網(wǎng)絡(luò)化虛擬測控系統(tǒng)的設(shè)計
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1．3 網(wǎng)絡(luò)化虛擬謝控系統(tǒng)軟件設(shè)計
軟件系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)化虛擬測控系統(tǒng)的核心，系統(tǒng)軟件主要由虛擬儀器軟件、PCI接口卡驅(qū)動程序以及SOPC軟件組成。虛擬儀器軟件利用Lab Windows／CVI自帶的強大測控工具以及豐富的功能面板和庫函數(shù)，采用事件驅(qū)動、交互式與回調(diào)函數(shù)編程技術(shù)，設(shè)計開發(fā)了信號采集與轉(zhuǎn)換、數(shù)字信號處理與分析、數(shù)據(jù)存儲與顯示、外部設(shè)備配置等模塊，使用到的技術(shù)主要有：
1)Matlab與Labview混合編程Matla5語言已經(jīng)成為科研人員有力的仿真分析工具，幾乎滲透到各個學科。雖然Matlab擁有很強的數(shù)據(jù)分析處理以及復雜數(shù)值計算能力，但是其在界面開發(fā)、硬件連接控制及網(wǎng)絡(luò)通信等方面都不如Labview。將Matlab和Labview結(jié)合是提高測控儀器精度、可靠性、擴展性以及開發(fā)效率的有效途徑。
Matlab與Labview混合編程方法有兩種：①直接調(diào)用Labview內(nèi)建的600多條Matlab函數(shù)；②通過Matlab(Ver6．5)ActiveX接口調(diào)用運行Matlab函數(shù)、與Matlab數(shù)據(jù)交換以及控制Matlab窗口等命令。其過程為；a．引用自動化對象：在Labview的Controls>>ActiveX>>Automation Refnum模板中選擇自動化引用(Automation Refnum)控制量，將其放置在前面板上，從對象列表中選擇Matlab應用庫。這樣Matlab的引用就添加到程序中。b．訪問Matlab自動化服務(wù)器：Labview在其Function>L>Communication>>ActiveX模板中提供了一組與AetiveX操作相關(guān)的VI，其中Automation Open．vi打開引用，啟動Matlab自動化服務(wù)器，并將引用傳遞給其他節(jié)點，如屬性節(jié)點(Property Node)、調(diào)用方法節(jié)點(In voke Node)。③使用Matlab Script節(jié)點。Labview使用ActiveX技術(shù)執(zhí)行MatlabScript節(jié)點，啟動Matlab進程。這樣可以在Labview應用程序中使用執(zhí)行Matlab命令、使用各種工具箱。圖6為Labview調(diào)用Matlab語言中6階巴特沃斯(Butterworth)濾波器對正弦函數(shù)的濾波實驗結(jié)果。本文引用地址：http://yuyingmama.com.cn/article/186898.htm
2)基于LabSQL的數(shù)據(jù)庫訪問 虛擬儀器應用程序需要對采集數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)分析結(jié)果進行存儲和訪問，Labview提供了類似SQL的數(shù)據(jù)庫訪問方法。用戶首先在ODBC中指定DSN(數(shù)據(jù)源名)和ODBC驅(qū)動程序，由LabSQL ConnectionVIs通過ODBC建立LabSQL與數(shù)據(jù)庫連接。然后利用LabSQL Command VIs完成ADO操作以及Recordset VIs對數(shù)據(jù)庫記錄操作，實現(xiàn)應用程序與數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)交互傳遞。
3)基于DataSocket建立客戶機／服務(wù)器測控系統(tǒng) 對于網(wǎng)絡(luò)化測控系統(tǒng)，由于把各節(jié)點數(shù)據(jù)匯總到處理主機，設(shè)計上采用DataSocket技術(shù)建立客服務(wù)器／客戶端(C／S)通信模式。主機工作于服務(wù)器模式，負責相應客戶端的請求以及采集、存儲和處理數(shù)據(jù)，客戶端數(shù)據(jù)點計算機工作于Client模式，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送。利用DataSocket發(fā)布數(shù)據(jù)需要3個要素：服務(wù)器(DataSocket Server)，負責把數(shù)據(jù)寫到服務(wù)器的發(fā)布器(Publisher)，客戶機從服務(wù)器讀取數(shù)據(jù)的訂閱器(Subscriber)。其工作過程為：①客戶端和服務(wù)器端分別運行DataSocketServer；②建立客戶端與服務(wù)器端DataSocket的連接；③客戶端接收和顯示測量數(shù)據(jù)：客戶只需通過DataSocket Server發(fā)送請求即可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收，這樣客戶機通過控制服務(wù)器端軟件實現(xiàn)遠程測控。
4)WDM驅(qū)動程序設(shè)計 由于該系統(tǒng)基于PCI接口卡，因此需要開發(fā)windows環(huán)境下的PCI接口卡驅(qū)動程序。綜合考慮驅(qū)動程序的效率和靈活性，系統(tǒng)選用windows DDK與VC++語言開發(fā)PCI接口卡驅(qū)動程序。驅(qū)動程序主要包括初始化模塊、內(nèi)存讀寫模塊、I／O操作模塊、中斷模塊以及WDM與應用程序的通信模塊，詳細設(shè)計可以參考文獻，在此不再詳述。
2 結(jié)束語
本文設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)化虛擬測控系統(tǒng)具有硬件模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、開放性以及操作方便等特點，適應了當前測控儀器向網(wǎng)絡(luò)化和虛擬化方向發(fā)展的趨勢，因而具有較強的應用性和擴充性。
文中介紹了系統(tǒng)的設(shè)計與相關(guān)模塊的實現(xiàn)，并簡要說明了關(guān)鍵軟件模塊的設(shè)計方法。需要指出的是，本文設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)化虛擬測控系統(tǒng)具有教學和科研雙重價值，對本系統(tǒng)增加新的硬件模塊或者修改虛擬儀器應用軟件可以完成不同的測試任務(wù)和控制任務(wù)。今后還需要在硬件模塊標準化，硬件模塊的故障監(jiān)測與故障修復，物聯(lián)網(wǎng)在虛擬測控儀器上應用，分布式網(wǎng)絡(luò)化測控系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)等方面進行研究。
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