LabVIEW環(huán)境下遠程資源共享及Dat Socket實(shí)現

摘要：簡(jiǎn)要介紹了LabVIEW中的TCP、RDA、瀏覽器和DataSocket四種網(wǎng)絡(luò )通信方式及其原理，重點(diǎn)分析了利用DataSocket技術(shù)實(shí)現遠程資源共享的兩種方法，在對這兩種方法進(jìn)行綜合的基礎上，提出了一種多客戶(hù)端同時(shí)遠程共享資源的設計方案。實(shí)驗結果證明，該方案能在一定程度上滿(mǎn)足實(shí)際應用需求。
關(guān)鍵詞：LabVIEW；遠程共享；DataSocket

0 引言
與傳統儀器相比，虛擬儀器的一個(gè)顯著(zhù)特點(diǎn)就是儀器功能由用戶(hù)基于計算機通過(guò)軟件進(jìn)行定義。而隨著(zhù)計算機互聯(lián)網(wǎng)的普及，虛擬儀器的網(wǎng)絡(luò )化也應運而生。將虛擬儀器技術(shù)與網(wǎng)絡(luò )技術(shù)相結合，構成遠程虛擬測控系統，是當前虛擬儀器一個(gè)非常重要的發(fā)展方向。
在虛擬儀器軟件平臺LabVIEW中，提供了TCP、RDA、瀏覽器和DataSocket四種網(wǎng)絡(luò )通信方式，根據實(shí)際的應用需求，基于這些基本方式設計具體的網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)方案，就可以達到遠程測試、控制和資源共享的目的。

1 LabVIEW中的幾種常用通信方式
LabVIEW中幾種常用通信方式有： (1)TCP方式，TCP／IP協(xié)議在LabVIEW的應用主要是傳輸層，包含了UDP和TCP兩個(gè)協(xié)議，兩個(gè)協(xié)議都有相應的功能函數。由于UDP協(xié)議可靠性比較差，因此人們在更多場(chǎng)合使用TCP。利用TCP協(xié)議我們可以采用服務(wù)器／客戶(hù)機模式進(jìn)行通信。在用TCP節點(diǎn)進(jìn)行通信時(shí)，服務(wù)器程序和客戶(hù)機程序都要指定相同的網(wǎng)絡(luò )通信端口。 (2)RDA方式，NI公司提供了遠程設備訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)器RDA(remote device access)Server，這樣可以實(shí)現對遠程數據采集卡的訪(fǎng)問(wèn)。用戶(hù)可以用MAX(measureautomation explorer)來(lái)進(jìn)行遠程采集卡的設置。設置完成后，異地的數據采集卡就成了本地機的虛擬數據采集卡，并且被分配有相應的設備號。(3)瀏覽器方式，瀏覽器方式也是一種基于TCP協(xié)議的通訊方式，與直接使用底層的TCP函數相比，用戶(hù)使用瀏覽器方式時(shí)不需要編程，只需設定網(wǎng)絡(luò )通信參數，就可以直觀(guān)并且方便地使用瀏覽器進(jìn)行遠程監視。
以上三種方式適合單臺客戶(hù)機訪(fǎng)問(wèn)遠程帶有采集卡的服務(wù)器，但是當有多臺客戶(hù)機訪(fǎng)問(wèn)同一個(gè)采集卡時(shí)，必須在服務(wù)器端增加任務(wù)管理程序或者通過(guò)申請控制權等方式來(lái)對多客戶(hù)的請求進(jìn)行處理。最重要的，如果多客戶(hù)機要從同一個(gè)遠程采集卡在同一時(shí)間獲取實(shí)時(shí)數據，這三種方式是無(wú)法實(shí)現的。下面介紹第四種方式： (4)DataSocket技術(shù)，DataSocket(DS)包括了DS server Manager、 DS Server和DS函數庫等工具，以及數據傳輸協(xié)議DSTP(DataSocket TraFISfer Protoco1)、統一資源定位符URL(uniform Resource Locator)和文件格式等技術(shù)規范。利用這些工具，可大大簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò )中計算機之間數據交換的編程工作。在LabVIEW中，所有的控件都增加了一個(gè)叫做DataSocket Connection URL的特殊屬性，利用這個(gè)屬性可以實(shí)現不同計算機上相對應的兩個(gè)或者多個(gè)同類(lèi)型控件之間的DataSocket通信。如果為不同計算機中的兩個(gè)類(lèi)型相同的LabVIEW控件設置相同的DataSocket Connection URL地址，那么，這兩個(gè)控件就由DataSocket連接起來(lái)，這兩個(gè)控件的值就會(huì )完全保持同步。其中，一個(gè)控件發(fā)生了變化，另一個(gè)控件也會(huì )發(fā)生同樣的變化。

2 利用DataSocket技術(shù)實(shí)現資源遠程共享
2．1 利用DS技術(shù)實(shí)現采集卡共享的兩種方法
數據采集卡是數據采集系統中重要的硬件之一，在有些場(chǎng)合，例如教學(xué)實(shí)驗室，如果每臺計算機都配備一塊采集卡，則代價(jià)較高，因此可以考慮借助DS技術(shù)實(shí)現數據采集卡的共享，即多臺計算機共享一臺計算機(服務(wù)器)上的采集卡。硬件接線(xiàn)原理圖如圖l所示，用戶(hù)不必在每臺客戶(hù)機上都配備數據采集卡，只需在服務(wù)器上配置采集卡即可，這樣可以充分利用資源，節省費用。數據采集卡共享程序可以用于連接位于一個(gè)局域網(wǎng)內的計算機組。

利用DS技術(shù)實(shí)現數據采集卡共享的基本思想是，利用DS Server進(jìn)行客戶(hù)機和服務(wù)器之間的信息交換和傳遞，將服務(wù)器上采集卡采集到的數據傳給客戶(hù)機?？紤]到不同的用戶(hù)對共享要求可能不同，可以嘗試兩種方法。
1)方法l是考慮只在服務(wù)器上配置數據采集程序。首先設計一個(gè)輸入輸出數據格式的規范，用戶(hù)在客戶(hù)端按約定的格式填寫(xiě)表格，發(fā)給服務(wù)器，服務(wù)器完成采集任務(wù)后，將采到的數據再按約定的格式返回客戶(hù)端。在服務(wù)器端設計一個(gè)管理程序，對客戶(hù)機的請求進(jìn)行管理，然后按照順序由服務(wù)器執行相應的數據采集。每次采集完成后，將數據發(fā)送給DS Server，客戶(hù)機可以從DSServer中讀取采集到的數據。
此方法的優(yōu)點(diǎn)是客戶(hù)機不調用任何有關(guān)數據采集的程序，因而客戶(hù)機上不必安裝有關(guān)采集卡設置的程序。其局限性在于，不同的采集程序需要的采集參數不同，而且采集數據后得到的數據格式有可能不同，這就需要對不同的采集函數設計相應的客戶(hù)機程序。這時(shí)客戶(hù)機程序和服務(wù)器程序的設計將會(huì )過(guò)于復雜。
2)方法2是在NI公司提供的RDA的基礎上，想辦法在服務(wù)器上增加一個(gè)任務(wù)排隊管理程序，使虛擬采集卡可以被多個(gè)用戶(hù)共享，該方案比較直接，在客戶(hù)端不需要開(kāi)發(fā)過(guò)多的新程序，但有一定難度。用戶(hù)可以利用Measurement Artomation Explorer 來(lái)進(jìn)行遠程采集卡的設置，設置完成后，在本地機上就會(huì )出現一塊虛擬的數據采集卡，并且分配有相應的設備號。為了避免多個(gè)客戶(hù)機同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)同一個(gè)遠程采集卡時(shí)發(fā)生沖突，導致程序出錯，必須考慮在服務(wù)器端增加任務(wù)管理程序，以對客戶(hù)機的請求進(jìn)行管理，這樣就可避免多個(gè)客戶(hù)機同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)一個(gè)遠程采集卡時(shí)發(fā)生的沖突。