多通道超声波探伤系统设计开发思路

飞泰多通道超声波探伤系统的设计开发中，软件设计和实现占有重要地位。近年来，超声波探伤系统的功能越来越全面和完善，除了要完成波形显示、实时报警和通道预置等正常的探伤功能外，还要实现自动增益、波峰记忆、焊缝显示、曲面修正、B 扫描、缺陷测高和动态记录等功能，系统越来越自动化和智能化。探伤功能和系统智能化最终需要通过软件来实现和体现，这些都给系统软件的设计和实现带来了不同等级的升级。

飞泰为了提高系统软件的开发效率、代码可重用度、可移植性和可扩展性，在多通道超声波探伤系统的设计中，系统软件的设计采用了嵌入式操作系统。嵌入式操作系统是为上层应用程序提供了精简、高效的软件运行平台。操作系统的底层驱动程序负责硬件的抽象，为上层应用程序提供了统一的硬件访问接口。上层应用程序基于 GUI 工具库实现，完成超声波探伤的各种功能，并利用 GUI 工具库提供的丰富控件和类库，开发出简洁、高效、美观的用户界面。

我们完成系统软硬件功能定义和划分，采用 Linux 和 Qt/Embedded 作为本系统的嵌入式操作系统和 GUI 工具库，完成了交叉开发环境的建立。基于 Linux 操作系统设计和实现了设备驱动层，基于 Qt/Embedded 工具库设计实现了应用软件层。经过实际的系统功能测试和系统性能测试，探伤系统软件能够正常工作，满足系统的功能设计需要和系统的性能设计指标。验证了系统设计方案是切实可行。

遵循将数据平面、控制平面和管理平面分开的思想，将系统的设备驱动层分为驱动层数据平面和驱动层控制平面接口。以模块化方式设计开发系统的设备驱动程序。采用了中断机制和 Linux 异步通知机制，实现了系统的驱动层数据平面。基于 Linux 内核提供的设备驱动开发接口，实现了系统的驱动层控制平面接口。完成了基于 Linux 的嵌入式探伤核心板的引导程序烧写、内核编译和烧写、根文件制作和烧写等任务。该嵌入式探伤核心板提供了探伤数据采集接口、探伤参数配置接口和外围设备接口，便于功能的裁剪和扩展，不仅可以作为便携式探伤仪的信号处理主板，也可以作为主/从模式自动化探伤仪的信号采集从板。该嵌入式探伤核心板具有较高的工程价值。

应用软件层设计遵循将数据平面、控制平面和管理平面分开，将“功能模块“和“用户界面”分开的思想，使用分层和模块化设计方法，将应用软件层分为设备控制适配层、功能处理层和用户界面层，层次分明、模块接口清晰，提高了代码的可重用度和可移植性，便于系统的功能扩展。采用面向对象方法设计超声波探伤模块，使用 C++语言实现超声波探伤模块的各个类对象，提高了超声波探伤模块的可重用性。该超声波探伤模块不仅可以在嵌入式平台上使用，也可以在其他平台如 PC 平台上使用，具有很好的可移植性和可扩展性。