一种航天单机产品自动化测试系统及其实现方法与流程

1.本发明涉及航天单机产品的自动测试，具体涉及一种航天单机产品自动化测试系统及其实现方法。


背景技术：

2.现阶段航天单机产品如磁力矩器、磁棒、蓄电池组等的生产过程中大量工作依赖于人工操作，生产过程效率低、成本高、人为误差多，这种研制模式难以适应航天商业化的发展，因此为提高航天单机产品的产能并降低研制成本，顺应商业航天研制高效率、高精度、高集成度的发展趋势，同时适用航天单机产品生产过程的自动化、智能化测试的重点工作。现有的基于网络自动化测试系统为航天单机产品测试/试验监测提供了很好的借鉴和技术基础。在实际研发过程中，航天单机测试系统旨在尽可能地提高系统通用性，提高测试过程的安全性及可信度，最终实现测试/试验过程全程无人值守、试验测试自动执行、自动判读参数、异常和故障自动处理，有效节约人力成本和缩短测试周期、有效避免人为不确定因素，从而提高单机产品的产能。
3.现有的航天单机产品自动化测试系统组成包括测试主机、测试设备、综合测试系统和外网监测终端等。其中测试设备主要通过专用测试电缆与被测产品连接，实现对被测产品的模拟量、状态量采集和输出控制，同时将采集和控制信息通过总线传输给测试主机；测试主机通过lan/串口/gpib等仪器设备总线，实现对测试设备的远程运行控制，主要功能包含：数据采集和控制、数据转发、数据存储、回放回灌和报警监视等；外网监视终端采用手机钉钉app终端，主要实现系统报警监视和推送功能；外网监视终端手机钉钉app，通过互联网将报警消息传送至钉钉app消息群，实时提醒用户报警和监视信息；综合测试系统通过以太网与采集控制主机进行通信交互，主要实现测试/试验人员进行指令控制、数据监视和报警、历史数据查询、过程数据入库、基础数据和测试数据维护、测试型号管理等功能；测试主机、测试设备、网络交换机和其他测试设备放置在测试/试验现场(地面测试工位、热真空试验间、高低温实验室、可靠性试验现场等)，负责现场在试产品测试数据的采集、指令控制、数据存储和数据处理转发等。在现场无人值守的情况下，测试主机通过以太网将信息发送至手机钉钉app用户终端。综合测试系统可采用分布式部署，根据测试/试验需求可将软件部署至任何接入测试网的测试计算机。
4.现有航天单机产品测试系统的弊端有：
5.设备采集和控制全部采用手工测试模式，对于批量化单机产品测试，需要使用耗费大量人工去控制设备运行状态，极大增加人力成本；
6.在测试期间，当被测产品采集数据出现异常或超限以及设备故障时，测试人员无法第一时间获取产品和设备异常信息，不利于测试过程状态监视；
7.单机产品采集数据未进行数据管理，不利于数据统计和分析、故障异常排查等；
8.采用人工测试和判读方式，测试效率较低且容易出现人工失误。


技术实现要素：

9.本发明针对上述问题，提供了一种航天单机产品自动化测试系统及其实现方法，适用于磁力矩线路盒、磁棒和蓄电池组等航天单机产品的地面测试，在地面测试或环境试验中，对航天单机产品的工作电压、工作电流、电阻、温度等模拟量自动化采集和通用开关控制。
10.本发明的第一方面，提供了一种航天单机产品自动化测试系统，所述系统分别与地面综合测试系统、测试设备互联，所述航天单机产品自动化测试系统包括配置管理模块、通道采集和控制模块、数据处理和转发模块以及数据报警和信息推送模块，其中，所述配置管理模块用于对所述航天单机产品自动化测试系统网络和所述测试设备进行配置；所述通道采集和控制模块用于对通道数据进行采集以及对通道指令进行控制；所述数据处理和转发模块用于控制指令接收和转发以及采集数据处理和转发；所述数据报警和推送模块用于数据超限报警以及报警信息推送。
11.本发明的进一步技术方案是：所述航天单机产品自动化测试系统还包括数据本地存储模块，用于采集数据的文本格式或二进制格式的本地存储。
12.本发明的进一步技术方案是：所述航天单机产品自动化测试系统还包括数据回放和回灌模块，用于按照用户选择的时间进行数据回放或回灌。
13.本发明的进一步技术方案是：所述数据处理和转发模块接收所述地面综合测试系统的开关控制指令和所述测试设备的模拟信号采集数据，将所述开关控制指令解析后转发给所述通道采集和控制模块，将所述模拟信号采集数据解析后转发给所述地面综合测试系统。
14.本发明的进一步技术方案是：所述数据处理和转发模块将所述测试设备的模拟信号采集数据按照数据文本格式或二进制格式进行组帧并发送给所述数据本地存储模块。
15.本发明的进一步技术方案是：所述航天单机产品自动化测试系统中所述报警和推送模块将采集的所述航天单机产品数据推送至移动设备。
16.本发明的进一步技术方案是：所述移动设备为安装有钉钉app的移动设备。
17.本发明的第二方面，提供了一种上述航天单机产品自动化测试系统的实现方法，包括如下步骤：
18.利用所述航天单机产品自动化测试系统中所述配置管理模块对所述系统网络和所述测试设备进行配置，配置完成后，所述航天单机产品自动化测试系统自动连接所述测试设备进行远程采集和控制；
19.通过创建网络tcp/ip监听使所述航天单机产品自动化测试系统与所述地面综合测试系统建立连接，进行模拟信号和控制指令传输。
20.本发明的进一步技术方案是：所述航天单机产品自动化测试系统接收到所述地面综合测试系统的控制指令后，对所述控制指令进行解帧、提取，按照指令驱动所述测试设备进行开关控制。
21.本发明的进一步技术方案是：所述航天单机产品自动化测试系统驱动所述测试设备采集数据，判断采集数据是否在用户设定报警范围内，若采集数据不正常或超出设定报警范围，将异常信息推送至所述数据报警和推送模块，所述数据报警和推送模块对用户进行异常状态提醒。
22.本发明了提供了一种航天单机产品自动化测试系统及其实现方法，通过与地面综合测试系统以及测试设备的结合使用，有效地降低了航天单机产品测试\试验人力成本和提升测试自动化、智能化程度，从而提高航天器单机产品的生产效率，帮助深化商业航天地面测试系统建设。具体得到的有益效果为：
23.1)航天单机产品自动化测试系统通过调用航天单机产品测试设备进行采集和控制驱动，实现测试设备远程控制，实现数据自动采集和开关控制；
24.2)航天单机产品自动化测试系统通过接收地面综合测试系统测试序列，使试验操作流程化、测试自动化、判读精准化，有效缩短了单机产品的测试和试验周期，从而提高单机产品单位年产量；
25.3)当被测产品或测试设备出现数据异常时，通过本发明航天单机产品自动化测试系统实现远程监视和报警，在单机产品的力试验、热试验等大型环境试验中，测试人员无需值守在试验场地，通过移动设备如手机钉钉app即可获取产品测试数据和设备状态信息，极大降低人力值班成本；
26.4)测试过程中产生的实时数据，通过本发明航天单机产品自动化测试系统可实现数据本地存储和回放回灌，便于用户进行数据分析、统计和异常排查。
附图说明
27.图1是本发明实施例中包括航天单机产品自动化测试系统的整体系统结构示意图；
28.图2是本发明实施例中航天单机产品自动化测试系统自动连接测试设备方法流程示意图；
29.图3是本发明实施例中航天单机产品自动化测试系统连接地面综合测试系统方法流程示意图；
30.图4是本发明实施例中航天单机产品自动化测试系统指令控制方法流程图；
31.图5是本发明实施例中航天单机产品自动化测试系统数据采集方法流程图。
具体实施方式
32.为进一步对本发明的技术方案作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的步骤。
33.本发明实施例针对航天单机产品自动化测试系统及其实现方法，提供了如下实施例：
34.基于本发明的实施例1
35.本实施例用于说明航天单机产品自动化测试系统，提供了一种航天单机产品自动化测试系统，所述系统分别与地面综合测试系统、测试设备互联，如图1所示，整个系统架构包括地面综合测试系统101、航天单机产品自动化测试系统102以及测试设备103，地面综合测试系统101用于实现数据查询分析、数据入库、指令发送和指令判读以及数据库管理等功能；测试设备103用于模拟信号采集、开关状态控制以及数字/模拟信号输出；测试设备103采用货架多功能开关/测试主机，集成多功能数据采集、通用开关控制、模拟信号以及数字信号输出模块，可实现电压、电流、电阻、温度等模拟量采集、开关状态量控制以及数字信
号/模拟信号输出功能；航天单机产品自动化测试系统102包括配置管理模块1021、通道采集和控制模块1022、数据处理和转发模块1023以及数据报警和信息推送模块1024，其中，配置管理模块1021用于对系统网络和测试设备103进行配置；通道采集和控制模块1022用于对通道数据进行采集以及对通道指令进行控制；数据处理和转发模块1023用于控制指令接收和转发以及采集数据处理和转发；数据报警和推送模块1024用于数据超限报警以及报警信息推送。
36.需要说明的是，图1中所述整体系统结构还可以包括其他部件和模块，由于这些部件与本公开实施例的发明效果无关，因此在这里省略其图示和描述。
37.具体的，配置管理模块1021进行配置主要包括：系统配置：主要为航天单机产品自动化测试系统102网络地址和端口、mtp网络地址、软件信源编号等配置；设备配置为设备地址、设备通道、通道属性、报警设置等相关配置；业务配置：主要为卫星编码、参数代号、指令代号等业务相关配置；界面配置：主要为测量通道曲线显示配置和控制指令显示配置；
38.通道采集和控制模块1022主要根据航天单机测试/试验业务需求，实现直流电压采集、直流电流采集、热电偶采集、电阻采集和通用开关的状态采集、开关闭合和断开控制；
39.进一步的，数据处理和转发模块1023接收地面综合测试系统101的开关控制指令和测试设备103的模拟信号采集数据，将开关控制指令解析后转发给通道采集和控制模块1022，将模拟信号采集数据解析后转发给地面综合测试系统101。
40.数据处理和转发模块1023主要实现方式有：1)通过网络接收地面综合测试系统101转发的开关控制指令，按照通信协议指令包信息格式解析出控制指令代号后，转发给通道采集和控制模块1022；2)通过网络接收测试设备103采集的测量值，按照通信协议参数包信息格式组帧处理后转发给地面综合测试系统101。
41.进一步的，航天单机产品自动化测试系统102通过以太网与单机产品测试设备103建立通信总线连接，实现对地面采集控制设备的远程驱动数据采集和开关控制。
42.航天单机产品自动化测试系统102中报警和推送模块1024将采集的航天单机产品数据推送至移动设备。
43.具体的，数据报警和推送模块1024设置各通道采集值的报警类型和报警范围，当采集值超出报警范围后，在日志栏中显示报警数据，通过可通过移动设备例如钉钉web接口，将数据推送至移动设备例如手机钉钉app。同时，可设置通道采集数据定期推送至移动设备例如手机app功能。
44.具体的，根据用户参数超限报警设置，结合互联网云存储服务器和手机钉钉机器人功能，实现报警数据手机钉钉app远程图片和文字推送和提醒。
45.本实施例航天单机产品自动化测试系统102可实现对电压、电阻、温度等多种类型模拟信号采集和通用开关控制，通过结合地面综合测试系统101、移动设备例如手机钉钉app和云服务器，实现单机产品自动化测试和判读和远程监视。
46.本实施例航天单机产品自动化测试系统102针对不同被测单机产品，只需更改系统配置和电缆连接即可，不需要改变其它部分，很大程度的提升了系统对不同批量产品的测试兼容能力，减少了测试人员的工作量，提高了测试效率。
47.基于本发明的实施例2
48.本实施例在实施例1的基础上，如图1所述，航天单机产品自动化测试系统102还包
括数据本地存储模块1025，用于采集数据的文本格式或二进制格式的本地存储，文本格式文件供用户直接查看；二进制格式文件提供回放回灌模块作为原始回放/回灌数据源。
49.具体的，数据处理和转发模块1023将测试设备103的模拟信号采集数据按照数据文本格式或二进制格式进行组帧并发送给数据本地存储模块1025。
50.基于本发明的实施例3
51.本实施例在实施例1的基础上，如图1所述，航天单机产品自动化测试系统102还包括数据回放和回灌模块1026，用于按照用户选择的时间进行数据回放或回灌。
52.具体的，航天单机产品自动化测试系统102中的数据回放和回灌模块1026按照用户选择的时间进行数据回放或回灌，可配置回放模式、回放速度等信息，可实现回放回灌启动和暂停控制，通过数据回放和回灌模块1026，提供用户进行测试数据分析、数据统计和数据归档。
53.基于本发明的实施例4
54.本实施例基于实施例1至实施3中任一实施例的航天单机产品自动化测试系统，描述了系统的实现方法，包括如下步骤：
55.利用航天单机产品自动化测试系统102中配置管理模块1021对系统网络和测试设备103进行配置，配置完成后，航天单机产品自动化测试系统102自动连接测试设备103进行远程采集和控制；
56.具体实施过程如图2所示，用户首先需进行整体系统配置，包括网络配置、测试设备配置、业务配置等，系统自动对配置信息进行初始化，配置初始化完成后，航天单机产品自动化测试系统102自动连接测试设备103，当设备连接成功后，可启动航天单机产品自动化测试系统102远程采集和控制。
57.通过创建网络tcp/ip监听使所述航天单机产品自动化测试系统102与所述地面综合测试系统101建立连接，进行模拟信号和控制指令传输。
58.具体实施过程如图3所示，当航天单机产品自动化测试系统102与测试设备103连接成功后，航天单机产品自动化测试系统102还需与地面综合测试系统101建立网络连接，根据网络配置信息创建网络tcp/ip监听，当与地面综合测试系统101成功建立连接后，可进行模拟量和控制指令转发。
59.进一步的，航天单机产品自动化测试系统102接收到地面综合测试系统101的控制指令后，对控制指令进行解帧、提取，按照指令驱动测试设备103进行开关控制。
60.进一步的，航天单机产品自动化测试系统102驱动测试设备103采集数据，判断采集数据是否在用户设定报警范围内，若采集数据不正常或超出设定报警范围，将异常信息推送至数据报警和推送模块1024，数据报警和推送模块1024对用户进行异常状态提醒。
61.具体实施过程中，如图4所示，航天单机产品自动化测试系统102对于接收地面综合测试系统101的指令控制，当航天单机产品自动化测试系统102接收到指令后，对数据进行解帧提取指令号，按照指令配置关系驱动相应测试设备103进行开关控制。若控制状态不正常，则将异常信息推送至数据报警和推送模块1024。
62.如图5所示，对于数据采集而言，航天单机产品自动化测试系统102驱动测试设备103采集数据。采集正常后，判断采集数据是否在用户设定报警范围内。若采集不正常或超出设定报警范围，则将异常信息推送至数据报警和推送模块1024，对用户进行异常状态提
醒。当数据采集完成后，按照格式约定进行数据组帧，然后通过tcp/ip网络转发给地面综合测试系统101。
63.基于本发明的实施例2和实施例3，在指令控制和数据采集的实现过程中，会自动记录航天单机产品自动化测试系统102的操作和报警日志；数据本地存储模块1025会将单机产品采集原始数据保存，方便在后期进行数据查验和数据回放回灌；报警和推送模块1024会将产品或设备异常数据以及设备采集数据推送至移动设备例如手机钉钉app或钉钉机器人等。软件主界面划分为工具栏、设备控制和采集显示、系统日志栏，实现用户与软件间人机交互功能，包含状态显示、软件配置、设备初始化、采集状态控制、软件运行控制等。
64.本发明提供的航天单机产品自动化测试系统及其实现方法，通过与地面综合测试系统、以及测试设备的结合使用，有效地降低了航天单机产品测试\试验人力成本和提升测试自动化、智能化程度，从而提高航天器单机产品的生产效率，帮助深化商业航天地面测试系统建设。针对当前的设备测试方式主要采用手工设备采集和控制，本发明航天单机产品自动化测试系统可自动进行数据采集和转发，同时可开放接口，接口综合地面综合测试系统的指令和判读功能，实现设备自动化数据采集、指令控制和结果判读；本发明航天单机产品自动化测试系统的功能定位为航天单机产品测试，能够进行设备通道类型和数量扩展，摆脱了专用测试设备通道类型和通道限制问题，能根据单机测试业务类型和数量变化，通过更改配置和扩展通道进行动态适配；本发明航天单机产品自动化测试系统通过采集数据实时转发给地面综合测试系统，实现数据入库、查询和统计等功能。本发明航天单机产品自动化测试系统具备数据本地存储和数据回放回灌功能，当地面综合测试系统功能异常时，仍可独立进行数据存储。待地面综合测试系统恢复正常后，可进行本地历史数据的回放和回灌，便于测试人员进行数据统计和分析、故障异常排查等；与一般产品测试系统本地监视方式不同，本发明航天单机产品自动化测试系统可结合互联网云存储服务器和手机钉钉机器人消息推送功能，实现报警数据手机钉钉app远程图片和文字推送和提醒，便于测试人员便捷获取产品测试信息。
65.在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的步骤、方法不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种步骤、方法所固有的要素。
66.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。