虛擬儀器環境下PXI總線遠程測控系統研究

DataSocket由兩個主要部分組成，即DataSocket API和DataSocket Sever。DataSocket API提供獨立的接口，用于不同語言平臺內部多種數據類型通讀;DataSocketSever通過自己內部對TCP/IP的優化和管理簡化了Internet通訊方式。

DataSocket封裝了網絡底層通信協議，對外提供資源定位接口和功能調用接口，通過資源定位符(URL)對數據的傳輸目的地進行定位，讀數據時為源地址，寫數據時為目的地址。在資源定位符中標明了數據的傳輸協議、網絡計算機標識和數據緩沖區變量。其結構示意圖如圖3所示。

圖3 DataSocket資源定位符的結構示意圖

DataSocket在讀數據文件時支持Text、txt、wave和dsd格式;在寫數據文件時僅支持Text和dsd格式，它支持的數據結構有字符型、整型、布爾型及數組型等。

DataSocket支持的數據傳輸協議包括:DSTP(DataSocketTransportProtocol)傳送方式，HTTP傳送方式，FTP傳送方式，OPC(Windows OLE for Pr ocess Control)傳送方式，Windows logos 傳送方式以及Local file傳送方式。本系統采用DSTP協議方式，這是DataSocket技術專門支持的通信協議，可以傳輸各種類型的數據，同時滿足了實時性和安全性的指標要求。具體實驗過程中，系統以多功能轉子實驗臺為監測對象，信號由傳感器經信號經調理電路調理，利用NI公司的PXI-6040E數據采集模塊進行數據采集，進入由PXI-8176控制器構成的服務器里，存儲原始數據。將編寫的網絡通信程序(DataSocketWrite、DataSocketRead)分別裝入現場計算機和遠程數據服務器，通過校園局域網實現互聯。

2.2 基于G Web Sever的遠程監控實現

G Web Sever可以將LabVIEW環境下設計的虛擬儀器前面板發布到Intranet或Internet上，結合LabVIEW提供的CGIVis和CGIAnimations編程工具，可以在瀏覽器中實現啟動、停止、參數傳遞、密碼保護等用戶交互功能，以靜態圖像(snap)和動態圖像(monitor)顯示所發布的VI，對試驗對象進行遠程監控。在將程序發布到網絡上之前可進行網絡的權限設置以增強網絡的安全性。系統工作于遠程監控狀態時的界面如圖4所示。

圖4 使用瀏覽器進行遠程監控

3 系統的特點

3.1系統特點

系統通過PXI測試平臺和LabVIEW的編程環境來實現。PXI無論從機械性能、電氣特性還是軟件及價格方面都有其獨特的優勢;LabVIEW圖形化開發環境功能強大，界面友好，操作簡單直觀。因此，本系統充分利用二者的優勢，具備了以下應用特點:

(1)實現采樣通道的同步和系統實時性。目前的網絡技術雖然已經非常成熟，但是互聯網所采用的技術基本上都是異步的，而對于實時性要求較高的測控系統，傳統的測試系統已經不能夠滿足系統數據的有效性和可靠性傳輸。利用PXI的觸發總線則可以實現多通道的同時采集，并且保持很高的采樣速率;可以實現同步幾個不同PXI模塊上的同一操作，或者通過一個PXI模塊可以控制統一系統中其他模塊上一系列操作的時間順序。為了準確地響應正在被監控的外部異步事件，可以將觸發從一個模塊傳給另一個模塊。

(2)傳統的測試系統需要相關人員自己制作外圍的信號調理電路板和控制電路板，該系統提供了SCXI信號調理模塊，不但可以用于信號調理，還可以利用其I/O口來實現控制，這樣就省去了大量的工作，并且結構簡單，兼容性強，可靠性好。

(3)由嵌入式的控制器組成的計算機系統一方面是管理系統的客戶機，又是現場測試設備的主控機。測試系統嵌入Internet技術，可以進行遠程測量、調控和數據共享。

(4)系統模塊采用統一總線標準設計，易于擴展，兼容性好;設備維護簡單，開發和維護費用低;技術更新速度快。

(5)系統軟件界面直觀，利于分析、診斷和報警;開放性、可移植性好。

3.2有待解決的問題

(1)遠程監控診斷通過網絡傳輸信息，對大量的實時監測數據必須進行處理和取舍。如何保證傳輸必要和充分的振動、溫度等信息是一個核心技術問題。

(2)系統現有的診斷機制只能對一些常見故障做出分析，如何完善該機制使之成為開放式診斷專家系統也是有待解決的問題。

4 結束語

網絡化的測控系統是未來測控技術的必然發展方向，它的靈活性、實時性和開放性對測控技術的發展產生極大的推動作用。本文利用LabVIEW開發的基于PXI總線的遠程測控系統具有很強的適應性。隨著計算機技術的發展和信息技術的深入，基于虛擬儀器和網絡技術的測量網絡會發揮越來越廣泛的作用。