1、导言
跟着核算机技能、通讯技能与仪器技能的深入开展和结合,使得虚拟仪器得到了进一步开展,虚拟仪器将核算机资源与仪器硬件、数字信号处理技能结合,把厂家界说仪器功用的办法改变为由用户自己界说仪器功用。用户可依据测验的需求,自己规划所需求的仪器体系,运用一种或多种功用的通用模块,调用不同功用的软件模块,组成不同的仪器功用。在虚拟仪器中,核算机成为仪器的一部分,使得核算机能够得到充分发挥。除了仪器的输入、输出、数据处理剖析、成果显现由核算机完结外,还可组成核算机网络。一个大的杂乱的测验体系往往体系的丈量、输入、输出、成果剖析散布在不同的地理位置,仅用一台核算机并不能担任测验使命,需求由散布在不同地理位置的若干核算机共同完结整个测验使命。核算机网络技能、总线技能与数据库技能的开展,甚至Internet网的开展拓宽了虚拟仪器测验体系的运用规模。运用网络技能将涣散在不同地理位置不同功用的测验设备联络在一起,使贵重的硬件设备、软件在网络内得以同享,削减了设备重复出资。一台核算机收集的数据能够当即传输到另一台处理剖析机上进行处理剖析,剖析后的成果可被执行机构、规划师查询运用,使数据收集、传输、处理剖析成为一体,简单完结实时收集、实时监测。重要的数据实施多机备份,进步了体系的可靠性。关于有些风险的、环境恶劣的不适合人员操作的数据收集作业可实施长途收集,将收集的数据放在服务器中供用户运用。虚拟仪器与核算机网络结合完结仪器的长途教学,学生经过网络学习仪器、操作仪器,这也是咱们校园实验室建造的方针。虚拟仪器核算机网络化在测验体系中具有广泛的运用远景。
2、虚拟仪器网络测验体系规划
虚拟仪器网络测验体系的规划需从虚拟仪器和网络技能两方面考虑。
(1)虚拟仪器部分
剖析测验体系的要求和体系的功用,依据体系功用的要求,在软件和硬件之间进行优化挑选,然后确认仪器所必需的硬件模块,以便用最少的模块完结仪器的最佳功用。依据运用状况与实践的条件挑选依据核算机的虚拟仪器的仪器模块(VXI总线、PCI总线、PXI总线、GPIB仪器),包含传感器、信号调度电路、DAQ数据收集、信号源等模块。
硬件确认今后,首要确认软件功用模块,哪些仪器功用由软件完结,将软件功用划分为相对独立的模块。然后挑选易于编写的图形化的软件渠道。LabVIEW渠道是一种图形化编程环境,供给了虚拟仪器的控件、丰厚的数据处理剖析函数、仪器驱动程序及数据库东西软件包,LabVIEW供给的SQL、DataSocket软件都是简单树立网络化测验环境的软件包。选用LabVIEW编写虚拟仪器软件简化了程序规划,进步了功率。咱们运用LabVIEW和NI的数据收集卡完结了数据收集、虚拟示波器、虚拟信号发生器。
Virsual C++是一种面向对象的通用的功用强大的程序规划言语,供给集成性及可视化用户界面,选用面向对象的程序规划办法,它具有底层操作功用,也具有数据库开发功用,编程灵敏,因而也是编程人员常选用的编程言语,咱们也用VC++编写了虚拟仪器渠道,能够组成示波器、频谱剖析仪,信号发生器。现在咱们方案用VC编写数据库软件,完结网络化虚拟仪器。
(2)网络结构规划
依据测验体系各部分所在的地理位置和掩盖的规模不同可构建局域网、城域网、广域网。一个大的杂乱的测验体系由各个子体系组成,如一个航空白动测验体系,一个火炮测验体系,要对其进行环境测验、温度测验、振荡测验,还有电子体系、通讯体系的测验等等,每个子体系一般在一个单位的小规模内,因而可树立局域网,然后将每个局域网互联,构成企业丈量体系。因为Internet网的开展,一些共用的数据还能够经过Internet网将丈量数据发布到网上供网上用户运用,可树立丈量发布体系。关于有些风险的、环境恶劣的不适合人员操作的数据收集作业可实施长途收集。
因为网络测验中每个测验点担任不同的测验使命,为了削减不必要的重复作业,经过网络完结资源同享,一起要减轻服务器与各节点的数据传输,进步网络体系功用,因而服务器和各个节点以及各节点之间协同作业显得尤为重要。依据Client/Server形式的散布式核算、散布式处理体系是处理这个问题的最好挑选。依据C/S形式,将体系功用分化到各个节点,各个节点有机合作,用户在自己的终端上就能够观察到从服务器中获取的数据和处理成果。在C/S中,分客户机(Client)程序和服务器(Sewer)程序。客户机程序和服务器程序能够运行在一台核算机中,也可运行在两台或多台核算机中,Client程序与Sewer程序彼此协同处理,一个测验体系由一个或承当不同使命的多个客户机与一个或多个服务器组成。客户机是用户与体系的交互接口,供给一个用户界面,完结用户指令与数据的输入,显现服务器送回的成果。服务器承受客户机提出的请求,完结所要求的操作并将成果传送给用户。在一个测验体系中,依据使命不同,每个服务器和客户机承当的使命也不同,例如可划分为收集、数据处理剖析、输出、监控。一台核算机收集外部数据,将来集的数据存储并传输给另一台核算机,它便是服务器,别的它又需求得到远地核算机的数据,这时它又成为客户机。C/S形式是一种开放式体系的协同处理作业形式。