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嵌入式系统在测控仪器中的应用测控仪器在现代工业生产、科学研究、医疗健康等众多领域都发挥着至关重要的作用。
随着科技的不断进步，嵌入式系统因其独特的优势，在测控仪器中得到了广泛而深入的应用。
嵌入式系统是一种以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。
它通常由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户应用程序等部分组成。
在测控仪器中，嵌入式系统的应用带来了诸多显著的优势。
首先，它能够显著提高测控仪器的性能。
凭借其强大的计算能力和快速的数据处理速度，嵌入式系统可以实现对复杂测控任务的高效处理，从而获取更准确、更及时的测量和控制结果。
例如，在高精度的测量仪器中，嵌入式系统能够对采集到的数据进行实时滤波、校准和补偿，有效降低测量误差，提高测量精度。
其次，嵌入式系统大大增强了测控仪器的可靠性和稳定性。
由于其采用了专门设计的硬件和软件架构，具备较强的抗干扰能力和容错能力，能够在恶劣的工作环境下稳定运行。
在工业现场的高温、高湿、强电磁干扰等环境中，嵌入式测控仪器依然能够准确可靠地工作，保障生产过程的顺利进行。
再者，嵌入式系统显著降低了测控仪器的成本。
通过将多种功能集成在一个芯片上，减少了外围器件的使用，降低了硬件成本。
同时，嵌入式软件的可复用性和可裁剪性，也降低了软件开发成本。
这使得测控仪器能够以更经济实惠的价格推向市场，为更多用户所接受。
另外，嵌入式系统还赋予了测控仪器更好的灵活性和可扩展性。
通过软件编程，可以方便地对测控仪器的功能进行修改和升级，满足不同用户的个性化需求。
而且，当需要增加新的测量参数或控制功能时，只需对硬件进行少量的改动，并重新编写相应的软件即可，大大缩短了产品的开发周期。
在实际应用中，嵌入式系统在各类测控仪器中都有着出色的表现。
例如，在工业自动化领域，基于嵌入式系统的智能传感器能够实时监测生产线上的各种参数，如温度、压力、流量等，并将数据传输给控制器进行分析和处理，实现对生产过程的精确控制。
基于嵌入式Linux的程控仪器SCPI解释器的实现方法研究陈建萍;杨汉祥【摘要】介绍了自动测试系统中广泛运用的SCPI,提出了一种基于树型的规范化、模块化的SCPI解释器的实现方法,研究了其在嵌入式Linux下的应用方法,并验证了该命令解释器具有解析速度快、解析命令全、移植性好等优点.通过应用于基础测量仪器中的关键编程技术,解决了在自动测试系统中控制设备和仪器设备间的通信问题,对研制现代程控仪器具有积极作用.【期刊名称】《赣南师范学院学报》【年(卷),期】2008(029)003【总页数】4页(P88-91)【关键词】SCPI;解释器;嵌入式Linux【作者】陈建萍;杨汉祥【作者单位】赣南师范学院物理与电子信息学院,江西,赣州,341000;赣南师范学院物理与电子信息学院,江西,赣州,341000【正文语种】中文【中图分类】TP216SCPI[1](Standard Commands for Programmable Instruments)是可编程仪器的标准命令集，它采纳了IEEE488.2定义的命令结构，创建了一整套编程命令.IEEE 488.2[1]在IEEE 488.1[1]的基础上精确定义了控制设备和仪器设备的通讯方式.在自动测试系统中使用具有SCPI的程控仪器可以加快测量速度，提高测量准确度，减少生成应用软件及组建系统的成本，使自动测试标准化程度得到了更大提高.作为仪器程控命令的业界标准，SCPI虽然有相应的规范，但不同厂家对于一种特定的测量仪器在具体命令、参数格式等方面仍然存在一定的差异.SCPI采用一套树[2]状分层结构的命令集，提出了一个具有普遍性、面向信号测量的通用仪器模型.命令树的组成是从根命令开始到层次命令，其间可以有很多层次.相关的命令在一个根或共同点下被集合在一起，形成子系统.命令的助记符由关键字之间的冒号分开.每一子系统命令是一命令集，并与仪器设备中的功能模块密切相关.当一个设备不支持所有可选择的参数值(却是SCPI许可的)，且没做其它规定，它将执行这些值的子集.本文研究开发了针对程控仪器的SCPI解释器，实现了在嵌入式Linux 环境下对SCPI命令的快速语法解析的功能，保证了控制设备和仪器设备之间能准确快速的通信，解决了仪器程控和响应消息标准化的问题，提高了仪器的互换性.1 SCPI命令解释器的实现通过传输SCPI命令，控者设备和仪器设备都可以接收且响应消息.用户可以输入定义的SCPI命令来操作控者设备与仪器通信，仪器中的SCPI命令解释器主要是翻译控者的ASCII命令，实现仪器功能如读写寄存器、实时测量、输出信号等响应消息，同时发回相应消息给控者.SCPI设计了通用仪器模型，如图1所示.图1 SCPI的通用仪器模型在图中每一个方框分别对应于产生信号、处理信号和测量信号等子系统.编程人员不必了解具体仪器的硬件，只要根据需要选择有关系统的指令即可.对测量功能单元有更详尽的描述模型.图2 测量功能模型利用通用仪器模型，SCPI命令格式采用树状层次结构，分为多个子系统, 每个子系统由一个根命令和一个或数个层次命令构成.根据需要，找到子系统模块，然后沿着树从顶向下寻找各分支，检查有没有要执行的功能指令.若有，则无需进行变动，可直接写出完整的命令.如SENSe 子系统中测量电压周期的命令为:“SENSe:VOLTage:PERiod?”.如果找不到适当的指令，就需加入一个分支点以扩展其指令集.解释器的功能是对输入指令进行语法检查并找到树枝下对应的仪器函数, 其流程[3]如下:(1)SCPI命令解释器首先对控者的输入指令(ASCII字符串形式)进行扫描, 根据分割符位置将输入的命令拆分为子系统根命令、层次命令、参数以及单位部分.因为任何特定仪器解释通用命令的方式是一样的，所以不考虑它们的路径.(2) 根据(1) 识别的子系统根命令动态加载相应的命令树.仪器从自己的每个根目录不断查询是否匹配自己定义的各条路径.如果匹配第一级目录命令，则继续在这个根目录下寻找匹配的子系统模块，然后跳入相应的更小分枝中继续查找下一个标点前的匹配字符路径所对应的模块.图3 解释器软件流程(3) 从根到枝的末端，也就是从上到下，根据(1) 识别的层次命令自顶向下遍历命令树，如果直到某一路径的末端，该路径分枝的命令与输入的字符串的内容完全匹配，即遍历成功，在子系统命令树的每个叶节点除节点内容以外还存放对应仪器函数的编号.这时返回叶节点仪器函数的编号，并做出相应于此命令的回应.如果在这个根下没有找到完全匹配的路径命令，则说明输入语法错误, 返回错误消息，从内存中释放树结构.这种分析方法就是对命令层层剥析的过程，始终验证输入的字符串是否与命令解释器中设定的SCPI命令树一致，遇到无匹配命令、超过特定层数或回车符即跳出查询.当遇到一个新节点，把输入串的第一个标点作为比较输入串的开始，例如buf里存放输入命令:POWer:LEVel 5.0 MAX，首先建立一个指向输入串buf的指针*p，因为buf[0]==':' 符号，所以跳到特定控制命令模块中查找是否有匹配的第一个词“POW:”或“POWer:”，如果找到此字符串，再把下一级“: LEVel 5.0 MAX”放到指针p里，用于下一个小模块字符串的比较.下次开始比较p中存放的第一个命令与子系统里存放的哪条路径命令相同，一直进行到最后一个字符串完全匹配，最后返回待执行仪器函数的编号.执行组件维护着一个编号与仪器函数的对应表.根据解释器的返回值, 执行组件首先判断是否有语法错误.如果没有则通过查表找到该函数, 然后验证参数并执行, 如果是查询命令, 还要将仪器状态或执行结果放入输出队列.如果发生语法错误则返回语法错误消息.在S3C2410和嵌入式Linux操作系统构建的程控仪器平台下[4]，进行了SCPI命令解释器的开发与验证.该SCPI命令解释器采用模块化结构化的设计方案.一个子系统模块是一个根目录下的所有命令集合，在这个子系统模块里又有小模块，每个小模块是一个分枝节点.这样的嵌套模块结构有着条理清晰、调用方便、添删命令容易等优点.那么主程序的开始[2]首先是标志符flag初始化为0，串口的初始化和设置，然后读控者设备的输入命令到buf中，接下来是一个始终等待和查询控者输入的循环.如果接收到“q”或查询到flag等于0时跳出循环，结束任务；否则进入SCPI命令解释，3层匹配查询，直到有回车符终止.最后根据每一个命令走过的嵌套模块和路径判断出存储的相对应命令，仪器执行自身的功能或反馈测量数值，至此一个命令任务完成.又回到循环继续等待查询.软件流程如图3所示.SCPI命令解释器在S3C2410嵌入式开发板平台的Linux环境下通过监控器方式调试，串口把目标机和宿主机相连接进行SCPI命令的输入输出验证.控者通过超级终端与仪器平台进行SCPI命令通信[5]，输入*CLS、*RST、:POWER:STATEOFF、:POW:STAT?;*STB?、:POWER:LEVEL6.2;:MESAS:VOLT:DC?等命令，仪器执行和反馈结果如图4所示，这是一个被定义了的仪器行为.图4 终端执行结果2 SCPI的应用[6]目前在开发基于S3C2410和嵌入式Linux操作系统的数字多用表中，SCPI的助记符产生规则简单明确且易于记忆，通过GPIB、RS-232、VXIBus、网络等接口，它可控制仪器功能且能以相同的命令和参数控制不同类型的仪器的相同功能. SCPI命令可分为两部分，IEEE488.2公用命令和仪器特定控制命令.有一些SCPI公用命令是IEEE488.2规定的仪器必须执行的命令，还有一些公用命令是仪器可以选择执行.公用命令与测量无关，用作控制重设、自我测试、管理宏、状态寄存器、同步和数据存储.仪器特定控制命令分为必备命令和选择命令，用来从事测量操作，读取数据结果及切换开关等操作，执行所具有的测量函数及一些特殊的功能函数.接口程序负责控者设备和仪器设备的连接并以事件驱动方式捕获事件和处理通信错误及事件，应用程序负责键盘、LCD显示器及其它通用资源的管理控制并完成相应数据处理，包含SCPI命令解释器可调用各服务模块，完成测量功能.在进行设计接口程序时，将接口程序作为嵌入式Linux的系统服务模块，供应用程序调用.系统软件框图如图5所示.图5 系统软件框图控者设备通过网络等接口发送命令到数字多用表，此时仪器为听者，接收命令到输入缓冲器中.SCPI命令解释器对输入缓冲器中的命令解析，若发现词法错误，则发出错误响应消息给控者.若命令需要仪器响应，如MEASure:CURRent:DC?，仪器将调用执行组件完成测试功能，并测量值以标准化格式放入输出缓冲器.此时若仪器处在讲者身份时，应用程序把测量值从输出缓冲器取出送到网络等接口发给控者设备.此时，应用程序可把下一个控者的输入命令发送到解释器入口等待处理.对于此数字多用表来讲，测量步骤如下：复位，初始化仪器，设定触发方式，发送测量命令，命令送入输入缓冲器，仪器执行和计算，把测量值放到输出缓冲器，发给控者.因此在控者上通过C语言编写软件调用SCPI命令可充分的完成某项测量任务，从而实现了程控仪器的自动测量功能，待完成测试后可在PC控者上获取测试结果数据，如图4所示，符合测试的功能需求.3 结束语SCPI命令提供了程控仪器所必须的规范化命令集.在仪器功能严格匹配的前提下，可实现仪器互换，使程控仪器更易使用, 数据处理更方便、准确、快捷.因此，SCPI 命令解释器是仪器设计中非常重要的组成部分，其性能直接影响仪器的系统集成能力、接口通信能力和技术性能指标.通过对基于嵌入式Linux系统的程控仪器平台中SCPI命令解释器的研究与实现，SCPI命令解释器被应用于新型程控仪器的自主研制和开发中，配合测控PC上的可视化测试软件，可满足自动测试系统的设计需求，对于推动我国程控仪器行业的发展有着积极的促进作用.【相关文献】[1] Standard Commands for Programmable Instruments[S]. USA. 1999.[2] 严蔚敏，吴伟民.数据结构:C语言版[M].北京:清华大学出版社,2002.[3] 井涛，郭永瑞.一种实用的SCPI语法分析设计方法[J].国外电子测量技术, 2006,25(2):42-44.[4] 王海丽.基于S3C2410的多功能仪器软件系统的研究与设计[D].西安：西安电子科技大学硕士论文，2007.1.[5] 马忠梅，李善平，等.ARM & Linux嵌入式系统教程[M].北京:北京航空航天大学出版社,2005，3：44-46.[6] 王晓俊.新型阻抗分析仪构建自动测试系统的接口设计与实现[J].电子测量与仪器学报，2007(2)：12-13.。
嵌入式测控平台的研究与设计的开题报告一、选题背景和意义当前，随着计算机技术和网络技术的迅速发展，工业自动化、信息化和智能化成为了国家经济发展战略的一项重要内容。
在这一背景下，嵌入式系统得到了广泛的应用，尤其是在工业控制和仪器仪表领域。
嵌入式系统是指集成了微处理器、存储器、输入输出接口以及各种外设的嵌入式计算机系统。
其具有体积小、功耗低、易于集成和高度可靠等特点，被广泛应用于各种工业控制和仪器仪表领域。
嵌入式系统的应用与发展离不开测控技术的支持。
测控技术是指通过各种传感器、仪器仪表等手段对实验目标进行测量、控制和监测的一种技术。
它在工业生产、环境监测、医疗健康等领域都有着广泛的应用，是现代经济和社会发展过程中不可缺少的一部分。
本课题旨在基于嵌入式系统和现代测控技术，设计开发一种具有高度可靠性、稳定性和精度的嵌入式测控平台，以提高工业控制和仪器仪表的自动化、信息化和智能化水平，满足实际生产和科研的需求。
二、研究内容和方法（一）研究内容1、嵌入式系统开发技术研究2、测控技术理论研究3、嵌入式测控平台方案设计4、嵌入式测控平台软硬件系统实现5、性能测试和性能优化（二）研究方法1、文献综述法2、理论分析法3、软硬件设计和实现方法4、性能测试和性能优化方法三、预期目标和成果1、研究和掌握嵌入式系统开发技术和测控技术理论2、设计一种具有高可靠性、稳定性和精度的嵌入式测控平台3、实现软硬件系统，并进行性能测试和性能优化4、获得相关论文和专利四、进度安排1、第一阶段：文献综述，制定嵌入式测控平台设计方案。
（1个月）2、第二阶段：软硬件系统实现，开展性能测试。
（6个月）3、第三阶段：撰写论文，准备答辩。
（1个月）五、参考文献1. 《嵌入式系统原理与开发》2. 《嵌入式系统设计与应用》3. 《现代测控技术》4. 《嵌入式计算机控制系统设计》5. 《测控系统设计与应用》。
电子计量仪器自动检定系统软件平台分析与设计发布时间：2022-01-20T08:39:54.290Z 来源：《中国科技人才》2021年第29期作者：莫晨隆[导读] 计量是把未知量和我国职能部门为基础的标准单位比较进行测定过程。
所以，计量属于测量的一种十分独特的方式。
中国电子科技集团公司第三十四研究所 541000摘要：这篇文章具体讲述采取Visual Basic软件设计技能模拟人工检定、校准、测试的流程，设置电子测量设备自动测量以及校准体系软件的方式以及完成的流程。
软件系统能够结合测量仪器大致包括电学、无线电、时间频率等计量专业全部的计量器材，在一定程度上提升了检定、校准、测试方面的工作效率。
关键词：电子计量仪器；自动检定系统；软件平台分析与设计众所周知人们对自然世界客观获得的数量理念的一种认识的过程。
在整个过程中一般应该运用专门的设施、器材，运用实验的策略，求未知量的值。
所以，测量就是科技、工业生产、贸易、工程项目和平时生活中的每个行业中不缺少的一种工作。
为了确保测量是准确的、合理的，就存在计量这个名词、科目、工作和有关职能单位，计量是把未知量和我国职能部门为基础的标准单位比较进行测定过程。
所以，计量属于测量的一种十分独特的方式。
一、自动测试系统的发展和情况（一）自动测试系统的发展伴随生产与科技的进步，生产效率逐渐提高，需要测量的数据逐渐多而且复杂，测量工作任务逐渐变大，对测量速度、准确性和仪器测量功能等层面提出很高的要求，因而就出现自动测验体系以及自动测验技术积极研究。
1、第一种自动测试系统运用自动测试系统一般处理下面几个问题：运用在很多重复性的测试；测量的速度要很高；操作上有很复杂的测量；有害的或者很难接近的场所[1]。
在50年代以前的模拟仪器，也有简单的物理机械设备，人们逐渐研究数据收集系统、自动分析系统；在60年代之后逐渐运用计算机或者微机，和硬件、计算机等数据通信技术，让系统能够变成真正意义上的自动测试系统，做好很多测试任务，让系统能够承担运用人力几乎不能够完成的重要数据收集、分析、计算与处理工作，迅速和正确的获得测试结果。
嵌入式系统研究小型电子设备与软件的集成随着科技的不断进步，嵌入式系统技术在各行各业中得到了广泛的应用。
嵌入式系统是指将计算机技术应用于各种电子设备中，并与硬件进行紧密集成的一种技术体系。
本文旨在探讨嵌入式系统研究中关于小型电子设备与软件的集成的相关问题。
一、嵌入式系统概述嵌入式系统是一种能够嵌入到特定环境中的计算机系统，它将计算机技术与各种电子设备进行紧密结合，以实现特定的功能需求。
嵌入式系统广泛应用于消费电子产品、军事装备、医疗设备等领域。
嵌入式系统相比于传统的通用计算机系统，具有体积小、功耗低、稳定可靠等特点。
二、小型电子设备与软件的集成小型电子设备是指尺寸较小、功能相对简单的电子产品，如智能手表、便携式数码相机等。
这些设备往往需要具备一定的计算和控制功能，因此嵌入式系统的应用成为了解决方案。
在嵌入式系统研究中，将软件与小型电子设备进行集成是一项重要的课题。
为了实现小型电子设备与软件的集成，首先需要明确设备的功能需求。
在确定设备功能需求的基础上，设计出合适的硬件平台，选择适用的处理器和外围接口等硬件组件。
接着，开发相应的嵌入式软件，包括底层驱动程序、中间件和应用程序等。
软件的开发需要考虑到设备的特殊性，以及对功耗、响应速度等方面的要求。
小型电子设备与软件的集成还需要考虑到系统的稳定性和可靠性。
通过对硬件和软件进行综合测试，及时修复潜在的故障和BUG。
同时，在系统设计过程中，要注重节约资源、优化算法，以提高系统的性能和效率。
三、嵌入式系统研究的应用领域嵌入式系统研究在众多领域都有广泛的应用。
以下是几个常见的应用领域：1. 智能家居：通过将嵌入式系统应用于家居设备，实现对家居环境的智能化控制，提高居住的便利性和舒适度。
2. 智能交通：通过嵌入式系统技术，实现交通信号灯、智能车辆等之间的通信和协调，提高交通效率和安全性。
3. 医疗设备：嵌入式系统在医疗设备中的应用，如心脏起搏器、体温计等，可以实时监测患者的身体状况并做出相应的反馈。
一种用于嵌入式系统开发的自动化测试工具研究随着嵌入式系统技术的快速发展，嵌入式软件开发的复杂性也在不断增加。
嵌入式系统在运行过程中，需要进行各类操作和处理，这就需要开发人员按照各种操作步骤进行软件开发和测试。
然而，随着软件测试工作量的增加，传统的手动测试方式已经不能满足工作需求，嵌入式系统开发领域需要一种更为高效、准确的自动化测试工具。
本文将围绕着该问题展开讨论，深入探究一种用于嵌入式系统开发的自动化测试工具研究。
一、研究背景嵌入式系统是一种集成度较高、具有特定功能的计算机软硬件系统。
随着科技的进步和人们需求的不断增长，嵌入式系统越来越广泛的应用于设备中，尤其在智能家居、医疗仪器、机器人等领域中应用越来越广泛。
嵌入式系统在应用过程中，需要操作完成各类操作，同时主要特点就是软硬件一体化的多功能性，因此设计和开发工作难度较大。
在嵌入式软件开发过程中，测试是必不可少的一步。
传统的嵌入式软件测试方式需要繁琐的手动操作，效率很低，而且在测试过程中还会面临很多测试限制和被测试软件可读性等问题，导致了测试的不准确性和测试人员的负担。
因此，针对嵌入式软件开发过程中的测试问题，需要寻求一种高效、准确、且能够自动运行的测试方案，即自动化测试工具。
二、自动化测试工具的原理与分类自动化测试是一种应用程序通过脚本、工具等方法与人工干预相结合的测试方式。
自动化测试工具可以更为严格、高效的进行测试，从而提高测试结果的准确性和评估嵌入式设备的质量。
在嵌入式系统开发领域，各种自动化测试工具层出不穷，目前比较流行的测试工具包括Winrunner自动化测试工具、Rational Functional Tester、QTP、Selenium、Appium以及RobotFramework 等，这些工具按照功能不同可以分为多种类型：GUI测试工具、web测试工具、API测试工具和性能测试工具等。
GUI测试工具：主要用于图形界面测试，从用户界面与应用程序交互的角度去测试应用程序是否正常运转。
电子测量仪器在嵌入式系统开发中的应用嵌入式系统是一种被设计用于特定应用的计算机系统，它具有紧凑、高效和低功耗的特点，广泛应用于汽车、家电、医疗设备等领域。
在嵌入式系统的开发过程中，电子测量仪器发挥着重要的作用。
本文将探讨电子测量仪器在嵌入式系统开发中的应用，以及其所带来的益处。
首先，电子测量仪器在嵌入式系统开发中用于性能评估和验证。
嵌入式系统的性能评估涉及到多个方面，包括cpu的运算性能、内存的访问速度、外设的响应速度等。
为了准确评估嵌入式系统的性能，需要使用电子测量仪器来进行性能测试和分析。
例如，使用示波器可以观测各种信号的波形，通过波形的幅度、频率和相位等参数来评估系统的性能。
再如，使用信号发生器可以模拟各种输入信号，来测试系统对不同输入的响应能力。
通过性能评估和验证，可以优化嵌入式系统的设计，提高其稳定性和可靠性。
其次，电子测量仪器在嵌入式系统的调试和故障排查中起到关键作用。
在嵌入式系统的开发过程中，各种故障和问题是难免的。
为了准确定位故障点和解决问题，需要使用电子测量仪器来进行调试和故障排查。
例如，使用逻辑分析仪可以观测和分析系统中的信号传输过程，找出可能存在的信号冲突、时序错误等问题。
再如，使用频谱分析仪可以检测系统中的干扰源，从而准确定位干扰的来源。
通过电子测量仪器的应用，可以快速定位和解决故障，提高嵌入式系统的开发效率。
此外，电子测量仪器在嵌入式系统的功耗优化中也起到重要作用。
嵌入式系统通常有严格的功耗要求，特别是在移动设备和电池供电的设备中。
为了降低系统的功耗，需要对各个组件和模块进行功耗测量和分析。
通过使用功率分析仪器，可以测量系统中各个电路模块的功耗，找出功耗较大的模块，并进行相应的优化。
例如，通过改进算法或优化硬件设计，可以减少功耗更高的组件的使用，从而降低整个系统的功耗。
通过电子测量仪器的应用，可以提高系统的功耗效率，延长设备的使用时间。
最后，电子测量仪器在嵌入式系统的生产过程中也起到重要的作用。
