以及后台管理行为自动保存，方便查询管理；提供操作人员权限分配功能，不同测试人员具备不同的操作权限，可以访问的测试功能也是有限的，保障了测试系统网站的安全性；提供超级用户管理以及不同用户的注册和删除，注册用户具备不同的用户名，用户密码有复杂度要求并且具备算法保密功能。用户权限分配后，各个用户登录后系统将开放不同的功能模块，实现不同需求用户灵活使用测试平台软件功能。
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