自动测试系统中的智能结构
现代检测系统
第二类：并行口式虚拟仪器
最新发展的一系列可连接到计算机并行口的测试装置， 它们把仪器硬件集成在一个采集盒内。仪器软件装在计算 机上，通常可以完成各种测量测试仪器的功能，可以组成 数字存储示波器、频谱分析仪、逻缉分析仪、任意波形发 生器、频率计、数字万用表、功率计、程控稳压电源、数 据记录仪、数据采集器。它们的最大好处是可以与笔记本 计算机相连，方便野外作业，又可与台式PC机相连，实现 台式和便携式两用，非常方便。由于其价格低廉、用途广 泛，特别适合于研发部门和各种教学实验室应用。
1． 虚拟仪器的内部功能 测量仪器的内部功能可划分为：输入信号的测量、转换、数 据分析处理及测量结果的显示四个部分。虚拟仪器也不例外， 但是实现上述功能的方式不同，下面按三个部分来叙述。 （1）信号采集与控制功能 虚拟仪器是由计算机和仪器硬件组成的硬件平台，实现对信 号的采集、测量/转换与控制的。硬件平台由两部分组成： 1、计算机可以是笔记本计算机、PC机或工作站； 2、仪器硬件：可以是插入式数据采集板（含信号调理电路、A ／D转换器、数字 I／O、定时器、D／A转换器等），或者是 带标准总线接口的仪器，如 GPIB仪器、VXI仪器、RS－232仪 器等)。
虚拟仪器的分类:
从技术发展的角度来看，虚拟仪器走的是两 条技术路线： 一条是向高速、高精度、大型自动测试设备 （ATE）方向发展，即GPIB（1975） →VXI（1987）→PXI（1997）的发展路线； 另一条是向高性能、低成本、普及型系统方 向发展，即PC插卡（1987）→并口式 （1995）→串口USB（1999）的技术路线。
虚拟仪器
开发和维护费用低
技术是更新周期短 （0.5~1年） 软件是关键 价格低
传统仪器
开发和维护费用高
测试系统由哪些环节组成
1. 现代机械产品和信息化有何关系？机械产品的灵魂是测试系统，测试系统需要信息化的支持，信息化的两个特点是：一、网络化：协同手段、资源共享协同设计和制造、远程设计与制造、并行设计和制造。
二、数字化：信息化的核心。
在制造领域，它表现在：数字工厂、数字制造、数字装备等，同时，它又能大大提高设备的精确度。
2. 测试系统由哪些环节组成？测试系统包括传感器、信号调理、数据采集、数据处理、显示。
3. 周期信号谱和非周期信号谱有何异同？相同点：都是通过对时域信号进行傅里叶变换得到的，其幅值谱和相位谱的物理意义是一样的。
都是在无限的频带上作傅里叶展开。
不同点：周期信号非周期信号周期T T→∞圆频率ω0＝2Л/T ω0 →dω△ω无穷小谱线k.ω0 k.ω0 →ω连续4. 信号量化存在哪些误差？如何减少幅值误差？（1）幅值误差、失真、能量泄露。
（2）1.增大量化时分度的区间个数2.使区间取值接近信号的峰值3.增加A/D的采样位数。
5. 频谱混叠的原因是什么？如何实施抗混叠滤波？（1）折叠频率小于最高分析频率的采集而产生混频，欠采样产生频谱混叠（2）采集前滤去大于fd的，频率——抗混叠滤波，低通滤波频率为0—fd6. 何谓FFT？它主要解决什么问题？（1）FFT，即快速傅氏变换，是离散傅氏变换的快速算法，它是根据离散傅氏变换的奇、偶、虚、实等特性，对离散傅立叶变换的算法进行改进获得的。
（2）离散傅里叶变换（DFT）由于计算量太大，利用一般的计算机计算时需要耗费大量时间，满足不了一般系统的实时性要求。
FFT主要解决的问题是利用快速的算法来实现对信号的傅里叶变换，大大减少了傅里叶变换的计算量。
7. 什么是不失真测试？要满足什么条件？输入输出在时间轴上的的宽度相等，对应高度成比例，只是滞后一个位置t0，或者输入信号的个频率分量通过装置，均应被放大相同的倍数A08. 测试系统主要的静、动态参数包括哪些？静态参数：灵敏度、测量范围、精度、线性度等。
智能仪器的组成及特点PPT课件
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双金属温度计
双金属温度计
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电磁流量计
1151型压力变送器
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UL型阻移式物位计
位移变送器： 输出4~20mA、0~5V或 0~10V、0~±5V的标准 电信号
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轮辐式称重传感器：适用于平台秤、 汽车衡、轨道衡及料仓物位测量与控 制。
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⑵、基于独立仪器总线的仪器系统
独立的仪器总线是由各生产厂家自行定义而无统一标准，使用户在组建个人仪 器系统时难以在不同厂家生产的仪器插卡中进行选配，妨碍了个人仪器的推广和 发展。
⑶、基于统一标准的VXI总线仪器系统
1987年HP和泰克等五家仪器公司在经过一段扎实工作之后，联合提出适合于个 人仪器系统标准化的接口总线标准VXI规范，并为世界各厂家所接受。
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1.2 智能仪器及测试系统的发展
模拟 仪器
数字 仪器
卡式仪器 及系统
智能仪器与 自动测试系统
虚拟仪器 及系统
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一、 独立式智能仪器及自动测试系统
1、独立式智能仪器
独立式智能仪器简称智能仪器，即前述的自身带有微处理器和GP–IB接口的 独立式智能仪器在结构上自成一体，因而使用灵活方便，并且仪器的技术性 能可以做得很高。这类仪器在技术上已经比较成熟，正在或已经成为当前电子实 验室的主流仪器模式。 目前，大多数传统的电子仪器已有相应换代的智能仪器产品，我国科研院所 使用的电子仪器正在进行着用智能仪器逐步取代相应传统仪器的工作。
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2、自动测试系统
从计算机系统结构的角度看，自动测试系统是一个分布式多微机系统，系统内 的各智能仪器在任务一级并行工作，它们各自具备完备的硬件和软件，因而能相对 独立地工作，它们之间通过外部总线松散耦合，相互间也可通信。
自动测试系统
通过修改软件进行增减 基于计算机开放系统 较方便、快 相对快 受限于A/D或D/A的速度 大多为测控系统 价格较低且可重复利用
使虚拟仪器不仅是图9.9这种一般结构形式。归纳起来当前虚 拟仪器的构成方式主要有七种类型，如图所示。
信号调理 GPIB接口仪器 数据采集卡 GPIB接口卡
VXI仪器 测控对象 PXI仪器 串口（USB、RS232、 单总线）仪器 现场总线仪器（或设备） PC机/工作站 LabVIEW LabWindows/CVI 其它软件开发平台
测试模块 或信号源 图9.7 智能仪器的硬件结构
9.3 虚拟仪器（仪器融入计算机） 9.3.1 虚拟仪器的基本概念和特点
虚拟仪器通俗的定义：就是在通用计算机上加上一组软件和少 量硬件，使得使用者在操作这台计算机时，就象是在操作一台 他自己设计的专用的传统电子仪器。这种看似计算机却是仪器 的“仪器”被称为“虚拟仪器” 。
风 向
湿
度
温 度
雨
量
微型网站
单总线
交换机
光 缆
五类线
客户机 客户机 ……… … 客户机
自动气象站组成框图
油井无线监测系统
无线通信技术
有线的分布式网络测试系统，当设备多时连线十 分复杂，而且适用于系统相对固定；若系统移动 至它处时，需要重新连线；若添加新测试仪器, 需要增加连接线，使用不方便。 无线通信网的测试系统，设备以无线方式进行通 信，设备之间不需连线，组建系统十分方便。 无线局域网技术标准主要有IEEE802.11、HomeRF 和蓝牙等
1.虚拟仪器的一般结构
通用计算机
简单输入 输出电路
图9.9 虚拟仪器的一般结构
2 虚拟仪器与传统仪器的比较
自动检测技术教案——检测技术的综合应用
第十四章检测技术的综合应用➢教学要求1．了解现代检测系统的三种基本结构体系。
2．掌握带计算机的检测系统的特点、功能及工作流程。
3．了解带计算机的检测技术应用。
4．了解传感器在现代汽车、数控机床、机器人和智能楼宇中的应用。
➢教学手段多媒体课件➢教学课时4学时➢教学内容介绍检测技术在检测控制系统中的综合应用。
第一节现代检测系统的基本结构现代检测系统分类：（讨论3者的不同点）1智能仪器（Smart Instruments）2.个人仪器（Personal Instruments，简称PI）3.自动测试系统（Automatic Testing System，缩写为ATS）第二节带计算机的检测系统简介一、带计算机的检测系统的特点及功能（讨论性能与价格的“性价比”问题）1.性能价格比高2.设计灵活性高3.操作方便4.有强大的运算功能5.具有记忆功能6.有自校准功能7.能进行自动故障诊断二、带计算机的检测系统的工作流程三、系统中的几种重要部件1.采样开关常用的采样开关分类：干簧继电器、CMOS模拟开关。
（讨论不同场合的选用）2.放大器3.A/D转换器（ADC）与A/D接口电路4. D/A转换器（DAC）四、可编程序控制器中的传感器接口板可编程序控制器（简称PLC）是计算机技术与继电器常规控制概念相结合的产物，是以微处理器为核心，也同样有键盘、显示终端、输入输出接口等外围设备。
常用的输入模板有1.模拟量输入模板2.开关量输入模板3.计时/计数模板4.中断控制模板5.温度输入控制模板第三节带计算机的检测技术应用实例一、陶瓷隧道窑温度、压力监测控制系统1.检测部分的工作原理（讨论译码器地址与被选中的热电偶的分度号的关系）2.控制部分的工作原理3.系统特点二、智能化流量积算仪三、传感器在模糊控制洗衣机中的应用讨论：改造普通洗衣机为模糊洗衣机的洗涤过程及传感器在其中的应用。
1)布量和布质的判断2）水位判断3）水温的判断4）水的浑浊度的测定第四节传感器在现代汽车中的应用一、汽车结构及工作过程概述二、传感器在汽车运行中的作用（讨论汽车上还有哪些位置可以安装什么传感器）1.空气系统中的传感器2.燃油系统3．发动机点火系统4．传动系5．其他车用传感器第五节传感器在数控机床中的应用一、位置检测装置在进给控制中的应用二、接近开关在刀架选用控制中的应用三、在自适应控制中的应用1.温度补偿2.刀具磨损监控四、自动保护1.过热保护2.工件夹紧力的检测3.辅助系统状态检测第六节传感器在机器人中的应用一、机器人传感器的分类（多媒体演示）表14-1机器人传感器分类1.内部参数检测传感器2．外部检测传感器二、触觉传感器机器人触觉可分为压觉、力觉、滑觉和接触觉等几种。
嵌入式系统课程设计题目
嵌入式系统课程设计题目1.ARM系统在LED显示屏中的应用（利用ARM系统控制彩色LED显示屏）2.ARM－Linux 嵌入式系统在农业大棚中的应用（温度、湿度和二氧化碳浓度是影响棚栽农作物生长的3 大要素。
为了实现农业大棚中这3 种要素数据的远程实时采集,引入了当前嵌入式应用中较为成熟的ARM9 微处理器和Linux 嵌入式操作系统技术, 采用温度传感器PH100TMPA、湿度传感器HM1500 和二氧化碳浓度传感器NAP221A ,设计一种基于TCP/ IP 协议的嵌入式远程实时数据采集系统方案。
从硬件设计和软件实现2方面对该系统进行具体设计。
）3.ARM 嵌入式处理器在智能仪器中的应用（设计一种基于ARM 嵌入式处理器系统的智能仪器的硬件和软件设计方案, 并结合uc/o s2II或者Linux嵌入式实时操作系统, 给出一套完整的任务调度和管理的方法, 最后用实例说明）4.ARM系统在汽车制动性能测试系统中的应用（采用ARM系统构建一个路试法的汽车制动性能测试系统）5.ARM 嵌入式控制器在印染设备监控中的应用（针对拉幅热定型机,设计一种基于485 总线的分布式监控系统。
用ARM 嵌入式控制器实现主、从电机的同步运行和烘房温度的控制;在PC 机上用VB6. 0 设计转速和温度的监控画面;实现ARM、变频器和PC 机之间的数据通信。
）6.基于ARM系统的公交车多功能终端的设计（完成电子收费、报站、GPS定位等功能）7.基于ARM9的双CAN总线通信系统的设计（设计一种基于ARM9内核微处理器的双路CAN总线通信系统。
完成系统的总体结构、部分硬件的设计,系统嵌入式软件的设计,包括启动引导代码U - boot、嵌入式L inux - 操作系统内核、文件系统以及用户应用管理软件四个部分。
）8.基于ARM9 和Linux 的嵌入式打印终端系统（嵌入式平台上的打印终端的外围电路连接设计、嵌入式Linux 的打印机驱动程序开发和应用程序的开发）9.基于ARM 的车载GPS 终端软硬件的研究（重点研究基于ARM 的导航系统的软硬件设计）10.ARM系统在B超系统中的应用（完成系统软件硬件设计，包括外围电路）11.基于ARM 的嵌入式系统在机器人控制系统中应用（提出一种基于ARM、DSP 和arm-linux 的嵌入式机器人控制系统的设计方法, 完成控制系统的功能设计、结构设计、硬件设计、软件设计）12.基于ARM的视频采集系统设计（完成系统软件硬件设计，包括外围电路，采用USB接口的摄像头）13.基于ARM的高空爬壁机器人控制系统（构建一种经济型的爬壁机器人控制平台, 与上位机视觉定位和控制系统结合,使其适用于导航与定位、运动控制策略、多机器人系统体系结构与协作机制等领域。
自动测试技术自动测试技术智能仪器基本系统设计原理与要求
第2章 智能仪器基本系统的设计
EPROM
EPROM（Erasable Programmable ROM，可擦除可编程 ROM）芯片可重复擦除和写入，解决了PROM芯片只能 写入一次的弊端。EPROM芯片有一个很明显的特征，在 其正面的陶瓷封装上，开有一个玻璃窗口，透过该窗口， 可以看到其内部的集成电路，紫外线透过该孔照射内部芯 片就可以擦除其内的数据，完成芯片擦除的操作要用到 EPROM擦除器。EPROM内资料的写入要用专用的编程 器，并且往芯片中写内容时必须要加一定的编程电压 （VPP=12—24V，随不同的芯片型号而定）。
自动测试技术自动测试技术智 智能仪器基本系统的设计
EEPROM
EEPROM（电可擦写可编程只读存储器）是可用户更 改的只读存储器（ROM），其可通过高于普通电压的 作用来擦除和重编程（重写）。不像EPROM芯片， EEPROM不需从计算机中取出即可修改。在一个 EEPROM中，当计算机在使用的时候是可频繁地重编 程的。EEPROM的一种特殊形式是闪存，其应用通常 是个人电脑中的电压来擦写和重编程。
自动测试技术自动测试技术智能仪器基 本系统的设计原理和要求
第2章 智能仪器基本系统的设计 EPROM的型号是以27开头的，包括低功耗的 COMS 器件 27Cxxx，如：27C32、27C64、27C128、27C512 。 如27C020(8*256K)是一片2M Bits容量的EPROM芯片。 EPROM芯片在写入资料后，还要以不透光的贴纸或胶布 把窗口封住，以免受到周围的紫外线照射而使资料受损。 EPROM芯片在空白状态时（用紫外光线擦除后），内部 的每一个存储单元的数据都为1（高电平）。
自动测试技术自动测试技术智能仪器基 本系统的设计原理和要求
第12章_智能测量仪器与自动测试系统1
国际标准
§12-5 数据采集系统
一、数据采集系统的组成 传感器 ….. 传感器 多 路 开 关 放 大 隔 离 采 样 保 持 计 算 机
A/D
1. 模拟开关 通道数 泄漏电流——通道断路，电阻不为无穷大 通道断路， 泄漏电流 通道断路 导通电阻——通道短路电阻不为零 导通电阻 通道短路电阻不为零 切换速度 电压范围 光电隔离 2. 隔离运放 隔离运放 电磁隔离
§12-1 概述
一、智能仪器 智能仪器是计算机技术和测量仪器相结合的产物。 智能仪器是计算机技术和测量仪器相结合的产物。由于它 拥有对数据的存储、运算、逻辑判断和自动化操作等功能， 拥有对数据的存储、运算、逻辑判断和自动化操作等功能，因 而称之为智能仪器 智能仪器。 而称之为智能仪器。 经典的 测量理论 现代的 测量理论 计算机 + 技术 测量 技术 测量的三要素 标准量，被测量， 标准量，被测量，比较仪器 • 提取被测量的信息特征； 提取被测量的信息特征； • 作为测控系统的一部分； 作为测控系统的一部分； 现代测量 理论与技术 智能仪器
二、智能仪器的特点 1. 测量过程的软件控制 自动量程切换； 自动量程切换； •用软件实现早期由硬件实现的功能 自动极性判断； 用软件实现早期由硬件实现的功能 自动极性判断； 自动巡回检测； 自动巡回检测；... • 人机对话；自检；自诊；显示及打印；... 人机对话；自检；自诊；显示及打印； 2. 数据处理 • 数据存储； 数据存储； • 数据处理——误差处理；数字滤波；时域/频域分析；... 误差处理； 数据处理 误差处理 数字滤波；时域/频域分析； 3. 多功能化 有功、 例：智能化电力分析仪——有功、无功、电压、电流、… 智能化电力分析仪 有功 无功、电压、电流、 峰谷记录、打印报警、 峰谷记录、打印报警、...
数据采集与智能仪器2016_ch11_yjs_体系结构
中国科学技术大学电子工程与信息科学系 中国科学技术大学电子工程与信息科学系
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11.2 总线基础知识
早期系统互连和数据交换方式：分散连接
不能共享，连线复杂，兼容性和扩展性差。 没有分时，效率高
现代系统互连和数据交换方式：总线连接
总线：计算机、智能仪器、自动测试系统内部以及相
互之间信息传递的公共通路。总线是计算机、智能仪 器和自动测量系统的重要组成部分，其性能在计算机 和自动测试系统中具有举足轻重的作用。
总线技术大大简化了系统结构，增加系统的兼容性、
开放性、灵活性、可靠性和可维护性。
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一、总线的发展简史
1970年，DEC公司在其PDP-11小型机上首次采用了
UniBUS（单总线）。一般认为，这是最早用于商业计 算机中的并行（内）总线标准。
或模块，如AFE模块、信号发生和驱动器模块、DSP 模块以及标准通信接口模块等。用户通过鼠标和键盘 实现对测量过程的操控。
在通用的计算机操作系统平台上，依靠通用CPU和专
用DSP的处理能力，通过软件来实现各种测量功能。 若使用专用的图形化开发工具，如NI公司的Lab VIEW 和Agilent公司的VEE，可以在计算机屏幕上模拟传统 仪器的界面（即所谓的虚拟仪器）。
第十一章 智能仪器体系结构
中国科学技术大学电子工程与信息科学系 中国科学技术大学电子工程与信息科学系
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本章内容
11.1 概述 11.2 总线基础知识 11.3 GPIB——通用接口总线 11.4 VXI bus仪器 11.5 PXI和PXIe仪器 11.6 LXI简介
智能测控系统的基本结构构成
图 ２ 智 能 测 控 系统 结构 构 成 的 ３层 定 义
（ ） 知模 块 １感
感知 是行 动 的基 础 ， 是 智能 测控 的基 础 ． 也 包
现对 系统 垃圾 的及 时 清 理 ， 以保 障系 统 的健 康 和 年轻 ． 当然 ， 过 资源 管理 系统 对 系统 能量状 态 的 通
观察 和描述 ， 可 以作 为 系 统 功 能 诊 断 的 一 个 重 也
需 要对 系统 结 构 及 其 功 能 模 块进 行 研 究 ． 文 在 本 吸收 拟人控 制 ［ 、 ３ 生物 控 制 论 、 １ 人工 生 命 、 能控 智
制 系 统等研 究 成 果 的 基 础 上 ， 成 了系 统 结 构 的 完
统 的关 键 ． 目前 ， 已发 展 了很 多 的相 关 技术 ， 神 如 经 计 算 、 糊 计 算 、 化 计 算 等 ． 更 重 要 的 模 进 但 是 以数 学理 论 和 方 法作 为学 术 指 导 思 想 ， 各 种 将
文 献标 识 码 ： Ａ
０ 引 言
随着 当代科 技 的发 展 ， 类 不 断地 创 造 出各 人 种智 能测控 系统 ． 如何 科 学合 理 地 分 析智 能测 控 键 是如 何在应 用 系统研究 的 范 畴 内正式揭 示一 般 系统 的 原 理及 规 律 ． 文 采 用 的 方 本 法 是从智 能测 控 系统实 际应
功 能 模 块 划 分 ， 参 照 基 因 、 胞 、 官 、 能 系 并 细 器 功
统 、 体 的关 系 ， 虑 不 同需 求 、 同种 类 模 块 之 人 考 不 间的 相互作 用 和 影 响 ， 到 智 能 测 控 系 统 的 结 构 得
构 成模 型 如 图 ２所 示 ： 视 为 由三 个 层 次 （ 理 可 物
智能检测技术的原理
智能检测技术的原理主要是基于人工智能和机器学习技术，通过采集数据、特征提取、模型训练和测试、模型优化以及模型部署等步骤，实现对产品缺陷的自动检测。
在智能检测系统中，通常采用高速CCD工业相机对板材表面进行实时拍照，照片经数字化处理后送入主机进行图像处理。
通过参数计算，系统可以对板材图片提取特征，以检测表面缺陷信息，然后进行分类定等级。
此外，智能检测技术还利用视觉检测设备对信号进行采集、滤波、检测、均衡、去噪、估计等处理，从而得到符合需要的信号形式。
智能检测系统具有自动完成测量、数据处理、显示（输出）测试结果的能力，其核心是人工智能和机器学习技术。
通过人工智能技术，智能检测系统能够模仿人类智能，自动完成一系列检测任务，并能够对系统性能进行测试和故障诊断。
智能检测系统的原理可以分为两个信息流，一个是被测信息流，另一个是内部控制信息流。
被测信息流在系统中的传输需要保证不失真或失真在允许范围内。
而内部控制信息流则是为了保证系统的稳定性和可靠性而存在的。
智能检测系统的结构通常由硬件和软件两大部分组成。
硬件部分
包括传感器、信号调理电路、数据采集卡等，用于采集和处理信号；软件部分则包括算法、模型、数据处理和分析等功能。
通过硬件和软件的配合工作，智能检测系统可以实现高精度、高效率的检测。
总之，智能检测技术是一种基于人工智能和机器学习技术的自动化检测技术，能够提高生产效率和产品质量，降低人工成本和检测误差。
智能检测技术
信 号 转 换 、 滤 波、 过 压保 护、 电隔 离及 消除 抖动 等电 路， 以消 除这 些因 素对 信号 的影 响。
10.1 智能检测系统
种 测 量 力 和 位 移的 传 感器 ，在 航空 、船 舶、 机械 、建 筑等 领域 里获 得了 广泛 应用 。
( 2 ) 电感 式传 感器 ： 利用 电磁 感应 原理 将被 测量 转换 成电 感量 变化 的一 种装 置， 其广 泛应 用于 位移 测量 以
及 能 转 换 成 位 移的 各 种参 量 (如 压力 、流 量、 振动 、加 速度 、比 重、 材料 损伤 等 )的 测量 。其 中， 电涡 流式 电感 传感
率 3 ～ 5 倍的 高频 分 量。
检 测 系 统 中 采 用较 多 的 / 转 换器 主要 有逐 次比 较式 / 转换 器、 双积 分式 / 转换 器和 − ∆式 / 转 换
器 。 逐 次 比 较 式 / 转 换 器在 精度 、速 度和 价格 上都 比较 适中 ，是 最常 用的 A/D转换 器。 双积 分式 / 转换 器具 有精
根 据 实 际 需 要 ，大 量 接口 以各 种形 式存 在于 系统 中， 接口 的作 用是 完成 与它 所连 接的 设备 之间 的信 号转 换 (如 进行 信
号 功率 匹配 、阻抗 匹配 、电 平转换 和匹 配 )和 交换 、信 号 (如 控制 命令 、状 态数据 信号 、寻 址信号 等 )传 输、 信号 拾取 ，
器 还 可 进 行 非 接触 式 连续 测量 。这 种传 感器 能实 现信 息的 远距 离传 输、 记录 、显 示和 控制 ，在 工业 自动 控制 系统 中
智能坐便器整机自动测试系统设计
- 30 -高 新 技 术１ 智能坐便器整机自动测试系统的设计思路图1是智能坐便器整机自动测试系统的总体设计框图。
在针对智能坐便器整机自动化测试系统的过程中，其主要包括2个设计内容。
1）上位机软件的设计流程，在针对上位机软件设计的过程中，引入了权限管理机制，利用权限管理机制可以保障不同等级的上位机软件使用者能够具有不同的操作权限，从而确保在上位机软件操作的过程中更加具备保密性和安全性，现阶段基于Visual Studio 2010的开发平台，并且使用C 语言进行相应的编辑，从而完成了整个上位机软件的设计和开发流程。
2）对控制器进行相应的设计，控制器的主要作用是能够确保与上位机进行信息的沟通，同时还可以控制智能坐便器的具体工作流程以及对传感器进行相应的控制，完成合理的检测，进行参数设置等工作，主包括对控制器硬件的设计和对控制器软件开发2个流程，在硬件设计的过程中，针对智能坐便器采用了ARM Cortex M4的芯片进行相应的设计，而在软件部分主要采用了C 语言进行编程和软件开发。
控制器的性能能够在一定程度上决定了其自动化的程度，如果控制器的设计流程出现问题，会导致智能性下降，从而失去智能坐便器的相关优势。
第3个部分是对测试程序进行相应的设计，为了保证智能坐便器在投入市场之前，能够拥有一套完整的自动化测试系统，并且针对每一台坐便器进行智能化的测试，必须要编制相应的测试程序，智能坐便器在进行测试程序的过程中主要应用于相应的测试环节，通过和控制器进行信息的交换，可以保证控制坐便器的具体工作流程，同时通过测试程序的设计，还可以模拟智能坐便器在实际应用过程中的具体环境，从而可以确保测试出来的数据更加真实有效。
在测试程序设计过程中，主要包括软件结构设计和硬件结构设计，软件结构设计，使用C 语言进行编程和开发，硬件结构则使用了相应的芯片。
在实际工作过程中，其工作流程是首先检测工人对上位机进行人机界面的操作，并且利用RS-485总线和控制器相连接，然后控制器可以控制所有的传感器及测试仪利用RS-232总线进行控制器和传感器及测试仪之间的连接。
浅议无线电发射设备自动测试系统建设
的信号经射 频信号控 制模块 的衰减 、滤波处理 ，传输到
随 着 无 线 电 技 术 和 应 用 的 快 速 发 展 ，无 线 发 射 设 信 号 分 析仪 ，经 过 放 大 后 进 行 频 谱 分 析 和 矢 量 分 析 ，最
备 的 制 式 和 种 类 不 断 增 加 ．无 线 电 监 测 站 有 必 要 建 设 后 输 出检 测 报 告 。
监 测 检 测
Ｍｏｎｔ ｉ ｇ ＆ Ｄｅ ｅｃ ｉ ｎ ｏｒ ｉ ｎ ｔ ｔ ｏ
浅 议 无线 电发 射设 备 自动 测试 系统 建 设
一 江 苏 省 无 线 电管 理 局 孔 君 陈 荫 霞 孙 信 群
摘 要
从江 苏省 无线 电监测 站实 际需 求出发 ．结合相 关 检测标 准 ，对基站 、手机 、直 放 站 、无线局域 网设备测试 系统 的框架构成进行 了探讨 ，并就 自身在 以往检测 工作 中遇到
过 射 频 控 制 模 块 信 号 处 理 分 别 传 输 至 综 合 测 试仪 和 频 谱 仪 ，进 行 频 谱 分 析 和 矢 量 分 析 ，最 后 输 出 检 测 报 告 。
图３无线局域网移动终端 自动测试 系统 结构 图
国 内 有 很 多在 线 ＧＳ Ｍ基 站 发 射 信 号 为 连 续 信 号 （ 按 照 有 关 标 准 规 定 应 为脉 冲 信 号 ） ，针 对 此 情 况 测 试 系 统 应 可 自 动 识 别 该 种 基 站 并 发 出 提 示 ， 用户 可 选 择 连
能 。自动测试 功能包括 自动控制 、数据采 集 、数据分析
处 理 和 报 告 自动 生 成 。该 测 试 系 统 应 满 足 无 线 电 发 射 设 备 型 号 核 准 测 试 要 求 ．并 符 合 工 业 和 信 息 化 部 有 关 规 范 、通 信 行 标 和 相 关 的 国 家标 准 。
利用AI技术实现自动化测试的自动化
利用AI技术实现自动化测试的自动化在当今时代，人工智能（AI）技术已经深入到各行各业，为许多工作和任务带来了便利和高效性。
其中，利用AI技术实现自动化测试的自动化广泛应用于软件开发领域。
本文将探讨如何利用AI技术实现自动化测试的自动化，并介绍其在软件开发过程中的重要性和应用。
一、AI技术在自动化测试中的应用自动化测试是软件开发过程中的一个关键环节，它能够提高测试的效率和准确性。
而AI技术的引入，使得自动化测试更加智能和自动化。
AI技术可以通过学习和分析大量的测试数据，并应用机器学习和深度学习算法，自动识别和学习软件系统的特征和规律，从而实现自动测试用例的生成和执行，大大减少了人工测试的工作量和时间成本。
具体来说，AI技术在自动化测试中的应用包括以下几个方面：1. 自动测试用例生成：AI技术可以通过学习和分析已有的测试用例和代码，自动生成新的测试用例。
它可以通过深度学习算法来理解和学习软件系统的结构和功能，从而生成具有高覆盖率和多样性的测试数据，提高测试的全面性和准确性。
2. 自动化测试执行：AI技术可以通过学习和分析测试用例和代码，自动执行测试用例并收集测试结果。
它可以通过机器学习算法来识别和学习软件系统的错误和异常，从而自动检测和报告软件系统中存在的问题和风险。
3. 自动化测试优化：AI技术可以通过学习和分析测试数据和测试结果，自动优化测试用例和测试策略。
它可以通过深度学习算法来发现和学习软件系统的性能和稳定性问题，从而优化测试用例和测试策略，提高测试的效率和灵活性。
二、利用AI技术实现自动化测试的自动化的重要性利用AI技术实现自动化测试的自动化具有以下几个重要性：1. 提高测试效率：AI技术可以通过自动生成和执行测试用例，自动检测和报告软件系统中的问题和风险，从而提高测试的效率和准确性。
它能够快速地发现和修复软件系统中的错误，加快软件的开发和发布。
2. 降低测试成本：AI技术可以自动化测试的过程，减少了人工测试的工作量和时间成本。
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第23卷 第6期 电子测量与仪器学报 Vol. 23 No. 62009年6月JOURNAL OF ELECTRONIC MEASUREMENT AND INSTRUMENT· 93 ·本文于2009年1月收到。
更多电子资料请登录赛微电子网自动测试系统中的智能结构杨 明1 曾 捷2(1. 总参第63研究所, 南京 210007; 2. 南京航空航天大学智能所, 南京 210016)摘 要: 将智能结构的思想引入测试领域中, 利用可重构技术将系统现有资源按测试要求配置为不同的结构。
说明在现有技术条件下基于软件无线电技术的测试是最接近于测试智能结构。
对测试设备配置为通信测试的软硬件结构和配置的过程做出初步研究, 在评估板上对宽带数据电台中频数字处理试验证实了在同一个硬件平台上根据测试需要配置成不同系统, 能正确完成数据采集、数据分析和快速准确识别信号、频谱分析等设计功能。
最后指出测试智能结构发展最终目标是设备与测试的融合。
关键词: 智能结构；软件无线电；自动测试系统中图分类号: TN851,TB123 文献标识码: A 国家标准学科分类代码: 510.8040Smart structure in automatic test systemYang Ming 1 Zeng Jie 2(1. No.63 Research Institute of PLA General Staff, Nanjing 210007, China;2. The Aeronautical Science Key Laboratory for Smart Materials and Structures, NUAA, Nanjing 210016, China)Abstract: The smart structures concept is introduced into the domain of ATE, according to A TS demanding the dominated testing hardware resources is reprogrammed by reconfigurable technology. Under present technology the SDR-based testing system is mostly closed to the test smart structures. The primary frame and configure process are investigated. And the experiments with evaluation board for digital IF demonstrated that the system could be configured for detecting, analyzing, signals recognizing and spectrum analysis accurately with a hardware platform. Finally, it in-dicates that the developing ultimate objective of test smart structure is the fusion of equipment and test.Keywords: smart structure; SDR; ATS1 引 言智能结构系统的概念是从对自然界和生物体进化的学习与思考中受到启示而提出的, 是指在结构中集成传感器、驱动器和控制器, 赋予结构健康自诊断、环境自适应、损伤自愈合的一种仿生结构系统。
它能感知结构内部的状态和外部的环境, 及时做出判断和响应使系统始终处于最佳工作状态, 从而保证系统的使用性能和可靠性。
智能结构系统已经在机械、土木、国防等重要工程和尖端技术领域中展现出十分诱人的发展前景, 而且在飞行器、汽车等方面更是最有希望取得突破性与革命性进展的前沿领域。
预计在二十一世纪初, 智能机械结构系统产品将会逐步问世, 并在2010年前后形成产业。
这里所谓的“结构”最初时含义明确具体但狭窄, 仅仅根据与传感器的融合程度而定。
随着智能结构的逐步实用化其主要思想已经渐渐渗透到其他各个领域, 结构的涵义亦渐渐泛化, 与诸多具体学科结合而涵义逐渐明确。
从根本上说智能结构实现动态或在线的系统自检测、自诊断、自监控及自适应等·94 ·电子测量与仪器学报2009年多种功能都是基于控制器的计算智能。
通过智能系统对信息进行评价, 给出最佳控制规律, 发出指令给驱动器或者根据搜集的信息对结构进行综合评价。
控制器的智能水平高能减少对受控对象数学模型的依赖, 增强系统的适应能力, 使控制系统在受控对象性能发生变化、漂移、环境不确知和不确定的情况下, 仍能取得满意的控制效果。
本文将智能结构的最基本思想引入到测试系统特别是通信测试中, 形成一个通用的智能测试系统, 能感知被测部分的变化(如信号的调制、功率、带宽等)自动的调配自身测试资源, 重构自身测试结构的测试系统, 从而有很强的测试适应性。
配合软件在结构冗余时还具备对自身故障的感知和修补能力。
2智能结构智能结构最初设想是将具有特殊功能的材料融合在基体材料中使之具有所期望的智能的一种结构, 不仅能起到支撑作用, 还能感知外界或内部状态的特性变化, 并能根据这些变化的具体特征在一定的智能信息处理的基础上做出合理的响应, 如在不同的基体上会检测(温度、故障、损伤)、驱动(改变通信方式、改变配置位置、修正位移等)以达到最优性能。
一种典型的智能结构如图1所示, “广义对象”包括通常意义下的控制对象和外部环境; “感知信息处理”将传感器得到的原始信息加以处理; “认知”主要是收集和存储信息、知识、经验和数据。
“规划和控制”是整个系统的核心, 它根据要求的任务、反馈的信息以及经验知识进行自动搜索、推理决策、动作规划, 最后产生具体的控制作用。
按目前的技术水平在工程上实现真正的智能结构还有困难, 实际上大部分是基于系统集成的方法构成的。
图1 典型智能结构系统Fig. 1 Typical structure of smart structure“驱动器”的含义很广泛, 它可能是具体的、物理上存在的某种执行机构如改变位移的一组齿轮、改变电压电流的电位器、改变光的强度的反射膜吸收膜、改变力的分布的某个支撑杆等等; 也可能是无形的、只是一种逻辑功能或电路功能或算法实现, 如占用带宽与占用时间的互换变换、频域与时域的变换、频谱的扩展与集中等。
同样的传感器和广义对象也有同样的考虑。
如果将智能结构的核心思想应用于通信测试, 按照图2所示的拓扑结构, 控制部分能够根据检测信息改变自身的结构、自适应的改变控制算法测试算法、重新分配自身的测试资源等获得满意的测试结果, 测试本身既是过程又是目的。
就现有的发展水平而言基于软件无线电的测试方案是智能结构应用于测试系统的最好最合适例子。
图2 硬件组成框图Fig. 2 Block diagram of hardware3智能结构应用于通信测试智能结构应用于通信测试中有其重要的现实意义。
因为现代通信电台尤其是军用电台出现越来越多的调制方式, 甚至一部电台同时具备多制式功能。
对这些新电台的测试传统的方案是对每一种调制方第6期自动测试系统中的智能结构·95 ·式都各自使用一套专用的调制与解调模块, 那么多制式将使系统庞大、昂贵而且不可靠, 模拟解调与调制方法也难以到达现代通信电台高稳定高精度指标测试的要求。
而采取智能结构的思想, 基于以可重构数字调制解调为核心的软件无线电技术, 只要数字信号处理系统速度足够快, 无论何种调制方式问题都将以统一的方式解决, 甚至测试与电台也能统一起来。
测试采用直接射频采样与零中频数字处理, 因而可以在高速数字信号处理器上以软件实现多制式调制与解调, 从而实现对多制式电台性能参数的测量。
不仅如此, 按照智能结构的设想, 在需要的时候能将本机中的接收测试资源重构为频谱仪、矢量信号分析仪、扫频仪、数字存储示波器等。
先构成频谱仪做全景搜索, 后做选频频谱放大、调制分析与波形识别、波形分析与存储、各参数测量等, 还可进一步利用本机发信资源发射各种调制信号用于通信, 或干扰。
3.1硬件组成与配置硬件系统功能主要有高速信号采集、数字信号处理与多波段多制式的信号产生和控制。
重构是指本系统中的这些硬件功能或硬件功能模块间的连接可以重新配置。
基本的可重构硬件是一种可重新配置的大规模集成电路(如FPGA, FPICs), 针对这一硬件可以设计多个功能F1, F2,…, F n, 这些功能配置数据称为重构件(configware)。
重构件可以在系统运行之前或运行过程中根据需要配置到可重构硬件中。
一旦重构件注入到可重构硬件中, 硬件就具有该重构件规定的功能。
重构件可以是特定的数字信号处理算法(如FFT, FIR, 加窗处理), 也可以是仅仅完成输入/输出之间某种特定连接。
这样重构件能像软件程序一样被调用或修改, 使系统既有硬件的快速又有软件的灵活。
因此, 实时电路重构的实质就是利用可编程器件能多次重复配置资源和功能的特性, 既可以在运行时动态改变系统的部分参数或部分电路结构, 也可以通过重加载完成整个系统的软硬件升级。
硬件的可重构主要体现在4个方面: 参数的可重加载、模块的可重选择、系统的可重下载和硬件的可重定制。
硬件系统的重构如图2所示。
本可重构系统中包括了可重构逻辑资源RL (reconfigurable logic)和固定逻辑资源。
可重构资源由FPGA实现, 固定的逻辑资源是一个微控制器, 与FPGA在同一板子上, 根据测试需要重构系统, 提高整体性能。
1) 信号输入与采集部分: 含有由可编程模拟电路构成信号调理、信号处理和信号转换及其组合, 分别完成信号放大, 衰减, 滤波、信号的求和, 求差, 积分运算和ADC。
参数可被重加载。
生成JEDEC标准格式的编程数据文件, 借助单片机完成对模拟通道器件的配置。
ADC后由数字下变频DDC完成数字化中频信号的高精度混频, IQ正交解调和抽取滤波过程, 得到所要求的输出带宽和数据率的数字基带IQ信号。
这部分主要是参数的可重加载, 即逻辑类型相同但参数不同, 其结构基本不变, 只是电路中模块的参数重新进行设置和调整。
此外还有大容量SDRAM 缓存、A/D采样传输缓存等, 也是高分辨率频谱分析或存储示波器的需要。
2) 信号产生与输出: 多种调制信号或单双音信号的产生统一为正交的IQ方式, 那么只要做出不同速率和不同基带调制方式、不同射频频率的重构件, 按要求随时下载即可满足多种测试的需求。