網(wǎng)絡(luò )化虛擬測控系統的設計
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1．3 網(wǎng)絡(luò )化虛擬謝控系統軟件設計
軟件系統是網(wǎng)絡(luò )化虛擬測控系統的核心，系統軟件主要由虛擬儀器軟件、PCI接口卡驅動(dòng)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，采用事件驅動(dòng)、交互式與回調函數編程技術(shù)，設計開(kāi)發(fā)了信號采集與轉換、數字信號處理與分析、數據存儲與顯示、外部設備配置等模塊，使用到的技術(shù)主要有：
1)Matlab與Labview混合編程Matla5語(yǔ)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(gè)學(xué)科。雖然Matlab擁有很強的數據分析處理以及復雜數值計算能力，但是其在界面開(kāi)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結合是提高測控儀器精度、可靠性、擴展性以及開(kāi)發(fā)效率的有效途徑。
Matlab與Labview混合編程方法有兩種：①直接調用Labview內建的600多條Matlab函數；②通過(guò)Matlab(Ver6．5)ActiveX接口調用運行Matlab函數、與Matlab數據交換以及控制Matlab窗口等命令。其過(guò)程為；a．引用自動(dòng)化對象：在Labview的Controls>>ActiveX>>Automation Refnum模板中選擇自動(dòng)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(fǎng)問(wèn)Matlab自動(dòng)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(kāi)引用，啟動(dòng)Matlab自動(dòng)化服務(wù)器，并將引用傳遞給其他節點(diǎn)，如屬性節點(diǎn)(Property Node)、調用方法節點(diǎn)(In voke Node)。③使用Matlab Script節點(diǎn)。Labview使用ActiveX技術(shù)執行MatlabScript節點(diǎn)，啟動(dòng)Matlab進(jìn)程。這樣可以在Labview應用程序中使用執行Matlab命令、使用各種工具箱。圖6為L(cháng)abview調用Matlab語(yǔ)言中6階巴特沃斯(Butterworth)濾波器對正弦函數的濾波實(shí)驗結果。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/186898.htm
2)基于LabSQL的數據庫訪(fǎng)問(wèn) 虛擬儀器應用程序需要對采集數據以及數據分析結果進(jìn)行存儲和訪(fǎng)問(wèn)，Labview提供了類(lèi)似SQL的數據庫訪(fǎng)問(wèn)方法。用戶(hù)首先在ODBC中指定DSN(數據源名)和ODBC驅動(dòng)程序，由LabSQL ConnectionVIs通過(guò)ODBC建立LabSQL與數據庫連接。然后利用LabSQL Command VIs完成ADO操作以及Recordset VIs對數據庫記錄操作，實(shí)現應用程序與數據庫之間的數據交互傳遞。
3)基于DataSocket建立客戶(hù)機／服務(wù)器測控系統 對于網(wǎng)絡(luò )化測控系統，由于把各節點(diǎn)數據匯總到處理主機，設計上采用DataSocket技術(shù)建立客服務(wù)器／客戶(hù)端(C／S)通信模式。主機工作于服務(wù)器模式，負責相應客戶(hù)端的請求以及采集、存儲和處理數據，客戶(hù)端數據點(diǎn)計算機工作于Client模式，實(shí)現數據傳送。利用DataSocket發(fā)布數據需要3個(gè)要素：服務(wù)器(DataSocket Server)，負責把數據寫(xiě)到服務(wù)器的發(fā)布器(Publisher)，客戶(hù)機從服務(wù)器讀取數據的訂閱器(Subscriber)。其工作過(guò)程為：①客戶(hù)端和服務(wù)器端分別運行DataSocketServer；②建立客戶(hù)端與服務(wù)器端DataSocket的連接；③客戶(hù)端接收和顯示測量數據：客戶(hù)只需通過(guò)DataSocket Server發(fā)送請求即可實(shí)現數據的接收，這樣客戶(hù)機通過(guò)控制服務(wù)器端軟件實(shí)現遠程測控。
4)WDM驅動(dòng)程序設計 由于該系統基于PCI接口卡，因此需要開(kāi)發(fā)windows環(huán)境下的PCI接口卡驅動(dòng)程序。綜合考慮驅動(dòng)程序的效率和靈活性，系統選用windows DDK與VC++語(yǔ)言開(kāi)發(fā)PCI接口卡驅動(dòng)程序。驅動(dòng)程序主要包括初始化模塊、內存讀寫(xiě)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，詳細設計可以參考文獻，在此不再詳述。
2 結束語(yǔ)
本文設計的網(wǎng)絡(luò )化虛擬測控系統具有硬件模塊化、網(wǎng)絡(luò )化、開(kāi)放性以及操作方便等特點(diǎn)，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。
文中介紹了系統的設計與相關(guān)模塊的實(shí)現，并簡(jiǎn)要說(shuō)明了關(guān)鍵軟件模塊的設計方法。需要指出的是，本文設計的網(wǎng)絡(luò )化虛擬測控系統具有教學(xué)和科研雙重價(jià)值，對本系統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 )化測控系統的拓撲結構等方面進(jìn)行研究。
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