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标题	电磁兼容数据库设计研究
范文	郝晓军等 摘 要： 针对电磁兼容测试以及系统间预测的现实需求，详细讨论了电磁兼容数据的结构设计、要素设计以及接口设计等内容。整个数据库系统设计了三层体系架构，通过应用COM组件技术可以增强整个系统的稳定性和可扩展性。通过区分预测子数据库与测试子数据库设计，可以较完备地满足电磁兼容在试验以及预测方面对数据存储的需求。此项工作的开展对于同类型数据库的设计以及相关科研工作的开展都有极强的促进作用。 关键词： 系统间电磁兼容； 预测； 数据库； COM组件技术 中图分类号： TN03?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2015）21?0152?03 Design of EMC database HAO Xiaojun， CHEN Xiang， HAN Hui （State Key Laboratory of Complex Electromagnetic Environment Effects on Electronics Information System， Luoyang 471003， China） Abstract： According to the current demands of inter?system EMC prediction and EMC test， the design schemes of structure， major factors and interface for EMC database are described in detail. Three?layer system architecture was designed for the whole EMC database system. COM component technology can improve the stability and scalability of the whole system， and satisfy the needs of EMC to data storage in the process of test and prediction. This work has a great promotion for the design of same type databases and relevant researches. Keywords： inter?system EMC； prediction； database； COM component technology 随着电磁辐射源数量的迅速增长，若干用频设备往往会密集布置于一个狭小的区域内，使得整个区域的电磁环境异常恶劣，进而出现某些用频设备工作异常的情况[1?2]，比如接收机噪声电平增大，数据误码率上升和通信不畅，发射机输出电平不稳，工作频点漂移等[3?4]。鉴于实际工程的迫切需求，急需开展针对系统间的电磁兼容性研究，而构建电磁兼容数据库是突破此类课题研究的关键性基础工程[5?7]。本项目主要依据国家军用标准设计的电磁兼容性试验项目[8?9]，设计电磁兼容数据库的实体要素，通过实际测试掌握特定背景环境下，用频设备的电磁发射特性以及电磁敏感度。针对后期EMC预测对真实测试数据的具体需求，进一步丰富电磁兼容数据的要素设计。通过本项工作的扎实开展，有望进一步推动系统间电磁兼容测试与预测分析的发展。 1 数据库要素设计 1.1 数据库构成 依据电磁兼容数据库的设计目的，数据库设计有“测试数据子库”、“预测数据子库”、“数据库管理”和“辅助功能”等四部分内容。“测试数据子库”包括测试管理模块与数据上传模块，具体包含测试人员管理、测试标准管理、测试项管理、测试设备管理、EUT管理、环境数据管理以及部门测试数据和其他测试数据等。“预测数据子库”依据敏感度管理模块与发射参数管理模块进行数据存储的功能区分，为方便后续数据调用、查询，对用频装备的实测数据与理论模型数据进行进一步的区别管理。为了保证数据库的正常运行，还针对数据库的应用与管理，开发“数据库管理”和“辅助”项。数据库管理包含安全查询，数据库维护记录以及数据备份等功能。“辅助”则设计有用户手册、统计查询、综合报表和数据处理等功能。如图1所示。 1.2 测试数据子库 测试数据子库是整个电磁兼容数据库的主要组成部分，占用了数据库的大量设计任务，其组成框图如图2所示。整个测试子库的设计依据是GJB1389A[8]及GJB151B[9]的测试项。数据子库除了记录试验产生的各种数据外，还记录了试验过程中用到的测试设备、备件等。包括各种仪器的基本资料，如设备名称、型号、生产厂商等，以及对原始数据进行后期处理所需要的各种仪器参数，如天线系数、电缆衰减和各种转接头带来的衰减。同时，该数据子库还设计有对试验时的电磁环境记录的功能。 1.3 预测数据子库 电磁兼容性预测在工业设计以及系统应用中扮演越来越重要的角色[10]，该预测过程主要依据电磁兼容三要素进行：发射、接收以及耦合通道。耦合通道的研究主要依据电磁仿真计算完成[11]，而发射与接收则可以通过大量的测试建立数据库来支撑电磁兼容的预测。预测数据子库的设计主要是为将来电磁兼容预测提供原始的数据支撑。在数据库该项功能的设计下，通过平时电磁兼容测试进行数据资源深度积累，更进一步掌握用频装备的发射特性以及在复杂电磁环境下的适应能力。依据数据描述内容的不同，可将该库划分为敏感管理模块与发射参数管理模块两大部分，如图3所示。依据数据的来源不同，又可以将该数据分为测试数据与理论模型两大类。在后续应用中，应当以实际测试参数为主，在没有测试数据支撑的前提下，可以采用理论模型数据进行补充[12?14]。 1.4 数据库管理 在电磁兼容测试过程中，需要频繁地进行数据操作，要求数据库具备参数修改、添加设备、标准曲线的维护、数据查询等功能。 为防止数据库中数据被随意修改，设定普通用户身份登陆的用户只能查询数据库中的数据，系统管理员身份登陆的用户才能对数据库进行修改、添加和删除等操作。系统管理员可添加新的用户，并指定用户的类型。 1.5 数据库辅助功能 数据库的辅助功能主要包括软件的使用手册以及相关数据处理的辅助函数等。主要包括测试数据统计、数据图形化显示、完成EMC测试数据的自动入库以及依据获取的试验测试数据自动生成试验报表等。 2 数据库结构设计 为了便于操作使用以及保证数据的相对独立性，数据库拟采用物理层、服务层、应用层三层体系架构进行设计，确保系统数据存储结构与数据逻辑结构的变化不会对应用程序以及用户原有使用造成影响。应用层主要完成友善用户界面设计，完成最终用户与原始数据之间的交互管理。其功能主要包括数据录入，数据图形化展示等。物理层主要起数据仓库的作用，存储各类实测数据以及相关理论模型。数据库的运转内核为服务层，通过应用COM组件技术实现为多个相互独立的功能模块，起到物理层与应用层桥梁的作用[15]。这种分层设计可以增强系统的稳定性和可扩展性，如图4所示。 3 接口设计 整个系统的接口设计主要考虑数据接口、Web接口和人机交互接口三大类，如图5所示。 3.1 数据接口 本系统的数据接口主要指数据库管理模块与数据库数据模块之间的接口，但同时也应该保证Web接口的设计。 数据库管理模块与数据库数据模块之间的接口是通过应用COM组件技术实现。这种分层设计增强了系统的稳定性和可扩展性。 3.2 Web接口 数据库的管理模块安装Web浏览器，设计与开发人员可以通过Web网页服务，对存储在资源数据库数据模块中的各类资源进行查询、下载、上传和调阅等。包括与任务相关的评估、报表生成和各类绘图操作。为保证信息安全以及敏感数据的保密要求，通过Web接口访问涉密信息和资源时必须进行严格的用户权限审核。另外数据库数据模块提供Web Services客户端接口API函数，可以实现异地对数据库相关信息的快速准确查询。另外，数据库数据模块提供支持本地对数据库相关信息进行快速准确查询的客户端接口API函数，该API函数支持后续的封装操作，即可以方便嵌入后期二次开发程序中，支持二次开发程序的使用。 3.3 人机交互接口 人机交互接口主要设计在数据库管理模块层面，主要用于保证使用人员、设计与开发人员、运行管理人员进行人机交互。 4 结 语 本文详细论述了可应用于电磁兼容测试以及系统间电磁兼容预测的电磁兼容数据库设计。通过数据库的顶层设计，在保证电磁兼容试验数据存储的同时，依据电磁兼容预测需求，补充完善数据库存储要素，基本满足后期电磁兼容预测的现实需求。在数据库辅助功能中设计有电磁兼容自动测试功能，但是针对不同的测试仪器，其驱动模块不同，因此要开发完备的电磁兼容自动测试功能，还需进一步开发通用测试仪器的驱动库，并提供简单易用的辅助程序调用，以便测试人员使用，这些工作都有待于后续进一步深度开发。 参考文献 [1] 聂皞，汪连栋，曾勇虎.电子信息系统复杂电磁环境效应[M].北京：国防工业出版社，2013. [2] 刘尚合.武器装备的电磁环境效应及其发展趋势[J].装备指挥技术学院学报，2005，16（1）：1?6. [3] 刘彩东，梁成松.查处广播频段互调信号干扰民航频段案件的体会[J].中国无线电，2011（6）：74?75. [4] 王丹.关于广电信号对民航频率干扰的分析与思考[J].中国无线电，2007（9）：64?65. [5] 陈家启，高万峰.电磁兼容试验数据库建设研究[J].河北科技大学学报，2011（32）：109?112. [6] 程路，苏东林.电磁兼容自动测试系统中的数据管理[J].电子测量技术，2006，29（2）：155?156. [7] 方重华，覃辉.舰艇电磁兼容数据库的建立及应用[J].装备环境工程，2009，6（5）：97?99. [8] 总装备部.GJB 1389A?2005 系统电磁兼容性要求[S].北京：总装备部，2005. [9] 总装备部.GJB 151B?2013 军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求与测量[S].北京：总装备部，2013. [10] 路宏敏.电磁兼容性预测研究[D].西安：西安交通大学，2000. [11] 盛新庆.计算电磁学要论[M].2版.安徽：中国科学技术大学出版社，2008. [12] HOLLAND R， JONE R H S. Statistical EM field models in an externally illuminated， overmoded cavity [J]. IEEE Transactions on EMC， 2001， 43（1）： 56?66. [13] 王国玉，汪连栋，王国良，等.雷达电子战系统数学仿真与评估[M].北京：国防工业出版社，2004. [14] TESCHE F M.EMC分析方法与计算模型[M].吕英华，王旭莹，译.北京：北京邮电大学出版社，2009. [15] 萨师煊，王珊.数据库系统概论[M].北京：高等教育出版社，2000.
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