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作者:
Michael Fortenberry - G Systems, Inc.
使用NI數據采集板卡構建系統
洛克希德•馬丁航空公司委托G Systems公司開發F-35飛機系統綜合設施（VSIF）來監測航空飛行器子系統的集成測試。該VSIF系統分布在多個服務器上，以實現負載平衡并獲得所需的系統性能。這一分布式軟件架構包括六個主要的自定義應用程序，為系統的未來擴展提供支持。
我們使用5個內插多個NI數據采集板卡（DAQ）的PXI機箱來執行模擬與數字采集功能，這五個PXI機箱組成了一個具有640個模擬通道和480個數字通道的采集系統。為了控制系統的總硬件成本，在保持時間同步的同時組合各類DAQ數據采集板卡的能力就顯得格外重要。該系統通過VSIF數據采集或VSIF實驗室內其他信號源所提供的IRIG時間信號來保持時間同步。該時間信號源用來提供開始脈沖與10 MHz時鐘，并通過PXI-6653同步板卡路由至每個PXI機箱。
借助由GPIB 控制的外部直流源，采集模擬與數字數據的應用程序也可進行以下操作：
通過信號路徑校準的自動化，系統驗證可在20分鐘內自動執行完畢。而以前類似的系統執行該操作需要數小時，并且需要大量的操作交互。該系統將所有的數據以相應的工程單位（EU）傳送給用戶，而且會考慮A/D、信號調節模塊、傳感器的校準值，以及合適的零空值（zero nulling values）。同時衍生通道（即通過其他通道包含的信息計算得到的通道，如瓦特=伏特*安培)也會計算在內。另外，還有特定的接口用于將用戶自定義的DLL連接到系統中（無需重新編譯軟件），以創建更復雜的衍生通道。
系統配置和數據顯示
該系統將VSIF數據采集系統的配置信息存儲在相關數據庫中。我們還開發了一個自定義圖形化用戶界面，便于系統管理員配置系統的各個方面。以下是該界面程序的部分功能：
1. 用戶管理
2.硬件清單
- 管理可用的硬件，如PXI板卡和傳感器
- 更新所有設備的校準信息和日期
3.系統配置
4. 數據管理
- 將數據、數據庫歸檔或導出到磁帶及其他存儲媒介
- 清理數據庫中未使用的數據
5. 報告
- 創建多個標準的系統或通道配置(包括歷史校準數據）報告
- 添加用戶自定義的報告
我們開發這一應用程序是為了幫助系統管理員處理系統的大量通道，該應用程序具有列排序和篩選、通道組定義、多記錄編輯和復制/粘貼等功能。任何用戶均可通過用戶權限，使用此應用程序查看系統配置，但只有經過授權的管理員才可以更改參數值。此外，我們設置了幾個級別的管理員權限，以精確地定義用戶權限的優先級。
由于在集成測試中，VSIF數據采集系統往往被不同的團隊用于測試各種航空飛行器子系統，所以單一的靜態用戶顯示顯然無法滿足需求。因而，G Systems公司創建了一個用戶可配置的動態數據顯示應用程序，任何用戶均可使用不同的顯示控件選項來創建自定義數據視圖。
該應用程序支持先進的導航功能，用戶可即時瀏覽實時數據或調用和查看以前的測試數據。用戶可通過設置觸發和警報來迅速找到感興趣的數據點。該系統將所有個人用戶配置信息存儲在數據庫中，這些信息可同測試數據一起導出，以供單獨查看和回放。這使用戶能夠快速查看多個運行測試的測試數據（包括所有校準和傳感器信息），并將其與VSIF數據采集數據庫分開，在離線分析或團隊報告時很有用。
該測試控制/監視/回放應用程序為用戶提供幾種操作模式。系統可連續采集數據，并將其以低分辨率形式發布到六個客戶端工作站。數據被接收后，仍會持續緩存在客戶端的30分鐘滾動緩存器中。通過該緩存器,用戶可適時查看過去發布或記錄的數據，需要時也可以實時回放。
當操作員選擇記錄數據時，高分辨率的數據會被記錄到文件中，接著再傳輸到中央存儲庫。操作員可將存儲庫中的這些運行測試下載到工作站，然后在回放模式下詳細查看數據。同樣地，用戶也可以實時回放這些數據或者使用多個導航選項瀏覽記錄的數據時間軸。
VSIF系統控制和保護所有記錄的數據。當用戶開始記錄測試運行時，系統數據自動從采集服務器轉移到中央數據存儲單元（RAID）里。用戶可隨意地在RAID中查看測試數據，但不能刪除里面的任何測試數據。數據顯示器和數據導出應用程序均可直接調用RAID和歸檔數據集里的數據。因此，較不熟練的用戶只需稍微進行VSIF培訓就能輕松地查看之前記錄的數據。
自定義應用程序—DIAdem數據接口（DDI）—為VSIF數據采集系統提供了先進的分析能力。DDI可利用所有數據庫接口和針對數據顯示應用開發的工程單位轉換功能，通過OLE接口直接將數據傳輸至DIAdem。該應用程序旨在幫助操作員輕松地選擇要導出至DIAdem的運行測試和通道，以及實現多個運行測試的數據合并。
實用高效的解決方案
結合先進的軟件架構和NI硬件，G Systems 公司為洛克希德•馬丁航空公司提供了高度可配置且可擴展的系統來滿足F-35 VSIF目前及未來的需求。NI PXI的可擴展性還實現了比初始系統需求高出60%的通道數擴展。
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