动态可重构性测控系统软件模块化设计

针对普通测控系统面临硬件环境改变、测控任务变化或系统升级时，软件程序往往需要耗时耗力修改的不足，结合测控系统的软件架构，开展了LabWindows环境下核心服务层设计，采用模块化思想搭建通用测控系统软件模块，通过简单的调整能适应不同的硬件环境和测控任务，从而使测控系统在保证动态可重构性的同时获得较高的整体运行效率。模块化设计具有较高的适应性，二次开发的难度也低于普通测控系统，具有较好的应用价值。

计算机自动测量和控制系统(computer automated measurement and control system，简称测控系统)是自动化控制技术、计算机科学、微电子技术和通信技术有机结合、综合发展的产物[1]。测控系统包括各种数据采集和处理系统、自动测量系统、生产过程控制系统等[2] [3] [4]。通常情况，用户为适应不同测控任务需求，往往想研制开发一套可重构复用的高可靠测控系统，以提高工作效率、降低开发费用。

测控系统的软件部分在面临硬件环境改变、测控任务变化或系统升级时，程序都需要修改。普通测控系统的修改往往耗时耗力。采用模块化、层次化的结构，测控系统就能够动态加载所需的模块[5]，这样不但可以减小二次开发的难度，也可以提高系统的灵活度和适应性。为此，论文研究保证动态可重构性的同时获得较高的执行效率的模块化设计方法。此时，只需要修改该控制平台相应的传感器电路和软件程序，就可以使其满足更多的测控需求。此外，还可以节省研发的费用，缩短研发周期，同时提高系统的可靠性[1]。

2. 测控系统模块化设计 2.1. 测控系统软件软件架构 测控系统的工作是以数据为基础的，其流程一般可划分为数据输入/输出、数据传递和数据处理三个阶段[6] [7]。测控系统如果需要修改，通常是因为对这三个阶段的要求有所变化。一般来说，数据输入/输出的方式则取决于硬件系统，数据传递服从于数据输入/输出和数据处理的需要，而数据处理的过程取决于测控任务的内容。除了数据处理阶段决定了数据输入/输出所需要选通的通道外，这两部分互相影响并不大。因此，本文将测控系统的软件部分划分为如图1 所示的三个层次。图1 中： (1) 硬件控制层的主要作用就是对具体测控硬件进行抽象， 向上层提供统一的用于获取或输出数据的