一种轻量级可视化卫星测试程序设计系统及方法

摘要

本发明涉及一种轻量级可视化卫星测试程序设计系统及方法，包括：统一数据源管理模块、权限控制模块、自定义组件模块、通用功能组件库模块、测试项目组件库模块、可视化测试程序设计模块、测试程序优化模块、测试程序审签模块、测试程序归档模块、测试任务分配模块；本发明大大提高了测试程序设计效率和设计过程的规范化水平，适用于多种类型航天器的测试程序设计。

说明书

技术领域

本发明涉及一种轻量级可视化卫星测试程序设计系统及方法，属于航 天器自动化测试技术领域，适用于通信卫星、导航卫星、预警卫星、遥感卫 星、载人飞船等多种航天器的综合测试。

背景技术

卫星综合测试通常包括测试设计、测试实施、测试结果评价三个阶段。 测试程序设计作为测试设计阶段的核心内容，测试程序的设计效率与正确性 将直接影响卫星综合测试的有效性与测试周期。

卫星型号、测试阶段、卫星遥测参数、参数信息、遥控指令、测试项目、 测试大纲、测试细则均是卫星综合测试必需的基础业务数据。传统的测试程 序设计模式下，这些基础业务数据分散存储于不同的软件系统，各系统相互 隔离，形成信息孤岛，无法体现数据之间的逻辑关系。另外，卫星研制过程 中，设计方案变更或单机技术状态更改等因素往往导致卫星测试程序设计迭 代，由此带来了测试程序数据版本多、基础数据难以严格管控等问题。以上 所述基础数据源的不统一，不仅导致严重的数据冗余，且容易造成数据版本 不一致，给测试设计和测试实施带来潜在的安全隐患。

此外，当前的卫星测试程序设计系统仅支持测试流程编辑，没有提供功 能组件按钮和自定义组件库，无法有效支持可视化设计。此外，当前测试程 序设计缺乏统一数据源的支持，测试流程各节点无法与测试项目、测试细则、 测试大纲建立关联，更无法支持测试任务分配与测试实施进度控制。因此， 当前的测试程序设计系统本质上只是一个流程编辑软件，功能单一，自动化 程度低，严重制约了测试效率的进一步提升。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种轻量级可视 化卫星测试程序设计系统及方法，有效地解决了传统测试模式下测试程序设 计效率低、测试程序数据版本控制不规范、易出错的问题，在大幅提高测试 程序设计效率和设计过程规范化水平的同时，实现了整星AIT阶段测试程序 的全生命周期可控可信管理。

本发明的技术解决方案：一种轻量级可视化卫星测试程序设计系统，包 括：统一数据源管理模块、权限控制模块、自定义组件模块、通用功能组件 库模块、测试项目组件库模块、可视化测试程序设计模块、测试程序优化模 块、测试程序审签模块、测试程序归档模块、测试任务分配模块；

统一数据源管理模块，根据接收的卫星测试基础业务数据以及基础管理 数据，建立和维护统一数据源并进行数据表存储结构优化，为权限控制模块 和测试程序归档模块提供基础业务数据和用户、角色、权限数据公共访问接 口；卫星测试基础业务数据包括卫星型号、测试阶段、遥测参数、参数波道、 遥控指令、测试项目、测试大纲、测试细则；测试程序由测试项目组成，测 试大纲是测试项目的集合，测试项目由测试细则组成，测试细则由遥测参数、 参数波道、遥控指令组成；卫星测试基础管理数据包括用户、角色、权限；

统一数据源管理模块中数据库表存储结构优化实现如下：各类卫星测试 基础业务数据均以卫星型号为单位进行分库、分表设计，实现基础业务数据 的多源优化访存；卫星测试基础管理数据进行单库、分表设计，实现基础管 理数据的同源存储；这样就从底层存储结构设计上为测试程序设计进行跨型 号数据引用、复制与共享提供了保证。

权限控制模块，从当前浏览器会话session中获取登录用户账户信息， 并基于统一数据源模块输出的用户、角色、权限数据，形成用户、角色、权 限映射关系，确定该用户是否具备测试程序设计所需的编辑、修改、删除、 审批操作权限，实现测试程序设计操作权限的细粒度控制；

自定义组件模块，根据权限控制模块形成的用户、角色、权限信息表， 为授权用户实现星地电缆接口状态设置、接口关系变更这类测试项目组件和 复制、粘贴、删除、重做这类通用功能组件的自定义操作及按需扩展，并将 测试项目组件存入测试项目组件库，将通用功能组件存入通用功能组件库；

通用功能组件库，接收并存储复制、粘贴、删除、重做这类通用功能组 件，并为可视化测试程序设计模块提供API调用接口；

测试项目组件库接收并存储星地电缆接口状态设置、接口关系变更这类 测试项目组件，并为可视化测试程序设计模块提供API调用接口；

可视化测试程序设计模块是轻量级可视化卫星测试程序设计系统的核 心，采用jQuery浏览器插件生成可视化交互式测试程序设计环境，并调用 通用功能组件和测试项目组件，支持测试程序设计人员完成可视化测试程序 设计；该交互式设计环境提供了复制、粘贴、删除、撤销、重做、缩放、签 入、签出、预览、引用功能按钮；测试设计用户通过简单直观的拖拽操作， 即可完成卫星测试程序的编辑、修改、删除以及审批流程各节点状态设定与 流程发起操作；

测试程序优化模块的核心是测试程序优化引擎，它以测试程序可视化设 计模块输出的测试程序作为输入，基于预先定义的测试程序串行、并行、分 支、循环四类执行逻辑，实现对当前签入的测试程序流程的检错、纠错、优 化，并实时监测测试项目的执行过程；测试设计用户在测试程序编辑时指定 测试程序流程执行过程中节点间的执行逻辑条件是否为硬约束，如果是硬约 束，则只有当约束条件完全满足时方可继续执行；

测试程序审签模块，采用基于BPMN2.0规范的Activiti工作流引擎实现 对测试程序优化模块优化后的测试程序的多级审签流程控制，并将审签后的 测试程序数据递交给测试程序归档模块；Activiti流程定义文件是一个标准 的XML文件，不仅包含流程的流转序列、步骤节点以及各节点上相关的用 户、变量信息流程元素，还包含各个流程元素在定义中的位置信息，从而支 持用户在Web页面以图形化的方式显示和编辑流程定义文件，支持用户自 定义审签流程和流程各节点的审批人员，设置流转条件；

测试程序归档模块，利用开源的Hibernate持久层技术将测试程序审签 模块递交过来的测试程序以JSON字符串的形式存储到统一数据源模块的测 试程序版本库，完成测试程序设计数据归档和版本更新，并基于归档数据为 测试程序优化模块提供跨型号、跨测试阶段的测试程序查询、回溯功能；

测试任务分配模块，基于归档后的测试程序将测试任务分发至指定的执 行人、复核人，并记录任务分配信息。

所述统一数据源管理模块中建立和维护统一数据源实现如下：接收卫星 测试基础业务数据以及卫星测试基础管理数据，分别建立卫星型号表、测试 阶段表、遥测参数表、参数波道表、遥控指令表、测试项目表、测试大纲表、 测试细则表、用户数据表、角色数据表、权限数据表，统一管理；每个数据 表均以32位UUID(UniversallyUniqueIdentifier，通用唯一识别码)为主键， 各数据表之间通过外键建立关联，保证统一数据源中数据视图的唯一性；同 时建立测试程序版本库存储测试程序表的历史版本信息；测试程序表以卫星 型号表中的型号UUID和测试阶段表中的阶段UUID作为联合外键，与测试 项目、测试细则建立关联，测试程序的唯一性由卫星型号UUID、测试阶段 UUID、测试程序版本号联合确定；测试大纲表以测试项目表中的项目UUID 为外键，与测试项目建立关联；测试细则表以遥测参数表UUID、遥控指令 表UUID作为联合外键，与遥测参数、遥控指令建立关联。

一种基于统一数据源的测试程序设计数据版本控制方法，实现过程为：

(1)建立统一数据源：对卫星测试基础业务数据进行分库、分表存储， 对卫星测试基础管理数据进行单库、分表存储，实现存储结构优化，为权限 控制模块和测试程序设计归档模块提供统一的访问接口；

(2)权限控制：权限控制模块访问统一数据源模块中的用户、角色、 权限数据表，确定用户、角色、权限映射关系，对登陆用户进行鉴权，确定 该用户是否具备测试程序设计权限。如不具备程序设计权限，则提示用户无 此权限，流程终止；如具备程序设计权限，则授权用户具有调用引用、编辑、 修改、撤销、删除、保存、预览、签入、签出通用功能组件和通用功能组件 自定义扩展权限；

(3)测试程序设计与优化：测试程序设计用户通过测试程序设计模块 和测试程序优化模块完成测试程序设计，并将测试程序输出至测试程序审签 模块；

(4)测试程序审签：测试程序审签模块根据用户设置并发起的审签流 程进行测试程序的审签管理；审批通过，则测试程序直接流转至下一审批节 点；审批不通过，则直接打回测试程序设计人员进行修改；测试程序审签模 块支持用户基于后台的工作流引擎自定义测试程序审签流程，审签流程节点 数量及各节点审批人员均由用户按需设定；

(5)测试程序归档：测试程序审签模块将审签后的测试程序输出至测 试程序归档模块；测试程序归档模块请求统一数据源模块查询测试程序历史 版本数据，为该测试程序生成“型号名VXX.X”约定格式的唯一版本号，并 利用开源的Hibernate持久层技术将测试程序审签模块递交过来的测试程序 以JSON字符串的形式存储到统一数据源模块的测试程序版本库，完成归档。

本发明与现有技术相比的有益效果：

(1)针对传统测试模式下测试程序设计流程复杂、自动化程度低的不 足，本发明实现了一个支持用户自定义组件的轻量级可视化卫星测试程序设 计，用户无需在本地机器安装任何测试程序设计软件、无需进行任何测试设 计本地化配置操作，只需通过浏览器登录系统，即可在系统提供的可视化测 试程序设计交互环境中，方便地调用通用功能组件和自定义测试项目组件， 高效地完成测试程序设计与优化，在大大提升卫星测试程序设计效率的同 时，实现了测试程序数据全生命周期的可控可信管理。

(2)针对传统测试模式下测试程序版本管理不规范、易出错的问题， 本发明实现了测试程序设计所需的卫星测试基础业务数据和基础管理数据 的跨卫星平台、跨卫星型号共享管理以及在此基础上的测试程序版本控制， 解决了原有卫星测试设计系统的数据孤岛、数据冗余以及数据不一致的弊 端，提高了卫星测试基础数据管理的规范化水平。

(3)该发明技术独立于卫星平台，适用于通信卫星、导航卫星、载人 飞船等多类航天器综合测试。

附图说明

图1为本发明的轻量级可视化测试程序设计系统结构示意图；

图2为本发明的轻量级可视化测试程序设计方法实现流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明一种轻量级可视化卫星测试程序设计系统为基于 B/SWeb系统MVC架构设计理念，实现了一个直观易用的卫星测试程序交 互式设计环境，涵盖了卫星测试程序设计所需的全部功能要素。用户无需在 本地机器安装任何测试程序设计软件、无需进行任何测试设计配置操作，只 需利用任意一款通用浏览器登录系统，即可在可视化交互设计环境中通过简 单的拖曳操作调用系统通用功能组件和自定义项目组件，高效地完成测试程 序设计、优化、审签以及测试任务分配和基于统一数据源的测试程序版本控 制，从而大大提高了测试程序设计效率和设计过程的规范化水平，因此适用 于多种类型的航天器的测试程序设计。

本发明一种轻量级可视化卫星测试程序设计系统基于B/S架构开发，可 采用Tomcat、JBoss、WebSphere中任一款作为应用服务器进行部署，硬件 服务器要求中央处理器主频大于2.4GHz、内存大于4GB，操作系统采用 WindowsServer2008。客户端用户无需在本地机器安装任何测试程序设计软 件、无需进行任何测试设计配置操作，只需利用任意一款通用浏览器登录轻 量级可视化卫星测试程序设计系统，即可通过调用可视化测试程序交互设计 环境提供的测试设计组件，完成测试程序设计与优化工作。

本发明系统具体由统一数据源管理模块、权限控制模块、自定义组件模 块、通用功能组件库模块、测试项目组件库模块、可视化测试程序设计模块、 测试程序优化模块、测试程序审签模块、测试程序归档模块、测试任务分配 模块组成，

统一数据源管理模块，接收卫星测试基础业务数据以及卫星测试基础管 理数据，分别建立卫星型号表、测试阶段表、遥测参数表、参数波道表、遥 控指令表、测试项目表、测试大纲表、测试细则表、用户数据表、角色数据 表、权限数据表，统一管理；每个数据表均以32位UUID(UniversallyUnique Identifier，通用唯一识别码)为主键，各数据表之间通过外键建立关联，保 证统一数据源中数据视图的唯一性；同时建立测试程序版本库存储测试程序 表的历史版本信息；测试程序表以卫星型号表中的型号UUID和测试阶段表 中的阶段UUID作为联合外键，与测试项目、测试细则建立关联，测试程序 的唯一性由卫星型号UUID、测试阶段UUID、测试程序版本号联合确定； 测试大纲表以测试项目表中的项目UUID为外键，与测试项目建立关联；测 试细则表以遥测参数表UUID、遥控指令表UUID作为联合外键，与遥测参 数、遥控指令建立关联；卫星测试基础业务数据均以卫星型号为单位进行分 库、分表设计，实现基础业务数据的多源优化访存；卫星测试基础管理数据 进行单库、分表设计，实现基础管理数据的同源存储，从底层存储结构设计 上为测试程序设计进行跨型号数据引用、复制与共享提供保证；

权限控制模块，从当前浏览器会话session中获取登录用户账户信息， 并基于统一数据源模块输出的用户、角色、权限数据，形成用户-角色-权限 信息表，确定该用户是否具备测试程序设计所需的编辑、修改、删除、审批 操作权限，实现测试程序设计操作权限的细粒度控制；

自定义组件模块，根据权限控制模块形成的用户-角色-权限信息表，为 授权用户实现星地电缆接口状态设置、接口关系变更这类测试项目组件和复 制、粘贴、删除、重做这类通用功能组件的自定义操作及按需扩展，并将测 试项目组件存入测试项目组件库，将通用功能组件存入通用功能组件库；

通用功能组件库，接收并存储复制、粘贴、删除、重做这类通用功能组 件，并为可视化测试程序设计模块提供API调用接口；

测试项目组件库接收并存储星地电缆接口状态设置、接口关系变更这类 测试项目组件，并为可视化测试程序设计模块提供API调用接口；

可视化测试程序设计模块是轻量级可视化卫星测试程序设计系统的核 心，采用jQuery浏览器插件生成可视化交互式测试程序设计环境，并调用 通用功能组件和测试项目组件，支持测试程序设计人员完成可视化测试程序 设计；该交互式设计环境提供了复制、粘贴、删除、撤销、重做、缩放、签 入、签出、预览、引用功能按钮；测试设计用户通过简单直观的拖拽操作， 即可完成卫星测试程序的编辑、修改、删除以及审批流程各节点状态设定与 流程发起操作；测试程序由测试项目、测试项目单元、箭头三类构件组成， 各构件之间以id建立关联，通过箭头确定测试程序流程各节点的逻辑执行 顺序。测试程序采用TPM(TestProgramModel，测试程序模型)数据结构 存储，保存为如下的XML格式文件：

TPM数据结构中的pageScale(页面比例)、pageWidth(页面宽度)、 pageHeight(页面高度)共同规定可视化设计窗口的大小。mxNode在TP中 定义可视化交互设计环境中的各元素的图模型。mxNode表示测试程序流程 节点，id为节点唯一标识符，parent为父节点的id，NodeType规定节点类型 (folder表示测试项目单元、project表示测试项目)，value为节点名称，style 为节点风格，mxGeometry为节点形状，style与mxGeometry共同规定节点 按钮的形状、颜色、大小；edge表示箭头，source为源节点id，target为目 的节点id。

测试程序编辑时，系统自动解析测试程序XML文件并以JSON形式一 次性加载到系统缓存MemCache(高速缓存)，之后设计人员对该测试程序 的更改则只针对该缓存对象进行，MemCache(高速缓存)自动完成测试程 序的增量更新操作。为了增强测试程序的可读性，测试设计人员可以自定义 测试单元名称而不会引起流程混乱，因为系统后台通过UUID在测试单元与 其所包含的测试项目之间建立了关联，保证了基于存储优化与共享管理的数 据源的统一。

测试程序优化模块的核心是测试程序优化引擎，它以测试程序可视化设 计模块的输出的测试程序作为输入，基于预先定义的测试程序串行、并行、 分支、循环四类执行逻辑，实现对当前签入的测试程序流程的检错、纠错、 优化，并实时监测测试项目的执行过程；测试设计用户在测试程序编辑时指 定测试程序流程执行过程中节点间的执行逻辑条件是否为硬约束，如果是硬 约束，则只有当约束条件完全满足时方可继续执行；

测试程序审签模块，采用基于BPMN2.0规范的Activiti工作流引擎实现 对测试程序优化模块优化后的测试程序的多级审签管理，审签后的测试程序 数据递交给测试程序归档模块和测试任务分配模块；Activiti流程定义文件 是一个标准的XML文件，不仅包含流程的流转序列、步骤节点以及各节点 上相关的用户、变量信息流程元素，还包含各个流程元素在定义中的位置信 息，从而支持用户在Web页面以图形化的方式显示和编辑流程定义文件， 支持用户自定义审签流程和流程各节点的审批人员，并设置流转条件；

测试程序归档模块，利用开源的Hibernate持久层技术将测试程序审签 模块递交过来的测试程序以JSON字符串的形式存储到统一数据源模块的测 试程序版本库，完成测试程序设计数据归档和版本更新，并基于归档数据为 测试程序优化模块提供跨型号、跨测试阶段的测试程序查询、回溯功能；

测试任务分配模块，基于归档后的测试程序实现测试任务的分发、记录。 任务分发支持指定测试项目的执行人、复核人。复核后提交的测试项目在系 统的测试进度显示窗口中进行可视化状态展示，通过不同的颜色以示与未提 交项目的区别。

如图2所示，本发明一种轻量级可视化卫星测试程序设计方法实现过程 如下：

(1)建立统一数据源：对卫星测试基础业务数据进行分库、分表存储， 对卫星测试基础管理数据进行单库、分表存储，实现存储结构优化，为权限 控制模块和测试程序设计归档模块提供统一的访问接口；

(2)权限控制：权限控制模块访问统一数据源模块中的用户、角色、 权限数据表，确定用户-角色-权限映射关系，对登陆用户进行鉴权，确定该 用户是否具备测试程序设计权限。如不具备程序设计权限，则提示用户无此 权限，流程终止；如具备程序设计权限，则授权用户具有调用引用、编辑、 修改、撤销、删除、保存、预览、签入、签出通用功能组件和通用功能组件 自定义扩展权限；

(3)测试程序设计与优化：测试程序设计用户通过测试程序设计模块 和测试程序优化模块完成测试程序设计，并将测试程序输出至测试程序审签 模块；

(4)测试程序审签：测试程序审签模块根据用户设置并发起的审签流 程进行测试程序的审签管理。审批通过，则测试程序直接流转至下一审批节 点；审批不通过，则直接打回测试程序设计人员进行修改。测试程序审签模 块支持用户基于后台的工作流引擎自定义测试程序审签流程，审签流程节点 数量及各节点审批人员均由用户按需设定；

(5)测试程序归档：测试程序审签模块将审签后的测试程序输出至测 试程序归档模块；测试程序归档模块请求统一数据源模块查询测试程序历史 版本数据，为该测试程序生成“型号名VXX.X”约定格式的唯一版本号，并 利用开源的Hibernate持久层技术将测试程序审签模块递交过来的测试程序 以JSON字符串的形式存储到统一数据源模块的测试程序版本库，完成归档。

本发明未详细阐述部分属于本领域公知技术。