基于虛擬儀器的鎖相放大器遠程實驗系統設計

用戶點擊加熱按鈕，接通加熱電源，其狀態值經由網絡送往實驗機，從而改變實驗室內測溫電路的繼電器狀態，加熱電路開始對熱敏電阻進行加熱。實驗電路中橋式電路的輸出信號和熱敏電阻的溫度值，經由網絡反饋給客戶機，用戶通過虛擬儀器面板觀察各個點波形的顯示，同時讀取溫度值，完成熱敏電阻溫度特性測量。
服務器一欄設置為實驗室內服務器的IP地址，剩余時間一欄顯示用戶可用的時間。本實驗控制真實的實驗元件，每次只能有一位用戶操作。規定每位用戶的實驗時間為30 min。30 min后，此客戶機與實驗機的連接自動斷開。
3．1．2 客戶機軟件框圖程序
軟件框圖程序如圖3所示。程序分別設置了3個While循環結構，分別完成讀取溫度值、讀取電壓值以及發送控制繼電器狀態的功能。循環中止的條件為下列三者之一：用戶點擊了“退出”按鈕；用戶連接時間超過了30 min；實驗過程中TCP連接出錯，如實驗機程序先行中止，或系統錯誤引起連接中止。

客戶端程序的軟件部分采用3個獨立的While循環，每個端口分別設置了獨立的服務器端口，依次是2322，2323和2324。
(1)讀取反饋的實驗數據。對于數據接收，用2個TCP Read節點讀取實驗機發送的聲卡采集的數據長度和字符串數據。
2322端口接收串口讀取的溫度值，因為溫度值采集時已經轉換為4位BCD碼表示的十進制數，因此接收時讀取的字長設置為4，讀取的溫度值送入虛擬溫度計并實時顯示出來。
2323端口對應接收聲卡讀取的電壓值，因為是左、右聲道各采集一路信號，因此設置了2個Sequence結構，其中Sequence0接收左聲道讀取的橋式電路輸出信號，送入鎖相放大器的信號輸入端；Sequence1接收右聲道讀取參考方波，送入鎖相放大器的參考信號輸入端。同時將讀取的波形實時顯示在用戶界面上。
(2)發送繼電器控制信號。2324端口發送加熱控制電路的繼電器狀態值，用戶可以在虛擬面板生改變加熱按鈕的狀態，并通過服務器反饋回實驗機，從而控制加熱電路中繼電器的狀態。加熱按鈕其處于不同的位置時，向網絡連接發送不同的命令字。將命令字放在一個CASE結構中，這樣便于實現用戶將加熱按鈕置于不同的位置時，發送不同的命令字。為有效傳送數據，采用2個TCP Write節點，第1個節點發送字符長
度，第2個節點發送字符數據。
3．2 端口映射
服務器平臺上安裝Linux操作系統。利用其IPtables防火墻技術進行端口映射，使得互聯網上的計算機可以通過訪問服務器，間接訪問實驗機，進行遠程實驗。端口號的選擇要避開系統保留端口，即O～1023。假設實驗機程序的監聽端口為2322。在IPtahies中，將服務器的2322端口映射到實驗機。外界計算機訪問服務器的2322端口時，若實驗機程序正在2322端口監聽，與客戶機的TCP連接就會建立，客戶機與實驗機通信，傳送控制命令與實驗數據。