浅析远程测控系统的构成及实现

DataSocket是NI公司基于TCP/IP协议的一种网络编程技术,它封装了TCP/IP的编程细节(如选择端口号、定义协议、创建连接、数据流处理、错误处理等等),是一种网络性能很强的虚拟仪器软件,是非常利于大量实时数据通讯的网络数据传输方法。利用DataSocket可以在不同的应用程序之间或数据源与数据宿之间通过网络进行读、写以及共享数据。

DataSocket可以访问本地文件以及HTTP和FTP服务器上的数据。对于一般的利用I/O函数、TCP/IP函数以及HTTP/FTP请求方式传输数据而言,对于不同的协议需要编写相应的代码,但利用DataSocket就可以连接到不同的数据源而不必根据不同的数据格式和通讯协议来编写各自的程序。这主要因为DataSocket控件具有根据具体的数据传输要求转换数据的功能,因此DataSocket在网络数据传输上有其独特的优势。DataSocket由下面四部分组成:DataSocket Server、 DataSocket Publisher、DataSocket Subscriber、Data Item。

为实现远程测控可以利用DataSocket技术采取如下解决方案:利用网络上的单独的一台计算机作为DataSocket Server,测控服务器完成数据采集和数据的功能,即测控服务器作为DataSocket Publisher,连接到网络上的客户计算机作为DataSocket Subscriber。由测控服务器采集数据,利用DataSocket Publisher把采集的数据到DataSocket Server中,客户端便可以利用DataSocket Subscriber从DataSocket Server中接收数据,这样可保证客户端原始实验数据的一致性。应用DataSocket技术进行实时数据传输的精简框图程序如图2所示。

a) 测控服务器采集并数据b) 客户端接收数据

图2 DataSocket的数据和数据接收程序框图

另外在进行数据采集时,需要同时进行多个信号的采集,这就需要采集设备的多个通道同时采集,而且实时采集到的数据跟时间是密切相关的,因此通道、时间信息需要和采集的实时数据一起进行传递。

2、基于B/S模式的远程面板技术

基于B/S网络模型的远程测控可以通过远程面板技术(Remote Panels)实现。测控服务器把虚拟仪器应用程序的前面板到Web页面上,客户端的用户便可以通过浏览器对服务器端的远程面板进行监控。远程面板的好处是容易配置,能够跨平台,无需ActiveX控件、Java Applet或者是CGI脚本,而且可以多同步连接监控,而且控制是动态的,客户端在浏览器中看到的监测画面同服务器端完全一致。另外的一个特点是完全服务器端管理。

Remote Panels的实现原理是借助于LabVIEW内置的Web Server技术来实现的。服务器端利用LabVIEW Web Publishing Tool把虚拟仪器应用程序的前面板嵌入到Web 页面中,并借助LabVIEW Web Server提供的虚拟仪器Web服务,只要服务器端的应用程序载入内存,客户端便可以通过浏览器对远程的虚拟仪器应用程序进行监控。但在同一时刻,只有一个用户具有控制权限,其余用户只能对远程面板进行监测。客户端控制的权限可以通过远程面板的Request/Release Control VI获得或释放,服务器端拥有绝对的控制权限。

3、基于C/S和B/S开发模式的比较

无论是基于C/S还是B/S网络模型实现远程测控,其核心技术主要是DataSocket技术。它们各有其优缺点,详请参见表1所示:

表1 基于B/S和基于C/S的网络技术比较

虚拟仪器技术与网络技术的结合,及其在测控领域中的应用,是对传统测控方式的一场革命。应用LabVIEW作为虚拟仪器软件开发平台,为开发高性能的计算机测控系统提供了极大的便利。测控方式的网络化,是未来测控技术发展的必然趋势,通过建立分布式网络测控系统,能够充分利用现有资源和网络带来的种种好处,实现各种资源最有效合理的配置,并可以实现真正意义上的虚拟仪器,从而代替目前的传统仪器。应用分布网络测控,可以进行多点测量,多点分析处理。这样既可以充分发挥服务器控制测试仪器的接口能力,又能发挥客户机数据处理能力,而且便于系统的扩展。