計算機網絡自動檢測控制系統軟件開發設計探索論文

摘要：計算機網絡自動檢測控制系統的設計首先應該對其總體方案進行規劃，搭建好硬件平臺，選擇C/S的通信模式，再設計出系統工作的流程，並根據流程對系統功能模組劃分爲基於服務器平臺的系統管理模組、分析診斷模組和網絡通信模組，以及基於客戶端平臺的網絡通信模組、檢測資源模組和檢測執行模組。最後再對計算機網絡自動控制系統軟件程度的數據庫、組件之間的通信、服務器和客戶端程序分別進行設計。

關鍵詞：自動檢測控制系統；軟件開發；C/S模型

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）26-0034-02

計算機網絡自動檢測控制系統是計算機網絡通信技術與虛擬儀器技術發展的必然趨勢，因此有必要對其開發設計，特別是系統軟件的開發設計進行深入研究。

1 計算機網絡自動檢測控制系統的總體方案

1.1 總體結構

計算機網絡自動檢測控制系統軟件開發，首先需要對其總體方案的進行規劃設計。在此，其總體結構採用圖一的組網方式，透過就不同地區的檢測設備用戶端採集其所在的單元對象的相關數據，相關數據透過計算機網絡傳遞給服務器，再由服務器對用戶數據資訊進行分析處理後傳遞給相關用戶。

系統在自動檢測的過程中，需要整個自動檢測控制系統協同工作，設備用戶端負責用戶接口處理，同時控制對應檢測單元；系統實現檢測功能的關鍵環節就是檢測單元，它透過相關接口與被檢測單元先連，以此來採集輸入信號，並輸出激勵信號；檢測控制系統的核心是服務器端，它需要對用戶端收集到的客戶資訊進行分析處理，並將結果返回給客戶端；連接客戶端與服務器端的是計算機網絡通信，這就需要二者支援同一網絡協議，確保在整個網絡中能進行通信；計算機網絡自動檢測控制系統中還有一個重要的組成部分就是數據庫，它用戶儲存用戶資訊、設備資訊及檢測記錄等，由服務器來進行相關數據的讀寫工作。

1.2 硬件平臺

設計好整個系統結構之後，就要搭建相應的硬件平臺。根據上述的結構及性能要求，硬件平臺包括五個部分：開關係統、檢測控制器、檢測總線、檢測儀器資源和信號接口裝置。當前，基於PXI和VXI的總線檢測系統的檢測範圍和檢測能力都得到了很大的拓展。因此，在硬件選擇上通常採用基於PXI總線的NI模組集成的機箱檢測設備作爲主體平臺，再基於該主體平臺設計出對應的公共接口裝置、接口適配器、測試探筆和探針、UUT即可。

1.3 通信模式

在通信模式的選擇上，選擇當前最爲常見的C/S模式。在C/S通信模式當中，不同的計算機可以執行不同的功能，實現不同的用戶與服務器角色，從而透過服務器爲客戶端的虛擬儀器應用進程提供服務。

2 系統軟工作流程及其功能模組分析

2.1 系統軟件工作流程的分析

計算機網絡自動檢測控制系統對軟件設計的基本要求是安全、可靠、有效、開放、實時和可維護。其軟件的具體工作流程爲：第一步，客戶端用戶登入測試體系統；第二步用戶驗證後啓動並請求?接遠程服務器；第三步，遠程服務器連接成功後，用戶即登入成功；第四步，用戶完成被測試對象與測試設備的對應接口連接；第五步，用戶配置檢測激勵信號控制系統執行相關的檢測操作；第六步，系統自動將檢測數據透過已經連接的網絡通道傳送給遠程服務器；第七步，遠程服務器調用檢測診斷程序對檢測數據進行分析處理；第八步，遠程服務器向客戶端返回已經做好的數據處理結果；最後，客戶端顯示出檢測的診斷結果。該工作流程涉及的主要部分爲遠程服務器、檢測用戶端和檢測設備，其所需的功能模組包括服務器的運算模組、客戶端的檢測模組和實現客戶端與服務器之間的網絡通信模組。

2.2 系統軟件功能模組分析

根據計算機網絡自動檢測控制系統的功能需求情況，可以將軟件功能模組劃分爲基於服務器平臺的系統管理模組、分析診斷模組和網絡通信模組，以及基於客戶端平臺的網絡通信模組、檢測資源模組和檢測執行模組幾個部分。

1） 系統管理模組

系統管理模組包括設備管理、操作管理、操作人員管理、檢測任務管理和檢測診斷程序管理五個部分。設備管理的功能爲對設備用戶端的配置狀況進行記錄，當變更和刪除廢除客戶端資訊；操作管理的具體功能爲接收、分析和診斷用戶的遠程登入請求命令，並調用相關的程序執行對應的請求命令；操作人員管理的功能是管理系統操作人員的相關資訊；檢測任務管理的功能是對每項分析診斷結果和檢測記錄進行管理，同時完成相關資訊在數據庫中的儲存；檢測診斷程序管理的功能爲對檢測分析診斷程序進行管理。

2） 分析診斷模組

分析診斷模組的主要功能是對客戶端存在的故障提供在線支援診斷服務，幫助實現檢測控制系統的故障定位與隔離，還可以提供對應的專家系統支援功能。

3） 網絡通信模組

網絡通信模組包括網絡通信的連接和數據的發送與接收三個部分。通信連接服務器與客戶端之間數據傳送提供通信通道。數據分析與接收除了要具備數據傳輸的作用，還要建立緩衝區，數據接收時將用戶端傳送的數據放入對應的緩衝區以等待分析處理；數據發送時，則將緩衝區中的數據發送到用戶端中。

4） 檢測資源模組

檢測資源模組透過適配器的模組檔案來儲存適配器的描述和資訊。用戶能夠對配置模型檔案、適配器檔案和器件配置檔案進行修改，同時處理適配器模型檔案，綜合適配器模型中的檔案資訊，連接數據庫，從而完成計算機網絡自動檢測控制系統的校驗與檢測工作。

5） 檢測執行模組

檢測執行模組包括檢測控制和激勵信號配置兩個部分。檢測控制負責各檢測系統及其資源的控制，藉助於輸入的激勵信號採集的輸出響應信號來完成相關檢測任務。激勵信號配置的功能則是在軟件平臺當中根據檢測任務對配置檢測設備的激勵信號。endprint

3 計算機網絡自動檢測控制系統的軟件設計

3.1 數據庫設計

計算機網絡自動檢測控制系統中一個重要組成部分就是數據庫，因此對檢測控制系統設計中數據庫設計是非常重要的。對此可以採用數據庫VItest管理檢測控制資訊。當中包括的資訊表格包括設備資訊表、用戶資訊表和服務程序列表。如用戶資訊表應該包含用戶標識ID、用戶名、密碼、註冊時間、真實姓名和用戶類型六個字段。系統需要維護用戶登入退出和增減用戶等資訊。

3.2 組件之間的'通信實現設計

系統組件之間的通信可以採用DSTP協議來完成，它支援多種數據傳輸協議，因此可以根據不同的URL來按段不同的協議。數據收發通信是相互獨立，因此可以只分析某一個數據項的設計。

3.3 服務器設計

服務器程序的設計包括多線程的設計與實現。在計算機網絡自動檢測控制系統中可能面臨同時處理多個用戶的請求，因此需要採用併發處理的方式來解決多任務的工作方式，併發處理比循環處理的執行效率更高，響應速度更快。VI服務器利用併發處理方式可以同時實現設備管理和用戶管理等功能，其主要的線程包括處理用戶請求線程、服務程序管理線程、設備管理線程、連接用戶客戶端、初始化VI服務器。線程之間透過內存交換參數來完成通訊，多線程間的同步工作則由事件觸發來控制實現。

多線程的實現需要完成四個功能：初始化系統；建立通信連接，等待登入；驗證用戶身份；根據請求分配對應的處理線程。

3.4 客戶端設計

根據檢測控制系統的功能特點及需求情況，客戶的程序採用多線程技術的方式來進行設計。它能夠確保不同的激勵信號的同時輸入、採集及完成數據通信。客戶端程序的工作流程爲：用戶登入→身份驗證→系統控制介面→選擇對應的程序（包括用戶管理、遠程連接、信號採集、模擬輸入、模擬輸出、信號配置和結果發佈）。在面板設計上，可以利用多面板的人機介面，這樣可以確保操作介面的簡潔方便。同時各功能VI的動態載入則採用LabVIEW的SubPanel方法?點，這樣可以降低系統的內存佔用，從而提高整個系統的執行效率。

客戶端程序主要包括激勵信號配置VI模組、響應信號採集VI模組、用戶登入VI模組和用戶管理VI模組四個模組設計。激勵信號配置VI模組採用條件結構和事件結構的程度設計，用戶能夠透過系統的信號配置面板來修改激勵信號的相關參數；響應信號採集VI模組透過電流電壓測量程序、模擬信號測量程序、動態數據採集程序和信號採集程度五個模組分別對靜態數據進行採集，這五個模組程序之間相互獨立；用戶登入VI模組是獨立功能的一個模組，它將資訊儲存在數據庫當中，只要訪問用戶資訊數據庫就能完成對用戶身份的驗證，如果驗證值爲真，則可以登入啓動系統；用戶管理VI模組採用的條件結構的程序設計，主要用於增加用戶、刪除用戶、密碼修改等用戶資訊的管理。

4 結束語

計算機網絡自動檢測控制系統的設計首先應該對其總體方案進行規劃，搭建好硬件平臺，選擇C/S的通信模式，再設計出系統工作的流程，並根據流程對系統功能模組劃分爲基於服務器平臺的系統管理模組、分析診斷模組和網絡通信模組，以及基於客戶端平臺的網絡通信模組、檢測資源模組和檢測執行模組。最後再對計算機網絡自動控制系統軟件程度的數據庫、組件之間的通信、服務器和客戶端程序分別進行設計，檢測控制系統在設計完成後還需要對其進行測量，通常可以採用波形檔案的測量方式來進行。

參考文獻：

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