何波玲　張志春　徐坤

摘要：為解決硬件檢測軟件工具的重復(fù)開發(fā)和界面友好問題，提出一種可復(fù)用、圖形化的硬件狀態(tài)檢測軟件工具。該檢測工具具有與硬件控制系統(tǒng)一致的圖形化界面，易于操作。通過界面導(dǎo)航配置文件，隔離軟件界面差異，自動(dòng)生成圖形化用戶界面；通過硬件配置文件，隔離硬件差異，自動(dòng)識(shí)別硬件控制量；通過通信適配動(dòng)態(tài)鏈接庫和通信端口配置文件，自動(dòng)完成硬件數(shù)據(jù)通信。通過提供這些外部配置，無需編寫任何程序，即可自動(dòng)生成對應(yīng)硬件系統(tǒng)的檢測工具。

關(guān)鍵詞：硬件控制系統(tǒng)；硬件檢測工具；可復(fù)用軟件；圖形化

DOIDOI：10.11907/rjdk.151072

中圖分類號(hào)：TP3-0

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：16727800（2015）006002802

基金項(xiàng)目基金項(xiàng)目：

作者簡介作者簡介：何波玲（1965-），女，吉林長春人，長春金融高等?？茖W(xué)校計(jì)算機(jī)系副教授，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)軟件；張志春（1963-），男，吉林松原人，空軍航空大學(xué)軍事仿真技術(shù)研究所高級工程師，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)仿真、軟件工程、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

0 引言

許多硬件控制系統(tǒng)需要提供配套的檢測工具。檢測工具為計(jì)算機(jī)程序，用于對硬件狀態(tài)進(jìn)行檢測，確定硬件是否存在故障、精度是否需要校準(zhǔn)。硬件控制系統(tǒng)包括飛機(jī)仿真系統(tǒng)的座艙、電站仿真系統(tǒng)的控制室面板、艦船仿真系統(tǒng)的駕駛室等[13]。顯然，硬件控制系統(tǒng)不同，硬件控制量則不同，檢測工具的界面、控制功能都會(huì)不同。對于不同的硬件控制系統(tǒng)，需要重復(fù)開發(fā)檢測工具。為解決重復(fù)開發(fā)問題，本文提出一個(gè)可復(fù)用、圖形化的檢測工具，核心問題是解決重復(fù)開發(fā)和用戶界面友好問題。

1 檢測原理及檢測工具結(jié)構(gòu)

圖1是硬件控制系統(tǒng)和檢測工具的結(jié)構(gòu)關(guān)系圖。

硬件控制系統(tǒng)包括設(shè)備管理程序及其控制的所有設(shè)備（設(shè)備群）[4]。所有設(shè)備信息匯總于設(shè)備管理程序。硬件控制量類型分為4種：①類似表針這樣連續(xù)變化的輸出量叫模出量；②類似指示燈這樣離散變化的輸出量叫開出量；③類似駕駛桿、油門這樣連續(xù)變化的輸入量叫模入量；④類似開關(guān)這樣離散變化的輸入量叫開入量。

檢測工具通常運(yùn)行于便攜計(jì)算機(jī)，通過UDP協(xié)議[5]與設(shè)備管理程序通信。檢測工具的使用方法：當(dāng)人操作硬件控制系統(tǒng)的模入量、開入量時(shí)，狀態(tài)檢測軟件工具的用戶界面需要顯示對應(yīng)的數(shù)值、狀態(tài)，若顯示的數(shù)值、狀態(tài)與硬件狀態(tài)一致，則硬件正常，否則視為故障；當(dāng)輸入模硬件控制系統(tǒng)模出量、開出量的數(shù)值、狀態(tài)時(shí)，硬件控制系統(tǒng)的相應(yīng)硬件應(yīng)作出正確響應(yīng)，否則視為故障。

檢測工具包括檢測程序、一組外部配置文件、一個(gè)通信適配動(dòng)態(tài)庫。

外部配置文件存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)硬盤上，包括界面導(dǎo)航配置文件、模入量配置文件、開入量配置文件、模出量配置文件、開出量配置文件、通信端口配置文件。界面導(dǎo)航配置文件定義用戶界面及界面導(dǎo)航關(guān)系；模入量配置文件定義模入量在用戶界面上的顯示區(qū)域；開入量配置文件定義開入量圖片在界面上的顯示區(qū)域、狀態(tài)圖片與開關(guān)量狀態(tài)的對應(yīng)關(guān)系；模出量配置文件定義模出量的鼠標(biāo)選擇范圍、正常范圍和單位；開出量配置文件定義開出量在其所在用戶界面上的狀態(tài)鼠標(biāo)選擇區(qū)域、狀態(tài)圖片顯示區(qū)域、狀態(tài)圖片與狀態(tài)的對應(yīng)關(guān)系；通信端口配置文件定義遠(yuǎn)程設(shè)備管理程序的檢測端口。

通信適配動(dòng)態(tài)庫用于設(shè)備管理程序和檢測工具數(shù)據(jù)格式之間的轉(zhuǎn)換。

檢測程序?yàn)橹骺爻绦?，以外部配置文件和通信適配動(dòng)態(tài)庫為運(yùn)行基礎(chǔ)；檢測程序根據(jù)界面導(dǎo)航配置文件確定用戶界面的導(dǎo)航；根據(jù)模入量配置文件、開入量配置文件、模出量配置文件、開出量配置文件確定檢測的是哪一個(gè)硬件控制量、操作檢測的界面方式以及檢測信息的顯示方式；根據(jù)通信端口配置文件識(shí)別設(shè)備管理程序。

2 外部配置文件

2.1 界面導(dǎo)航配置文件

界面導(dǎo)航配置文件用于定義在線檢測器用戶界面之間的切換關(guān)系，其內(nèi)容定義格式如下：

3 檢測程序算法

（1）執(zhí)行初始化操作，具體包括：解析模入量配置文件，在內(nèi)存建立模入量配置；解析開入量配置文件，在內(nèi)存開入量配置；解析模出量配置文件，在內(nèi)存建立模出量配置；解析開出量配置文件，在內(nèi)存建立開出量配置；解析界面導(dǎo)航配置文件，在內(nèi)存建立界面導(dǎo)航配置；解析通信端口配置文件，在內(nèi)存建立遠(yuǎn)程UDP端口；創(chuàng)建本地UDP端口；加載通信適配動(dòng)態(tài)鏈接庫[6]。

（2）從本地UDP端口接收設(shè)備管理程序數(shù)據(jù)，調(diào)用適配動(dòng)態(tài)鏈接庫接口，將設(shè)備管理程序數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換為檢測工具數(shù)據(jù)格式，并根據(jù)模入量、開入量配置中的顯示配置，顯示模入量、開入量的當(dāng)前值。

（3）根據(jù)界面導(dǎo)航配置確定導(dǎo)航目標(biāo)，若導(dǎo)航目標(biāo)是用戶界面，則轉(zhuǎn)入相應(yīng)用戶界面。

（4）根據(jù)模出量配置，若選中某個(gè)模出量，則界面進(jìn)入該模出量控制界面，用戶可輸入控制數(shù)據(jù)。

（5）根據(jù)開出量配置，若選中某個(gè)開出量的某個(gè)狀態(tài)，則置該開出量為對應(yīng)狀態(tài)，并更新界面顯示該狀態(tài)信息。

（6）調(diào)用適配動(dòng)態(tài)鏈接庫接口，將檢測工具數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換為設(shè)備管理程序數(shù)據(jù)格式，通過本地UDP端口向遠(yuǎn)程UDP端口發(fā)送數(shù)據(jù)，設(shè)備管理程序收到數(shù)據(jù)后，對設(shè)備進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

（7）是否退出檢測？是，結(jié)束；否，轉(zhuǎn)步驟（2）。

4 結(jié)語

本文提出一個(gè)可復(fù)用、圖形化的檢測工具，解決了檢測工具重復(fù)性開發(fā)和界面友好性問題：①具有與硬件控制系統(tǒng)一致的圖形化界面，方便工程維護(hù)人員操作，極大地提高了檢測維護(hù)效率；②通過界面導(dǎo)航配置文件，隔離界面差異，對于新的硬件控制系統(tǒng)，通過提供反映其具體設(shè)備的界面導(dǎo)航配置文件，可以很快地構(gòu)建新系統(tǒng)用戶界面；③通過模入量配置文件、開入量配置文件、模出量配置文件、開出量配置文件，隔離座艙設(shè)備差異；④通過適配動(dòng)態(tài)鏈，隔離硬件控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換格式差異。對于新的硬件控制系統(tǒng)，通過配置這些文件，即可實(shí)現(xiàn)向新的硬件控制系統(tǒng)檢測工具移植，無論對工程開發(fā)效率，還是對硬件控制系統(tǒng)使用后的更新，都是非常高效的。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋云燕.基于面向?qū)ο蠹夹g(shù)的電站仿真支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D＼]. 北京：華北電力大學(xué)，2012.

[2]劉新順 閆建國. VxWorks環(huán)境下無人機(jī)半物理仿真模型機(jī)數(shù)據(jù)通信與采集[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2012，35（1）：79.

[3]徐海，崔連虎，徐光耀. RTX環(huán)境下時(shí)統(tǒng)信息實(shí)時(shí)采集方法研究[J＼].艦船電子工程，2012 （4）：5961.

[4]何波玲，張志春. 嵌入式TCP/IP驅(qū)動(dòng)設(shè)備的可復(fù)用群控驅(qū)動(dòng)引擎[J].軟件導(dǎo)刊，2015，14（1）：79.

[5]MICHAEL J DONAHOO， KENNETH L CALVERT.TCP/IP sockets in C：practical guide for programmers[M＼].Morgan Kaufmann Publishers， San Francisco 2009.

[6]JEFFREY RICHTER， CHRISTOPHE NASARRE. Windows Via C/C++[M＼].Microsoft Press， Washington，2011.

責(zé)任編輯（責(zé)任編輯：杜能鋼）