基于LabVIEW的测控平台的构建

虚拟仪器技术

电　子　测　量　技　术

EL ECTRONIC M EASUREM EN T TEC HNOLO GY

第30卷第11期

2007年11月　基于LabVIEW的测控平台的构建

丁宇康

(华中科技大学　武汉　430074)

摘　要:随着计算机技术的发展,虚拟仪器技术正成为测试测量与控制领域中的重要应用工具,基于PC机的测控系统成为目前应用最为广泛的测控系统之一。本文基于虚拟仪器技术,结合图形化编程语言LabV IEW,选择基于数据采集系统上的虚拟仪器系统组建方案构建了一个实用的测控平台。文章简单阐述了系统的设计方案、硬件结构组成和软件设计原理。基于模块化设计的系统扩展简单,调试方便,适用于小型实验室环境监控和数据采集等多种场合。关键词:虚拟仪器技术;LabVIEW;测控系统

中图分类号:TP311 文献标识码:A

Design of measurement and control system based on LabVIEW

Ding Yukang

(Huazhong University of Science and Technology,Wuhan430074)

Abstract:With the development of computer technology,virtual instrument(V I)is becoming a popular tool in testing and controlling area.PC based measuring system is becoming one of the most popular measuring and controlling system.In this paper,a practical measuring and controlling platform built on data acquisition on virtual instrument along with graphic program language LabV IEW is presented.Full design solution as well as hardware and software structure are introduced in detail.Modularized designing system can easily expended debugged,which can be widely used in the laboratory monitoring and controlling,as well as data acquisition occasions.

K eyw ords:virtual Instruments technique;LabV IEW measurement and control system

0　引 言

随着计算机技术的发展,数字设备正在逐渐取代模拟设备,在生产过程控制和科学研究等广泛的领域中,计算机测控技术正发挥着越来越重要的作用。被测对象经过数据采集过程后送入计算机由计算机进行分析和处理,然后由计算机对对象进行控制和管理。这种测控技术代表了今后自动测控系统的发展方向。

在一个普通的实验室中,被测对象通常是由模拟量和开关量构成。各物理量经信号调理、采样、量化、传输等步骤,最后送到计算机进行数据的处理或存储。计算机成为整个测控系统的核心,它对整个系统进行控制。基于PC 的测控系统成为目前应用最为广泛的测控系统之一,广泛应用于如电力设备监控,遥测遥感等测控领域。其中,数据采集电路完成信号的获取与控制,PC完成信号的处理、存储与显示功能。由数据采集电路、PC、测试系统软件即可构成一台虚拟仪器virt ual instrument(V I),可代替传统仪器完成测量测试功能。

虚拟仪器这个概念最早是由美国国家仪器公司(N I公司)提出的,它是计算机技术在仪器仪表领域的应用所形成的一种新型的仪器种类(也称之为第4代仪器),是计算机硬件资源、仪器测控硬件和用于数据分析、过程通信及图形用户界面的软件之间的有效结合,其核心是:以计算机作为仪器的硬件平台,充分利用其计算、存储、回放、调用、显示及文件管理等功能,将传统仪器的专业化功能和面板控件软件化,使之与计算机融为一体。它是当前自动化仪表及测量控制领域研究的热点[1]。

1　系统设计

本系统主要是针对学校实验室的监控和普通具体实验的数据采集和过程控制,以系统实用、易通用和方便扩展为设计目标,从而为今后工作与研究作一定的技术储备。

1.1　系统的结构

一般的测控系统主要由个人计算机、硬件和应用软件3部分组成。仪器硬件搭载到计算机上,利用相应的软件完成控制、测试及数据处理和显示的任务,实现以计算机为基础的数字化采集测试分析系统[223]。它的基本硬件框图如图1所示。

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丁宇康:

基于LabV IEW 的测控平台的构建第11期

图1　

一般系统基本硬件框图

目前NI 已经为用户提供了丰富的硬件,其中包括:插

入式数据采集产品、信号调理产品、GPIB 控制产品、VXI 控制产品、Field 现场总线产品等。由于本系统设计目的及应用对象,系统的搭建应以简单、设计成本低为前提。因此,本文选择基于数据采集系统上的虚拟仪器系统组建方案,通过A/D 转换将模拟、数字信号采集到计算机进行分析、处理、显示等,并可通过D/A 转换实现反馈控制,这也是现在比较常用的一种方案[4]。系统结构如图2所示。

图2　系统结构图

其中,以TI 公司的TMS320L F2407作为下位机控制

芯片来完成数据采集、通信及仪器控制等任务,上位机程序则用LabV IEW 进行编写来实现数据分析、结果输出和图形用户界面等功能。1.2　硬件电路设计

基于以上思想,硬件电路由以下几个模块组成:

(1)数据采集电路,数据采集电路主要是由信号调理电路和A/D 转换电路组成。当被采集对象为开关量或频率不高的模拟量时,系统在实时工作模式下运行,

即利用DSP 自带的A/D 转换器按顺序读取各路信号,直接送往串口传给上位机进行分析控制,从而实现边采样、边读数、边处理的实时监控模式;当被测信号频率较高时,由于DSP 的A/D 转换速度限制及串口速度限制,系统不可能做到实时采集。因此,利用高速A/D 芯片TL C5540及FIFO 芯片SN74ACT7808来直接进行A/D 转换及数据存储的工作,然后再通过DSP 送往上位机串口。这样就突破了速度瓶颈,达到了很好的测量效果。基本原理图如图3所示。

图3　电路原理图

其中,TL C5540模数转换芯片是TI 公司的8位A/D 转换器,它的最高转换速率可以达到40M Hz 。TL C5540是一款高速、低功耗且内部带有采样保持器的A/D 转换器,它的使用方法非常简单,数据采集时序是当CL K 为高电平时转换数据,当CL K 为低电平时输出有效数据,一个时钟周期转换一次。当要从A/D 中读取数据时,只要O E 保持低电平即可,当O E 为高电平时D1～D8为高阻态。

SN74ACT7808是2048B x9位可以实现先进先出异步读写操作的双端口存储器,是一种新型的基于队列存储方式的存储器,读写操作会自动访问存储器中连续的存储单元。从FIFO 中读出的数据顺序与写入的顺序相同,地址的顺序在内部己经预先定义好了。对FIFO 的读写操作只由读写信号控制,不需要另外的地址信息。这使得FIFO 的控制电路变得十分简单:读数据时只要O E 保持为高电平同时使UNC K 产生一个上升沿;写数据只要LDC K 产生一个上升沿即可。

(2)控制电路,利用实验室现有资源,控制电路板主要由ICETE K 25100USB 通用DSP 硬件开发板构成,它使用流行的DSP 芯片TMS320L F2407,外围接口丰富,方便扩展。

(3)串口通讯电路,主要由MAX232构成,完成DSP 与PC 的通讯任务。

(4)控制信号放大电路,它将由DSP 送出的控制信号通过隔离放大后送往被控器件,从而实现简单的控制功能。1.3　软件设计

对DSP 的编程件主要用来实现A/D 转换、D/A 转换、串口通信等功能,而数据处理分析与显示则由上位机完成。上位机程序由NI 公司的LabV IEW 软件编写。

LabV IEW

(laboratory of virt ual instrument s

engineering workbench )是美国国家仪器公司N I (national instrument s )推出32位、为VXI 即插即用联盟(VXI plug

&play Systems Alliance )认可的编写GWIN 和WIN 框架

驱动程序的标准虚拟仪器开发平台[5]。

作为一种图形程序设计语言,LabVIEW 最大的特点就是采用全图形化编程,在计算机屏幕上利用其内含的函

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　第30卷电　子　测　量　技　术

数库和开发工具库产生一软面板,用来为测试系统提供输入值并接受其输出值;该面板在外观和操作上模仿有形器件,在功能上则同于一般惯用的语言程序[6]。由于采用了图形这种独特的方式来建立直观的用户界面,因此每个对文本编程方式不熟的工程人员都可以快速“画”出仪器面板,“画”出自己的程序。当虚拟仪器建立起来并运行后,用户即可通过软面板来控制自己的仪器,如按开关、移动滑块、旋转旋钮或者键盘上输入一个数值等;同时,该软面板立即响应来自系统的实时反馈。

为了便于以后使用中的功能扩展,软件结构按照模块化设计。

(1

)被测量自定义模块,它包括模拟量和开关量的定义。这个模块用来定义各路被测量的正常工作状态,如最大值、最小值、开关量正常状态等等,并定义各路信号的优先级。此优先级的定义是:当系统发现有几路信号同时异常,即超出各自自定义范围时,首先对优先级最高的那路信号进行处理,执行相应控制模块的程序。优先级可根据实验具体过程自行定义。具体实现方法是,当异常发生时,产生一个逻辑非的布尔量,再将其转化为数字型与设定的优先级相乘,得出的结果送往优先级比较环节,比较后将最大值输出至控制程序模块执行。设计时每路定义采用构建子VI 的方式,其方框图如图4,图5所示。

(2)信号采集模块

,目前系统使用的是通用串口来读

取数据和发送数据,LabV IEW 自带的串口程序能很方便

的实现这一功能,只须设定串口的相应参数就能自行完成。将其单独组成一个模块是为了方便以后的扩展,若以

后采用USB 或采集卡来进行数据采集时,整个软件不用进

行改动,而只需修改这个模块。

(3)主显示模块,这个模块用来实时显示各被测量的当前状态,包括模拟量的波形、开关量的状态、异常状态示警灯、控制程序执行状态指示灯等等。在这个模块中,整个实验环境和过程都能很方便的从前面板读取,通过通道

选择按钮可以任意显示各通道模拟量的波形。两个虚拟按钮控制程序中止和监控程序中止放在这个模块,可以很方便的控制整个程序的运行。前面板如图6所示。

图6　主显示模块前面板

(4)控制程序模块,这个模块用来设定控制程序,不同

的通道对于不同的控制子程序。当优先级比较结果送来

后,通过case loop ,模块自动执行被选中的控制子程序,发出控制命令到DSP ,由DSP 进行具体的响应。程序执行时,点亮控制信号灯指示控制程序正在执行;结束时关闭相应信号灯指示执行结束。方框图如图7所示。

图7　控制程序模块方框图

(4)数据处理模块,当实验结束后,这个模块将采集到

的数据保存下来,通过事后记录波形图Waveform Graph

能重现实验过程中的波形,并通过LabV IEW 自带的多种数据处理V I ,如数字滤波器、波形测量、时频域分析等对获得的数据进行分析[7]。由于LabV IEW 的模块化设计,这个模块也能很方便的进行扩展从而满足各种不同的需要。

2　实验及结论

利用实验室的正弦信号发生器来产生被测信号,检验该系统。正弦信号频率设为50Hz 和10Hz ,幅值设为

5V ,直接利用DSP 的ADC 进行实时采样显示,得出的波

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丁宇康:基于LabV IEW的测控平台的构建

第11期

形如图8,图9所示。

从波形上可以看出,信号频率越低,测试波形越好,即该测控系统进行实时测量时,实时采样速率较慢,影响实验结果。从系统整个的设计原理来看,这是由于DSP的采样速率和串口实时传递数据给PC的速度限制引起的。系统经过采集、量化、传递、显示、存储这一完整步骤后才去发送命令采集下一个点,整个采样周期较长,这样的结果也是可以预料的。

系统的简单测试结果表明,由于受信号采集硬件的制约,在采样频率要求不高的场合,基于串口的采样系统能够基本满足实时监测的需要。而在采样频率较高的场合,由于无法突破的速度瓶颈限制,实时检测较为困难。然而如前所述,系统的模块化设计使得系统的扩展升级十分方便,只要对采集模块的软硬件进行改动,如使用采集卡、控制卡等等就能很方便的突破这一瓶颈[8]。这与原来的设计思路也是相符合的。

3　结束语

虚拟仪器系统开放、灵活,可与计算机技术保持同步发展,在本文介绍的测控系统中便充分利用了这一特点,使整个系统结构简单,便于扩展,可适应实验室环境监测或实验数据采集和过程控制等需要。

虚拟仪器技术已成为现代测控领域的一个基本方法,是技术进步的必然结果。目前,其应用已遍及各行各业。使用虚拟仪器进行研究、设计和测试,用户可缩短系统的开发时间,节省开支。可以预见,随着计算机技术的快速发展,虚拟仪器必将在更多、更广的领域得到应用和普及。

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[8]　王自营,张彦斌,赵玉龙,等.一种利用CL F模块实现

数据采集设计方法[J].电子测量技术.2001(3):49.

作者简介

丁宇康,男,1982年出生,湖北罗田

人,硕士研究生,主要研究方向为基于

LabV IEW的通用测控平台设计。

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基于LabView的远程数据采集与传输系统

目录 摘要 (1) 关键词 (1) 一、前言 (1) 二、关于LabVIEW (1) 三、TCP /IP 技术及TCP 传输的实现 (2) 四、系统硬件构成 (3) 五、系统软件设计 (4) 六、结论 (5) 参考文献 (5)

基于LabView的远程数据采集与传输系统 (通信与信息系统，徐洁 2010020438) 摘要：针阐述了开放式虚拟仪器平台LabVIEW的特点, 介绍了在LabVIEW平台上结合数据采集卡和TCP/IP 协议进行数据采集和远程传输的设计方法。在此基础上开发了基于计算机控制的远程数据采集和传输系统。 关键词：嵌入TCP/IP；虚拟仪器；LabVIEW；数据采集； 一、前言 在现代仪器系统中, 计算机与仪器结合得非常紧密, 已成为整个系统的核心, 许多传统仪器正在逐渐被计算机部分、甚至全部取代。虚拟仪器正在成为当今世界流行的一种仪器构成方案。虚拟仪器的结构是开放式的, 它把计算机平台与具有标准接口的硬件模块, 以及与开发测试软件结合起来构成仪器系统, 这种系统具有通用性、灵活性, 便于开发测试应用。软件部分是虚拟仪器的心脏。 随着计算机网络的发展, 虚拟仪器与Internet 技术的结合为虚拟仪器网络化、工业现场远程测控提供了更好的实现平台。文中介绍在LabVIEW 开发平台上结合NI 数据采集卡和TCP /IP 技术实现远程数据采集与传输系统。 二、关于LabVIEW LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一种用图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言。传统文本编程语言根据语句和指令的先后顺序决定程序执行顺序，而LabVIEW则采用数据流编程方式，程序框图中节点之间的数据流向决定了VI及函数的执行顺序。VI指虚拟仪器，是LabVIEW的程序模块。 LabVIEW提供很多外观与传统仪器（如示波器、万用表）类似的控件，可用来方便地创建用户界面。LabVIEW 的程序由前面板( Frontpanel) 、流程图(Blockdiagram) 和图标/接线端口( Icon /Connector)三部分组成。前面板是LabVIEW 程序的图形用户接口, 集成了用户输入和输出显示, 相当于传统仪器的面板; 流程图包含虚拟仪器程序的图形化源代码, 对前面板上的控制对象进行控制; 图标

labview远程

引言 LabVIEW是一种程序开发环境，由美国国家仪器（NI）公司研制开发的，类似于C和BASIC开发环境，但是LabVIEW与其他计算机语言的显着区别是：其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码，而LabVIEW使用的是图形化编辑语言G编写程序，产生的程序是框图的形式。 与C 和BASIC 一样，LabVIEW[2] 也是通用的编程系统，有一个完成任何编程任务的庞大函数库。LabVIEW[2] 的函数库包括数据采集、GPIB、串口控制、数据分析、数 据LabVIEW标志显示及数据存储，等等。LabVIEW[2] 也有传统的程序调试工具，如设置断点、以动画方式显示数据及其子程序（子VI）的结果、单步执行等等，便于程序的调试。 目前，传统教育体系已经越来越不能适应当今科学技术和信息飞速发展的需要。传统的教育是以教师讲授为主，学生只是被动听讲，这种方式已经不适应培养人才的要求。另外，在实验设施不足的情况下，学生不能直接参与实验过程操作，不能很好地实现实验教学目标。传统的教学方式不利于充分发挥学生的想象力和创造力，也不利于及时追踪到最新的科技信息。随着计算机技术和网络技术的不断发展，近几年在教育领域提出了一种新的教学思路，即构建虚拟实验室的方法。而远程实验教学多数是利用虚拟技术实现，在这种虚拟实验中，实验者操纵的都不是实验设备实物，看到的只是一些利用三维技术做出来的动画，所获得的实验结果当然也不是远程设备的实际反映而是通过公式计算得到的数据[1]。针对这一问题，建立一个可以远程观测和控制实验设备的网络实验系统是一条有效的解决途径。它使实验者通过网络从异地计算机上进行实验操作和观察，所得到的实验结果与在实验室得到的结果完全一致，如同真实操作实验设备一样。 1 系统总体结构 远程控制实验系统的框架结构和实现方法如图1所示，系统以B/S的形式提供服务，用户通过客户端的浏览器登录Web服务器，Web服务器请求数据库进行身份认证后即可进行相应的实验。

Labview中远程数据库访问技术

摘要：介绍了在Labview中应用ADO技术访问本地和远程数据库的方案。对在局域网中以网络 共享方式访问远程Access数据库进行了详细介绍，最后给出了应用该方法开发的一个实例。关 键词：LabviewADO远程数据库引言Labview是美国NI公司开发的一种图形化编程语言，其主 要用于数据采集、仪器控制、过程监控等领域。Labview具有丰富的采集与分析函数库，在Labview环境下可以方便快捷地开发监控系统软件。现代监控系统一般构建于局域网内，且 摘要：介绍了在Labview中应用ADO技术访问本地和远程数据库的方案。对在局域网中以网络共享方式访问远程Access数据库进行了详细介绍，最后给出了应用 该方法开发的一个实例。 关键词：Labview ADO 远程数据库 引言 Labview 是美国NI公司开发的一种图形化编程语言，其主要用于数据采集、仪器控制、过程监控等领域。Labview具有丰富的采集与分析函数库，在Labview 环境下可以方便快捷地开发监控系统软件。现代监控系统一般构建于局域网内，且监控系统自身也是企业生产管理系统的一个子系统，因此不可避免地要访问本地或远程数据库。Labview开发版中并没有提供直接与通用数据库接口的工具，但可以 通过以下方法解决：购买NI公司开发的附加软件工具包;利用其它语言如VC++编写DLL访问数据库;利用ADO控件访问数据库。[1]Labview支持Activex控件,与其它方法相比基于ADO技术构建本地或远程数据库访问接口不失为一种简单而又经济 的方法。 1 ADO技术简介 ADO（Activex Data Objects）是Microsot为OLE DB设计的应用层接口，它为一致的数据访问接口提供了良好的扩展性而不局限于单一的数据源。ADO接口编程模型中包括连接（connection）、命令（command）、参数（parameter）、 记录集（recordset）、字段（field）、错误（error）、属性（property）、集合（collection）、事件（event）等元素。其中connection、command、recordset是三个主体对象，parameters、fields、errors、properties、是四个集合对象。ADO的一般操作方式为：1 连接到数据源;2 指定访问数据源的命令;3 执行命令;4 将命令执行后产生的结果保存在缓存中;5 更新数据源。ADO接口继承了OLE DB的高速性，可以高速访 问本地或远程的数据源。 2在Labview 中使用ADO接口 在Labview 中使用ADO接口访问数据库一般包括以下几个步骤：建立ADO控件;连接到数据源;生成SQL命令;执行命令;关闭连接。具体步骤如图1 所示。 2.1建立ADO控件 在前面板控件模板中选择Activex子模板单击Automation Refnum项，右键单击Select Activex Class的Browse从类型库中选择 Microsoft Activex Data Objects 2.7 library Version 2.7，之后可以向框图程序中加 入connection、command、recordset等对象。 2.2连接到数据源 首先在Diagram中单击鼠标右键，从Function模板选择communication 子模板，从中选择Activex项的Automation Open 与ADODB_Connection相连即 可打开连接。接着同样从communication子模板的Activex项中选择 Invoke node （方法节点）并与Automation Open 相连，在其上单击右键选择methods项的Open方法即出现图1中所示的节点。其中“Open”表示该节点为打开“连接对象”，“ConnectionString”是连接到数据源的字符串，“UserID”和“Password”

基于虚拟仪器的远程心电信号诊断系统设计

分类号：密级： U D C ：编号： 学位论文 基于虚拟仪器的远程心电信号诊断 系统设计 胡世帅 指导教师姓名：王宝珠教授河北工业大学 申请学位级别：硕士学科、专业名称：通信与信息系统论文提交日期：2012年11月论文答辩日期: 2012年12月 学位授予单位：河北工业大学 答辩委员会主席： 评阅人： 年月

Dissertation/Thesis Submitted to Hebei University of Technology for The Master Degree ofElectronics and Communications Engineering Design for Remote Diagnosing System of ECG on Virtual Instrument by Hu Shi-shuai Supervisor: Prof. Wang Bao-zhu December 2012

河北工业大学硕士学位论文 基于虚拟仪器的远程心电信号诊断系统设计 摘要 心血管疾病已经对人类的健康造成了极大的威胁，而对心电信号的检测分析是能够正确诊断这类疾病的首要手段。本文通过分析研究心电信号检测技术、虚拟仪器技术，利用LabVIEW虚拟仪器软件开发工具设计了一套心电信号诊断系统。 本课题所设计的系统主要包含心电信号读取、心电信号预处理、心电信号特征点提取、心电信号诊断、心电信号数据库建立和远程诊断模块。文中重点阐述了心电信号分析处理部分，通过深入研究心电信号的时频域特征以及相关医学知识，应用时频域插值、IIR滤波器设计、小波分析、噪声处理、频谱分析等现代数字信号处理技术和数据库和网络编程等计算机技术。在LabVIEW开发平台下，系统能够完成对心电信号的数据读取，数据分析、数据诊断和结果显示。 实验结果表明，系统设计方案合理，将对于远程心电信号的诊断带来极大的帮助。特别是系统很好的解决了有效去除心电信号的干扰、噪声这一难题，并且能够快速、正确地给出初步诊断结果。所设计的系统人机交互性强，界面友好，而且还可以通过IE浏览器在线调用本系统，实现远程心电信号诊断，以利于专家会诊，提高心血管疾病治疗的有效性。 关键词：心电信号，虚拟仪器，LabVIEW，信号处理，远程诊断 i

基于LabVIEW的远程控制实验系统

基于LabVIEW的远程控制实验系统 目前, 传统教育体系已经越来越不能适应当今科学技术和信息飞速发展的需要。传统的教育是以教师讲授为主，学生只是被动听讲，这种方式已经不适应培养人才的要求。另外，在实验设施不足的情况下，学生不能直接参与实验过程操作，不能很好地实现实验教学目标。传统的教学方式不利于充分发挥学生的想象力和创造力，也不利于及时追踪到最新的科技信息。随着计算机技术和网络技术的不断发展，近几年在教育领域提出了一种新的教学思路，即构建虚拟实验室的方法。而远程实验教学多数是利用虚拟技术实现，在这种虚拟实验中,实验者操纵的都不是实验设备实物,看到的只是一些利用三维技术做出来 的动画,所获得的实验结果当然也不是远程设备的实际反映而是通过公式计算得到的数据[1]。针对这一问题,建立一个可以远程观测和控制实验设备的网络实验系统是一条有效的解决途径。它使实验者通过网络从异地计算机上进行实验操作和观察,所得到的实验结果与在实验室得到的结果完全一致,如同真实操作实 验设备一样。1 系统总体结构远程控制实验系统的框架结构和实现方法如图1 所示,系统以B/S 的形式提供服务,用户通过客户端的浏览器登录Web 服务器, Web 服务器请求数据库进行身份认证后即可进行相应的实验。 从图1 所示的体系结构可以清楚地看到，通过LabVIEW 调用周立功 PCIC5110 CAN 卡的DLL（动态链接库）文件来构建现场总线控制网络，并将控制信号通过CAN 总线发送到CAN485MB 智能协议转换器，转换后通过 RS485 接口进入PLC，驱动现场实验装置。在LabVIEW 平台的网络通信技术的支持下，不需要了解任何网络协议就能编写复杂的分布式应用程序，将控制界面及实时的数据信号和现场视频发布给客户端。本系统的特点是，通过对各种网络通信方式进行实验比较，使得远程客户端观看的视频延迟最低，清晰度

基于LabVIEW的远程无线监控系统

基于LabVIEW的远程无线监控系统 0 引言近年来，随着信息化进程的加快，计算机网络技术以及无线通讯技术的发展，计算机、服务器等机房的建立十分普遍，如电力、电信、海关、各车间动力机房以及计算机机房等。机房里都有其独立的一套设备，如交换机、服务器、空调设备、发电机等。如今面对如此多的机房及相关设备，传统的人工轮训检查的方式已经无法实现，代之而起的是无人值守的智能远程监控方式。因此，通过合理配置机房环境和设备的监控系统，可以有效提高设备故障的检出速率，做到对设备故障、环境情况及安全性的迅速、准确反应和有目的性的维护，提高维护管理质量，降低维护费用，同时保障系统处于良好的工作状态，从而降低运行成本。本文在了解国内外无人值守机房无线监控系统发展现状和趋势的基础上，结合日照港铁运公司机房现状，研制了基于LabVIEW 的机 房远程多机无线监控系统，对机房内的空调、设备电源以及UPS 运行情况进行监控，真正实现了机房远程监控。1 机房远程无线监控系统整体设计本无线监控系统主要由四部分构成：数据采集模块、数据传输模块、执行机构、后台监控模块。图1 为远程无线监控系统的硬件框图。主要包括数据采集模块(单片机STC12C5A60S2、电压检测模块、温度检测模块)、数据传输模块(GSM ／GPRS 模块)、执行机构(继电器等)、后台监控模块(监控软件、GSM／GPRS 模块)。 在系统的整体设计中，每个区域有自己固定的ID 号，ID 即设备地址，是系统各主从设备之间通讯的唯一身份代码。各个现场采集的数据经过单片机处理之后通过GSM 将数据发送到后台GSM，上位机通过LabVIEW 编写的上位机监控软件将数据从GSM 中读出，根据ID 号将数据放在对应的区域。同样，后台根据用户所要控制的设备将控制指令和ID 号通过后台GSM 将数据发送到对

labview实现远程控制

在LABVIEW中实现网络通信的几种方法 1 引言 随着计算机技术、大规模集成电路、通信技术等的飞速发展，仪器系统与计算机软件技术紧密结合，使得传统仪器的概念得以突破，出现了一种全新的仪器概念——虚拟仪器。1986年,美国国家仪器(national instruments, 简称NI)公司研发推出了图形化编程环境的开发平台——LabVIEW软件，随即就广泛地被工业界、学术界和研究实验室认可并接受，被公认为标准的数据采集和仪器控制软件，成为目前实现虚拟仪器软件设计最流行的工具之一。 同时随着网络的迅速发展，通过将网络技术和虚拟仪器相结合,构成网络化虚拟仪器系统,是自动测试仪器系统的发展方向之一。所以通过网络进行数据共享是各种软件的发展趋势，而LabVIEW软件平台正是适应了这一发展趋势，它具有强大的网络通信功能，使用LabVIEW实现网络通信有4大类方法：（1）使用网络通信协议编程实现网络通信，可以使用的通信协议类型包括TCP/IP协议、UDP、串口通信协议、无线网络协议等；（2）使用基于TCP/IP的数据传输协议DSTP的DataSocket技术实现网络通信；（3）使用共享变量实现网络通信；（4）通过远程访问来实现网络通信。 本文对以上各种实现方法进行探讨，最后简单地分析了各种方法的优缺点及应用场合。 2 网络协议通信 2.1 TCP通信技术 网络通信协议是网络中传递、管理信息的一些规范，是计算机之间相互通信需要共同遵守的一些规则[1]。网络通信协议通常被分为多个层次，每一层完成一定的功能，通信在对应的层次之间进行。LabVIEW 中支持的通信协议类型包括TCP/IP、UDP、串口通信协议、无线网络协议和邮件传输协议。TCP/IP协议体系是目前最成功, 使用最频繁的Internet协议,有着良好的实用性和开放性。它定义了网络层的网际互连协议IP,传输层的传输控制协议TCP、用户数据协议UDP等。 LabVIEW中为网络通讯提供了基于TCP/UDP的通讯函数供用户调用。这样用户可直接调用TCP模块中已发布的TCP VI及相关的子VI来完成流程的编写，而无需过多考虑网络的底层实现。在设计上采用C/S （客户端/服务器）通信模式，VI程序分为两部分：处理主机工作在Server模式，完成数据接收，并提供数据的相关处理；数据点计算机工作于Client模式，实现数据传送[5]。TCP传输数据过程如下：首先由发送端发送连接请求，接收端侦听到请求后回复并建立连接，然后开始传输，数据传输完成后关闭连接，传输过程结束。 2.2 利用TCP协议通信实例 以下通过C/S（客户端/服务器）通信模式实现的数据传输模式。 在服务器端，用“TCP Create Listener”节点创建侦听，“TCP Wait on Listener”节点等待客户机连接，通过循环产生100个正弦信号数据，用两个“TCP Write”节点来发送数据，第一个节点用来发送波

远程虚拟仪器实验室系统的设计

远程虚拟仪器实验室系统的设计 岳艳侠1，马驰1，肖兴明1，孙小青2 1中国矿业大学机电学院，江苏徐州（221008） 2 东南大学成贤学院，江苏南京（210002） 摘要：本文介绍了基于B/S构架下的远程虚拟仪器实验室的设计思路，它使用内嵌在Web 页面中ActiveX控件完成用户与实验服务器之间的通信，即实验命令和实验数据的传输，其中系统的数据交互是利用NI公司开发的基于 Datasocket技术的CW Datasocket控件和Datasocket server完成的。 关键词：远程虚拟实验室，Ｂ／Ｓ架构，ＡctiveX，Datasocket 中图分类号：Ｇ434;ＴＰ391 文献标识码：Ａ 1. 引言 在工程测试技术课程中，虚拟仪器是测控或相关专业本科生需要了解和掌握的新知识。但完成虚拟仪器实验所需的主要硬件设备如数据采集卡因其价格昂贵，做不到配置充足的数量，以至于在规定的实验学时内，做到使每个学生能独立进行实验操作较为困难。基于此我们构建了远程虚拟仪器实验室，使得学生不受时空限制，在相对机动的时间里使用实验仪器。 2. 系统的设计原则及结构 通常情况下，远程实验室可选用的网络服务模式有浏览器/服务器和客户机/服务器两种。现有的远程实验室大都采用的是C/S架构（如华中科技大学、浙江大学开发的远程实验室站点）。1在C/S构架下客户端需要安装特定的客户端程序后才能与服务器进行交互操作，其开放性较差，但服务器端软件开发较为简便。而B/S模式下，客户只需利用已有的浏览器就可以登陆远程站点，对仪器进行操作，但服务器端需另外开发应用程序之间的数据交换接口。考虑到远程实验室系统若采用C/S构架，客户端需安装或下载相应的虚拟仪器软件，操作较为繁琐不易于学生使用，故在此采用B／S体系结构。 本系统由用户浏览器、Web服务器、数据库服务器、实验服务器与试验台五部分构成。系统总体结构图如下所示：

基于LabVIEW的远程虚拟实验系统

文章编号:1006 2475(2006)04 0073 02 收稿日期:2005 06 09 作者简介:程俊静(1963 ),男,江苏东台人,盐城纺织职业技术学院电学教研室主任,讲师,研究方向:电气和计算机技术。 基于LabVIEW 的远程虚拟实验系统 程俊静 (盐城纺织职业技术学院,江苏盐城 224005) 摘要:介绍了虚拟实验室的功能、远程虚拟实验系统的结构模型,并以直流电机调压调速为例,讲解了远程虚拟实验平台的构建。 关键词:Lab VIEW;虚拟实验室;B C S 网络模型;远程控制中图分类号:TP393.01 文献标识码:A Long distance Virtual Experiment S ystem Based on LabVIEW C HE NG Jun jing (Yancheng Textile Vocational Technology College,Yancheng 224005,China) Abstract :This paper introd uces the functions of LabVIE W,the long distance virtual experi ment system and BC/S network model,pre sents the use of LabVIE W in a long distance virtual experi ment platform for mul tiuser where DC motor control system is the object of con trol. Key words :LabVIE W;vi rtual lab;BC/S network model;remote control 0 引 言 虚拟实验是指用计算机虚拟实验环境,用软件模拟虚拟设备,学生可以像在现实实验环境中一样完成各种实验,实验效果基本等价于真实环境中所取得的效果。LabVIEW 是美国NI 公司开发的虚拟仪器软件,基于LabVIEW 的远程虚拟实验系统,以计算机网络为核心,将虚拟仪器通过网络相连,用户可以远程操作,控制数据的采集、分析。该系统不仅为异地实验和学术交流提供了平台,也给传统的实验教学模式和学生的学习方式带来巨大的变化,大大提高实验效率,节省实验设备的投入资金,该系统还可延伸到工厂企业中进行设备的远程控制与检测。 1 虚拟仪器的开发环境 LabVIEW LabVIEW (Laboratory virtual instrument engineering workbench)是由美国国家仪器公司(NI)在1986年推出的一种基于图形编程语言(G 语言)的开发环境,它具有十分强大的功能,包括数据采集、信号处理、输入输出控制、信号生成与传输,图像的获取和处理等,还 提供丰富的函数库和子程序,LabVIEW 适用于Win do ws 、Macintosh 、Unix 等多种操作系统平台,还拥有第三方提供的实用软件,如Application Builder 用于产生可执行文件,SQL Toolkit 用于将LabVIEW 程序与本地或远程数据库相连。LabVIEW 还具有很强的网络功能,用TC P/I P 或UDP 通信,建立Web Server 和G Web Server,能方便地运行远程的不同平台的程序。 LabVIEW 程序称为 虚拟仪器程序!(简称VI),包括三个部分:前面板、框图程序、图标 接线端口。LabVIEW 使用按钮、开关、波形等人们熟悉的图形直接编程,界面直观形象,程序执行的顺序就是方块流程图,所以,LabVIE W 得到迅速而又广泛的应用,我们用它来构架远程的虚拟实验室。 2 远程虚拟实验室的功能 我们设计的远程虚拟实验室功能可分为三类。 (1)B/S 结构的模拟仿真。我们以LabVIEW 内置的网页发布功能为基础,通过HTML 设计网页,使用Microsoft IIS 发布,直接在服务器端生成嵌入实验平台的WWW 网页,用户通过Inter net E xplorer 浏览器访问Web 服务器,Web 服务器接受请示后, 计算机与现代化 2006年第4期 JISUANJI YU XIANDAIHUA 总第128期

LabVIEW中远程数据采集的实现

LabVIEW中远程数据采集的实现 1. 基于B/S 和C/S 模式的网络通信技术（1）TCP 与UDPTCP 与UDP 为传输层协议，当需要保证数据传输的完整性与可靠性时，TCP 为当然的选择；UDP 则适合于大量的连接和高速度传输。。LabVlEW 中对这两种协议的编程进 行了高度集成，将Winsock DLL 封起来，形成TCP 与UDP 图形化编程节点与VI。（2）DataSockerDataSocket 是NI 提供的一种编程工具，借助它可以在不同的应用程序和数据源之间传递数据。。DataSocket 可以访问本地文件以及HTTP 和FTP 服务器上的数据。DataSocket 为低层通讯协议提供了一致的API，编程 者无需为不同的数据格式和通信协议编写具体的程序代码，而且这些数据源可 以分布在不同的计算机上。使用一种增强数据类型来交换仪器类型的数据，这 种数据类型包含数据特性和实际测试数据。用类似于Web 中的统一资源定位器（URL）定位数据源，URL 不同的前缀表示了不同的数据类型。（3）VI ServerVI Server 是LabVlEW 独有的一项技术。利用VI Server 技术用户可以编程动态控制位于本地或远程计算机上的LabVlEW Vls，但不能在本地打开位于 远程计算机上的VI 前面板。使用VI Server，首先需要对VI Server 进行设置，设置内容有三项：Configuration、TCP／IP Access、Exported VIs；接着利用LabVlEW 定义好的Application 类和VI 类的属性和方法进行编程来控制应用程 序和VI。（4）Remote Panels LabVlEW 提供的Web Server，可构建两种网络通信方法：一种是将已被载人服务器内存的VI 前面板图像嵌入网页；另一种方 法是利用Remote Panels 技术，实现用户可直接在本地计算机上打开并操作位于远程计算机上VI 的前面板，甚至在网页中打开并操作它。也可以开发与服 务器端的数据采集应用程序进行TCP／UDP／DSTP 通信的ActiveX 控件，并 将其嵌入网页，用Web 服务器提供Web 服务，客户端通过下载的ActiveX 控