虛擬儀器+網(wǎng)絡(luò )實(shí)現溫室測控系統

1 引言

　虛擬儀器技術(shù)與網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的融合，使虛擬儀器系統更加突破了傳統的測量理念，使測量數據得到了真正意義上的共享，使遠程測量得以實(shí)現。傳統的溫室測控系統往往在現場(chǎng)操作，對溫室監測受到地域的限制，為此我們利用虛擬儀器技術(shù)設計了網(wǎng)絡(luò )化溫室測控系統，使遠程客戶(hù)端通過(guò)局域網(wǎng)或Internet也能對溫室進(jìn)行監測和控制，從而實(shí)現了真正意義上的虛擬儀器。

　　2 網(wǎng)絡(luò )化虛擬儀器技術(shù)

　　網(wǎng)絡(luò )化虛擬儀器也稱(chēng)為虛擬儀器網(wǎng)絡(luò )化[1]，其一般特征是指將虛擬儀器、昂貴的外部設備、被測試點(diǎn)以及數據庫等資源納入網(wǎng)絡(luò )，實(shí)現資源共享，共同完成測試任務(wù)。使用網(wǎng)絡(luò )化虛擬儀器，人們可以在任何地點(diǎn)、任何時(shí)間獲得測量信息或數據。網(wǎng)絡(luò )化的虛擬儀器也適合異地或遠程監測、數據采集、故障檢測、報警等。

　　網(wǎng)絡(luò )化虛擬儀器將傳統儀器由單臺計算機實(shí)現的三大功能：數據采集、數據分析以及圖形化顯示分開(kāi)處理，分別使用獨立的硬件模塊實(shí)現傳統儀器的三大功能，以網(wǎng)線(xiàn)相連接，測試網(wǎng)絡(luò )的功能將遠遠大于系統中各部分的獨立功能。根據具體的工程實(shí)踐需要，可以構成各種樣式的網(wǎng)絡(luò )化虛擬儀器。

　　網(wǎng)絡(luò )化虛擬儀器由以下幾部分組成：網(wǎng)絡(luò )操作系統、虛擬儀器(有網(wǎng)絡(luò )測試功能)、分散的I/O系統模塊、數據采集卡和控制器。目前通用的虛擬儀器平臺通常具有很多網(wǎng)絡(luò )方面的功能，這樣使得建立網(wǎng)絡(luò )虛擬儀器更加容易和方便，而不必去學(xué)習復雜的TCP/IP傳輸協(xié)議。隨著(zhù)測試系統越來(lái)越龐大，測試節點(diǎn)或PC機的分布廣泛，需要分散的I/O系統模塊。此類(lèi)系統模塊提供3種類(lèi)型的元件：I/O模塊、接線(xiàn)座、網(wǎng)絡(luò )模塊，為工業(yè)檢測和控制應用提供了最經(jīng)濟的解決策略。用戶(hù)可以通過(guò)以太網(wǎng)將這些模塊集成到已有的虛擬儀器系統中或與RS-232, RS-485等串行設備通信連接。網(wǎng)絡(luò )測試中的數據采集卡( DAQ)必須帶有遠端數據設備訪(fǎng)問(wèn)的驅動(dòng)軟件(RDA)，這樣才能實(shí)現在網(wǎng)絡(luò )上的資源共享。網(wǎng)絡(luò )測試中所使用的儀器必須是帶有網(wǎng)絡(luò )功能的控制器，即GPIB-ENET。

　　3 系統構成

　　3.1系統的硬件配置

　　網(wǎng)絡(luò )化溫室測控系統硬件由溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器、數據采集板、集線(xiàn)器、Datasocket服務(wù)器和遠程計算機等構成。如圖1所示。其中溫度傳感器選用 JWSL溫度變送器，濕度傳感器為JWSL濕度變送器，光照傳感器選用北京昆侖海岸傳感技術(shù)中心生產(chǎn)的ZD-VB照度變送器，數據采集板選擇了美國NI公司生產(chǎn)的插入式數據采集板PCI6024E。

　　圖1 系統硬件結構圖

　　本系統用溫度傳感器、濕度傳感器和光照傳感器對溫室內的實(shí)時(shí)數據進(jìn)行采集并傳送給PCI6024E數據采集板，并由其將采集的電信號數據轉換為計算機可以識別的數字信號，進(jìn)入預先編制好的實(shí)時(shí)數據分析處理程序，實(shí)現數據的采集、顯示、實(shí)時(shí)傳送和分析，同時(shí)利用以太網(wǎng)接口，通過(guò)通訊和數據發(fā)布模塊，實(shí)現與其他分析系統或網(wǎng)絡(luò )的互聯(lián)。