CN115145789A - 一种复杂装备测试集成系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种复杂装备测试集成系统。该系统包括：在测试集成端封装多类复杂装备采集设备的驱动，形成标准化驱动端口，标准化驱动端口采集多种复杂装备数据，并实时发送至总控端；总控端控制测试集成端启动或停止采集复杂装备数据，并将实时发送至监视端以及性能分析端；总控端接收性能分析端发送的性能数据，并发送至监视端；性能分析端根据复杂装备数据计算性能数据，并将性能数据实时发送回总控端；性能分析端实时记录复杂装备数据以及性能数据，并将复杂装备数据以及性能数据自动上传至数据服务端；监视端用于实时监视复杂装备数据以及性能数据；数据服务端用于远程查询以及分析处理复杂装备数据。本发明能够降低人工成本，提高试验效率。

Description

一种复杂装备测试集成系统
技术领域
本发明涉及复杂装备试验测试领域，特别是涉及一种复杂装备测试集成系统。
背景技术
随着科技的进步，复杂装备试验对其性能要求越来越高，技术要求也越来越复杂，不仅要求测试稳态、瞬态参数，还要测试动态性能参数、实现实时数据处理，试验项目参数类型多，试验精度要求更高，数据容量需求大。
传统的试验效率低下。由于复杂装备试验(例如军工试验台架)的设备多样和通道数量大，在试验过程中对通道配置正确性的验证多靠人工进行判定，且不能将所有设备进行集中控制，需要多个试验人员进行操控，试验自动化率低。
传统的试验数据分析效率低下。当前对试验性能分析均是在试验完成后使用不同的工具进行分析处理，因此，需要实时计算结果才能验证的性能不能得到验证，而且没有一个统一的分析工具，造成分析效率较低，出错几率也较大，追溯也比较困难，极大的影响了设计验证的周期。
试验缺乏标准化。目前试验的数据基本上靠人工汇集，通过计算机采集的试验数据格式也是五花八门，各种测试仪器、测试系统，不同厂家、不同生产年代仪器的数据格式都不相同，在行业内部、甚至各单位内部都还没有一个统一的数据标准，试验数据格式的不统一造成了试验数据的利用率不高，由此可见，现有的复杂装备试验测试系统存在人工成本高且试验效率低的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种复杂装备测试集成系统，以解决人工成本高且试验效率低的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种复杂装备测试集成系统，包括：测试集成端、总控端、监视端、性能分析端以及数据服务端；
在所述测试集成端封装多类复杂装备采集设备的驱动，形成标准化驱动端口，所述标准化驱动端口用于采集复杂装备的多种复杂装备数据，并将所述复杂装备数据实时发送至所述总控端；
所述总控端用于控制多个所述测试集成端启动或停止采集所述复杂装备数据，并将所述复杂装备数据实时发送至所述监视端以及所述性能分析端；所述总控端还用于接收所述性能分析端发送的性能数据，并将所述性能数据发送至所述监视端；
所述性能分析端用于根据所述复杂装备数据计算性能数据，并将所述性能数据实时发送回所述总控端；所述性能分析端还用于实时记录所述复杂装备数据以及所述性能数据，并将所述复杂装备数据以及所述性能数据自动上传至所述数据服务端；
所述监视端用于实时监视所述复杂装备数据以及所述性能数据；
所述数据服务端用于远程查询以及分析处理所述复杂装备数据。
可选的，所述测试集成端采集所述复杂装备数据时，自动对所述复杂装备数据进行打时间戳。
可选的，所述总控端根据所述复杂装备数据的时间戳，对所有所述复杂装备数据以高于设定高度阈值的采样率进行插值处理。
可选的，所述性能分析端采用多线程并行处理方式实时计算所述性能数据。
可选的，所述性能分析端配置有自定义公式库以及自定义算法库。
可选的，还包括：开放的计算链编写接口；
所述计算链编写接口允许用户针对不同的复杂装备自定义编写不同的性能分析计算链；自定义的性能分析计算链存储至所述自定义算法库内的自定义算法器。
可选的，所述监视端具体包括多个实时可视化控件；所述实时可视化控件包括曲线、表格、仪表以及云图；在监视画面中分块布局，在每块布局中显示不同类型的所述实时可视化控件；
支持多个所述监视端同时远程监视，在试验过程中，所述监视端任意启动进入或退出。
可选的，所述数据服务端还用于试验前配置试验信息以及存储所述复杂装备数据，试验结束后对所述复杂装备数据进行后处理和分析。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供了一种复杂装备测试集成系统，通过在测试集成端封装多类复杂装备采集设备的驱动，形成标准化驱动端口，从而能够同时采集不同复杂装备的复杂装备数据，无需更换测试设备即可采集多个种类的复杂装备的复杂装备数据，统一了试验数据(即复杂装备数据)的格式，提高了试验数据的利用率，无需人工汇集试验数据，大大的降低了人工成本，提高了试验效率。
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为本发明所提供的复杂装备测试集成系统结构图。
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。
本发明的目的是提供一种复杂装备测试集成系统，降低了人工成本，提高了试验效率。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明所提供的复杂装备测试集成系统结构图，如图1所示，一种复杂装备测试集成系统，包括：测试集成端①、总控端②、监视端③、性能分析端④以及数据服务端⑤。
在所述测试集成端①封装多类复杂装备采集设备的驱动，形成标准化驱动端口，所述标准化驱动端口用于采集复杂装备的多种复杂装备数据，并将所述复杂装备数据实时发送至所述总控端②，其中，所述复杂装备数据包括温度、压力、电压、应变以及流量等。
所述总控端②用于控制所述测试集成端①启动或停止采集复杂装备数据，并将所述复杂装备数据实时发送至所述监视端③以及所述性能分析端④；所述总控端②还用于接收所述性能分析端④发送的性能数据，并将所述性能数据发送至所述监视端③。
所述性能分析端④用于根据所述复杂装备数据计算性能数据，并将所述性能数据实时发送回所述总控端②；所述性能分析端④还用于实时记录所述复杂装备数据以及所述性能数据，并将所述复杂装备数据以及所述性能数据自动上传至所述数据服务端⑤。
所述监视端③用于实时监视所述复杂装备数据以及所述性能数据。
所述数据服务端⑤用于远程查询以及分析处理所述复杂装备数据。
在实际应用中，所述测试集成端①采集所述复杂装备数据时，自动对所述复杂装备数据进行打时间戳。
测试集成端①具体包括：总线和串口采集设备的接入、传感器库管理、高精度数据同步、线性传感器标定校准、基于事件的复杂采集控制、试验数据实时监视、数据快照、实时数据状态预警及报警，用于复杂装备试验测试集成端①集成，实现多类型设备大数量通道试验的高精度数据同步采集，提升试验效率。
测试集成端①将多类测试设备的驱动进行封装，形成标准化驱动接口，实现将多种类型的采集设备集成接入到测试集成端①，在测试集成端①进行数据采集时自动对采集的数据进行打时间戳处理，并实时发送给总控端②。
测试集成端①扫描采集设备的数据，并对扫描的数据进行增益、工程量转换、零点去皮、表压转绝压、自定义算法、表达式算法一系列处理，将处理后的数据进行实时记录、实时可视化展示、实时发布到总控端②。
在实际应用中，所述总控端②根据所述复杂装备数据的时间戳，对所有所述复杂装备数据以高于设定高度阈值的采样率进行插值处理。
所述总控端②具体包括：试验信息配置、操作控制、数据接收、数据配置、数据发布、状态配置，用于对多个测试集成端①进行总体操作控制并将多个测试集成端①的数据进行汇总，对数据进行状态配置，将汇总的数据发布给监视端③监视和性能分析端④进行分析，实现数据采集试验的全过程总体控制。
总控端②控制多个测试集成端①进行启动或停止数据采集/记录，总控端②将实时接收的所有采集数据根据数据时间戳以所有数据中的高于设定高度阈值的采样率进行插值处理，并实时发布给监视端③监视和性能分析端④分析。其中，根据时间戳以所有数据中的高于设定高度阈值的采样率进行插值处理，为根据相同时间点(XX年XX月XX日XX时XX分XX秒这一个时间戳)将不同采样率的数据插齐；不同的设备的采样率不同，例如设备1的采样率是10，就是其一秒钟采集10个数据点，设备2的采样率是100，即一秒钟采集100个数据点，此处的插值处理就是把设备1的数据从10个插值到100个，插值方式就是：例如原数据是1、2、3…，插值后就是1、(1、1、1、1、1、1、1、1、1)、2…，括号内的即为插的值，插值处理后，每个信号数据点在相同的时间点都有对应的数据，更便于数据的监视和分析。
在实际应用中，所述性能分析端④采用多线程并行处理方式实时计算所述性能数据。
所述性能分析端④，具体包括：实时数据解析、实时数据计算、数据组态显示、性能数据发布、数据存储上传，用于采集数据接收、性能数据计算、多功能视图显示及试验数据存储和上传。
性能分析端④中配置的算法实时计算出性能数据并实时发布回总控端②，总控端②将实时接收的性能数据实时发布给监视端③，监视端③即可实时的监视采集数据(即采集的复杂装备数据)和性能数据，性能分析端④实时记录采集数据和性能数据，并自动上传到数据服务端⑤的数据库中，以实现远程在数据服务端⑤中查询、查看和分析处理试验数据。
所述性能分析端④配置有自定义公式库以及自定义算法库。
在实际应用中，还包括：开放的计算链编写接口；
所述计算链编写接口允许用户针对不同的复杂装备自定义编写不同的性能分析计算链；自定义的性能分析计算链存储至所述自定义算法库内的自定义算法器。
试验前性能分析端④在软件中配置好需要的性能算法，实时接收到数据后即可实时计算出性能数据并实时发布给总控端②，总控端②进而实时发布给监视端③。性能分析端④实时记录采集数据和性能数据，并自动上传到数据服务端⑤。
性能分析端④配置了自定义公式库和自定义算法库，自定义公式库中可以配置加减乘除、绝对值、取最大最小值、三角函数等数学表达式运算，例如y＝ax+b、y＝xn等,用于多通道间的数据关联运算。
自定义算法库提供自定义算法器，管理用户自定义编辑的算法，提供开放的计算链编写接口，编写语言为C++，允许用户针对不同试验件编写不同的性能分析计算链(包含循环迭代计算链)，满足试验测试复杂计算需求。
试验前在性能分析端④的自定义公式库和自定义算法库中配置试验所需的性能参数的计算算法，性能参数作为计算输出，采集数据作为计算输入，试验时，性能分析端④接收总控端②实时发布的采集数据，算法引用接收的数据实时进行计算。
实时性能数据计算时，对自定义算法和表达式计算引擎采取多线程并行处理，降低自定义算法、表达式计算消耗的cpu时间，提高实时计算的效率。
在实际应用中，所述监视端③具体包括多个实时可视化控件；所述实时可视化控件包括曲线、表格、仪表以及云图；在监视画面中分块布局，在每块布局中显示不同类型的所述实时可视化控件；支持多个所述监视端③同时远程监视，在试验过程中，所述监视端③任意启动进入或退出。
所述监视端③具体包括：实时数据显示、数据报警、远程监视，用于对复杂装备试验参数监视、硬件系统排除故障。
监视端③实时接收总控端②发布的数据(包括采集数据和性能数据)并实时可视化监视。监视端③提供曲线、表格、仪表、云图等多种实时可视化控件，监视界面可以试验前自定义配置，试验时以配置好的画面进行实时监视，可以在监视的过程中对监视布局和监视数据进行任意改动并即时生效；可以支持多个监视端③同时远程监视，而且在试验过程中监视端③可以任意启动进入或者退出，并且不会对当前进行的试验造成任何影响。
监视端③提供可视化的监视画面，画面可以分块布局，在每块布局中可以添加不同类型的监视控件，在控件中拖入数据通道，当监视端③接收到数据时，整个监视画面中所有监视控件中实时显示数据通道的数据，以曲线、数值、表盘等形式。
在实际应用中，所述数据服务端⑤还用于试验前配置试验信息以及存储所述复杂装备数据，试验结束后对所述复杂装备数据进行后处理和分析。
所述数据服务端⑤，具体包括：项目管理、试验信息规划、数据管理、数据库管理、数据分析处理，用于试验前配置试验信息、数据存储及在试验结束后对试验数据进行后处理和分析。
试验前在数据服务端⑤规划配置试验信息(如测量复杂设备数据的类型、名称、符号，性能数据的类型、名称、符号，试验所用车台的信息，试验所用设备的信息，试验所用传感器的信息，试验参与人员的信息与权限等)，并在项目管理中创建试验，将试验信息下载到测试集成端①，在测试集成端①接入试验所需的各类型采集设备，对使用的设备通道进行通道配置(例如每个通道测量的信号参数的配置，所用传感器的配置)，多个测试集成端①将各自的通道配置上传到数据服务端⑤创建的试验中汇总，形成一个总体的通道配置表，总控端②下载此通道配置表，将试验配置发布给监视端③和性能分析端④使用，性能分析端④将记录的采集数据和性能数据一起准实时上传到数据服务端⑤创建的试验所在的数据库中，其他试验人员可以在数据服务端⑤查看试验信息、试验数据，数据服务端⑤中将上传的数据按照测量的复杂装备数据和性能数据分类管理，提供曲线和表格的可视化显示工具进行数据查看，提供设置查询条件搜索项目管理中所有符合条件的数据项，提供截取、拼接、偏置、截断、插值、重采样、数值微分、数值积分、拟合、RMS值、峰峰值、滤波器设计、FFT分析一系列分析算法对数据进行分析处理。
数据服务端⑤实现了数据共享的需求，使试验设计人员不用到试验现场直接通过访问网络站点即可准实时了解到试验全部信息并对数据进行分析处理完成试验的验证。
综上，本发明提供了一种复杂装备测试集成系统，包括：测试集成端①、总控端②、监视端③、性能分析端④、数据服务端⑤，用于复杂装备试验中通过直观的用户界面进行连接、管理、监视和控制不同的自动化数据采集设备，实现复杂装备试验数据实时采集、分析、记录和处理。其中，测试集成系统的采集数据流：传感器信号传输至测试集成端①，进而传输至总控端②，进而分别传输至监视端③、性能分析端④、进而传输至数据服务端⑤。其中，测试集成系统的性能数据流：性能分析端④传输至总控端②，进而传输至监视端③；性能分析端④传输至数据服务端⑤。
其中，测试集成端①，具体包括：总线和串口采集设备的接入、传感器库管理、高精度数据同步、线性传感器标定校准、基于事件的复杂采集控制、试验数据实时监视、数据快照、实时数据状态预警及报警，用于复杂装备试验测试集成端①集成，实现多类型设备大数量通道试验的高精度数据同步采集，提升试验效率。
其中，总控端②，具体包括：试验信息配置、操作控制、数据接收、数据配置、数据发布、状态配置，用于对多个测试集成端①进行总体操作控制并将多个测试集成端①的数据进行汇总，对数据进行状态配置，将汇总的数据发布给监视端③监视和性能分析端④进行分析，实现数据采集试验的全过程总体控制。
其中，监视端③，具体包括：实时数据显示、数据报警、远程监视，用于对复杂装备试验参数监视、硬件系统排除故障。
其中，性能分析端④，具体包括：实时数据解析、实时数据计算、数据组态显示、性能数据发布、数据存储上传，用于采集数据接收、性能数据计算、多功能视图显示及试验数据存储和上传。
其中，数据服务端⑤，具体包括：项目管理、试验信息规划、数据管理、数据库管理、数据后处理，用于试验前配置试验信息、数据存储及在试验结束后对试验数据进行后处理和分析。
本发明实现复杂装备试验测控领域国外软件的国产化替代；支持十几至上千个通道的数据采集试验；实现多源设备接入功能，支持VXI、PXI、LXI、TCP/IP等多种总线和COM口硬件设备接入；融合设备接入、参数配置、数据采集、实时显示、数据存储、数据回放、数据导出、数据分析、数据发布、传感器管理、算法管理等功能于一身，覆盖试验数据采集的全过程环节。解决了现有复杂装备试验的试验效率低、数据分析效率低，试验数据缺乏标准化，人工成本高、时间成本浪费的问题。对解决“卡脖子”复杂装备试验测试软件最关键、最核心、最要害的薄弱环节具有重要意义。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种复杂装备测试集成系统，其特征在于，包括：测试集成端、总控端、监视端、性能分析端以及数据服务端；
在所述测试集成端封装多类复杂装备采集设备的驱动，形成标准化驱动端口，所述标准化驱动端口用于采集复杂装备的多种复杂装备数据，并将所述复杂装备数据实时发送至所述总控端；
所述总控端用于控制多个所述测试集成端启动或停止采集所述复杂装备数据，并将所述复杂装备数据实时发送至所述监视端以及所述性能分析端；所述总控端还用于接收所述性能分析端发送的性能数据，并将所述性能数据发送至所述监视端；
所述性能分析端用于根据所述复杂装备数据计算性能数据，并将所述性能数据实时发送回所述总控端；所述性能分析端还用于实时记录所述复杂装备数据以及所述性能数据，并将所述复杂装备数据以及所述性能数据自动上传至所述数据服务端；
所述监视端用于实时监视所述复杂装备数据以及所述性能数据；
所述数据服务端用于远程查询以及分析处理所述复杂装备数据。
2.根据权利要求1所述的复杂装备测试集成系统，其特征在于，所述测试集成端采集所述复杂装备数据时，自动对所述复杂装备数据进行打时间戳。
3.根据权利要求2所述的复杂装备测试集成系统，其特征在于，所述总控端根据所述复杂装备数据的时间戳，对所有所述复杂装备数据以高于设定高度阈值的采样率进行插值处理。
4.根据权利要求2所述的复杂装备测试集成系统，其特征在于，所述性能分析端采用多线程并行处理方式实时计算所述性能数据。
5.根据权利要求1所述的复杂装备测试集成系统，其特征在于，所述性能分析端配置有自定义公式库以及自定义算法库。
6.根据权利要求5所述的复杂装备测试集成系统，其特征在于，还包括：开放的计算链编写接口；
所述计算链编写接口允许用户针对不同的复杂装备自定义编写不同的性能分析计算链；自定义的性能分析计算链存储至所述自定义算法库内的自定义算法器。
7.根据权利要求3所述的复杂装备测试集成系统，其特征在于，所述监视端具体包括多个实时可视化控件；所述实时可视化控件包括曲线、表格、仪表以及云图；在监视画面中分块布局，在每块布局中显示不同类型的所述实时可视化控件；
支持多个所述监视端同时远程监视，在试验过程中，所述监视端任意启动进入或退出。
8.根据权利要求3所述的复杂装备测试集成系统，其特征在于，所述数据服务端还用于试验前配置试验信息以及存储所述复杂装备数据，试验结束后对所述复杂装备数据进行后处理和分析。
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Inventor after: Hong Xuechao

Inventor after: Wang Longyi

Inventor after: Wang Ke

Inventor after: Yin Jianfeng

Inventor after: Tong Jie

Inventor after: Fu Meng

Inventor after: Zhang Chengsheng

Inventor after: Nan Fuchun

Inventor after: Zhao Kuang

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