CN110826293B - 一种微波开关矩阵可视化建模方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微波开关矩阵可视化建模方法及系统，建立微波器件模型库：实现定制化添加、删除和编辑微波器件模型库中的各微波器件模型；基于微波器件模型进行可视化开关矩阵建模：实现微波开关矩阵中各微波器件的连线关系，从而进行直观的可视化展示；利用标准的路由通道信息输出格式进行输出:自动生成基于XML语言的标准通道路由关系表，实现微波开关矩阵软件中通道路由的自动配置。本发明提高了微波开关矩阵的设计、开发和调试效率，为测试系统集成节约了开发时间和成本。

Description

一种微波开关矩阵可视化建模方法及系统

技术领域

本发明属于测试技术领域，尤其涉及一种微波开关矩阵可视化建模方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

在自动测试系统中的测试系统集成领域，自动测试系统应用过程中，微波开关矩阵作为连接测试仪器和被测产品的连接中枢，被广泛应用，其设计、开发和调试效率成为影响测试系统集成成本和效率的重要因素。目前，主流的微波开关矩阵通常由硬件设计人员、软件设计人员和结构设计人员进行合作设计、开发和调试，且每个测试系统的微波开关矩阵大都是非标定制的，因此路由通道和开发矩阵控制软件每次都需要进行重复的设计、开发和调试。

微波开关矩阵是自动测试系统的重要组成，是实现测试仪器复用的核心技术之一，其快速设计、便捷修改通道路由的特性越来越受到用户的关注。微波开关矩阵的应用示意图如图1所示。微波开关矩阵通过程序配置不同的通道路由，实现测试设备和被测产品的连接，提高测试设备的利用效率，适用于通道路由多、测试指标多的被测产品自动测试，因此微波开关矩阵的设计、开发和调试效率是自动测试系统集成的重要影响因素。

现有的技术方案是硬件设计人员根据测试系统的仪器资源和测试要求进行开关矩阵的路由设计，设计完成后分别与软件设计人员、结构设计人员进行通道路由设计思路的交流沟通，然后软件设计人员设计软件，结构设计人员设计结构，当软件设计人员、结构设计人员有疑问时，再与硬件设计人员沟通，如果有更改，则硬件、软件和结构都需要更改相关的内容。当开关矩阵设计完成后，装入自动测试系统进行调试，检查开关矩阵的控制和通道路由的建立情况，但被测产品往往在用户处，需要将自动测试系统运到用户处进行测试。当发现设计问题或用户需求更改时，需要更改通道路由进行测试，通常硬件实物由硬件设计人员更改较快，但软件设计就需要软件设计人员进行更改，甚至是到现场进行更改，因此开关矩阵软件人员的缺乏，严重制约硬件人员的现场调试效率，给硬件人员带来极不便利的现场调试体验。

发明人在研究中发现，现有技术主要存在的不足：

一是，在设计过程中，没有统一的建模方法，为硬件、软件和结构设计提供标准的、统一的图形化模型，可能存在路由通道设计不一致以及资源浪费问题，使得硬件设计人员、软件设计人员和结构设计人员的沟通效率和设计效率偏低；

二是微波开关矩阵软件设计时，往往将通道路由固化到控制软件中，尤其是在用户现场调试时，软件路由通道的更改，仅有硬件设计人员无法完成，导致调试效率低以及系统集成成本提高；

二是，在调试过程中，尤其是现场调试过程中，如果配置开关矩阵软件调试人员，会造成资源浪费和开发成本提升，但如果未配置开关矩阵软件调试人员，在出现软件问题或需要更改通道路由时，硬件调试人员无法进行调试，严重影响现场调试效率。

另外，如果开关矩阵连接的测试仪器多和被测件多，这样就导致开关路由极其复杂，级联层数多，路由设计难度大、软件开发难度大，且不具有可重用性。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种微波开关矩阵可视化建模方法，以文档-视图架构为基本架构，采用可视化建模技术，建立微波器件模型库和开关矩阵设计区，输出包含微波器件信息和通道路由信息的模型文件，统一设计人员的参考源以及标准化开关矩阵控制软件。

为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

一种微波开关矩阵可视化建模方法，包括：

建立微波器件模型库：实现定制化添加、删除和编辑微波器件模型库中的各微波器件模型；

基于微波器件模型进行可视化开关矩阵建模：实现微波开关矩阵中各微波器件的连线关系，从而进行直观的可视化展示；

利用标准的路由通道信息输出格式进行输出:自动生成基于XML语言的标准通道路由关系表，实现微波开关矩阵软件中通道路由的自动配置。

进一步的技术方案，输入各微波器件模型信息至微波器件模型库。

进一步的技术方案，在微波器件模型库区域增加可视化拖拽功能，满足可视化建模功能。

进一步的技术方案，建模时，在指定的位置建立指定的模型；

以连线的方式实现射频电缆的连接，满足微波器件的互联；

编辑每个器件的各端口的属性，包括控制该端口通断的下位机地址、命令以及复位标识信息。

进一步的技术方案，微波器件和通道路由的信息进行标准化输出。

进一步的技术方案，回读输出的模型文件，进行直观的可视化展示。

本发明该提供了一种微波开关矩阵，由主控单元、电源单元、开关功能单元三部分组成，主控单元主要实现对开关功能单元的状态控制；电源单元为开关矩阵中的各个电路单元供电；开关功能单元包括微波器件组合单元，微波器件组合单元采用上述微波开关矩阵可视化建模方法进行建模。

本发明该提供了一种自动测试系统，包括通用仪器、总线平台及开关矩阵，通用仪器、总线平台分别与控制总线通信，通用仪器、总线平台分别通过仪器端接口与开关矩阵通信，开关矩阵通过被测产品端接口与被测产品通信。

以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

与现有技术相比，本发明创新性的提出了微波开关矩阵的可视化建模技术，打破了传统的开关矩阵开发方式，传统开关矩阵设计、开发、调试需要硬件设计人员、软件设计人员和结构设计人员进行联合设计，采用本发明后，只需要硬件设计人员和结构设计人员，开关矩阵的软件设计只需将可视化建模软件平台输出的模型文件导入，即可实现开关矩阵的软件控制，提高了微波开关矩阵的设计、开发和调试效率，为测试系统集成节约了开发时间和成本。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实施例微波开关矩阵应用示意图；

图2为本发明实施例微波开关矩阵整体方案图；

图3为本发明实施例技术整体实现架构图；

图4为本发明实施例技术实现流程图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明提出的总体思路：

为了提高微波开关矩阵的调试效率，解决硬件人员独自设计、开发、调试的使用需求，提出一种微波开关矩阵的可视化建模技术发明，其目的是建立一套标准的、统一的微波开关矩阵可视化建模软件，集成各厂家的不同型号的微波开关、程控衰减器、放大器等微波部件，根据各微波部件的功能性能特性进行属性设置，完成微波器件模型库的搭建，还可以根据实际需求，添加微波模型库，极大提高微波器件模型的可重用性。当有微波开关矩阵设计要求时，在可视化建模软件平台中，通过拖拽微波器件模型库中的器件到设计区，并进行端口连接、属性赋值等操作，软后输出开关矩阵的可视化模型。由于模型文件规范统一，软件设计人员以模型文件为基础进行软件设计，这样只需要更改模型文件中的通道信息，控制软件即可实现通道路由的更改。同时还可输出图形化模型文件还可以作为结构设计人员的设计参考图，完成结构设计。

实施例一

为解决上述存在的不足，满足设计、开发和调试过程中的效率提高，提出一种微波开关矩阵可视化建模方法。该技术突破现有的微波开关矩阵开发方式，以可视化建模技术为基础，结合面向对象的开发方式，构建微波开关矩阵可视化建模平台，将微波开关矩阵设计过程中所需要的射频电缆、射频连接器、微波开关、程控衰减器、放大器等常用微波部件的功能特性，建立微波部件模型库。然后以微波部件模型库为基础，构建定制的微波开关矩阵模型，完成信号流向设计。最后输出标准的开关矩阵模型文件，该模型文件可以为硬件设计、软件设计、结构设计提供统一的数据源，同时在现场调试过程中，硬件人员通过更改模型文件，即可实现开关矩阵软件中通道路由的自动更改，提高现场调试效率。

微波开关矩阵主要由主控单元、电源单元、开关功能单元三部分组成。主控单元主要实现对微波开关模块、程控衰减模块等微波模块的状态控制；电源单元为开关矩阵中的各个电路单元供电；开关功能单元包括微波器件组合单元，是本发明重点研究并解决的关键点。开关矩阵整体方案如图2所示。

本发明的主要目的就是微波开关矩阵可视化建模软件，实现开关功能单元的建模，其中最重要的是将多个微波器件间的连接关系以及各微波器件的控制命令，通过可视化建模软件来实现，并将连接关系以及控制命令按照标准的XML格式进行输出，供微波开关矩阵软件进行调用。

本发明主要解决开关矩阵设计、开发和调试效率低的问题，提出了一种微波开关矩阵可视化建模方法，以文档-视图架构为基本架构，采用可视化建模技术，建立微波器件模型库和开关矩阵设计区，输出包含微波器件信息和通道路由信息的模型文件，统一设计人员的参考源以及标准化开关矩阵控制软件，该技术整体实现架构如图3所示。

本发明的技术方案主要包括微波器件模型库设计技术、可视化开关矩阵建模技术、标准的路由通道信息输出格式等，实现流程图如图4所示。

第一，微波器件模型库设计技术，主要用于构建各种微波器件的可视化模型，为开关矩阵可视化建模提供模型基础，其主要设计过程：首先，根据开关矩阵专家组专家提供的优选生产单位，以开关矩阵设计组提供的优选型号的微波器件为基础，分析各微波器件的功能特性，为每类微波器件提供模型信息；其次，在微波器件模型库区域设计可视化拖拽功能，满足可视化建模功能，提高微波开关矩阵可视化建模软件平台的易用性；最后，增加【添加】、【删除】、【编辑】功能，满足微波开关矩阵可视化建模软件平台的可扩展性、可重用性。

提取微波器件的各种数据，包括型号、名称、类型、生成厂家、输入端口数量、输出端口数量等信息，该信息可以通过模型属性对话框进行模型属性的建立及修改，实现信息与模型的关联。

数据库中包括微波开关、程控衰减器、放大器、BNC连接器、3.5mm KFK连机器等类型的微波器件，微波开关可分为单刀双掷、单刀四掷、单刀六掷、单刀八掷、双刀双掷等类型的，程控衰减器包括11dB程控步进衰减器、110dB程控步进衰减器等。

点击【添加】，弹出添加对话框，编辑其中属性，可在数据库中实现微波器件模型的添加；点击【编辑】，弹出编辑对话框，编辑其中属性，可在数据库中实现微波器件模型的更新。

第二，可视化开关矩阵建模技术，主要用于构建微波开关矩阵的可视化模型，是微波开关矩阵可视化建模软件平台的核心技术。其主要设计过程：首先，设计拖拽建模的方法，实现在指定的位置建立指定的模型；其次，设计信号流建模方法，以连线的方式实现射频电缆的连接，满足微波器件的互联；然后，编辑每个器件的各端口的属性，包括控制该端口通断的下位机地址、命令以及复位标识等信息。

拖拽建模的方法由软件来实现该功能，类似于visio中的拖拽矩形框的功能，在微波器件库按下鼠标，记录要拖拽的模型信息，保持鼠标按下并移动鼠标至设计区，当鼠标弹起记录鼠标的当前位置，并将模型的中心点坐标设为鼠标的位置坐标。

信号流建模方法：由软件的连线功能来实现，类似于visio中的矩形框之间的连线，通过连线关联两个微波器件的连接关系，保证一个微波器件知道另一个微波器件的信息，实现信号通过连线进行流动，保证各微波器件间的信号通信畅通。

第三，标准的路由通道信息输出格式，主要为软件设计人员提供标准的通道信息，为通道路由的建立提供便捷的方法，本发明选用通用成熟的XML格式作为模型文件的输出格式。其主要设计过程为：首先，微波器件和通道路由的信息进行标准化输出；其次，能够回读输出的模型文件，进行直观的可视化展示，为结构设计人员提供必要的图形化信息支持。

输出标准的文件，可供微波开关矩阵控制软件调用，实现一套开关矩阵软件通过调用不同的输出模型文件，控制不同的开关矩阵，实现无软件人员的微波开关矩阵设计、开发和调试。

若需要修改时，通过可视化建模软件添加或删除微波器件模型，以及添加或删除模型间的线点，修改模型间的连接关系。

本发明提出的微波开关矩阵可视化建模技术，实现了微波器件建模、开关矩阵建模、输出标准文件的一体化架构，相比现有实现方法，极大的提高了微波开关矩阵的设计、开发和调试效率。

第一，提出了一种微波器件模型库可视化构建技术，可实现定制化添加、删除和编辑微波器件模型库中的各微波器件模型；

第二，提出了一种基于可视化的微波开关矩阵建模技术，可实现微波开关矩阵中各微波器件的连线关系，从而进行直观的可视化展示；

第三，提出了一种基于XML语言的标准通道路由关系表自动生成技术，可实现微波开关矩阵软件中通道路由的自动配置。

微波开关矩阵中的每个模型都有其包含的连接关系信息和控制命令信息，当模型设计完成后，连接关系也就自动生成完成，按照XML文件的格式要求，进行关系表文件的自动生成。

在另一实施例子中，本发明该提供了一种微波开关矩阵，由主控单元、电源单元、开关功能单元三部分组成，主控单元主要实现对开关功能单元的状态控制；电源单元为开关矩阵中的各个电路单元供电；开关功能单元包括微波器件组合单元，微波器件组合单元采用上述微波开关矩阵可视化建模方法进行建模。

在由一实施例子中，本发明该提供了一种自动测试系统，包括通用仪器、总线平台及开关矩阵，通用仪器、总线平台分别与控制总线通信，通用仪器、总线平台分别通过仪器端接口与开关矩阵通信，开关矩阵通过被测产品端接口与被测产品通信。

本领域技术人员应该明白，上述本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算机装置来实现，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种微波开关矩阵可视化建模方法，其特征是，包括：

建立微波器件模型库：实现定制化添加、删除和编辑微波器件模型库中的各微波器件模型；

基于微波器件模型进行可视化开关矩阵建模：实现微波开关矩阵中各微波器件的连线关系，从而进行直观的可视化展示；

利用标准的路由通道信息输出格式进行输出: 自动生成基于XML语言的标准通道路由关系表，实现微波开关矩阵软件中通道路由的自动配置；

以文档-视图架构为基本架构，采用可视化建模技术，建立微波器件模型库和开关矩阵设计区，输出包含微波器件信息和通道路由信息的模型文件，统一设计人员的参考源以及标准化开关矩阵控制软件。

2.如权利要求1所述的一种微波开关矩阵可视化建模方法，其特征是，输入各微波器件模型信息至微波器件模型库。

3.如权利要求1所述的一种微波开关矩阵可视化建模方法，其特征是，在微波器件模型库区域增加可视化拖拽功能，满足可视化建模功能。

4.如权利要求3所述的一种微波开关矩阵可视化建模方法，其特征是，在微波器件库按下鼠标，记录要拖拽的模型信息，保持鼠标按下并移动鼠标至设计区，当鼠标弹起记录鼠标的当前位置，并将模型的中心点坐标设为鼠标的位置坐标。

5.如权利要求1所述的一种微波开关矩阵可视化建模方法，其特征是，建模时，在指定的位置建立指定的模型；

以连线的方式实现射频电缆的连接，满足微波器件的互联；

编辑每个器件的各端口的属性，包括控制该端口通断的下位机地址、命令以及复位标识信息。

6.如权利要求1所述的一种微波开关矩阵可视化建模方法，其特征是，微波器件和通道路由的信息进行标准化输出。

7.如权利要求6所述的一种微波开关矩阵可视化建模方法，其特征是，输出标准的文件，可供微波开关矩阵控制软件调用，通过调用不同的输出模型文件，控制不同的开关矩阵；

若需要修改时，通过添加或删除微波器件模型，以及添加或删除模型间的线点，修改模型间的连接关系。

8.如权利要求1所述的一种微波开关矩阵可视化建模方法，其特征是，回读输出的模型文件，进行直观的可视化展示。

9.一种微波开关矩阵，由主控单元、电源单元、开关功能单元三部分组成，主控单元主要实现对开关功能单元的状态控制；电源单元为开关矩阵中的各个电路单元供电；开关功能单元包括微波器件组合单元，微波器件组合单元采用上述权利要求1-8任一所述的微波开关矩阵可视化建模方法进行建模。

10.一种自动测试系统，包括通用仪器、总线平台及开关矩阵，通用仪器、总线平台分别与控制总线通信，通用仪器、总线平台分别通过仪器端接口与开关矩阵通信，开关矩阵通过被测产品端接口与被测产品通信，开关矩阵采用权利要求7所述的一种微波开关矩阵。

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