CN115203305A - 一种装备测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种装备测试系统，涉及工业软件技术领域，包括：标准化设备驱动模块与一个或多个信号采集设备连接；试验测试集成模块在接收到被测装备运行参数时调用对应信号采集设备的信号转换规则对被测装备运行参数进行反向转换，得到被测装备运行参数的标准数据；试验测试集成模块还调用测试数据实时分析模块中存储的多个测试函数对被测装备运行参数的标准数据进行处理，得到测试结果；全域采集数据虚拟化管理模块还存储被测装备运行参数的标准数据以及测试结果。通过存储调用不同信号采集设备的信号转换规则，并基于信号转换规则对被测装备运行参数进行反向转换对不同信号采集设备采集的数据进行标准化处理，提高了试验数据的利用率。

Description

一种装备测试系统

技术领域

本发明涉及工业软件技术领域，特别是涉及一种装备测试系统。

背景技术

随着科技的进步，复杂装备试验对测试系统的采集性能要求越来越高，技术要求也越来越复杂，不仅要求测试稳态参数和瞬态参数，还要求测试动态性能参数。试验项目参数类型多，试验精度要求更高，数据容量需求大，传统的测试系统导致试验效率低下。由于复杂装备试验的设备多样和通道数量大，在试验过程中靠人工对通道配置正确性的验证多进行判定，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。

传统的测试系统导致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，没有一个统一的分析工具，造成分析效率较低和出错几率也较大，极大的影响了设计验证的周期。复杂装备试验设备多样性，传统的测试系统缺乏标准化，无法实现同时驱动多种数采设备。此外，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，测试仪器种类多样，且来自不同厂家、不同生产年代，导致仪器的数据格式都不相同。试验数据格式的不统一造成了试验数据的利用率不高。同时，当前测试集成系统难以达到不同设备不同采样率的数据同步，甚至相同设备不同通道间的数据同步。

发明内容

本发明的目的是提供一种装备测试系统，能够基于信号转换规则对被测装备运行参数进行反向转换以提高试验数据的利用率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种装备测试系统，包括：

试验测试集成模块、标准化设备驱动模块、测试数据实时分析模块和全域采集数据虚拟化管理模块；

所述标准化设备驱动模块、所述测试数据实时分析模块和所述全域采集数据虚拟化管理模块均与所述试验测试集成模块连接；

所述标准化设备驱动模块与一个或多个信号采集设备连接；所述信号采集设备均与被测装备连接；所述信号采集设备用于获取被测装备不同模式下的运行参数；

所述全域采集数据虚拟化管理模块用于存储每个信号采集设备的信号转换规则；

所述试验测试集成模块在接收到被测装备运行参数时调用对应信号采集设备的信号转换规则，并基于信号转换规则对被测装备运行参数进行反向转换，得到被测装备运行参数的标准数据；

所述试验测试集成模块还用于调用所述测试数据实时分析模块中存储的多个测试函数对被测装备运行参数的标准数据进行处理，得到测试结果；

所述全域采集数据虚拟化管理模块还用于存储被测装备运行参数的标准数据以及测试结果。

可选的，所述全域采集数据虚拟化管理模块包括：

信号采集设备信号转换规则存储单元、被测装备运行参数标准数据存储单元和测试结果存储单元；

所述信号采集设备信号转换规则存储单元、所述被测装备运行参数标准数据存储单元和所述测试结果存储单元均与所述试验测试集成模块连接。

可选的，所述信号采集设备为传感器。

可选的，所述标准化设备驱动模块包括多个线程；

多个所述线程与多个信号采集设备一一对应连接；

多个所述线程通过不同通道与所述试验测试集成模块连接；所述线程和所述通道一一对应；

所述线程用于将对应信号采集设备采集的数据进行处理生成数据队列；所述数据队列包括多个数据包；多个所述数据包的内存均相等；

多个所述线程在接收到触发信号时从数据队列中截取预设长度的数据包组，并将所述数据包组通过对应通道发送至所述试验测试集成模块；所述触发信号是由所述试验测试集成模块生成的。

可选的，所述试验测试集成模块包括：

控制单元、信号转换规则调取单元、测试函数调取单元和数据接收单元；

所述控制单元分别与所述信号转换规则调取单元、所述测试函数调取单元和所述数据接收单元连接；

所述数据接收单元连接分别与多个所述线程连接；所述数据接收单元用于接收被测装备运行参数；

所述信号转换规则调取单元用于调用被测装备运行参数对应信号采集设备的信号转换规则；

所述控制单元用于基于信号转换规则对被测装备运行参数进行反向转换，得到被测装备运行参数的标准数据；

所述测试函数调取单元用于调用所述测试数据实时分析模块中存储的多个测试函数；

所述控制单元用于基于多个测试函数对被测装备运行参数的标准数据进行处理，得到测试结果；

所述控制单元还用于将被测装备运行参数的标准数据和测试结果发送至所述全域采集数据虚拟化管理模块。

可选的，所述试验测试集成模块还包括：

数据量监测单元；

所述数据量监测单元与控制单元和多个所述线程连接；

所述数据量监测单元用于获取多个所述线程处待传输的数据包数量；

所述控制单元用于根据待传输的数据包数量调整触发信号的生成频率。

可选的，所述试验测试集成模块还包括：

报警单元；

所述报警单元与所述控制单元连接；所述报警单元用于在待传输的数据包数量大于待传输数据包数量阈值时报警。

可选的，所述试验测试集成模块还包括：

显示单元；

所述显示单元用于显示测试结果、报警信息和每个所述线程处待传输的数据包数量。

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：

本发明公开了一种装备测试系统包括：试验测试集成模块、标准化设备驱动模块、测试数据实时分析模块和全域采集数据虚拟化管理模块；标准化设备驱动模块与一个或多个信号采集设备连接；信号采集设备均与被测装备连接；信号采集设备用于获取被测装备不同模式下的运行参数；全域采集数据虚拟化管理模块用于存储每个信号采集设备的信号转换规则；试验测试集成模块在接收到被测装备运行参数时调用对应信号采集设备的信号转换规则，并基于信号转换规则对被测装备运行参数进行反向转换，得到被测装备运行参数的标准数据；试验测试集成模块还用于调用测试数据实时分析模块中存储的多个测试函数对被测装备运行参数的标准数据进行处理，得到测试结果；全域采集数据虚拟化管理模块还用于存储被测装备运行参数的标准数据以及测试结果。通过存储调用不同信号采集设备的信号转换规则，并基于信号转换规则对被测装备运行参数进行反向转换，实现了数据的格式统一，进而提高了试验数据的利用率。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1中一种装备测试系统结构示意图。

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装备测试系统，能够基于信号转换规则对被测装备运行参数进行反向转换以提高试验数据的利用率。

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。

实施例1

如图1所示，本实施例提高了一种装备测试系统，包括：试验测试集成模块(即专业化试验测试集成系统1)、标准化设备驱动模块(即多功能标准化设备的驱动2)、测试数据实时分析模块(测试数据实时分析工具集3)和全域采集数据虚拟化管理模块(即全域数据采集的虚拟化管理4)；标准化设备驱动模块、测试数据实时分析模块和全域采集数据虚拟化管理模块均与试验测试集成模块连接；标准化设备驱动模块与一个或多个信号采集设备连接；信号采集设备均与被测装备连接；信号采集设备用于获取被测装备不同模式下的运行参数；全域采集数据虚拟化管理模块用于存储每个信号采集设备的信号转换规则；试验测试集成模块在接收到被测装备运行参数时调用对应信号采集设备的信号转换规则，并基于信号转换规则对被测装备运行参数进行反向转换，得到被测装备运行参数的标准数据；试验测试集成模块还用于调用测试数据实时分析模块中存储的多个测试函数对被测装备运行参数的标准数据进行处理，得到测试结果；全域采集数据虚拟化管理模块还用于存储被测装备运行参数的标准数据以及测试结果。其中信号采集设备为传感器。

其中，全域采集数据虚拟化管理模块包括：信号采集设备信号转换规则存储单元、被测装备运行参数标准数据存储单元和测试结果存储单元；信号采集设备信号转换规则存储单元、被测装备运行参数标准数据存储单元和测试结果存储单元均与试验测试集成模块连接。

具体的，标准化设备驱动模块包括多个线程；多个线程与多个信号采集设备一一对应连接；多个线程通过不同通道与试验测试集成模块连接；线程和通道一一对应；线程用于将对应信号采集设备采集的数据进行处理生成数据队列；数据队列包括多个数据包；多个数据包的内存均相等；多个线程在接收到触发信号时从数据队列中截取预设长度的数据包组，并将数据包组通过对应通道发送至试验测试集成模块；触发信号是由试验测试集成模块生成的。

其中，试验测试集成模块包括：控制单元、信号转换规则调取单元、测试函数调取单元、数据接收单元、数据量监测单元、报警单元和显示单元；控制单元分别与信号转换规则调取单元、测试函数调取单元和数据接收单元连接；数据接收单元连接分别与多个线程连接；数据接收单元用于接收被测装备运行参数；信号转换规则调取单元用于调用被测装备运行参数对应信号采集设备的信号转换规则；控制单元用于基于信号转换规则对被测装备运行参数进行反向转换，得到被测装备运行参数的标准数据；测试函数调取单元用于调用测试数据实时分析模块中存储的多个测试函数；控制单元用于基于多个测试函数对被测装备运行参数的标准数据进行处理，得到测试结果；控制单元还用于将被测装备运行参数的标准数据和测试结果发送至全域采集数据虚拟化管理模块。数据量监测单元与控制单元和多个线程连接；数据量监测单元用于获取多个线程处待传输的数据包数量；控制单元用于根据待传输的数据包数量调整触发信号的生成频率。报警单元与控制单元连接；报警单元用于在待传输的数据包数量大于待传输数据包数量阈值时报警。显示单元用于显示测试结果、报警信息和每个线程处待传输的数据包数量。

实施例2

本实施例提供了一种复杂装备试验测试集成系统，包括：专业化试验测试集成系统、多功能标准化设备的驱动、测试数据实时分析工具集和全域数据采集的虚拟化管理。复杂装备试验测试集成系统用于复杂装备试验中连接、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；专业化试验测试集成系统用于复杂装备试验数据采集系统集成，实现对装备试验所用传感器信息的管理和对试验采集信号通道的标定校准，并实现稳态数据系统和高速数据系统集成采集、高精度同步采集和数据快照采集以及对复杂采集事件的控制，同时实现对实时采集的数据进行可视化监视和数据状态的实时预警和报警；多功能标准化设备的驱动用于提供多种总线、COM(指clustercommunicationport接口，即串行通讯端口)等接口和视频设备适配接入端口，并实现设备自检，对接入设备进行信号采集，对所用传感器、增益、报警超限和数据注释等通道信息进行配置；测试数据实时分析工具集提供函数集和用户自定义编写算法的接口实现复杂装备试验数据实时进行算法计算，同时可对计算结果进行传输；全域数据采集的虚拟化管理用于实现硬件采集设备虚拟化接入，并在使用虚拟设备的情况下完成仿真数据的采集、存储、分析、导出和远程传输，实现仿真试验的验证管理。

其中，专业化试验测试集成系统具体包括：传感器数据库管理、通道的标定校准、稳态高速数据系统集成、高精度数据同步、数据快照、复杂采集控制、实时数据可视化监视和实时状态预警及报警。

采集软件提供传感器数据库管理，在库中根据采集信号类型对传感器进行分类管理，库中管理了复杂装备试验通用的传感器信息，提供了线性转换、多项式转换、查表(冷端)、分度表转换、比率计、灵敏度和载荷单元的信号换算方式，支持用户添加特殊的传感器管理在库中，库中的传感器在试验通道配置时可直接选择使用。

测试软件采集的是试验件的原始信号，但是这个信号被软件获得的状态是：原始信号-被传感器处理-被软件采集；所以测试软件需要对采集的信号进行还原，那么就需要知道采集这个信号使用的传感器型号和传感器对数据的处理过程。每款传感器的信号转换方式是固定的，在传感器设备的说明书里都有说明，例如压力传感器一般的转换方式是线性转换，温度传感器的转换方式一般是查表，比率载荷等数据同样有对应的转换方式；每种传感器都是以原始信号为输入，通过自身的转换方式对输入进行转换，然后将转换后的信号作为输出；专业化试验测试集成系统将通用和特殊的传感器的转换方式进行归纳整理并设计出可编辑模式，将试验用的传感器在软件中创建出来并管理到传感器数据库中。这样，接入设备时可对设备通道进行传感器型号配置，这样系统采集到设备通道的数据，仅通过配置的传感器型号即可确定信号的转换方式，进而对采集的数据进行反转换，将采集到的数据还原成原始信号了。

此外，设备通道采集数据的准确性决定试验的有效性，在试验开始时需要对设备通道进行校准。物理信号由传感器感知并转换成电信号，传输给采集设备，再由采集设备进行信号调理、AD转换和数据传输，最终被采集软件获取，采集软件对接入系统的所有通道根据试验的实际情况配置采集信号使用的传感器类型、信号量程、信号单位、信号增益和滤波条件，通过程序内部的信号处理算法将采集到的数据转换成原始物理信号数据，采集软件设计了通道校准配置窗口，在配置窗口中设置一组量程范围内的校准数据，同时设置数据的量程，将数据循环次数、数据有无回程、数据方向(递增方式或递减方式)以及允许的最大相对误差作为校准算法的输入，根据设置的校准数据给通道添加信号，每添加一次信号软件就进行一次通道信号采集，采集的信号同样作为校准算法的输入，循环往复，通过校准算法计算出通道的相对误差和准确度，从而判断出设备通道的可用性。

为了保证试验数据同步采集，给每个通道创建一个独立的线程进行数据采集，给每个采集通道创建一个数据队列，队列中存储设定固定包大小的数据块；创建一个数据处理线程，定时截取所有数据队列的数据包，通过同一外部信号触发系统启动数据采集，这样就保证数据采集的同步性和数据顺序的一致性。同步触发的具体过程为：将各个设备的触发接口并联到同一个外部信号源上，信号源发出一个触发信号，软件接收到这个触发信号后，同时启动所有采集设备进行数据采集。

本实施例试验过程中需要采集特殊状态下的数据进行分析，设计了数据快照页面，设置需要采集的时间段和采集数据的类型(包括时间段内的最大值、最小值、最新值和平均值)，提供手动采集和系统自动采集两种方式采集快照数据并保存成CSV格式的文件，以供试验人员进行分析。

本实施例设计了基于声音、列表和控件多种方式的数据状态报警功能，在试验准备阶段配置好通道数据的报警限制、控件显示画面和报警声源，试验数据采集过程中，当数据超出报警限制时，系统自动播放报警声源，在报警列表中自动显示报警数据的通道、数值和报警时间，在显示画面中对应控件的数据颜色显示为设置的报警色。

本实施例还设计了组态视图页面，在页面中可以添加多个监视画面，每个画面支持分区布局，并在不同的区域中添加监视控件。系统设计了曲线、列表、表盘和柱形图等多类型显示控件供用户使用，将通道数据拖拽进控件中即可实时显示。此外，本实施例还支持将配置的监视画面保存成模板，供后续试验使用。

多功能标准化设备的驱动通过对各类型设备驱动进行封装，形成标准化的设备接口，设备通过适配接口接入软件系统，实现软件多类型设备集成接入的功能，多功能标准化设备的驱动中通道配置界面为表格形式，表格中设计了下拉列表配置、一键向下填充配置、复制粘贴配置和导入导出配置文件配置等多种便捷配置操作，同时提供了一键检查配置是否重复或者漏配的功能，实现百数量级以上通道的便捷配置，在软件自身支持的情况下，多功能标准化设备的驱动设计了设备自检、自校准、复位、旁路校准、激励测量和导线测量等功能，实现了通过软件对设备执行检查操作的能力。

测试数据实时分析工具集具体包括：测试数据实时分析算法和函数集、基于数据流的计算结果传递技术、支持导入用户编程的自定义算法、通道数据单位实时转换以及虚拟通道数据关联运算。试验需要实时计算出一些性能数据判断试验的状态以决定试验的下一步动作，因此，在系统中添加虚拟通道作为计算输出通道，将物理通道作为计算输入通道引用到算法中，获取计算结果，在采集物理通道数据的同时运行算法实时计算出性能参数；计算出的性能数据支持与物理数据一同显示、存储和发布给其他模块和系统使用。支持用户在算法库中自定义编写算法以适用复杂的试验需求。

全域数据采集的虚拟化管理具体包括：虚拟采集设备库管理、采集控制管理、安全可靠的多数据存储方式、采集数据多形式回放功能、灵活的试验数据导出功能、采集数据后处理分析功能、试验数据远程传输、试验过程操作日志和错误日志输出功能以及采集端用户的权限验证管理。

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。

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，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种装备测试系统，其特征在于，包括：

试验测试集成模块、标准化设备驱动模块、测试数据实时分析模块和全域采集数据虚拟化管理模块；

所述标准化设备驱动模块、所述测试数据实时分析模块和所述全域采集数据虚拟化管理模块均与所述试验测试集成模块连接；

所述标准化设备驱动模块与一个或多个信号采集设备连接；所述信号采集设备均与被测装备连接；所述信号采集设备用于获取被测装备不同模式下的运行参数；

所述全域采集数据虚拟化管理模块用于存储每个信号采集设备的信号转换规则；

所述试验测试集成模块在接收到被测装备运行参数时调用对应信号采集设备的信号转换规则，并基于信号转换规则对被测装备运行参数进行反向转换，得到被测装备运行参数的标准数据；

所述试验测试集成模块还用于调用所述测试数据实时分析模块中存储的多个测试函数对被测装备运行参数的标准数据进行处理，得到测试结果；

所述全域采集数据虚拟化管理模块还用于存储被测装备运行参数的标准数据以及测试结果。

2.根据权利要求1所述的一种装备测试系统，其特征在于，所述全域采集数据虚拟化管理模块包括：

信号采集设备信号转换规则存储单元、被测装备运行参数标准数据存储单元和测试结果存储单元；

所述信号采集设备信号转换规则存储单元、所述被测装备运行参数标准数据存储单元和所述测试结果存储单元均与所述试验测试集成模块连接。

3.根据权利要求1所述的一种装备测试系统，其特征在于，所述信号采集设备为传感器。

4.根据权利要求3所述的一种装备测试系统，其特征在于，所述标准化设备驱动模块包括多个线程；

多个所述线程与多个信号采集设备一一对应连接；

多个所述线程通过不同通道与所述试验测试集成模块连接；所述线程和所述通道一一对应；

所述线程用于将对应信号采集设备采集的数据进行处理生成数据队列；所述数据队列包括多个数据包；多个所述数据包的内存均相等；

多个所述线程在接收到触发信号时从数据队列中截取预设长度的数据包组，并将所述数据包组通过对应通道发送至所述试验测试集成模块；所述触发信号是由所述试验测试集成模块生成的。

5.根据权利要求4所述的一种装备测试系统，其特征在于，所述试验测试集成模块包括：

控制单元、信号转换规则调取单元、测试函数调取单元和数据接收单元；

所述控制单元分别与所述信号转换规则调取单元、所述测试函数调取单元和所述数据接收单元连接；

所述数据接收单元连接分别与多个所述线程连接；所述数据接收单元用于接收被测装备运行参数；

所述信号转换规则调取单元用于调用被测装备运行参数对应信号采集设备的信号转换规则；

所述控制单元用于基于信号转换规则对被测装备运行参数进行反向转换，得到被测装备运行参数的标准数据；

所述测试函数调取单元用于调用所述测试数据实时分析模块中存储的多个测试函数；

所述控制单元用于基于多个测试函数对被测装备运行参数的标准数据进行处理，得到测试结果；

所述控制单元还用于将被测装备运行参数的标准数据和测试结果发送至所述全域采集数据虚拟化管理模块。

6.根据权利要求4所述的一种装备测试系统，其特征在于，所述试验测试集成模块还包括：

数据量监测单元；

所述数据量监测单元与控制单元和多个所述线程连接；

所述数据量监测单元用于获取多个所述线程处待传输的数据包数量；

所述控制单元用于根据待传输的数据包数量调整触发信号的生成频率。

7.根据权利要求6所述的一种装备测试系统，其特征在于，所述试验测试集成模块还包括：

报警单元；

所述报警单元与所述控制单元连接；所述报警单元用于在待传输的数据包数量大于待传输数据包数量阈值时报警。

8.根据权利要求7所述的一种装备测试系统，其特征在于，所述试验测试集成模块还包括：

显示单元；

所述显示单元用于显示测试结果、报警信息和每个所述线程处待传输的数据包数量。

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