LabVIEW環境下遠程資源共享及Dat Socket實現

摘要：簡要介紹了LabVIEW中的TCP、RDA、瀏覽器和DataSocket四種網絡通信方式及其原理，重點分析了利用DataSocket技術實現遠程資源共享的兩種方法，在對這兩種方法進行綜合的基礎上，提出了一種多客戶端同時遠程共享資源的設計方案。實驗結果證明，該方案能在一定程度上滿足實際應用需求。
關鍵詞：LabVIEW；遠程共享；DataSocket

0 引言
與傳統儀器相比，虛擬儀器的一個顯著特點就是儀器功能由用戶基于計算機通過軟件進行定義。而隨著計算機互聯網的普及，虛擬儀器的網絡化也應運而生。將虛擬儀器技術與網絡技術相結合，構成遠程虛擬測控系統，是當前虛擬儀器一個非常重要的發展方向。
在虛擬儀器軟件平臺LabVIEW中，提供了TCP、RDA、瀏覽器和DataSocket四種網絡通信方式，根據實際的應用需求，基于這些基本方式設計具體的網絡互聯方案，就可以達到遠程測試、控制和資源共享的目的。

1 LabVIEW中的幾種常用通信方式
LabVIEW中幾種常用通信方式有： (1)TCP方式，TCP／IP協議在LabVIEW的應用主要是傳輸層，包含了UDP和TCP兩個協議，兩個協議都有相應的功能函數。由于UDP協議可靠性比較差，因此人們在更多場合使用TCP。利用TCP協議我們可以采用服務器／客戶機模式進行通信。在用TCP節點進行通信時，服務器程序和客戶機程序都要指定相同的網絡通信端口。 (2)RDA方式，NI公司提供了遠程設備訪問服務器RDA(remote device access)Server，這樣可以實現對遠程數據采集卡的訪問。用戶可以用MAX(measureautomation explorer)來進行遠程采集卡的設置。設置完成后，異地的數據采集卡就成了本地機的虛擬數據采集卡，并且被分配有相應的設備號。(3)瀏覽器方式，瀏覽器方式也是一種基于TCP協議的通訊方式，與直接使用底層的TCP函數相比，用戶使用瀏覽器方式時不需要編程，只需設定網絡通信參數，就可以直觀并且方便地使用瀏覽器進行遠程監視。
以上三種方式適合單臺客戶機訪問遠程帶有采集卡的服務器，但是當有多臺客戶機訪問同一個采集卡時，必須在服務器端增加任務管理程序或者通過申請控制權等方式來對多客戶的請求進行處理。最重要的，如果多客戶機要從同一個遠程采集卡在同一時間獲取實時數據，這三種方式是無法實現的。下面介紹第四種方式： (4)DataSocket技術，DataSocket(DS)包括了DS server Manager、 DS Server和DS函數庫等工具，以及數據傳輸協議DSTP(DataSocket TraFISfer Protoco1)、統一資源定位符URL(uniform Resource Locator)和文件格式等技術規范。利用這些工具，可大大簡化網絡中計算機之間數據交換的編程工作。在LabVIEW中，所有的控件都增加了一個叫做DataSocket Connection URL的特殊屬性，利用這個屬性可以實現不同計算機上相對應的兩個或者多個同類型控件之間的DataSocket通信。如果為不同計算機中的兩個類型相同的LabVIEW控件設置相同的DataSocket Connection URL地址，那么，這兩個控件就由DataSocket連接起來，這兩個控件的值就會完全保持同步。其中，一個控件發生了變化，另一個控件也會發生同樣的變化。

2 利用DataSocket技術實現資源遠程共享
2．1 利用DS技術實現采集卡共享的兩種方法
數據采集卡是數據采集系統中重要的硬件之一，在有些場合，例如教學實驗室，如果每臺計算機都配備一塊采集卡，則代價較高，因此可以考慮借助DS技術實現數據采集卡的共享，即多臺計算機共享一臺計算機(服務器)上的采集卡。硬件接線原理圖如圖l所示，用戶不必在每臺客戶機上都配備數據采集卡，只需在服務器上配置采集卡即可，這樣可以充分利用資源，節省費用。數據采集卡共享程序可以用于連接位于一個局域網內的計算機組。

利用DS技術實現數據采集卡共享的基本思想是，利用DS Server進行客戶機和服務器之間的信息交換和傳遞，將服務器上采集卡采集到的數據傳給客戶機。考慮到不同的用戶對共享要求可能不同，可以嘗試兩種方法。
1)方法l是考慮只在服務器上配置數據采集程序。首先設計一個輸入輸出數據格式的規范，用戶在客戶端按約定的格式填寫表格，發給服務器，服務器完成采集任務后，將采到的數據再按約定的格式返回客戶端。在服務器端設計一個管理程序，對客戶機的請求進行管理，然后按照順序由服務器執行相應的數據采集。每次采集完成后，將數據發送給DS Server，客戶機可以從DSServer中讀取采集到的數據。
此方法的優點是客戶機不調用任何有關數據采集的程序，因而客戶機上不必安裝有關采集卡設置的程序。其局限性在于，不同的采集程序需要的采集參數不同，而且采集數據后得到的數據格式有可能不同，這就需要對不同的采集函數設計相應的客戶機程序。這時客戶機程序和服務器程序的設計將會過于復雜。
2)方法2是在NI公司提供的RDA的基礎上，想辦法在服務器上增加一個任務排隊管理程序，使虛擬采集卡可以被多個用戶共享，該方案比較直接，在客戶端不需要開發過多的新程序，但有一定難度。用戶可以利用Measurement Artomation Explorer 來進行遠程采集卡的設置，設置完成后，在本地機上就會出現一塊虛擬的數據采集卡，并且分配有相應的設備號。為了避免多個客戶機同時訪問同一個遠程采集卡時發生沖突，導致程序出錯，必須考慮在服務器端增加任務管理程序，以對客戶機的請求進行管理，這樣就可避免多個客戶機同時訪問一個遠程采集卡時發生的沖突。