應(yīng)用LabVIEW的遠(yuǎn)程測控方法研究
時間:2007-04-28 10:18:00來源:lijing
導(dǎo)語:?虛擬儀器技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合,及其在測控領(lǐng)域中的應(yīng)用,是對傳統(tǒng)測控方式的一場革命
1、引言
隨著計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展,及其在電子測量技術(shù)與儀器上的應(yīng)用,新的測試?yán)碚?、新的測試方法不斷出現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)化測量技術(shù)與具備網(wǎng)絡(luò)功能的新型儀器應(yīng)運(yùn)而生,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與虛擬儀器技術(shù)的結(jié)合產(chǎn)生了網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器。從而突破了傳統(tǒng)虛擬儀器的三大功能模塊(數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析處理、數(shù)據(jù)顯示)都集中在單一計算機(jī)上的限制,而是將不同的功能模塊分解到不
同的計算機(jī)上,利用網(wǎng)絡(luò)將各個模塊靈活的連接起來,使測量儀器、測量數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)得以共享。
本文利用NI公司的虛擬儀器軟件開發(fā)平臺LabVIEW ,對組建遠(yuǎn)程測試系統(tǒng)的原理進(jìn)行了論述。通過設(shè)計并實現(xiàn)遠(yuǎn)程測控系統(tǒng),可以在分布很廣的作業(yè)地域之間實現(xiàn)自動數(shù)據(jù)采集、傳送、分析處理。從而提高工作的安全性和效率。
2、遠(yuǎn)程測控實現(xiàn)技術(shù)
2.1 基于C/S模式的DataSocket技術(shù)
DataSocket是NI公司基于TCP/IP協(xié)議的一種網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù),它封裝了TCP/IP的編程細(xì)節(jié)(如選擇端口號、定義協(xié)議、創(chuàng)建連接、數(shù)據(jù)流處理、錯誤處理等等),是一種網(wǎng)絡(luò)性能很強(qiáng)的虛擬儀器軟件,是非常利于大量實時數(shù)據(jù)通訊的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸方法。利用DataSocket可以在不同的應(yīng)用程序之間或數(shù)據(jù)源與數(shù)據(jù)宿之間通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行讀、寫以及共享數(shù)據(jù)。
DataSocket可以訪問本地文件以及HTTP和FTP服務(wù)器上的數(shù)據(jù)。對于一般的利用I/O函數(shù)、TCP/IP函數(shù)以及HTTP/FTP請求方式傳輸數(shù)據(jù)而言,對于不同的協(xié)議需要編寫相應(yīng)的代碼,但利用DataSocket就可以連接到不同的數(shù)據(jù)源而不必根據(jù)不同的數(shù)據(jù)格式和通訊協(xié)議來編寫各自的程序。這主要因為DataSocket控件具有根據(jù)具體的數(shù)據(jù)傳輸要求轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的功能,因此DataSocket在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸上有其獨特的優(yōu)勢。DataSocket由下面四部分組成DataSocket Server、DataSocket Publisher、DataSocket Subscriber、Data Item。
DataSocket Publisher和DataSocket Subscriber是作為DataSocket Server的客戶端通過DataSocket Server進(jìn)行數(shù)據(jù)共享和交換,三者可以運(yùn)行在同一臺機(jī)器上或三臺各自的機(jī)器上。
利用DataSocket技術(shù)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化虛擬試驗具有許多優(yōu)越性。首先是安全性高。利用DataSocket Server Manager可以設(shè)定客戶端連接數(shù)目、數(shù)據(jù)項數(shù)目,創(chuàng)建用戶組和用戶,設(shè)置用戶讀/寫以及創(chuàng)建數(shù)據(jù)項的權(quán)限,未設(shè)定權(quán)限的用戶對服務(wù)器不可訪問。另外DataSocket傳輸數(shù)據(jù)的端口使用3015,此端口已經(jīng)通過IANA (Internet地址分配機(jī)構(gòu))注冊為DSTP協(xié)議專用端口, 因此可以在防火墻外部的計算機(jī)上運(yùn)行DataSocket服務(wù)器,同時可保證在防火墻內(nèi)部的計算機(jī)上安全的運(yùn)行數(shù)據(jù)發(fā)布等應(yīng)用程序。
為實現(xiàn)遠(yuǎn)程測控可以利用DataSocket技術(shù)采取如下解決方案:利用網(wǎng)絡(luò)上的單獨的一臺計算機(jī)作為DataSocket Server,測控服務(wù)器完成數(shù)據(jù)采集和發(fā)布數(shù)據(jù)的功能,即測控服務(wù)器作為DataSocket Publisher,連接到網(wǎng)絡(luò)上的客戶計算機(jī)作為DataSocket Subscriber。由測控服務(wù)器采集數(shù)據(jù),利用DataSocket Publisher把采集的數(shù)據(jù)發(fā)布到DataSocket Server中,客戶端便可以利用DataSocket Subscriber從DataSocketServer中接收數(shù)據(jù),這樣可保證客戶端原始實驗數(shù)據(jù)的一致性。
2.2 基于B/S模式的遠(yuǎn)程面板技術(shù)
基于B/S網(wǎng)絡(luò)模型的遠(yuǎn)程測控可以通過遠(yuǎn)程面板技術(shù)(Remote Panels)實現(xiàn)。測控服務(wù)器把虛擬儀器應(yīng)用程序的前面板發(fā)布到Web頁面上,客戶端的用戶便可以通過瀏覽器對服務(wù)器端的遠(yuǎn)程面板進(jìn)行監(jiān)控。遠(yuǎn)程面板的好處是容易配置,能夠跨平臺,無需ActiveX控件、Java Applet或者是CGI腳本,而且可以多同步連接監(jiān)控,而且控制是動態(tài)的,客戶端在瀏覽器中看到的監(jiān)測畫面同服務(wù)器端完全一致。另外的一個特點是完全服務(wù)器端管理。
Remote Panels的實現(xiàn)原理是借助于LabVIEw內(nèi)置的WebServer技術(shù)來實現(xiàn)的。服務(wù)器端利用LabVIEW Web PublishingTool把虛擬儀器應(yīng)用程序的前面板嵌入到Web頁面中,并借助LabVIEW Web Server提供的虛擬儀器WebHE務(wù),只要服務(wù)器端的應(yīng)用程序載入內(nèi)存,客戶端便可以通過瀏覽器對遠(yuǎn)程的虛擬儀器應(yīng)用程序進(jìn)行監(jiān)控。但在同一時刻,只有一個用戶具有控制權(quán)限,其余用戶只能對遠(yuǎn)程面板進(jìn)行監(jiān)測??蛻舳丝刂频臋?quán)限可以通過遠(yuǎn)程面板的Request/Release Control VI獲得或釋放,服務(wù)器端擁有絕對的控制權(quán)限。
2.3 基于C/S和B/S開發(fā)模式的比較
無論是基于C/S還是B/S網(wǎng)絡(luò)模型實現(xiàn)遠(yuǎn)程測控,其核心技術(shù)主要是DataSocket技術(shù)。它們各有其優(yōu)缺點,詳請參見表1所示:
3、結(jié)束語
虛擬儀器技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合,及其在測控領(lǐng)域中的應(yīng)用,是對傳統(tǒng)測控方式的一場革命。應(yīng)用LabVIEW作為虛擬儀器軟件開發(fā)平臺,為開發(fā)高性能的計算機(jī)測控系統(tǒng)提供了極大的便利。測控方式的網(wǎng)絡(luò)化,是未來測控技術(shù)發(fā)展的必然趨勢,通過建立分布式網(wǎng)絡(luò)測控系統(tǒng),能夠充分利用現(xiàn)有資源和網(wǎng)絡(luò)帶來的種種好處,實現(xiàn)各種資源最有效合理的配置,并可以實現(xiàn)真正意義上的虛擬儀器,從而代替目前的傳統(tǒng)儀器。應(yīng)用分布網(wǎng)絡(luò)測控,可以進(jìn)行多點測量,多點分析處理。這樣既可以充分發(fā)揮服務(wù)器控制測試儀器的接El能力,又能發(fā)揮客戶機(jī)數(shù)據(jù)處理能力,而且便于系統(tǒng)的擴(kuò)展。