虚拟仪器网络测控体系渠道

计划总述:
　　前语
　　自虚拟仪器概念提出以来，以软件替代硬件、以图形替代代码、以组态替代编程、以虚拟替代传统仪器组成主动测验体系发展迅速。目前国内在依据虚拟仪器测控体系研讨方面，运用GPIB总线台式仪器的居多，选用单台仪器设备与计算机衔接的居多，衔接向种总线仪器的居多，在局域网上组成测验体系的居多，构成专用测验体系的居多。因此，很少选用多总线多种仪器在Internet上进行通用长途网络测控体系的研讨，咱们在此方面进行了测验。选用PXI总线仪器、VXI总线模块仪器、GPIB总线台式仪器、SCXI总线调度模块、PC机板卡仪器等进行多种总线仪器混合互连，构成了示波器、信号源、计数器、多用表、数据收集及图象收集等多种仪器的衔接，组成集丈量、操控和现场监督于一体的Internet长途虚拟仪器网络测控系统渠道，并运用该渠道对彩管画面质量特性进行了测验试验。
　　体系结构与原理
　　1.体系结构
　　本体系用虚拟仪器的概念完成了对现场方针的依据Internet的长途丈量、操控和现场监督功用。体系渠道便是经过PC、GPIB、PXI、VXI、SCXI和RS232等多种总线将十余种总线仪器互连，包括TDS220示波器、HP-8648A信号源和HP34401A程控电压表等GPIB总线台式仪器；PXI-8156零槽操控器和PXI-6071E多功用数据收集等PXI总线卡式仪器；GPIB-VXI转化接口和VXI-4101A（包括计数器、电压表和I/O）等VXI总线集成仪器；SCXI-2000通讯和SCXI-2000信号调度等SCXI总线模块；PCI-1408图象收集卡的PC总线仪器。
　　2.作业原理
　　体系在软件的操控下不只完成了单台虚拟仪器的测控功用，更重要的是完成了测控体系的组态功用，既可硬件组态，也可软件组态，既可单路也可多路。依据测控方针的实际需要进行组态选配适宜的主动测控体系功用。当然，对不同物理量应选配相应的传感器。体系的控者由PXI-8156零槽操控器和PC机担任。PXI-8156经过内置PXI总线与PXI-L6071E Multifunction I/O相连，施行方针的模拟量或数字量收集。PXI-8156经过密封机箱内置的AT-GPIB/TNT接口衔接VXI仪器的GPIB VXI/O转化口，使其直接操控VXI-4101A的多用表、计数器和I/O以及6071E等仪器，组成高速集成虚拟仪器测控体系环境，能够对接入方针施行长途测控。GPIB总线衔接HP8648A信号源、HP3440lA电压表和TDS220示波器构成瞬态信号的捕获与虚拟分析仪器。PXI-8156的RS232接口衔接SCXI-1200，可进行缓慢小信号模拟量方针的数据收集与数据处理。PC机直接操控PCI总线1408图象收集卡，既可施行现场监督，也可进行细小有形方针的图象收集与图象处理。PXI操控器与PC机以及与长途用户均经过Internet衔接，能够完成对恣意组态体系的长途操作。
　　软件设计
　　1.软件结构
　　与硬件结构相对应，软件结构可分为网络测控体系操控主模块，是体系操控的中枢，衔接和操控各子模块；虚拟信号源、虚拟电压表和虚拟示波器等模块，是操控相应台式仪器，使其完全能处于长途虚拟操控状况，给测控方针供给鼓励信号，并监督受控方针输出特性改变；虚拟VXI仪器和信号调度模块是操控SCXI和VXI硬件模块仪器进行模拟量数据收集与开关量方针操控，包括数据处理；图象收集模块，包括收集现场现象视频图象和有形方针的图象收集与图象处理；网络通讯模块承当不同总线模块与主模块之间的数据传输与通讯，也是完成本测控体系与长途用户之间的操控与数据传送。每个虚拟仪器模块内部都封装了对应仪器状况操控命令集、数据收集命令集、数据处理模型以及通讯协议等处理子模块。
　　2.网络编程与完成
　　因为篇幅所约束，对网络编程作简略介绍。本体系选用LabVIEW5.1图形开发言语。其DataSocket控件完成了依据Internet的网络测控功用。DataSocket遵从TCP/ip协议，并对底层进行了高度封装，只需要URL和所需传输的数据，可在因特网进行即时分送数据。象运用Lab VIEW中的其他数据类型相同，用DataSocket读写字符串、整形数、布尔量及数组数据。DataSocket供给了三种数据方针：file、DataSocket Sever和OPC Sever，因此支撑多进程并发。DataSocket控件是由Lab VIEW5.1版别供给的，它与曾经的LabVIEW VI Sever有所不同。LabVIEW VI Sever用于长途操控和VIs监督。而DataSocket用于播送数据。前者适于操控，后者易于高速数据传输。因此本体系的网络测控能够到达实时的作用。DataSocket控件包括三种根本东西。
　　（1）DataSocket Active Control：衔接数据源和数据宿，并使他们同享数据的元件。因为，它是一种ActiveX控件，用其也能够在VB、VC++和Borland Ddphi的ActiveX环境中开发数据使用程序。
　　（2）DataSocket Sever：在两个使用程序之间能够选用DSTP（DataSocket Transfer PRotocol）协议进行数据通讯和交流。在服务器端运转DataSocket Sever后，当在客户端运转DataSocket Sever时，依据Internet的TCP网衔接的程序能够被拜访。
　　（3）DataSocket Sever Manager：用于对DataSocket Sever进行装备。经过装备，能够拟定机器create items、read items和write items。也能够对多用户读写进行挑选。
　　专用测控体系的组态
　　经过对虚拟仪器网络测控系统渠道的组态，对五颜六色显像管画面质量特性进行了测验，PXI操控器经过GPIB总线操控信号源发生专用信号，并经过6071E操控开关将信号源输送给电视机，一起，PXI操控器操控示波器监督信号源信号的改变状况。因为施行长途丈量，期望了解测验现场环境，如试验室现场温度和现象等。一方面经过PXI操控器及SCXI信号调度丈量现场温度，另一方面经过PC机和图画卡观看试验室测控设备的衔接联系和散布状况。为了测验电视机显像管画面质量特性，将与图画收集卡相连的CCD摄像机对准电视机显像管屏幕，将收集彩管画面图象并进行必要的图象处理，给出彩管画面测验点评成果。若将CCD摄像机转向现场，长途用户看到的是测控体系的现场监督图象。
　　定论
　　虚拟仪器网络测控系统已集成了10种虚拟测控仪器，可进行不同方针的测控试验，彩管画面质量测验作为体系成功使用的一个实例，其它虚拟仪器的集成和测控方针的扩大正在研讨开发之中。