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网络化测试系统及实时性研究

李凤保  
【摘要】:随着科学技术的现代化和工农业生产的规模化发展,以及计算机技术、网络技术与通信技术的高速发展与广泛应用,出现了将自动测试技术、计算机技术和通信技术相结合的分布式自动测试系统。分布式自动测试系统实现了测试的现场化、远程化、网络化,"网络就是仪器"概括了测试和仪器的网络化发展的趋势。网络化测试使测试跨越了空间的局限,与传统仪器和测试系统相比,是一个巨大的飞跃。网络化测试技术的内容非常广泛,本文主要从网络化测试系统的模型、实时性和组建技术三个方面进行了系统、深入的研究。 本文首先论证了网络化测试系统的体系结构,设计了扩展性好、结构灵活、可互操作的分级分层系统模型,探讨了网络中不同类型测量节点同级兼容和测控网与信息网的无缝连接;提出了基于CORBA/JAVA的WWW网络平台和基于CORBA/Java的对象Web技术的数据库管理系统。 本文对系统的实时性进行了深入的研究。首先对标准以太网的CSMA/CD协议建模,进行以太网性能分析,特别是网络时延分析和实时性测试实验,来论证以太网用于网络化测试的可行性,以及分析存在的问题,并提出解决方法。然后分析了Internet的网络传输时效性,采用时延优化的两种主要措施:容量配置优化和路由选择优化减少了整个测控系统的平均传输时延。提出了进行1:1的网络性能评测的评价模型、测量方法和评价算法;并介绍了基于网络协议的实时多媒体服务技术;还研究加强系统的时钟实时性的同步技术(硬件同步技术和软件同步技术)。 本文研究了网络化测试系统的组建技术。首先研究了网络化底层智能现场设备——网络化仪器和网络化传感器的体系结构和基本软硬件。讨论了基于嵌入式IP和IEEE1451.2两种标准的有线网络化传感器、基于IEEE1451.2和蓝牙协议的无线网络化传感器、嵌入式网络化测试仪器和基于计算机的网络化测试仪器(虚拟仪器)。底层智能现场设备的网络化是系统开放性、通用性、互换性、实时性和可靠性的基本保证。其次,讨论了网络化测试系统的可靠性和故障诊断技术。提出了基于物理冗余和最小 WP=6 平方残差分析的解析冗余进行传感器故障诊断方法,并进行对比实验;采用概率分布式故障诊断的算法对局域网络的故障进行诊断。最后通过三个应用系统实例(基于CORBA/JAVA的网络化测试系统、基于多媒体网络的请求式测量系统和某武器装备的测控系统),来说明如何运用网络化测试技术组建网络化测试系统,展示网络化测试技术在军民用领域具有广阔的应用前景。


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