組建交通領(lǐng)域VXI測控系統網(wǎng)絡(luò )

　　1 現代技術(shù)和國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展要求在交通領(lǐng)域實(shí)現聯(lián)網(wǎng)測控

　　在鐵路、公路、航空、航海等交通領(lǐng)域，隨著(zhù)國民經(jīng)濟的快速發(fā)展及對交通質(zhì)量要求的不斷提高，傳統的局域范圍控制的測控系統越來(lái)越不適應，這些部門(mén)以及一些大企業(yè)要求有較大范圍的或全國性的測控網(wǎng)絡(luò )。計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展和日益成熟，提供了將測控、計算機和通信領(lǐng)域的進(jìn)展結合起來(lái)的機會(huì )。

　　計算機技術(shù)的不斷發(fā)展與應用給測控領(lǐng)域帶來(lái)了深刻的革命。20世紀70年代將微處理器引入到儀器設計中，出現了智能儀器;20世紀80年代在個(gè)人計算機上發(fā)展了個(gè)人儀器;20世紀80年代中期出現了VXI插卡式儀器，并把虛擬儀器現實(shí)的技術(shù)引入到儀器設計中，使之發(fā)展成為虛擬儀器。這些發(fā)展都與微機算計技術(shù)，集成電路技術(shù)以及微處理技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。以后，隨著(zhù)高速數字信號處理技術(shù)、傳感器融合技術(shù)、多媒體技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、分布式測控技術(shù)、仿真技術(shù)等的高速發(fā)展，以VXI技術(shù)為核心的虛擬儀器一定會(huì )得到更大的發(fā)展。

　　采用VXIbus技術(shù)的卡式儀器系統，稱(chēng)為VXI儀器。

　　1987年春Colorado Data Systems,Hewlett Packard,Racal Dana,Tektronix和Wavetek公司的工程技術(shù)代表組成一個(gè)特設委員會(huì )，他們根據VME總線(xiàn)EUROCARD標準和IEEE488.2等其它標準，制定開(kāi)放性?xún)x器總線(xiàn)結構所必需的附加標準。1 9 8 7年7月，他們一致宣布支持模塊化儀器的公用系統結構，命名為VXI總線(xiàn)。VXI總線(xiàn)是VME Extension for instrumentation的縮寫(xiě)，即VME總線(xiàn)技術(shù)在儀器領(lǐng)域的擴展。由于VXI儀器的標準基于開(kāi)放原則，又具有結構緊湊、數據吞吐能力強、定時(shí)和同步精確、模塊可重復利、眾多儀器廠(chǎng)商支持等優(yōu)點(diǎn)，尤其是在組建中、大規模自動(dòng)測量測試系統以及對速度、準確度要求較高的場(chǎng)合(如組建鐵路計算機聯(lián)鎖系統、城市軌道交通列車(chē)運行監控系統等)，VXI儀器有著(zhù)其他儀器無(wú)法比擬的優(yōu)勢。此外，它便于接入計算機網(wǎng)，構成信息采集、傳輸和處理一體化的網(wǎng)絡(luò )，因而得到了迅速的發(fā)展和推廣。

　　2 組建交通領(lǐng)域VXI測控系統網(wǎng)絡(luò )的意義

• 首先，它可將大型計算機、昂貴的外設(圖形拷貝機、掃描儀、數字攝像機、打印機、存儲設備等)、VXI設備和通信線(xiàn)路等硬件資源以及大型數據庫、程序、數據、文件和發(fā)明創(chuàng )造等軟件資源納入網(wǎng)絡(luò )中，使這些寶貴的資源得以共享，以緩解經(jīng)濟和技術(shù)等方面因素的制約。
• 其次，可以提高系統的可靠性,這對交通領(lǐng)域的測試系統非常重要。因為安全是交通運輸的生命，通過(guò)在分布式網(wǎng)絡(luò )中使用多機熱備份提供冗余，其可靠性大大提高，即使某一臺計算機發(fā)生故障，也不影響整個(gè)系統的正常運行。同時(shí)重要的數據信息分布在網(wǎng)絡(luò )的幾臺計算機中，如果一臺計算機發(fā)生故障，也不影響用戶(hù)的正常工作，可以從別處取得數據以完成測試任務(wù)。
• 另外，組建交通領(lǐng)域的測控網(wǎng)絡(luò )還便于系統的擴展和靈活改變設備的位置以適應新的功能需要和環(huán)境變化，便于交通控制系統的升級。
• 最后，組建基于分布式測控的VXI系統網(wǎng)絡(luò )，不僅可以提高可靠性，還可以提高測控的時(shí)效性，因而可以同時(shí)在網(wǎng)絡(luò )的不同服務(wù)器上執行各自獨立而有密切關(guān)聯(lián)的子任務(wù)，可提高交通運輸系統的工作效率。

　　3 組建測控網(wǎng)絡(luò )的基本條件

　　利用VXI技術(shù)組建測控網(wǎng)絡(luò )要有硬軟件兩方面的條件，缺一不可。

　　基本的硬件包括Server主機，Client終端工作站，傳輸媒體(包括同軸電纜、雙絞線(xiàn)和光纖等)，網(wǎng)絡(luò )適配器，連接主機和傳輸設備的連接器，共享資源，VXI系統設備(即虛擬儀器硬件構成，包括機箱、插卡等)，還有用于互連的設備(包括連接器、傳輸中繼器、用于拓撲中心節點(diǎn)的設備集成器)。

　　基本的軟件包括網(wǎng)絡(luò )操作系統NOS(可以是Unix、Windows NT、Novell等)，工作站應用軟件(即虛擬儀器軟件系統，如LabView、LabWindows/CVI、HP VEE等)，以及網(wǎng)絡(luò )通信協(xié)議。