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基于特殊安全机制的冰箱测试软件系统设计与实现 摘要 随着生产和科学技术的快速发展，生产过程自动控制的要求不断提高，传统 测试系统的缺点也愈来愈突出，网络技术应用于测试系统己成为现代测试技术发 展的趋势。由于传统测试系统的测试单元相互独立，测试数据无法共享，给整个 测试工作的宏观管理和控制带来了极大的不便，因此设计出数据可共享的及可靠 的测试系统是未来的发展方向。 网络化冰箱测试系统中，很多网络远程调用协议都是公开的，当测试系统与 网络设备直接相连时，系统极易遭到病毒的侵袭，造成测试系统无法正常工作， 使测试工作陷入瘫痪。而企业产品的测试周期较长，测试现场无人监控，一旦测 试系统停止工作，就会引起产品的堆积，严重影响企业的正常生产。 为了解决测试系统与网络技术相结合所带来的安全隐患，本文提出了一种基 于特殊安全机制的冰箱测试系统，设计了一种串口数据通信协议，测试微机与传 送微机之间根据制定的通信协议来传输测试数据。在分析了冰箱测试系统的现状 以及对系统进行了需求分析的基础上，对测试系统中的数据采集系统、数据库、 各软件功能以及通信机制等进行了详细设计。测试微机通过温度记录仪和功率计 与冰箱相连，定时采集仪表数据，然后对采集的数据进行分析、管理、显示及存 储。本系统中，测试微机没有与外部查询网络直接相连，而是将采集的数据通过 串口数据通信协议传给传送微机，由传送微机将数据写入网络服务器上的综合数 据库里，人们可以通过查询微机从网络服务器上随时查看测试结果。该系统既利 用网络实现了测试数据的共享，又避免了远程查询、病毒侵袭等事件对测试工作 的干扰，大大提高了系统的安全性，保证了测试工作的顺利进行。 另外，本文还详细介绍了基于特殊安全机制的冰箱测试系统的具体实现以及 关键算法。该系统在实际应用中已经证明是切实可行的，对其它企业建立类似测 试系统可以起到一定的借鉴作用。 关键字：安全机制；电冰箱测试系统；串口通信 t h ed e s i g na n di m p i e m e t i o no fr e f r i g e r a t o r yt e s t i n g s o f t w a r es y s t e mb a s e do ns p e ciais e c u rit ym e c h a nis m a b s t r a c t w i t ht h ea d v a n c e si np r o d u c t i o na n dt e c h n o l o g y , t h e i n c r e a s i n gd e m a n d so f a u t o m a t i o np r o d u c t i o nh a si n c r e a s e d ，w h i c hm a k e st h ed i s a d v a n t a g e so ft r a d i t i o n a l t e s t i n gs y s t e m sh a v eb e e nm o r ea n dm o r eo b v i o u s n o w a d a y s ，i ti san o v e l d e v e l o p m e n tt r e n di nm o d e mt e s t i n gt e c h n o l o g i e st h a tn e t w o r kt e c h n o l o g yi sa p p l i e d i nt e s t i n gs y s t e md u et ot h ei n d e p e n d e n c eo ft e s t i n gu n i t sa n dt h ep r o b l e mo fd a t a s h a r i n g ，i tc a u s e sal o to fi n c o n v e n i e n c ei nm a n a g i n ga n dc o n t r o l l i n gt h ew h o l e t e s t i n gw o r k s om o r ea n dm o r ea t t e n t i o ni sp a i dt oh o w t od e s i g nat e s t i n gs y s t e m w i t hs t r o n gr e l i a b i l i t ya n dd a t as h a r i n ga b i l i t y i nt h et e s t i n gs y s t e mo fr e f r i g e r a t o r y , m a n yn e t w o r kr e m o t ep r o t o c o l sa r ep u b l i c w h e nt h et e s t i n gm a c h i n e sa r ec o n n e c t e dd i r e c t l yw i t hn e t w o r kd e v i c e s ，t h es y s t e mi s i n c l i n e dt ob ei n f e c t e db yv i r u s e sa n dt h e nt h et e s t i n gm a c h i n ec a nn o tw o r kn o r m a l l y b e c a u s eo ft h el o n gt e s t i n gp e r i o da n dn o b o d ya tt h es c e n eo fa c t i o n ，t h ew h o l e p r o d u c tl i n ew i l lb es e r i o u s l ya f f e c t e do n c et h et e s t i n gw o r ks t o p s i no r d e rt os o l v et h eh i d d e ns e c u r i t yp r o b l e mw h i c hc o m e sf r o mt h ec o m b i n a t i o n o ft e s t i n gs y s t e ma n dn e t w o r kt e c h n o l o g i e s ，t h i sp a p e rp r e s e n t sat e s t i n gs y s t e mo f r e f r i g e r a t o r yb a s e do nas p e c i a ln e t w o r ks e c u r i t ys t r a t e g y , a n dp r o p o s e sas e r i a lp o r t c o m m u n i c a t i o np r o t o c o lu s e dt ot r a n s m i td a t ab e t w e e nt e s t i n gc o m p u t e ra n d t r a n s m i s s i o nc o m p u t e r a n a l y z i n gt h ee x i s t i n gt e s t i n gs y s t e m so fr e f r i g e r a t o r ya n d t h ed e m a n do fs y s t e md e s i g n ，t h i sp a p e rd w e l l so nt h ed e s i g no fd a t ac o l l e c t i n g s y s t e m ，d a t a b a s e ，f u n c t i o no fe a c hs o f t w a r e ，a n dt h ec o m m u n i c a t i o nm e c h a n i s m t h e t e s t i n gc o m p u t e r i sc o n n e c t e dw i t h r e f r i g e r a t o r yt h r o u g hp o w e rm e t e r a n d t e m p e r a t u r em e t e r ，w h e r et h ec o m p u t e rp e r i o d i c a l l yg a t h e r sd a t af r o mt h et e m p e r a t u r e m e t e r , a n dt h e na n a l y z e ，m a n a g e ，d i s p l a ya n ds t o r et h ec o l l e c t e dd a t a i nt h i ss y s t e m ， t h et e s t i n gc o m p u t e rh a sn od i r e c tr e l a t i o nt oo u t e rq u e r yn e t w o r ka n du s e st h es e r i a l p o r tc o m m u n i c a t i o np r o t o c o lt ot r a n s m i td a t at ot r a n s m i s s i o nc o m p u t e r t h ed a t ai s t h e nw r i t t e ni n t ot h ed a t a b a s eo ft h en e t w o r ks e r v e r , w h e r ep e o p l ec a nr e a dt h er e s u l t s t h r o u g ht h eq u e r yc o m p u t e r t h i ss y s t e mr e a l i z e st h ed a t as h a r i n g ，p r e v e n t st h e t e s t i n gw o r kf r o mi n t e r f e r e n c e so fr e m o t eq u e r ya n dv i r u s e si n f e c t i n g ，i m p r o v e st h e s e c u r i t ya n ds t a b i l i t yo f t h et e s t i n gs y s t e m ，a n dm a k e s t h es y s t e mw o r kc o r r e c t l y m o r e o v e r , t h i sp a p e rd i s c u s s e sh o wt or e a l i z et h er e f r i g e r a t o r yt e s t i n gs o f t w a r e s y s t e mb a s e do ns p e c i a ls e c u r i t ym e c h a n i s mi n d e t a i la n dp r e s e n t ss o m ek e y a l g o r i t h m s t h i ss y s t e mh a sb e e np r o v e df e a s i b l ei np r a c t i c ea n dc a r lb eh e l p f u lf o r t h ef u t u r ew o r ki nt h i sa r e a k e yw o r d s ：s e c u rit ym e c h a nis m ；r e f rig e r a t o rt e s tin gs y s t e m ；s e r iaip o r t c o m m u n i c a t i o n 独创声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写 过的研冗成果，也不包含未获得 ( 适! 室旦遗直基丝盘霆挂型应盟 丝：奎拦亘窒2 或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研 究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：列露。 签字日期：1 n 萨，月霹日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有 关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权学校可以将学 位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手 段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名： 列宗2 ， 导师签字 磬支 签字日期：支蛐俘 月玛日签字日期：参旧f 年多月弼日 学位论文作者毕业后去向 工作单位： 通讯地址： 电话： 邮编： 基于特殊安全机制的冰箱测试软件系统设计与实现 0 引言 计算机网络技术的迅猛发展及其相关技术的成熟，对人类社会各个领域的传 统发展模式产生了巨大的冲击，对测量技术及其仪器发展也产生了深刻影响， 从传统的自成体系的单一仪器到伴随着大规模集成电路技术、微电子技术发展而 相继出现的诸如虚拟仪器【2 1 、自动测试系统3 肄无不体现了计算机对其产生的巨 大推动作用。另一方面，随着工业生产过程现代化及测量自动化的提高，需要测 量的数据量也越来越大，同时系统中各个计算机之间也日益要求更多的数据交 换，扩展测量系统功能，提高系统的规范性、稳定性，加强系统之间数据和信息 交换的便利性的呼声也越来越高。为适应这一需求，应用计算机网络技术实现网 络自动测试系统已越来越成为现代测试技术的重要发展方向，组建网络化的测控 系统就非常必要【4 】。组建网络测试系统的前提是大量的可供选择的智能化仪器和 测试设备的存在。自动测试技术创始于5 0 年代，发展历经了以下三个阶段： 第一代自动测试系统开始采用计算机技术，主要用来进行逻辑定时控制。由 于它没有标准接口，技术比较复杂，只能用于大量的要求重复、快速、高可靠和 对工作人员健康有害又难以接近的测试场合。这种自动测试技术初级产品的主要 功能是进行数据自动采集和自动分析，用它完成大量重复的测试工作，承担繁重 的数据运算和分析任务，以便快速准确地获得测试结果。这类设备没有通用接口， 它们多数是专用的。 第二代自动测试系统又称为智能仪器系统。随着微电子技术的迅速发展，微 处理器、单片计算机开始推广应用，人们开始用微处理器来设计仪器仪表。由于 微处理器和单片计算机具有强大的数据运算能力和数据处理能力，因此，这种新 型的仪器在性能和综合测试能力方面比传统仪器仪表强得多。有些用传统仪器无 法测试的参数或需要人工运算爿能得到的结果，现在可以借助计算机的推演运算 直接得到。因此人们常称这类新型仪表为“智能仪器” 5 1 或“智能仪表”。这种 仪器一般配有标准接口( 如串行通信接口r s 一2 3 2 ，r s 一4 8 5 等，并行通信接口 e e e 一4 8 8 ( g p i b ) 【6 】) ，可以方便地组成自动测试系统。 随着计算机技术的发展和普及，人们开始用p c 机来开发新一代自动测试系 统，第三代p c 个人仪器测量系统( p e r s o n a li n s t r u m e n t p e r s o n a li n s t r u m e n t s y s t e m ) 应运而生，它也称为“p c 仪器”或“虚拟仪器”。虚拟仪器是以个人计 中国海洋大学硕士毕业论文 算机的广泛应用为前提的，属于将计算机作为平台的新一代测控仪器，通常由计 算机，测控电路模块和专门应用软件组成【7 1 。它基于软件而不是硬件来定义测量 仪器的各种操作行为。虚拟仪器的功能可随着计算机技术的发展而不断的加强和 完善，可以组建智能化的自动测试系统【引。和传统的电子测量仪器相比，虚拟仪 器具有用途多、数据处理能力强、自动化程度高、系统扩展和联网容易等优点。 2 0 世纪7 0 年代前，生产过程自动化所用的大多是模拟式的控制仪表和装置。 随着生产的发展、生产水平的提高而形成的生产过程的强化、参数间的关联性的 增加，要求控制仪表与装置具有多样的、复杂的控制功能，并且具有更高的控制 精度和可靠性，进而对大系统进行综合自动化，使企业管理和过程控制相结合， 便于利用过程信息较快地做出有利于企业的决策。正是适应这种需求，数字测控 装置发展起来了。 我们所采用的自动测试技术为第二代和第三代之间的智能仪器和系统环境 模拟的一种自动测试系统。目前电冰箱生产企业采用的测试系统大部分为此类检 测系统。 采用计算机测控技术能实时采集并保存冰箱运行过程中的各运行参数数据， 绘制出各参数的实时曲线和保存以往历史曲线。对采集到的数据进行分析、处理 后，以报表形式输出检测结果，方便检测人员在测试过程中和测试后对冰箱性能 进行分析，降低了检测人员的劳动强度，大大提高了劳动生产效率，同时也有助 于新产品的开发。 近年来，随着企业规模的不断扩大，测试数据量也越来越多。为了实现数据 的共享，便于企业测试的统一监控、查询、统计分析，人们开始把测试系统与网 络联系起来。计算机技术、通信技术、网络技术的迅猛发展，为以计算机和工作 站为基础的网络化测试技术的发展提供了技术保障。网络的最大特点就是可以实 现资源共享，使现有资源得到充分利用。它解决了已有总线在仪器台数上的限制， 使一台仪器为更多的用户所使用，实现了测量信息的共享。同时，网络可以不受 地域限制，这就决定了网络化测试系统可以实现远程测控，使测试人员不受时间 和空间的限制，随时随地获取所需信息。测试技术网络化还有利于降低测试系统 的成本，有利于实现设备的远距离诊断和维护【9 】。正是由于网络化测试系统的诸 多优点，使得网络化测试技术备受关注。网络技术应用于测试系统己成为现代测 基于特殊安全机制的冰箱测试软件系统设计与实现 试技术发展的一大趋势【l 。 但是测试系统一旦与网络相连，由于很多网络远程调用协议都是公开的，就 不可避免地引起安全问题。在测试过程中，大量的机密数据通过网络传递，许多 重要的信息、资源关系重大。因此，网络化产品测试系统的安全总是面临着严峻 的挑战，网络的安全和信息的保密总是面临着日益严重的威胁。目前人们普遍采 用的网络安全技术主要有身份验证、存取控制、数据加密、防火墙技术等等，而 病毒千变万化，人们防不胜防，一不小心，就会有病毒侵入，难以保证测试系统 的安全与稳定。基于以上原因，本文中设计了一种特殊的数据通信安全机制一串 口数据通信协议s p c p ( s e r i a lp o r tc o n m u n i c a t i o np r o t o c 0 1 ) ，利用串口线将 测试微机与网络相联，保护了测试系统免受病毒等侵袭，既利用网络实现了测试 数据的共享，又保护了测试微机免受病毒等影响，保证了测试系统的顺利进行。 全文共分为六章：第一章是概述，介绍了电冰箱测试系统的现状，电冰箱测 试系统的特点，电冰箱产品测试标准及计算机网络技术的发展与现状；第二章是 需求分析，对电冰箱的测试过程、测试管理过程、网络化冰箱测试系统的安全性 进行了分析，提出了目前冰箱测试系统存在的问题及电冰箱测试系统需要实现的 功能；第三章是基于特殊安全机制的电冰箱测试软件系统的概要设计，对测试系 统的硬件、开发平台、软件进行了设计，并介绍了测试系统的各软件功能；第四 章介绍了基于系统安全的串口数据通信协议s p c p ，并对协议进行了详细的设计； 第五章介绍了基于特殊安全机制的冰箱测试系统的实现，包括数据采集系统、数 据传输、数据存储、管理及显示，并介绍了系统设计的关键技术及算法：第六章 对本文的工作进行了总结，并对电冰箱测试系统的前景进行了展望。 中国海洋大学硕士毕业论文 1 概述 1 1 电冰箱测试系统现状 随着计算机技术的发展，冰箱生产企业对产品的测试，已度过了人工抄取测 量仪表数据阶段，基本实现了计算机测试。在测试过程中，计算机通过与智能仪 表通信获取温度、电参数等测试数据，实现测试数据的自动存取、参数曲线显示 及测试报告打印等功能。由于冰箱生产企业庞大，下属企业遍布全国各地，冰箱 测试信息资源分散在各地生产部门冰箱测试系统( 以下简称测试系统) 的微机上， 而且测试系统由多家科研机构完成，同时由于企业初期缺乏经验和没有测试系统 详细规范，因此，在企业内部造成多种异构的测试系统。 1 1 1 按硬件分类 ( 1 ) 早期冰箱测试系统 微机 回一 传感器 图1 1 早期冰箱测试系统 图1 1 所示的系统是采用计算机测试以后，开发出的较早的一种冰箱测试系 统。系统中只有一台计算机与智能仪表相连，智能仪表与传感器相连。智能仪表 记录传感器的结果，计算机通过一定的算法定时采集智能仪表的数据，然后由计 算机对采集到的数据进行分析、画图和储存。该系统比较简单，也不存在数据传 输的问题，因此，该系统运行速度快，比较稳定并且容易实现。 基于特殊安全机制的冰箱测试软件系统设计与实现 ( 2 ) 基于局域网的冰箱测试系统 图1 2 基于局域网的冰箱测试系统 图1 2 所示的系统，利用企业内部的局域网，将各分散的测试系统单机联系 起来。与早期冰箱测试系统( 如图1 1 所示) 一样，该系统也是由智能仪表纪录 各传感器数据，由单机定时采集各智能仪表的数据，这些数据由各单机进行分析、 画图和储存。同时，各单机的测试结果要传送给服务器，由服务器对这些测试结 果进行汇总和分析。与早期冰箱测试系统( 如图1 1 所示) 比较起来，该系统更加 复杂，功能也更加完备，会给企业带来更大的便利性，但是实现起来比较困难， 系统稳定性也会受到局域网的一些影响。 ( 3 ) 大型冰箱测试系统 r 百1 - 工作站 工作站工作站 图1 3 大型冰箱测试系统 图1 3 所示的系统，是用互联( 局域) 网将各测试系统服务器联系起来。这 种系统适用于大型电冰箱生产厂家，其生产地点异常分散，为汇总各测试系统的 数据必须采用图卜3 所示的系统。在该系统中，各服务器可以进行通信，并互传 数据，可以实现异地查看测试数据和曲线。 中国海洋大学硕士毕业论文 1 1 2 按软件分类： 冰箱测试系统的软件结构一般分成三层：第一层是数据库，第二层是操作 系统，第三层是应用层。根据这三层的不同，可以分成以下几种： ( 1 ) 早期冰箱测试系统软件结构 高级语言( v b ) 个人计算机操作系统( w i n 9 8 ) 单机简单数据库( a c c e s s ) 图1 4 早期冰箱测试系统软件结构 如图1 4 所示，是较早的电冰箱测试系统软件结构，这种测试系统适用于 小型的冰箱实验室。 ( 2 ) 改进冰箱测试系统软件结构 高级语言( d e l p h i ) 网络操作系统( u n i x ) 网络数据库( s q ls e r v e r ) 图1 5 改进冰箱测试系统软件结构 如图1 5 所示软件结构，使用的数据库软件、操作系统和应用软件，都比 图1 4 所示的系统要进步一些，因此应用范围也要广一些。 ( 3 ) 后期冰箱测试系统软件结构 高级语言( a s pn e t ) 网络操作系统( w i n 2 0 0 0 ) 网络数据库( f o x b a s e ) 图1 6 后期冰箱测试系统软件结构 基于特殊安全机制的冰箱测试软件系统设计与实现 如图1 6 所示的系统，比图1 5 所示的系统采用的软件更先进一些，功能也 更强大一些。 当然，按照三层软件结构的不同，还可以分成更多种，在此不一一列举了。 1 1 3 按结构分类： ( 1 ) c s 结构 客户端 数据库服务器 图1 7c s 系统 如图1 7 所示，c s 结构由两部分组成，即客户应用程序和数据库服务器程 序。二者可分别称为前台程序与后台程序。运行数据库服务器程序的机器，也就 是处理和存储测试结果的服务器，此服务器随时等待响应客户程序发来的请求； 客户程序运行在用户自己的电脑上，对应于服务器电脑，可称为客户电脑。当需要 对数据库中的数据进行任何操作时，客户程序就自动地寻找服务器程序，并向其 发出请求，服务器程序根据预定的规则作出应答，送回结果。 在c s 结构中，数据的储存管理功能，是由服务器程序独立进行的，并且通常 把那些不同的( 不管是已知还是未知的) 前台应用所不能违反的规则，在服务器程 序中集中实现，例如访问者的权限，编号不准重复，必须有客户才能建立订单这样 的规则。所有这些，对于工作在前台程序上的最终用户，是“透明”的，他们无须 过问( 通常也无法干涉) 这背后的过程，就可以完成自己的一切工作。在客户服务 器架构的应用中，前台程序可以变得非常“瘦小”，麻烦的事情( 复杂的任务) ， 都交给了服务器和网络。在c s 体系下，数据库真正变成了公共、专业化的仓库， 受到独立的专门管理。 中国海洋大学硕士毕业论文 ( 2 ) b s 结构 回；! 回：! 囡 客户端 应用服务器 数据库服务器 图1 8b s 系统 所谓b s 结构，就是只安装维护一个服务器( s e r v e r ) ，而客户端采用浏览 器( b r o w s e ) 运行软件，即浏览器n 务器结构。b s 结构的优点是维护方便，能 够降低总体拥有成本。客户端运行软件，就像我们平时上网浏览网页一样，有个 浏览器( 通常是i e 6 0 ) 就行了，不用安装其它软件。而且通过电话线也可以运 行软件。a s 结构的软件所有的维护、舞级工作都只在服务器上进行，而客户端 就能获得最新版本的软件。 如图1 8 ，b s 系统采用三层结构，在这三层结构中，客户端接收用户的 请求，客户端向应用服务器提出请求，应用服务器从数据库服务器中获得数据， 应用服务器将数据进行计算并将结果提交给客户端，客户端将结果呈现给用户。 而c s 系统采用的是两层结构，在这两层结构中，客户端接收用户的请求，客户 端向数据库服务器提出请求，数据库服务器将数据提交给客户端，客户端将数据 进行计算( 可能涉及到运算、汇总、统计等等) 并将结果呈现给用户。这两种结 构的不同点是，两层结构中客户端参与运算，而三层结构中客户端并不参与运算， 只是简单地接受用户的请求，显示最后的结果。由于三层结构中的客户端并不需 要参与计算，所以对客户端的计算机电脑配置要求是比较低的。另外，由于从应 用服务到客户端只传递最终的结果，数据量较少，使用电话线也能够胜任。而采 用c s 两层结构，使用电话线作为传输线路可能因为速度太慢而不能够接受。采 用三层结构的b s 的配置可以是提高服务器的配置，降低客户端的配置。这样增 加的只是一台服务器( 应用服务和数据库服务可以放在用一台计算机电脑中) 的 价格，而降低的却是几十台客户端机器的价格，起到了降低总体拥有成本的作用。 其次，b s 比c s 的维护工作量大大减少了。c s 结构的每一个客户端都必 须安装和配置软件。假如一个企业共有5 0 个客户站点使用一套c s 结构的软件， 则当这套软件进行了哪怕很微小的改动后( 比如增加某个功能) ，系统维护员都 必须进行这样的维护：将服务器更新到最新版本；将客户端原有的软件卸载，再 基于特殊安全机制的冰箱测试软件系统设计与实现 安装新的版本，然后进行设置，晟为可怕的是客户端的维护工作必须不折不扣的 进行5 0 次。若其中有部分客户端是在另外一个地方，则系统维护员还必须跑到 该地方再进行卸载、安装、设置的工作。若某个客户端，忘记进行这样的维护， 则该客户端将会碰到版本不一致的问题而无法工作。而b s 结构，客户端不必安 装及维护。 ( 3 ) c s 和b s 相结合的系统】： 测试 查询微机l查询微机m 图1 9c s 和b s 相结合的系统 如图1 9 ，该系统中既有c s 结构，又有b s 结构，融c s 与b s 软件结构 优点于一体，使得本地测试高速、可靠，多点远程查询统计方便，增强了系统的 实用性和数据的共享性，降低了软件维护工作量。c s 系统是用于冰箱实验室， 主要实现实验室本地冰箱性能的测试，同时把测试结果显示出来。b s 系统用于 企业内部网络，企业内有关部门可以利用网络在不同地点使用本套系统。实验室 工作人员可以在实验室内将产品信息、测试报告、项目报告以及测试台位状态信 息录入到本套系统中，而且系统可以根据台位的利用情况以及需要测试的冰箱编 制一个测试台位计划，并且对一定时间段的测试结果进行统计、分析。研发部门 以及质量管理部门也可以在当地利用网络随时察看测试结果。 中国海洋大学硕士毕业论文 1 2 电冰箱测试系统的特点 从上一节的分析可以看出，企业内部存在多种软硬件及结构各异的测试系 统，每个测试系统都是一个数据源，每个数据源都是异构的，因此它们之间的信 息和组织都不样，这就构成了一个巨大的数据库环境，使得企业很难把这些信 息资源作为一个整体来进行分析，影响了企业对产品质量的总体把握。当今电冰 箱测试系统的特点可以总结为如下几个方面： ( 1 ) 分布性 分布性是当今测试系统的一个显著的特点，由于生产部门的分布性，决定了 测试系统分布在地理位置不相同的地方，而不是集中在一起。 ( 2 ) 异构性 当今企业的测试系统在地理上是分布的，同时又是异构的。构成测试系统的 无论软件、硬件还是结构都是多种多样的，各种设备和资源也是各不相同的。如 何把分布且异构的测试系统融合为一个有机的整体，是当今要解决的问题。 ( 3 ) 动态性 由于地域的原因，生产部门的发展不可能完全同步进行，各地的测试系统也 不可能同步发展，因此造成测试系统的多变性和动态性。 ( 4 ) 自治性 对于每一个测试系统，首先它是属于某一个实验室，该实验室对该测试系统 具有最高的管理权限和自主的管理能力，这就是测试系统的自治性。 基于冰箱测试系统的分布性、异构性、动态性等原因，迫切需要利用 i n t e r n e 来整合这些信息资源，以实现产品生产的质量控制和统一分析决策。 1 3 电冰箱产品测试标准 在冰箱生产过程中，必须对温度和耗电量进行检测，它直接关系到冰箱产品 的质量。根据g b t 8 0 5 9 2 - 1 9 9 5 1 2 1 的规定，须对冰箱冷却速度、制冰能力、储藏 温度、耗电量、负载温度回升时间、冷冻能力以及凝露和高低压启动等进行试验 和检测。 许多国家已经制定了政策以限制温室气体的排放并鼓励更有效的使用能量。 基于特殊安全机制的冰箱测试软件系统设计与实现 在这个过程中，设备和装置的相对能效标签及标准在政府的能源和环境政策中扮 演着重要的角色。鼓励消费者购买能效较高的产品有助于在实现相同服务的同时 节约更多的能量。世界上有很多种使用中的家用冰箱测试标准。各种测试标准和 方法之间要求的差别正在成为不同经济体间进行冰箱贸易的巨大障碍。同样的设 备在不同测试标准下测得的能耗结果可能相差很大。这是由不同的试验环境温 度、相对湿度、储藏温度、门开启情况以及设备运行要求与试验环境的偏差造成 的。 在g b t 8 0 5 9 2 - 1 9 9 5 标准中，实验室内的环境温度在1 0 一4 3 c 范围内可调， 实验室内环境相对湿度无特别规定时，一般应为4 5 一7 5 ，实验室内的环境空 气流速不应大于0 2 5 m s 。耗电量实测值不应大于额定值的11 5 ，电源电压 1 8 7 2 4 2 v ，电源频率5 0 + 1 h z 。冰箱应有良好的保温性能，冰箱应设计成使其负 载温度回升速度足够缓慢，如制造厂标出额定值为不小于3 5 0 m i n ，则其实测值 不应小于额定值的8 j 。 1 4 计算机网络技术的发展与现状 计算机网络是通过互联通道进行相互通信，从而实现数据和服务共享的一些 分布的、智能的计算机和终端所组成的集合。 计算机网络最早可以追溯到五十年代由美国国防部高级研究计划局为国防 研究建立的a r p a 网，它就是现在人人皆知的互联网( i n t e r n e t ) 雏形，构成互联 网的基本协议t c p i p 协议就是从a r p a 中产生的现代的计算机网络可由它的规 模，距离和结构划分为三种：广域网( w a n ) 、城域网( m a n ) 和局域网( l a n ) u 3 1 。互 联网就是典型的广域网，它连接了数以万计的局域网，城域网通常覆盖一个城市， 特别要指出的是局域网，它通常是用在一个单位或一个部门内部，规模上一般不 超过几百个用户，目前广泛流行的以太网( e t h e r n e t ) 【1 4 】就是局域网的一种。对 于任何类型的网络，为保证连网的实体之间相互通信，就必须符合一定的网络协 议，比如国际标准化组织提出的开放系统互联( o s i ) 参考模型f l “，它采用分层的 思想，将网络从最基础的物理硬件到最终的用户程序之间分为七层，由底向上分 别是：物理层( p h y s i c a ll a y e r ) 、数据链路层( d a t a l i n kl i n kl a y e r ) 、网络层 ( n e t w o r kl a y e r ) 、传输层( t r a n s p o r tl a y e r ) 、会话层( s e s s i o nl a y e r ) 、表示 中国海洋大学硕士毕业论文 层( p r e s e n t a t i o nl a y e r ) 、应用层( a p p l i c a t i o nl a y e r ) ，每一层都有很多协议 可供选择，现今的所有网络可以说都符合这种层次划分。 时至今日，从当年的a r p a 发展而来的互联网早已突破了传统通信方式的时 空限制和地域障碍，使更大范围内的资源共享和通信变得十分简便。互联网拥有 的硬件和软件资源正在越来越多的领域中得到应用，比如电子商务、网上教学、 远程医疗、远程数据采集与控制、远程设备故障诊断等等。与此同时，高性能、 高可靠性、低成本的网关、路由器、中继器及网络接口芯片等网络互联设备的不 断进步，又方便了不同类型的局域网连入到互联网中 m 。伴随着无线接入、宽 带接入技术和通信能力的飞速发展，i t 行业各个巨头都将接入技术列为其发展 的新的重点。例如，i b m 公司推出普及运算( p v c ，p e r v a s i v ec o m p u t i n g ) 的概念， 认为i t 行业的挑战将是如何面对现存的和未来层出不穷形态万变的终端设备； c o m p a q 公司也提出了“无所不在的信息时代”的理念，认为不久的将来将有数 以亿兆计的接入设备以宽带接入、无线接入等方式通过i n t e r n e t 网络与应用平 台及信息基础设施相联接；i n t e l 公司则依据“随处可见的网络，随处可见的客 户终端”的思想提出了其发展蓝图。 计算机网络的应用和普及在带给普通大众无限便利的同时，更给相关学科和 产业拓展了生存空间。在短短几年时间里，测试工业就经历了一场彻底改变测试 技术决策的革命。测试系统正沿着计算机化、标准化和网络化三大趋势发展【1 ”。 具体到测量测试及仪器仪表领域，则表现为将仪器的接口网络化，测试系统的网 络化以及实现测量服务的共享等等，而且这种发展趋势势必随着网络和测试仪表 的发展而进行下去。 基于特殊安全机制的冰箱测试软件系统设计与实现 2 需求分析 2 1 电冰箱测试过程分析 一种新型电冰箱设计出来之后，在投入批量生产之前，必须要进行标准检测， 符合销售国家或地区的标准才能够生产。因此必须对其各项指标进行测试。虽然 采用的测试系统种类繁多，但是电冰箱的测试环境和测试过程是基本相同的。测 试可以按照测试标准进行检测参数设定，需要图形化的测试曲线图，能够打印出 测试曲线图和测试数据报表，最后得出测试报告书。 2 1 1 电冰箱测试的流程图 ，至耍墅口一堡堑兰垫堑i 一 至里圃口 i 形成报告l 图21电冰箱测试流程图 如图2 1 所示，一台冰箱样机测试之前，研发人员需要填写任务书，然后下 发任务书：试验人员需要接受任务书，然后进行试验；试验完后，试验员需要填 写实验报告。在任务书执行的过程中，可能会有计划的调整，同时还要进行进度 控制。 军平 中国海洋大学硕士毕业论文 2 1 2 电冰箱的测试环境 图2 2 电冰箱测试环境图 如图2 2 所示，是电冰箱实验室的测试环境。每个实验室内都有很多测试台 位，每个台位每次可以测试一台冰箱。每台冰箱对应两只温度传感器，一只测试 冷藏室的温度，一只测试冷冻室的温度；同时，每台冰箱还对应着一只功率计， 用来测试冰箱的功率。每个实验室都有一台温度记录仪，用来记录温度传感器的 温度，以便于微机定时从温度记录仪读取数据，并对得到的数据进行分析、存储， 画出不同传感器的温度曲线或者传感器的平均温度曲线。温度传感器和功率计都 与微机连起来。 2 1 3 电冰箱的测试过程 ( 1 ) 首先，将电冰箱的样机放于空置的测试台位，根据不同的测试项目， 将功率计以及温度传感器放于不同的位置。开启冰箱，开始测试。 ( 2 ) 温度传感器将冰箱的温度实时地传送到温度记录仪，微机根据设定的 采集周期，从温度记录仪以及功率计处采集数据。 ( 3 ) 测试管理软件对数据进行分析，将采集的数据存入到数据库中保存， 以便于以后的查询，并根据测试的数据结果，绘制出测试曲线。然后继续等到下 个周期的数据到来。 般来说，一台冰箱测试样机的测试周期最长为一个月左右，最短也要数天。 基于特殊安全机制的冰箱测试软件系统设计与实现 冰箱测试系统正是根据这些测试数据，对冰箱的性能及各项指标进行分析、判断 最终生成任务报告书。 2 2 电冰箱测试管理过程分析 上一节讲了电冰箱的测试过程，这一节介绍一下电冰箱的测试管理过程，着 重介绍一下任务书管理、试验进度管理、以及实验报告的管理。 2 2 1 测试管理过程的流程 测试管理过程的流程包括四部分：1 、委托方2 、实验方3 、管理者4 、总工 ( 1 ) 委托方 委托方指的是企业里的研发部门。研发部门开发出新的产品后，首先要填写 任务书。不同的产品有不同的任务书，任务书填好后下发给实验部门。委托方还 要查询下发过的任务书以及实验报告的内容。 ( 2 ) 实验方 首先，实验方要对新下发的任务书予以确认和签收，然后根据任务书的要求 进行实验。如果实验方认为任务书不符合标准还可以拒签。实验方还有权进行任 务书的查询。同时实验方还要负担起系统维护的工作：因为实验项目、实验目的、 实验方法，实验要求等内容可能会发生变化，而且不同的测试标准就有不同的内 容，这些内容的改变都要由实验部门来完成。实验完成后，实验部门要把实验报 告和实验曲线存盘，以便随时调出来查看 ( 3 ) 管理者 通过查看电冰箱的日清台帐，管理者可以看到已下发的任务书号、下发的日 期、测试完成的日期以及电冰箱的型号、实验的目的、测试的项目等。管理者还 有权查询实验报告和测试曲线，可以管理操作员，给不同的操作员不同的权限。 而且，管理者还可以查看日志和进行个人信息的修改。 ( 4 ) 总工 总工的权限：审核实验方法、实验目的、实验要求，并把满足要求的给予批 准。 中国海洋大学硕士毕业论文 2 2 2 任务书的管理 在电冰箱的测试和管理过程中任务书起着十分重要的作用，任务书的管理包 括以下几个部分：任务书的形成和下达：任务书的审核；任务书的接收；任务书 的查询。 ( 1 ) 任务书的形成和下达 任务书的形成和下达由委托方来完成，任务书的基本部分包括：委托单位、 实验下达的日期、实验完成的日期、产品名称、产品型号、产品编号、消费地区、 测试项目和任务书的编号、实验目的描述、产品的产地、测试的数量、测试的地 点等。 ( 2 ) 任务书审核 任务书审核由总工完成。只有己经下达的任务书才可以被审核。任务书下达 时，如果所列测试项目没有全选中，则该任务书需要总工审核通过后，才能被接 收，否则此任务书不能被接收。 ( 3 ) 任务书接收、拒收 任务书接收由实验员来完成。任务书可以被接收的条件：任务书下达且不需 要通过审核或任务书下达需要由总工来审核而且已经通过审核。如果任务书符合 更求则接收，否则拒收。拒收时一定要输入拒收原因，否则不能拒收。 ( 4 ) 任务书查询 任务书查询条件包括：测试地点、委托单位、任务书的编号、测试项目、试 品编号、试品型号等等。 2 2 3 试验进度管理 试验进度管理包括：工作记录录入，台位查询( 包括查询台位号、电冰箱编 号、任务书号、当前状态等) ，工作查询，台位日报。 2 2 4 实验报告的管理 实验报告的管理包括：实验报告的录入，实验报告的查询。 基于特殊安全机制的冰箱测试软件系统设计与实现 2 3 网络化冰箱测试系统安全性分析 冰箱测试系统与i n t e r n e t 十n 连，不可避免会引起安全问题。当今的i n t e r n e t 上，其自身缺陷、网络开放性以及黑客攻击是造成网络不安全的主要原因。科学 家们在设计i n t e r n e t 之初缺乏对安全性的总体构想和设计，偏重考虑系统使用时 的方便性，导致了系统在远程访问、权限控制和口令管理等许多方面存在安全漏 洞 1 8 j 。网络互联所使用的t c p i p 协议是建立在可信的环境之下，首先考虑的 是网络互连，缺乏对安全方面的考虑。这种基于地址的协议本身就会泄露口令， 而且有些协议经常会运行一些无关的程序，连接也可成为盗用目标，服务器需要 读写特权等等都是网络本身的缺陷。网络开放性是最主要的不安全因素，t c p i p 协议是完全公开的，远程访问使许多网络攻击者无须到达现场就能够得手，以及 连接的主机基于互相信任的原则等，这些性质使网络更加不安全，进而导致了网 络化冰箱测试系统的不安全性。 2 3 1 网络安全面临的威胁 黑客攻击手段可以分为非破坏性攻击和破坏性攻击两类。非破坏性攻击一般 是为了扰乱系统的运行，并不盗窃系统数据，通常采用拒绝服务攻击或者信息炸 弹，破坏性攻击是以侵入他人计算机系统，盗窃系统保护信息，破坏系统的数据 为目的。 ( 1 ) 拒绝服务攻击( d o s 攻击) 2 0 l 该攻击方式利用超出被攻击目标处理能力的大