22314字硕士毕业论文软件工程硕士论文选例:遥测设备测试仪软件系统实现研究。

介绍

1.1研究背景和意义

导弹的发展过程复杂、困难且要求高。通常，遥测设备用于地面测试。遥测设备的质量将直接影响导弹性能的评估。为了全面测试遥测设备的性能，研制了遥测设备测试仪。测试仪可以向遥测设备发送各种命令和控制信号，模拟并输出导弹上的信号给遥测设备，恢复遥测设备的测试数据，对数据进行处理和分析，从而判断遥测设备能否正确测试导弹性能参数。本文设计的遥测设备测试仪软件是测试仪的控制和分析处理部分，相当于流行的“虚拟仪器”的软件部分。

遥测设备的测试只有在该软件的正确控制下才能成功完成，从测试中获得的数据也必须由该软件接收和处理，并且必须进行正确的分析以获得准确的测试结果。因此，该测试仪软件在遥测设备测试系统中起着关键作用，特别是在测试参数复杂多样的测试系统中，所设计的软件系统可以大大提高测试性能和效率，具有很高的研究价值[1]。综上所述，研究基于虚拟仪器技术开放框架的遥测设备测试仪软件系统，对于提高遥测设备测试技术水平，更好地完成导弹研制过程中的地面测试任务具有重要意义。

1.2国内外研究现状

传统测试有许多缺陷。首先，仪器、示波器等传统测试仪器存在功能固定、成本高的缺点，无法满足越来越多类型测试参数的现状。如果每次都为某个测试需求制作测试仪器，不仅浪费资源，而且经常重复同样的工作。其次，数据处理方法。传统的测试方法是打开设备，在测试周期结束后取出存储介质中的测试数据，然后使用数据分析软件对数据进行分析。这种方法无法实现在线状态监控，处理[2]非常麻烦。另一个是测试结果。在传统的测试中，在对固体数据进行处理和分析后，手工对分析结果进行总结和排序，并编写测试结果报告。这种方法费时费力，容易出错，效果不佳。

在过去20年左右的时间里，PC机的性能得到了极大的提高，硬盘、显示器和总线的带宽不断优化，应用软件功能和各种软件技术得到了突飞猛进的发展，计算机的数据存储和数据处理能力变得更加强大[3]。为了将PC机的性能优势应用到测试中，人们提出将测试的控制和数据分析处理功能从传统的硬件电路板转移到计算机上，即利用测试软件完成测试。这种测试软件在控制和测试方面更加人性化，可以快速复制和移植。此外，软件功能和界面可以定制，使设计更加灵活多变，大大提高了测试系统的集成度、自动化和智能化。近年来热门的“虚拟仪器”就是这一理念的具体体现，即测试仪系统分为硬件和软件两部分。软件控制硬件测试和获取测试数据，然后软件对测试数据进行处理和分析，并做出测试结论和报告。因此，对测试系统软件的研究逐渐受到国内外[4]的广泛关注。

“虚拟仪器”和传统仪器的区别是“虚拟”一词。“虚拟”是指测试仪的操作界面是运行在计算机上的数字界面，控制和数据处理功能由图形控件和程序代码完成。现代计算机在软件和硬件方面都取得了快速进步。例如，跑步速度不断提高。采用了分布式数据处理方法、图形软件界面和强大的网络功能。这些改进也成为测试控制软件[5]快速发展的驱动力。与传统测试仪器相比，“虚拟仪器”结合了计算机的这些先进技术，具有高性价比，逐渐成为测控领域测试仪器发展的主流。美国NI(国家仪器)公司于1986年首次提出“虚拟仪器”，随后迅速引入专门的应用环境LabWindows/CVI和LabView来开发测控软件。这些专业软件开发环境的不断升级使得软件开发变得更加容易，推动了测控软件的开发，大大降低了开发人员的工作难度和开发周期。这些软件为用户提供各种可视化图形控件，帮助设计者构建界面。它还有各种各样的函数库来促进代码开发。它还支持多种高级软件技术，如多线程和线程数据保护，这些技术在测试系统[6]的实时监控和数据采集方面显示出巨大优势。

例如，当收集的数据量大且收集时间长时，传统的编程方法要求软件系统在响应其他用户的操作需求之前等待收集任务的结束，这经常导致用户界面卡住，例如计算机崩溃。这不仅浪费时间，而且限制了系统功能，难以达到多功能和高性能的目的。然而，使用先进的多线程技术很容易解决这个问题。多线程的使用使系统软件能够在收集数据的同时分析和显示数据，为系统工作状态的实时监控提供了便利，节省了测试时间，增强了系统功能，因此将广泛应用于测试系统[7】。

此外，各种高性能、低成本模数转换器的不断出现，以及各类传感器精度的不断提高，为测试系统的性能升级带来了动力。利用这些批量生产的芯片设计高精度测量前端组件，可测量信号多样化，测量精度越来越高[8]。由高精度信号采集硬件和高性能控制及数据处理软件组成的测试系统已经成为人们进行各种测试的首选。

2测试仪软件系统设计

2.1测试软件开发平台................5

2.2测试软件的顶层设计................5

2.3测试仪的软件模块设计..............................8

3测试仪的软件功能实现及关键技术

3.1软件功能的设计与实现..............................25

3.2软件系统的关键技术...................32

4测试仪软件功能测试和结果分析4.1测试仪软件测试系统...................45

4.2测试方法和结果确定...................46

4.3测试软件上述功能的测试和结果............................47

结论

本文研究遥测设备测试仪软件系统的设计与实现。软件以模块化为思想，贯穿整个设计过程，将系统的所有功能分为总线自检和设备自检两个自检模块，电源监控和数字量七个功能模块，共十个智能测试模块。两个自检模块在开始测试前测试系统的通信功能和硬件的基本性能，并在出错时帮助系统找到大致错误的方向；这七个功能模块是测试仪测试功能的具体内容，监控测试仪的电源状态，实现命令控制、数字信号控制、数据采集、处理、分析等具体功能。智能测试模块(intelligent test module)是一个综合模块，它集成了除电源监控模块之外的六个功能模块的功能，用程序控制测试过程和顺序，完成六个模块的测试功能，测试完成后自动生成测试结果的分析报告，从而减少测试人员的工作量，使测试更加自动化和智能化。

本文研究了测试仪软件的各种功能，如参数绑定、数据采集、USB串口通信等，并详细阐述了各功能的设计思想和实现过程。然后，详细讨论了多线程、线程安全保护和动态链接库等实现这些功能的关键软件技术，并给出了应用中的注意事项。

参考

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金玉红。弹载计算机测试系统通用软件平台的设计。上海:同济大学软件学院，2007

乔·梁健。虚拟仪器的现状及应用前景[。信息技术，2001，17(3):315-324

童长虹。虚拟仪器的发展与应用[。信息技术，2005，34(2):26-27

[5]塔纳托帕尔。引用该论文[。春季科学与商业媒体，2008，32:409-421

聂震。[煤矿救援机器人环境信息检测与处理系统研究。Xi安:西安科技大学，2009

[7]王拙吉森。基于虚拟仪器的液压爆破试验台测控系统设计。CECNet 2011，第1卷

刘李越。虚拟仪器在测控系统及其接口中的应用[。华东交通大学学报，2004，21(2):80-84

方孝义。在开发通用串行总线接口数据采集器中的应用[[]。常州工学院学报，2010，23(1):28-31

方孝义。基于USB2.0和虚拟仪器[开发的数据采集器。江苏:江苏大学电气工程，2008