虛擬儀器+網絡實現溫室測控系統

1 引言

　虛擬儀器技術與網絡技術的融合，使虛擬儀器系統更加突破了傳統的測量理念，使測量數據得到了真正意義上的共享，使遠程測量得以實現。傳統的溫室測控系統往往在現場操作，對溫室監測受到地域的限制，為此我們利用虛擬儀器技術設計了網絡化溫室測控系統，使遠程客戶端通過局域網或Internet也能對溫室進行監測和控制，從而實現了真正意義上的虛擬儀器。

　　2 網絡化虛擬儀器技術

　　網絡化虛擬儀器也稱為虛擬儀器網絡化[1]，其一般特征是指將虛擬儀器、昂貴的外部設備、被測試點以及數據庫等資源納入網絡，實現資源共享，共同完成測試任務。使用網絡化虛擬儀器，人們可以在任何地點、任何時間獲得測量信息或數據。網絡化的虛擬儀器也適合異地或遠程監測、數據采集、故障檢測、報警等。

　　網絡化虛擬儀器將傳統儀器由單臺計算機實現的三大功能：數據采集、數據分析以及圖形化顯示分開處理，分別使用獨立的硬件模塊實現傳統儀器的三大功能，以網線相連接，測試網絡的功能將遠遠大于系統中各部分的獨立功能。根據具體的工程實踐需要，可以構成各種樣式的網絡化虛擬儀器。

　　網絡化虛擬儀器由以下幾部分組成：網絡操作系統、虛擬儀器(有網絡測試功能)、分散的I/O系統模塊、數據采集卡和控制器。目前通用的虛擬儀器平臺通常具有很多網絡方面的功能，這樣使得建立網絡虛擬儀器更加容易和方便，而不必去學習復雜的TCP/IP傳輸協議。隨著測試系統越來越龐大，測試節點或PC機的分布廣泛，需要分散的I/O系統模塊。此類系統模塊提供3種類型的元件：I/O模塊、接線座、網絡模塊，為工業檢測和控制應用提供了最經濟的解決策略。用戶可以通過以太網將這些模塊集成到已有的虛擬儀器系統中或與RS-232, RS-485等串行設備通信連接。網絡測試中的數據采集卡( DAQ)必須帶有遠端數據設備訪問的驅動軟件(RDA)，這樣才能實現在網絡上的資源共享。網絡測試中所使用的儀器必須是帶有網絡功能的控制器，即GPIB-ENET。

　　3 系統構成

　　3.1系統的硬件配置

　　網絡化溫室測控系統硬件由溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器、數據采集板、集線器、Datasocket服務器和遠程計算機等構成。如圖1所示。其中溫度傳感器選用 JWSL溫度變送器，濕度傳感器為JWSL濕度變送器，光照傳感器選用北京昆侖海岸傳感技術中心生產的ZD-VB照度變送器，數據采集板選擇了美國NI公司生產的插入式數據采集板PCI6024E。

　　圖1 系統硬件結構圖

　　本系統用溫度傳感器、濕度傳感器和光照傳感器對溫室內的實時數據進行采集并傳送給PCI6024E數據采集板，并由其將采集的電信號數據轉換為計算機可以識別的數字信號，進入預先編制好的實時數據分析處理程序，實現數據的采集、顯示、實時傳送和分析，同時利用以太網接口，通過通訊和數據發布模塊，實現與其他分析系統或網絡的互聯。