一種電測試驗系統的制作方法
【專利摘要】本發明的目的在于提供一種電測試驗系統，包括設備通信層、數據持久層、應用層和展示層，設備通信層，用于為系統提供統一末端代理，與所要檢測的設備通信；數據持久層，提供標準設備被檢設備的基礎信息、試驗模板數據、試驗控制數據、試驗過程數據的持久化；應用層，通過試驗控制引擎控制試驗的步驟流、數據流、信號流，以及各種基礎屬性采集、試驗過程模板定制、數據統計分析、報告打印導出；展示層，用以網站界面的形式給用戶提供操作界面。本方法通過建立一套以試驗過程控制為主要業務的電測試驗過程通用表述模型系統來實現各種儀器設備的試驗檢測工作，以實現檢測業務的自動化和信息化，提高工作效率。
【專利說明】 一種電測試驗系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及儀器設備試驗檢測領域，具體來說涉及一種試驗過程控制為主要業務的電測試驗系統。
【背景技術】
[0002]電測所作為核心業務部門擔負著各種儀器設備的試驗檢測工作。由于檢測儀器種類繁多，檢測試驗流程復雜，而且所有的試驗都有人工操作完成，無信息化系統支撐，制約了檢定人員的工作效率，無法保證檢定數據的正確性和安全性。
[0003]存在的問題:
[0004]1.檢測中的標準設備和被檢設備種類多，設備的程控的命令不統一。
[0005]2.不同種類設備的檢測試驗流程各不相同，即使相同類型的設備生廠家不同測試流程也相同。
[0006]3.檢測結果數據是人工填寫的方式來編寫檢定報告，沒有實現信息化統一管理。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在于提供一種電測試驗系統，本方法通過建立一套以試驗過程控制為主要業務的電測試驗過程通用表述模型系統來實現各種儀器設備的試驗檢測工作，以實現檢測業務的自動化和信息化，提高工作效率。
[0008]本發明的目的可通過以下的技術措施來實現:
[0009]一種電測試驗系統，其特征在于包括以下功能層:
[0010]設備通信層，用于為系統提供統一末端代理，與所要檢測的設備通信；
[0011]數據持久層，用于提供標準設備被檢設備的基礎信息、試驗模板數據、試驗控制數據、試驗過程數據的持久化，所述持久化是將內存中的數據模型轉換為存儲模型，以及將存儲模型轉換為內存中的數據模型；所述基礎信息從外部系統導入，所述外部系統為電力科學研究院內部的MIS系統。
[0012]應用層，也稱為業務邏輯層，用于通過試驗控制引擎控制試驗的步驟流、數據流、信號流，以及各種基礎屬性采集、試驗過程模板定制、數據統計分析、報告打印導出等；
[0013]展示層，用于以網站界面的形式給用戶提供操作界面，展示設備臺賬、檢定記錄、試驗過程編輯器、試驗信息實時監控信息、檢定報告動態信息、數據統計信息等；
[0014]設備通信層，在B/S下，客戶端通過對應的控件調用數據接口，完成對試驗設備的操作。
[0015]所述設備通信層具體通過通信協議來實現通信，通信協議包括以下協議中的一種或多種:GPIB、RS32、USB、TCP/IP協議，被檢設備和標準設備支持通信協議就可以與實驗室電腦通信。
[0016]所述試驗控制引擎作為控制試驗進行的主控程序，用于試驗過程的控制。
[0017]所述試驗過程的控制包括試驗流程的控制、設備驅動的解析、試驗數據的處理，試驗安全的控制等。
[0018]所述試驗過程為試驗的組成單位，由步驟流、數據流、信號流及設備行為定義組 成，其通過屬性標識符和屬性標識符樹的數據形式，對試驗過程各要素信息進行結構描述。
[0019]所述步驟流以時間軸為方向，描述試驗過程以步驟為單位在時間軸進行的信息和 要素；一個試驗過程由若干步驟組成，每一步驟完成特定的設備控制或信息處理功能。站 在現階段研究進展來說，現所涉及的步驟為基本元步驟，一個步驟應只完成一種功能動作， 即:復合的系列動作應分解為若干元步驟進行表示。一個步驟中包含由屬性標識符表示的 各類數據信息，這些數據的運用與判斷交由試驗流程主控模塊通過句法方法進行識別、判 斷及執行。
[0020]所述數據流描述各步驟數據之間的關系和聯系，例如:后面步驟需要使用之前步 驟中數據作為參數。；所述數據流的方向通過數據槽為載體表示數據槽是數據組合的容器， 一個數據槽只能放置一個數據組合，一個數據組合只能放置一個數據槽。數據槽的作用主 要用于數據流中數據源和數據目的地信息的承載，數據槽本身可附加屬性標識符標簽。
[0021]所述信號流描述實驗過程中設備間的物理連接順序，設備控制、更改設備的連接， 最終實現檢驗流水化的意圖。
[0022]所述屬性標識符樹是將現實業務信息通過標簽化而形成的以解釋為目的的屬性 化的符號，作為句法方法中的模式基元；屬性標識符樹是根據各屬性標識符之間的層級或 從屬關系組成的結構化的樹形結構。
[0023]所述設備行為定義規范定義該設備的行為，描述設備的特性，主要包括設備基本 信息、設備指令編譯、精準度定義、安全檢查、設備當前狀態功能。
[0024]所述客戶端通過對應的控件為ActiveX控件。
[0025]所述客戶端調用的數據接口為GPIB、RS232、USB或TCP/IP協議的數據接口。
[0026]所述對試驗設備的操作包括尋址、打開、關閉、暫停、讀數據、寫數據。
[0027]GPIB:General-Purpose Interface Bus,國際通用的儀器接口標準。
[0028]RS232:由電子工業協會(Electronic Industries Association, EIA)所制定的異 步傳輸標準接口。
[0029]USB:通用串行總線(Universal Serial Bus),是在1994年底由英特爾、康柏、 IBM、Microsoft等多家公司聯合提出的，是一個外部總線標準，用于規范電腦與外部設備 的連接和通訊。
[0030]TCP/IP:傳輸控制協議 / 因特網互聯協議(Transmission Control Protocol/ Internet Protocol),又名網絡通訊協議,是Internet最基本的協議、Internet國際互聯 網絡的基礎，由網絡層的IP協議和傳輸層的TCP協議組成。TCP/IP定義了電子設備如何連 入因特網，以及數據如何在它們之間傳輸的標準。
[0031]本發明的電測系統對比現有技術，有如下優點:
[0032]1、對檢測中的設備通過通信協議來通信，設備支持通信協議就可以與設備通信。
[0033]2、通過實驗模板預先定義好不同的試驗流程，檢定人員在實驗時連接好設備后選 定對應的實驗模板即可以進行檢定實驗。
[0034]3、檢測結果數據自動記錄并保存，檢定人員在出檢定報告時只需要查看后打印即 可，實現了數據統一管理。【專利附圖】
【附圖說明】
[0035]圖1是本發明的電測試驗系統的總體架構圖；
[0036]圖2是本發明的電測試驗系統的電測試驗流程圖；
[0037]圖3是本發明的電測試驗系統的步驟流示意圖；
[0038]圖4是本發明的電測試驗系統的數據流示意圖；
[0039]圖5是本發明的電測試驗系統采用面向服務的體系結構示意圖；
[0040]圖6是本發明的電測試驗系統采用ActiveX控件調用的示意圖。
【具體實施方式】
[0041]下面結合附圖對本發明的電測試驗系統進行詳細描述，如圖1所示，該系統由下至上包括設備通信層、數據持久層、應用層和展示層:
[0042]設備通信層，用于為系統提供統一末端代理，與所要檢測的設備通信；具體通過通信協議來實現通信，通信協議包括:GPIB、RS32、USB和TCP/IP協議，被檢設備和標準設備支持通信協議就可以與PC機(實驗室電腦)通信。
[0043]數據持久層，提供標準設備被檢設備的基礎信息、試驗模板數據、試驗控制數據、試驗過程數據的持久化，所述持久化是將內存中的數據模型轉換為存儲模型，以及將存儲模型轉換為內存中的數據模型。基礎信息也可以從外部系統導入，如電力科學研究院內部的MIS系統。
[0044]應用層，也稱為業務邏輯層，核心是通過試驗控制引擎控制試驗的步驟流、數據流、信號流，以及各種基礎屬性采集、試驗過程模板定制、數據統計分析、報告打印導出等。
[0045]展示層，用以網站界面的形式給用戶提供操作界面，展示設備臺賬、檢定記錄、試驗過程編輯器、試驗信息實時監控信息、檢定報告動態信息、數據統計信息等。
[0046]所述試驗控制引擎作為控制試驗進行的主控程序，用于試驗流程的控制、設備驅動的解析、試驗數據的處理，試驗安全的控制等，而試驗過程作為試驗的組成單位，由步驟流、數據流、信號流及設備行為定義組成。通過屬性標識符和屬性標識符樹的數據形式，對試驗過程各要素信息進行結構描述。
[0047]步驟流:如圖3所示，以時間軸為方向，描述試驗過程以步驟為單位在時間軸進行的信息和要素。一個試驗過程由若干步驟組成，每一步驟完成特定的設備控制或信息處理功能。站在現階段研究進展來說，現所涉及的步驟為基本元步驟，一個步驟應只完成一種功能動作，即:復合的系列動作應分解為若干元步驟進行表示。一個步驟中包含由屬性標識符表示的各類數據信息，這些數據的運用與判斷交由試驗流程主控模塊通過句法方法進行識另U、判斷及執行。
[0048]數據流:如圖4所示，描述步驟流中各步驟數據之間的關系和聯系，例如:后面步驟需要使用之前步驟中數據作為參數。數據流的方向通過數據槽為載體表示。
[0049]數據槽是數據組合的容器，一個數據槽只能放置一個數據組合，一個數據組合只能放置一個數據槽。數據槽的作用主要用于數據流中數據源和數據目的地信息的承載，數據槽本身可附加屬性標識符標簽。
[0050]信號流:描述實驗過程中設備間的物理連接順序，設備控制、更改設備的連接，最終實現檢驗流水化的意圖。
[0051]屬性標識符樹:標識符是將現實業務信息通過標簽化而形成的以解釋為目的的 屬性化的符號，作為句法方法中的模式基元。屬性標識符樹是根據各屬性標識符之間的層 級或從屬等關系組成的結構化的樹形結構。設備行為定義:規范定義該設備的行為，描述設 備的特性，主要包括設備基本信息、設備指令編譯、精準度定義、安全檢查、設備當前狀態功 倉泛。
[0052]設備通信層:在B/S下，客戶端通過對應的ActiveX控件調用GPIB、RS232、USB和 TCP/IP數據接口，完成對試驗設備的尋址、打開、關閉、暫停、讀數據、寫數據等動作。
[0053]GPIB:General-Purpose Interface Bus,國際通用的儀器接口標準。
[0054]RS232:由電子工業協會(Electronic Industries Association, EIA)所制定的異 步傳輸標準接口。
[0055]USB:通用串行總線(Universal Serial Bus),是在1994年底由英特爾、康柏、 IBM、Microsoft等多家公司聯合提出的，是一個外部總線標準，用于規范電腦與外部設備 的連接和通訊。
[0056]TCP/IP:傳輸控制協議 / 因特網互聯協議(Transmission Control Protocol/ Internet Protocol),又名網絡通訊協議,是Internet最基本的協議、Internet國際互聯 網絡的基礎，由網絡層的IP協議和傳輸層的TCP協議組成。TCP/IP定義了電子設備如何連 入因特網，以及數據如何在它們之間傳輸的標準。
[0057]如圖2所示使用本發明的電測試驗系統的檢測實例:用Fluke5520A (標準設備) 和Fluke8846 (被檢設備)兩臺設備測試在0?10V的量程范圍內交流電壓，檢測IV和5V 兩個點。
[0058]1、編輯實驗模板:選擇標準和被檢設備，設置設備的通信方式(如:RS232、GPIB), 選擇電壓為電測量，選擇交流，填寫量程范圍10V，填寫標準設備輸出的檢測點值IV和5V， 保存實驗模板。
[0059]2、接線:檢定人員手動物理連接標準和被檢設備。
[0060]3、設置設備連接參數:根據物理連接設置與電腦的連接參數(如:RS232有波特 率、數據位、校驗位等)。
[0061]4、開始實驗:自動檢查設備連接及初始化設備(設置設備的量程，通信方式等)，由 電腦自動控制標準設備輸出檢測點值到被檢設備，和從被檢設備讀取檢測結果。當檢測完 成后自動關閉設備連接。處理檢定結果數據后保存到數據中。
[0062]5、查看實驗結果和出檢定報告。
[0063]本發明的電測試驗系統采用以下技術進行系統構建:
[0064]1、基于J2EE軟件體現架構:
[0065]J2EE是一種利用Java2平臺來簡化企業解決方案的開發、部署和管理相關的復雜 問題的體系結構，是一個基于組件的體系結構，定義了一套標準來簡化N層分布式企業應 用程序的開發，它定義了一套標準化的組件，并為這些組件提供了完整的服務。
[0066]結合區域廣泛、并發用戶數量大、業務數據集中處理，以及長期的投資收益情況， 在本系統中采用基于J2EE規范的三層(多層)體系結構進行WEB系統的開發架構。該架構 將表示邏輯、業務邏輯與數據邏輯相分離，使系統的并行操作、網絡計算能力大為提高，系統的整體性能得以優化，并采用先進的軟件分層設計思想，進行基于框架的開發，降低了開發難度和成本，同時降低了組件的耦合度，也極大地增強了軟件的可維護性、可擴展性，滿足了大型管理系統的要求。基于J2EE的分布式計算技術可以實現以下三個目標:
[0067]集成性:集成性主要反映在對應用程序互操作能力的支持上。它要求分布在不同機器平臺和操作系統上、采用不同的語言或者開發工具生成的各類商業應用必須能集成在一起，構成一個統一的計算框架。這一集成框架必須建立在網絡的基礎之上，并且具備對于遺留應用的集成能力；
[0068]可用性:要求所采用的軟件構件技術必須是成熟的技術，相應的產品也必須是成熟的產品，在至關重要的應用中能穩定、安全、可靠地運行。另外，由于數據庫在企業中扮演著重要角色，軟件構件技術應能與數據庫技術緊密集成；
[0069]可擴展性:集成框架必須是可擴展的，能協調不同的設計模式和實現策略，可以根據企業的需求進行裁剪，并能迅速反應市場的變化和技術的發展趨勢。通過保證當前應用的可重用性，最大程度地保護企業的投資。
[0070]2、基于SOA框架設計:
[0071]如圖5 所不,面向服務的體系結構(service-oriented architecture, SOA)是一個組件模型，它將應用程序的不同功能單元(稱為服務)通過這些服務之間定義良好的接口和契約聯系起來。接口是采用中立的方式進行定義的，它獨立于實現服務的硬件平臺、操作系統和編程語言。這使得構建在這樣的系統中的服務可以以一種統一和通用的方式進行交互。基于服務，SOA縮小用戶業務需求與IT支持能力之間的鴻溝，指導IT團隊開發出具有良好移植性、擴展性和兼容性的應用系統。
[0072]SOA不僅僅站在單個信息系統或集成項目的角度，而是更強調站在用戶IT建設全局或行業內信息化建設全局，從而規劃并逐步建成統一的IT系統架構模式，并積累可重復使用的信息系統資源庫，以實現用戶組織內或全行業內的信息資源共享、信息系統協同、新系統的快速構建以及系統對業務變化的快速應變能力。
[0073]SOA架構主要完成兩個方面的功能:完成功能需求，集成服務實現業務流程；并且保證質量需求。
[0074]功能性協議。“傳輸層”實現服務提供者和服務使用者間的交互；“服務通信協議層”定義了請求端與服務端進行通信的協議細則服務描述層”定義服務提供的方法，包括傳遞所需參數和返回值等以及服務的調用辦法；“業務層”則表示實際存在和實現的服務實例；“業務處理層”定義了為滿足業務流程的服務集合；“服務注冊”是一個服務和數據描述的庫，提供者利用它發布服務，而請求者利用它查找需要的服務。
[0075]服務質量協議。“策略控制”定義一組情況和控制策略，在滿足條件時將特定的服務向合法用戶開放；“安全性”協議定義一組用戶身份認證、權限控制的規則；“事務管理層”定義了 一組服務，用于保證結果一致性；“服務管理層”定義了可直接用于服務控制和管理的屬性和方法集合。如下圖:
[0076]通過實現S0A，可以帶來大量好處，包括以下各個方面:
[0077]更高的業務和IT 一致性；
[0078]基于組件的系統；
[0079]松散耦合的組件和系統；[0080]基于網絡的基礎設施，允許分散于各地且采用不同技術的資源協同工作；
[0081]動態構建的按需應用程序；
[0082]更高的代碼重用率；
[0083]更好地標準化整個企業內的流程；
[0084]更易于集中企業控制。
[0085]3、ActiveX 控件:
[0086]Microsoft ActiveX控件是由軟件提供商開發的可重用的軟件組件,是對于一系 列策略性面向對象程序技術和工具的稱呼，如圖6所示，其中主要的技術是組件對象模型 (COM)0使用ActiveX控件，可以很快地在網址、臺式應用程序、以及開發工具中加入特殊的 功能。ActiveX控件一旦被開發出來，設計和開發人員就可以把它當作預裝配組件，用于開 發客戶程序。ActiveX的調用方式如下圖:
[0087]正是由于Java的跨平臺性，使得它限制了對于操作系統的底層操作，ActiveX技 術卻對通過瀏覽器操作硬件設備提供了比較好的支持，因此，利用ActiveX技術調用設備 的串口、GPIB等數據端口，進而完成與硬件的通訊。
[0088]本發明所提供的電測試驗系統設計過程中遵循以下原則:
[0089]1、可擴展性
[0090]本系統將實現電測試驗過程通用表述模型，規范了特定的10種設備的檢測流程， 并且可以對日后新增設備完全兼容的現實需求。
[0091]2、安全性
[0092]試驗過程安全方面，系統做好安全檢查，在編輯模板時，嚴格控制設備的連接順 序、參數范圍，并且系統檢查當試驗參數超出安全范圍時，要做出提示或者緊急暫停等。
[0093]系統安全方面，系統內部數據采用嚴格的權限管理，杜絕任何非法和未授權的數 據訪問；系統外部數據傳輸采用數字加密方式。
[0094]3、高效性
[0095]系統將大大提高電測所的信息化程度，整個試驗過程可以最大化的全自動執行， 并且可將設備管理信息、檢測結果、以及檢測流程用于統計，并進行處理，提高對設備管理 及檢測工作的效率。
[0096]4、性能
[0097]系統保證運行穩定，每周7*24小時不間斷運行，保證100接入點同時訪問時，普通 頁面反應時間在5秒內，數據統計頁面反應時間在10秒鐘內。
[0098]系統提供數據備份和冗余機制，當系統崩潰或故障發生時，能夠盡量避免數據的 丟失，將在最短時間支持系統恢復。
[0099]本發明的實施方式不限于此，在本發明上述基本技術思想前提下，按照本領域的 普通技術知識和慣用手段對本
【發明內容】
所做出其它多種形式的修改、替換或變更，均落在 本發明權利保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種電測試驗系統，其特征在于包括以下功能層: 設備通信層，用于為系統提供統一末端代理，與所要檢測的設備通信，實現在B/S下，客戶端通過對應的控件調用數據接口，完成對試驗設備的操作； 數據持久層，用于提供標準設備被檢設備的基礎信息、試驗模板數據、試驗控制數據、試驗過程數據的持久化，所述持久化是將內存中的數據模型轉換為存儲模型，以及將存儲模型轉換為內存中的數據模型； 應用層，用于通過試驗控制引擎控制試驗的步驟流、數據流、信號流，以及各種基礎屬性采集、試驗過程模板定制、數據統計分析、報告打印導出； 展示層，用于以網站界面的形式給用戶提供操作界面，展示設備臺賬、檢定記錄、試驗過程編輯器、試驗信息實時監控信息、檢定報告動態信息、數據統計信息。
2.根據權利要求1所述的電測試驗系統，其特征在于: 所述設備通信層具體通過通信協議來實現通信，通信協議包括以下協議中的一種或多種:GPIB、RS32、USB、TCP/IP 協議。
3.根據權利要求1所述的電測試驗系統，其特征在于:所述試驗控制引擎作為控制試驗進行的主控程序，用于試驗過程的控制。
4.根據權利要求3所述的電測試驗系統，其特征在于:所述試驗過程的控制包括試驗流程的控制、設備驅動的解析、試驗數據的處理，試驗安全的控制。
5.根據權利要求3所述的電測試驗系統，其特征在于:所述試驗過程為試驗的組成單位，由步驟流、數據流、信號流及設備行為定義組成，其通過屬性標識符和屬性標識符樹的數據形式，對試驗過程各要素信息進行結構描述。
6.根據權利要求5所述的電測試驗系統，其特征在于:所述步驟流以時間軸為方向，描述試驗過程以步驟為單位在時間軸進行的信息和要素；一個試驗過程由若干步驟組成，每一步驟完成特定的設備控制或信息處理功能。
7.根據權利要求5所述的電測試驗系統，其特征在于:所述數據流描述各步驟數據之間的關系和聯系；所述數據流的方向通過數據槽為載體表示數據槽是數據組合的容器，一個數據槽只能放置一個數據組合，一個數據組合只能放置一個數據槽。
8.根據權利要求5所述的電測試驗系統，其特征在于:所述信號流描述實驗過程中設備間的物理連接順序，設備控制、更改設備的連接，最終實現檢驗流水化的意圖。
9.根據權利要求5所述的電測試驗系統，其特征在于:所述屬性標識符是將現實業務信息通過標簽化而形成的以解釋為目的的屬性化的符號，作為句法方法中的模式基元；屬性標識符樹是根據各屬性標識符之間的層級或從屬關系組成的結構化的樹形結構。
10.根據權利要求5所述的電測試驗系統，其特征在于:所述設備行為定義規范定義該設備的行為，描述設備的特性，包括設備基本信息、設備指令編譯、精準度定義、安全檢查、設備當前狀態功能。
【文檔編號】G01R35/00GK103592612SQ201310487793
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年10月17日 優先權日:2013年10月17日
【發明者】祁舒喆, 明建成, 郭廣軍, 林永忠, 沈洛平 申請人:廣東電網公司電力科學研究院