虚拟仪器环境下PXI总线远程测控系统研究

P协议、面向测量和自动化工程的网上实时高速数据交换的编程新技术。采用DataSocket可以方便地实现在网络或本机上的各种应用程序之间对现场数据(livedata)的共享。DataSocket整合了各种已有的用于测量或自动化的通讯协议，可以提供比TCP/IP更高层的编程接口。DataSocket通过内部的数据自描述格式提供自由的数据传输格式，可以直接传送字符串形式、数据量化形式、布尔值形式的数据或者直接对采集到的波形进行传输，省去了数据转换的大量工作。

DataSocket由两个主要部分组成，即DataSocket API和DataSocket Sever。DataSocket API提供独立的接口，用于不同语言平台内部多种数据类型通读;DataSocketSever通过自己内部对TCP/IP的优化和管理简化了Internet通讯方式。

DataSocket封装了网络底层通信协议，对外提供资源定位接口和功能调用接口，通过资源定位符(URL)对数据的传输目的地进行定位，读数据时为源地址，写数据时为目的地址。在资源定位符中标明了数据的传输协议、网络计算机标识和数据缓冲区变量。其结构示意图如图3所示。

图3 DataSocket资源定位符的结构示意图

DataSocket在读数据文件时支持Text、txt、wave和dsd格式;在写数据文件时仅支持Text和dsd格式，它支持的数据结构有字符型、整型、布尔型及数组型等。

DataSocket支持的数据传输协议包括:DSTP(DataSocketTransportProtocol)传送方式，HTTP传送方式，FTP传送方式，OPC(Windows OLE for Pr ocess Control)传送方式，Windows logos 传送方式以及Local file传送方式。本系统采用DSTP协议方式，这是DataSocket技术专门支持的通信协议，可以传输各种类型的数据，同时满足了实时性和安全性的指标要求。具体实验过程中，系统以多功能转子实验台为监测对象，信号由传感器经信号经调理电路调理，利用NI公司的PXI-6040E数据采集模块进行数据采集，进入由PXI-8176控制器构成的服务器里，存储原始数据。将编写的网络通信程序(DataSocketWrite、DataSocketRead)分别装入现场计算机和远程数据服务器，通过校园局域网实现互联。

2.2 基于G Web Sever的远程监控实现

G Web Sever可以将LabVIEW环境下设计的虚拟仪器前面板发布到Intranet或Internet上，结合LabVIEW提供的CGIVis和CGIAnimations编程工具，可以在浏览器中实现启动、停止、参数传递、密码保护等用户交互功能，以静态图像(snap)和动态图像(monitor)显示所发布的VI，对试验对象进行远程监控。在将程序发布到网络上之前可进行网络的权限设置以增强网络的安全性。系统工作于远程监控状态时的界面如图4所示。

图4 使用浏览器进行远程监控

3 系统的特点

3.1系统特点

系统通过PXI测试平台和LabVIEW的编程环境来实现。PXI无论从机械性能、电气特性还是软件及价格方面都有其独特的优势;LabVIEW图形化开发环境功能强大，界面友好，操作简单直观。因此，本系统充分利用二者的优势，具备了以下应用特点:

(1)实现采样通道的同步和系统实时性。目前的网络技术虽然已经非常成熟，但是互联网所采用的技术基本上都是异步的，而对于实时性要求较高的测控系统，传统的测试系统已经不能够满足系统数据的有效性和可靠性传输。利用PXI的触发总线则可以实现多通道的同时采集，并且保持很高的采样速率;可以实现同步几个不同PXI模块上的同一操作，或者通过一个PXI模块可以控制统一系统中其他模块上一系列操作的时间顺序。为了准确地响应正在被监控的外部异步事件，可以将触发从一个模块传给另一个模块。

(2)传统的测试系统需要相关人员自己制作外围的信号调理电路板和控制电路板，该系统提供了SCXI信号调理模块，不但可以用于信号调理，还可以利用其I/O口来实现控制，这样就省去了大量的工作，并且结构简单，兼容性强，可靠性好。

(3)由嵌入式的控制器组成的计算机系统一方面是管理系统的客户机，又是现场测试设备的主控机。测试系统嵌入Internet技术，可以进行远程测量、调控和数据共享。

(4)系统模块采用统一总线标准设计，易于扩展，兼容性好;设备维护简单，开发和维护费用低;技术更新速度快。

(5)系统软件界面直观，利于分析、诊断和报警;开放性、可移植性好。

3.2有待解决的问题

(1)远程监控诊断通过网络传输信息，对大量的实时监测数据必须进行处理和取舍。如何保证传输必要和充分的振动、温度等信息是一个核心技术问题。

(2)系统现有的诊断机制只能对一些常见故障做出分析，如何完善该机制使之成为开放式诊断专家系统也是有待解决的问题。

4 结束语

网络化的测控系统是未来测控技