卫星地面站自动测试软件的“三化”设计

第１８卷第２期　２００６年４月　军械工程学院学报　Ｖｏ１．１８　Ｎｏ．２　Ａｐｒ．，２００６　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｏｒｄｎａｎｃｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏｌｌｅｇｅ　文章编号：１００８—２９５６（２００６）０２—００６５—０３　卫星地面站自动测试软件的“三化＂设计　蒋奎　（石家庄铁路运输学校，河北石家庄０５００２１）　摘要：应用ＭＶＣ设计模式，采用ＰＩＭ应用架构，通过动态链接库和构件技术，对卫星地面站自动测试软件进行　了通用化、系列化和组合化设计。　关键词：ＭＶＣ设计模式；动态链接库；自动测试　中图分类号：ＴＰ３９１．４；Ｏ２４１　文献标识码：Ａ　Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ，Ｓｅｒｉａｌ　ａｎｄ　Ｃｏｍｂｉｎｅｄ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｔｅｓｔｉｎｇ　Ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｉｎ　Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　Ｅａｒｔｈ　Ｓｔａｔｉｏｎｓ　ＪＩＡＮＧ　Ｋｕｉ　（Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ　Ｒａｉｌｗａｙ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ　０５００２　１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｐａｔｔｅｒｎ　ｏｆ　Ｍｏｄｅｌ—Ｖｉｅｗ—Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ，ｔｈｅ　Ｐｒｏｊｅｃｔ—Ｉｔｅｍ—Ｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｌｉｎｋ　ｌｉｂｒａｒｙ，ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｐｒｅｓｅｎｔｓ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ａ　ｕｎｉｖｅｒｓａｌ，ｓｅｒｉａｌ　ａｎｄ　ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｔｅｓｔｉｎｇ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｏｆ　ｓａｔｅｌｌｉｔｅ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　ｅａｒｔｈ　ｓｔａｔｉｏｎｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＭＶＣ；ＤＬＬ；ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｔｅｓｔｉｎｇ　随着我国航天科技装备和卫星技术的迅速发　展，各种卫星系统不断涌现，直接为卫星服务的各种　卫星地面测控站、用户站、标校站、通信站和数据单　需求。自动测试软件是通用化自动测试平台的重要　组成部分，是测试管理、控制、自动化运行和数据处　理的核心，其“三化”程度直接决定了整个通用化自　动测试平台的“三化”水平。　收站等应用系统越来越多。这些卫星地面站设备的　进场安装测试、系统联调测试、任务测试、日常维护　和检修测试等，均对测试标定的快速性、准确性、自　动化和标准化提出了较高要求。目前，我国的卫星　地面站测试基本上是使用通用测试仪器和专用测试　１“三化”的概念　“三化”是通用化、系列化、组合化的简称，是产　品发展的重要方向。“三化”是标准化的重要形式。　目的是为了充分利用现有成果，最大限度地减少同　一设备，单机人工操作测试，这样的测试对ｉ贝９试人员的　技术素质要求高，而且测试效率低、可靠性低，无法　进行组合测试。　开展卫星地面应用系统测试的“三化”研究，建　立通用化自动测试平台，是解决这一问题的必由途　水平上的重复劳动，以有限的品种、规格满足多样　化的需求，达到缩短研制周期、降低成本、提高质量　和可靠性，简化维修服务，最大限度地发挥产品效　能。　径。测试平台通用性强，实现了程控化测试，提高了　测试系统水平和测试效率，测试数据统一且可跟踪，　便于对地面站设备的质量、性能进行长期的跟踪。　而且，通用化自动测试平台具有“三化”特性，可形　通用化是选定或研制具有互换性特征的通用单　元，并将其用于新研制的某些系统，以满足这些系统　需求的一种标准化方法。通用化可最大限度地扩大　同一单元使用范围。通用化的对象既可以是硬件，　也可以是软件，其目的是为了最大限度地减少重复　劳动，广泛地重复利用现有的技术成果。通用化单　元的通用性越强，应用范围越广，则其效果越好。　成通用化系列产品，以满足各种卫星地面站的测试　收稿日期：２００６一Ｏ１—１６；修回日期：２００６—０３—１６　作者简介：蒋奎（１９７３一），男，学士，讲师．　维普资讯 http://www.cqvip.com

军械工程学院学报　系列化是根据同一类产品的发展规律和使用需　化和模块化的关键。多个视角，构成不同用户的不　同关注点，则是满足通用化的重要组成部分。　在所设计的模型中，采用了以下的方法：　１）研究不同地面站通用测试流程，提出了ＰＩＭ　应用架构，用该应用架构设计测试管理控制器，满足　求，将其主要参数按一定数列作合理安排或规划，并　对其形式和结构进行规定和统一，从而有目的地指　导同类产品发展的一种标准化形式。　组合化是在对一定范围内的不同产品进行功能　分解的基础，划分并设计生产出一系列通用模块或　不同用户的各种测试要求；　２）利用Ｗｉｎｄｏｗｓ通用的动态链接库技术设计　模型层，使测试仪器、测试方法等独立成库，并能够　标准模块，然后从这些模块中选取相应的模块并补　充新设计的专用模块和零件一起进行相应的组合，　以构成满足各种不同需要的产品的一种标准化形　式。模块化的目的是以尽可能少的品种和规格的模　块，组成尽可能多种类和规格的产品，以及时满足用　户多样化的需求。　２用ＭＶＣ设计模式实现应用软件　为了满足自动测试软件的“三化”要求，在软件　设计和实现上，采用ＭＶＣ经典设计模式，设计了自　动测试软件应用层的组织架构。　ＭＶＣ模式在程序设计领域已经被认为是创建　人一机交互软件的经典设计模式之一。在ＭＶＣ模　式中，模型／视图／控制器（Ｍｏｄｅｌ／Ｖｉｅｗ／Ｃｏｎｔｒｏｌｅｒ）三　元组用于表示系统的构建，模型（Ｍｏｄｅ１）是应用对　象，视图（Ｖｉｅｗ）是它在屏幕上的表示，控制器（Ｃｏｎ—　ｔｒｏｌｌｅｒ）定义用户界面对用户输人的响应方式和自动　控制流程。ＭＶＣ设计方式将这些对象分离以提高　灵活性和复用性。　按照ＭＶＣ设计模式，将系统化为３个层次：测　试模型层、测试控制层和人机交互层，如图１所示。　其中，测试控制层是整个测试的管理和控制中心，是　解决多种用户、不同的测试对象和测试要求如何通　用的关键，是用户要求和测试方法、仪器、测试数据　的交汇点，其“三化”程度直接确定了系统的通用　化、系列化的程度。测试仪器、方法、数据的相对独　立，并能够方便地进行有机结合，是实现软件的组合　＼　ｌ　／　测试管理控制器　］ｏｎｔｒｏｌｅｒ　Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｔｅｓｔ　Ｃｏｎｔｒｏｌｅｒ　／　／０ｄｅ　Ｉ　ｆ　Ｉ　　Ｉｌ　ｌ　远囊　信　图１　ＭＶＣ设计模式在自动测试软件中的应用　供测试管理进程方便地调人、运行和释放；　３）在设计一般使用界面的同时，开发测试管理　控制器与第３方软件的通用接口，利用通用的软件　完成用户的特殊要求，丰富用户的使用视角，提高灵　活性和开放性。　２．１　ＰＩＭ架构实现控制流程　卫星地面站的种类繁多，且其配置也多种多样，　而所设计的是通用自动测试平台系统，在通用系统　和特定应用之间需要有一种转换机制。在该系统中　提出了ＰＩＭ（Ｐｒｏｊｅｃｔ—Ｉｔｅｍ—Ｍｅｔｈｏｄ）应用架构，如图　２所示。　ｒ……………………………一。１　１　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ：不同应用场合配置不同的测试工程（Ｐｒｏｊｅｃｔ）　ｊ　Ｐｒｏｊｅｃｔ　ｌ　Ｉ　Ｉ　ｅｒｏｊ￣ｎ　施Ｍｅｔｈｏｄ＿测一　ｅＭ蓦ｔ　圉施ｈｏｄ冒测　ｅＭ　ｔｌｌｏｄ　一　测试方法　Ｍｅｔｈｏｄ　图２　Ｐｒｏｊｅｃｔ－ｈｅｍ－Ｍｅｔｈｏｄ应用架构示意图　测试工程（Ｐｒｏｊｅｃｔ）表示针对特定应用的测试过　程，描述了特定用户特定场合确定的测试需求，包括　测试的技术指标和测试流程。每一个测试指标或者　可以并行的多个指标，用一个测试项目（Ｉｔｅｍ）描述，　它是标准测试方法针对具体应用进行定制，指定需　要进行设定的各项参数，形成可以获得具体测试指　标的测试过程。方法（Ｍｅｔｈｏｄ）代表通用的标准测　试流程，它是一个抽象的过程，其参数可以灵活配　置，以构成不同测试项目。通过３层定制过程，完成　了由通用化到具体应用的转化过程。　这样的设计，建立了３种映射关系：　１）测试工程与测试场合一一对应，测试工程是　不同测试要求的唯一描述，这样软件处理用统一的　“Ｐｒｏｊｅｃｔ”概念对应了多种不同的测试应用，体现标　维普资讯 http://www.cqvip.com

第２期　蒋奎：卫星地面站自动测试软件的“三化”设计　６７　准化的设计思想；　和测试方法，进行设置或配置，完成静态的方法和仪　２）测试工程包含多种测试项目，构成“整体一　局部”的组合化框架，可灵活配置不同的测试工程；　３）测试项目是标准的测试方法的参数化，二者　器到动态使用的转换。在Ｗｉｎｄｏｗｓ的应用程序接口　ＡＰＩ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）中，提供了　ＬｏａｄＬｉｂｒａｒｙ、ＧｅｔＰｒｏｃＡｄｄｒｅｓｓ和ＦｒｅｅＬｉｂｒａｒｙ等函数调　构成了“抽象一具体”的映射，可以使得标准的测试　方法在不同的测试过程配备不同的参数复用。　这３种映射关系，使开发的测试软件具有很强　的通用性和灵活性，在测试方法库和测试仪器库的　用，很好地支持了该功能的实现。　２．３采用ＣＯＭ接口丰富用户视角　组件对象模型ＣＯＭ（Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　Ｏｂｊｅｃｔ　Ｍｏｄｅ１）　是微软公司等制定的软件标准，作为二进制兼容软　配合下较好地实现了演示研制系统的通用化、系列　化和组合化。　２．２用ＤＬＬ设计测试库　测试模型层主要包括了测试仪器、测试方法、测　试数据等模块，其中仪器是实现自动测试的关键与　基础，没有仪器就谈不上测试，因此仪器的管理在自　动测试中尤为重要。但仪器的种类多种多样，不同　的仪器型号、不同的总线类型等都给仪器的管理带　来困难。如何把种类繁多的仪器抽象成可统一管理　的　类事物，是仪器管理的关键。随着技术的进步，　同一类仪器不断推陈出新，不断推出不同的型号，如　何在不改变测试平台框架结构的基础上，做到同一　类型仪器的可互换，也是很重要的体现测试平台系　列化的标准。而自动测试的过程，就是测试方法执　行的过程，某种意义上说，测试方法是自动测试系统　的血脉。不同的测试工程，所测试的项目有很大的　区别，如何以不变应万变，使平台软件适应不同的测　试工程，实现通用的目的，是平台软件开发过程中的　重要问题。　在Ｗｉｎｄｏｗｓ系统中，动态链接库技术ＤＬＬ（Ｄｙ—　ｎａｍｉｃ　ｌｉｎｋ　Ｌｉｂｒａｒｙ）提供了解决的思路。动态链接库　是一个可执行模块，它包含了可以被应用程序或其　它动态链接库使用的程序和资源。在功能上，动态　链接库如同一个模块，但在实现上与模块有不同点，　即独立性和共享性。独立性是指它可以游离于应用　程序之外，可以进行动态调用；共享性是指它可以用　一个内存的拷贝供多个应用程序共享代码和资源，　这即可以提高编码效率，为模块化、工程化提供很好　的手段，而且可以在多任务环境中大大提高程序的　执行效率。　动态链接库的这些优点，特别是动态调入的方　式，对实现方法库和仪器库的动态配置提供了很好　的支持。在这种方式下，程序员可以根据需要，在执　行阶段根据要使用的仪器和测试方法，确定装入所　需的库名及函数名，动态调入ＤＬＬ的各种仪器驱动　件组件规范，ＣＯＭ可以使得各类软件相互通信，并　彼此可以相互进行操作，而不必关心软件的编程语　言和编程工具。很多软件都提供了基于ＣＯＭ的接　口，微软公司的ＯＦＦＩＣＥ系列软件就是其中的代表。　自动测试软件为了提供更好的可扩展性，也将ＣＯＭ　组件接口作为其主要的扩展接口方式之一，为自动　测试软件提供更多的软件扩展空间。　在测试过程中会产生大量的格式化报表，且其　报表格式也应该可依据用户所提供的模板进行定　制，为了最大程度地适应用户的使用需求，并为今后　用户对报告格式保留修改的能力，因此在自动测试　软件中采用了微软公司的ＷＯＲＤ作为测试报告的　输出方式。自动测试软件利用ＣＯＭ技术，将预先制　定的报告文件模板进行加载，并可在其中插入测试　结果，并可以电子图表方式对测试数据进行显示。　通过这样的设计，自动测试软件成功地解决了测试　报告的通用化问题，并为今后通过ＣＯＭ接口方式利　用其他软件提供了良好的软件结构。　参考文献：　［１］Ｅｒｉｃｈ　Ｇａｍｍａ．设计模式［Ｍ］．李英军，译．北京：　机械工业出版社，２０００．　［２］张毅刚，彭喜元，姜守达，等．自动测试系统［Ｍ］．　哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，２００１．，　［３］齐治昌，谭庆平，宁洪．软件工程［Ｍ］．北京：高等　教育出版社，２００１．　［４］周涛．航天型号软件测试［Ｍ］．北京：宇航出版社，　ｌ９９９．　［５］单锦辉，姜瑛，孙萍．软件测试研究进展［Ｊ］．北京　大学学报（自然科学版），２００５，４１（１）：１３４—１４５．　［６］张立江，王晓兰．卫星通信自动测试系统［Ｊ］．军事　通信技术，２００４，２５（２）：４７—５０．　［７］徐碚，杨学猛．卫星通信自动监测系统实现技术　［Ｊ］．电信网技术，２００３，（３）：２５—２８．　（责任编辑：韩红艳）