高宇航

（91404部队，河北 秦皇岛 066000）

1 需求分析

联调测试中，反应时间的测试项目需多次重复测试，且测试流程相对固定，因此以反应时间的测试项目为例，进行需求分析。

反应时间测试中设有一个指挥部位和多个监测部位。指挥部位负责测试的组织指挥和被测试设备的操作；各监测部位负责观察相应反应现象并记录时间。单次测试的流程具体为：（1）指挥部位依次询问各监测部位准备情况；（2）各监测部位分别确认检测设备初始化正常并上报准备完毕；（3）指挥部位进行倒计时，倒计时结束后操作被测试设备开始工作；（4）各监测部位记录反应现象出现时间；（5）指挥部位依次询问各监测部位测试结果；（6）各监测部位分别上报测试结果。

根据测试流程分析，需要协调软件能够由指挥部位向监测部位发送准备情况询问、测试开始指令及测试结果询问；各监测部位能够上报准备情况、记录反应现象时间及上报测试结果。

为确保测试结果准确，避免网络延迟的影响，各部位间要保持时间同步。

2 软件设计

根据需求分析，软件采用C/S结构，分为指挥部位软件（服务端）和监测部位软件（客户端），拓扑关系采用以服务端为中心的星状拓扑。

对于稳定、持续的点对点通信，一般应采用TCP协议，但由于部分监测部位未架设有线网络，只能通过无线传输设备达成通信。由于通信链路不稳定，采用TCP连接常出现频繁的断开现象和重联现象，故采用UDP协议。在应用层建立重发机制和应答机制，以确保指令传输的可靠性[1]。

为确保各客户端与服务端时间同步，各客户端包含NTP校时模块。以服务端为NTP服务器进行校时，NTP协议在局域网内校时精度可达0.1 ms，广域网内可达1～50 ms，可满足大多数测试的时统需求。

客户端和服务端相互发送4种数据包，分别为心跳数据包、心跳应答数据包、指令数据包及指令应答数据包。

心跳数据包为软件运行时自动周期性发送，用于检测通信质量；心跳应答数据包为接收到心跳数据包后自动应答。通过心跳数据包和应答数据包的配合可检测出通信信道的通断、传输延迟及服务端与客户端的时统偏差值。心跳周期一般设置为1 s。心跳数据包和心跳应答数据包的数据格式如表1和表2所示。

实际软件中采用客户端发送心跳数据包、服务端返回应答数据的模式，可减少软件配置的复杂度，使软件部署更灵活。

利用心跳应答数据包的接收时间和心跳应答数据包中的orig_time字段、send_time字段包含的时间信息，即可计算出往返的传输延迟和时统偏差值，公式为：

其中，ping为双向传输的延迟时间；Δ为服务端与客户端的时统偏差值；tr为客户端接收心跳应答数据包的时刻；to为心跳应答数据包中orig_time字段的时刻，即心跳数据包的发送时刻；ts为心跳应答数据包中send_time字段的时刻，即心跳数据包的接收时刻，也是心跳应答数据包的发送时刻。

指令数据包为服务端下发指令或客户端上报结果时发送的数据包，指令应答数据包为接收到指令数据包后自动进行应答。指令数据包和指令应答数据包的数据格式如表3和表4所示。

建立应答机制和重发机制：建立一个发送队列，当有指令需发送时先放入发送队列，随后进行首次发送，在用户界面上标注该指令状态为“发送中”；接收到指令应答数据包后，遍历发送队列查找该序列号指令，将其移出发送队列，并在用户界面上标注该指令状态为“已送达”；周期性检查发送队列，重发队列中的所有指令，当某条指令的重发次数超限或时间超时，将该指令移出发送队列，并在用户界面上标注该指令状态为“发送失败”。

表1 心跳数据包数据格式

表2 心跳应答数据包数据格式

表3 指令数据包数据格式

表4 指令应答数据包数据格式

3 软件实现

各部位软件实现效果如图1和图2所示。

4 结 论

实际应用证明，软件可大幅提高测试效率。软件充分应用了色彩和音效等提示手段，有效降低了测试人员的值守强度。同时，软件可将测试结果存入数据库，大幅简化后期测试数据的梳理工作和统计工作。软件还具有一定扩展性，根据测试流程进行简单修改即可满足多种测试项目的需求，适用于测试流程相对固定、测试重复次数较多的测试项目。

图1 指挥部位软件效果图

图2 检测部位软件效果图