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分布式虚拟化电子元器件测试系统开发和设计 　　摘要：通过对WebSocket技术和uIP TCP/IP栈的研究，提出了一种基于B/S和C/S混合结构的分布式虚拟化测试平台模型。该平台采用WebSocket中间件服务器技术，运用HTML 5中的WebSocket协议进行数据分发，利用uIP TCP/IP栈实现远程智能网关，应用虚拟化技术在Web页内嵌入仪器操作控制面板，通过WebSocket技术实现数据的实时传输。用户可以通过浏览器向Web服务器提交命令和参数，远程控制仪器设备，实时观察测试结果。 关键词：uIP TCP/IP栈 WebSocket技术 浏览器/服务器 Web服务器 虚拟化测试 中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）12-0176-03 1 引言 随着科学技术的发展，测试任务日趋复杂，对测量的要求也越来越高。如复杂大型设备系统和电子元器件生产过程，都需要进行大量的多参数综合测量，开展分布式网络化测试技术的研究和应用已成为一大趋势。在电子元器件的生产和测试中，涉及大量的工艺参数和性能参数的检测，根据国标GB/T5279的规定，仅固定电阻器就有近30个参数需要检测，各类元器件检测参数加在一起有近千种测试参数，如此庞大的测试数据如何实时传输和处理，对本测试平台的并发性、实时性及数据处理能力都提出了极高的要求。 本系统拟构建一种以Web技术为基础，采用C/S与B/S混合结构的新型网络模式，将主要事务逻辑在Web服务器端实现，测试应用服务器实现远程测试仪器的数据采集，利用HTML5中的WebSocket协议进行数据分发[6]，采用WebSocket中间件服务器处理各页面的实时检测数据的Socket请求和传送，客服端只要安装一个浏览器就可以通过网页访问Web服务器，获取测试仪器的实时测量数据，通过虚拟化交互平台控制远程仪器操作和图示化显示。 2 系统体系结构 本系统采用网络化虚拟仪器[1，2]的设计思想，把现场仪器的检测数据控制面板移植到Web页上，测试结果和数据通过Web服务器向授权用户实时发布。分布式应用程序之间的通信模式主要有两种：C/S模式和B/S模式。鉴于这两种模式的优缺点，本文提出一种基于B/S和C/S混合结构的分布式虚拟化测试平台模型，Web服务器与虚拟化测试平台之间采用B/S模式，而测试应用服务器与远程的数据采集传输模块之间则采用C/S结构。启动数据采集前远程数据采集模块首先处于服务器端，测试应用服务器暂时处于客户端，测试应用服务器先启动与数据采集模块的连接，连接启动成功后，数据采集模块再由服务器端转换为客户端，测试应用服务器则由客户端变为服务器端，进行数据传输时通过数据采集模块建立与测试应用服务器的连接，并将采集的数据传输到测试应用服务器及数据库服务器。采用该技术的优点是，在未启动远程测试设备前，测试应用服务器不必分配资源来管理未激活的设备，而设备激活启动后后又能随时监控设备的状态，整个系统的工作更加灵活、高效。 为了解决Web服务器多用户对多个检测设备的实时访问时难以保证服务质量这一问题，本系统结合当前必威体育精装版的HTML5体系中的WebSocket技术[7，8]，开发了基于WebSocket的实时数据。 分发中间件服务器，各用户端的浏览器利用WebSocket技术向该中间件服务器请求实时检测数据。采用WebSocketServer中间件服务器后，对于实时性要求高，并发访问量大的检测数据，首先由各企业的监测点通过数据采集传输模块及配套的工作站把实时数据传输到测试应用服务器，然后当用户开启显示某个设备实时数据的Web页面后，由该页面向中间件服务器发送Socket请求读取实时数据。由于WebSocketServer中间件服务器只负责处理各页面的实时检测数据Socket请求，其实时性能是可以保证的。该分布式虚拟化测试系统架构如图1所示。 3 系统设计与实现 3.1 系统硬件设计 3.1.1 数据采集传输模板 数据采集传输模板能够通过工业以太网络实现对生产现场各种检测设备的各类工艺参数及测量数据进行实时监测。数据采集传输模板的结构框图如图2所示，主要包括STM32F103VET6处理器、传感器、网络收发控制芯片、各种接口管理模块、及电源管理模块等部分。 本模块提供了各种标准的通信接口和总线接口与现场检测设备相连，当接收到启动命令后该模块自动检测与各接口相连的设备，判断有那些接口连有检测设备以及接口的类型，然后调用相应的接口驱动程序完成对检测设备数据的采集。获取到采样数据后，再通过网络控制模块将数据发送到测试应用服务器，供测试应用服务器进行处理。本模块具有远程控制功能，即可通过远程检测应