基于虚拟仪器的网络测控技术研究

摘要：虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。灵活高效的软件能帮助用户创建完全自定义的用户界面，模块化的硬件能方便地提供全方位的系统集成，标准的软硬件平台能满足对同步和定时应用的需求。将客户端的虚拟仪器应用程序实现出与服务端的网络通信、检测和控制等要求结合起来，就能够更加快速的实时对数据进行处理，以便能够更加快速的完善用户的需求。本文从虚拟仪器与网络测控进行结合，详细阐述将二者结合的过程与方法。

关键词：虚拟仪器远程网络测控技术

一、前言

随着网络技术的引入，虚拟仪器技术已经从单机的应用技术，逐渐转变成为网络化的连接与测控技术。随着互联网在人们生活中的快速成长，网络化的虚拟仪器已经成为虚拟仪器技术的主要发展方向。虚拟仪器技术与网络技术之间的结合以其在测控领域方面的应用程度，是对于传统测控技术的发展方式提出了新的革命方向，基于虚拟仪器的网络监控技术的研究是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。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。

二、远程测控的实现

1、网络检测技术的系统组成

根据当前应用程序的组成，网络监控技术可以分为Client/Server（简写为C/S）和Browser/Server两种网络模型组建的远程测试系统，这两种监控系统都有着其相应的优势与不足，C/S模型具有着数据传送量大的情况，而且具有效率高，数据可靠完整、兼容性强等特点。而B/S模型是通过Web服务器主要提供基本的网站功能，客户端通过访问该网站，可以获得数据库服务器中的实时作业信息和历史数据。另外，客户端利用虚拟仪器应用程序建立与服务器端的网络通信，监测和控制服务器端的作业，接收来自服务器端的作业数据，并进行数据分析处理、数据处理结果的存储与显示、生成数据报表以及数据或波形打印等。

2、网络测控的采集技术

在网络监控技术中，由于对于虚拟仪器设备的数据采集并不是实时的，因此它对于各种数据的要求度并不太高，人们可以根据需要对其采集的时间进行把控，例如：设定在1秒、1分钟、10分钟1小时等多种时间段进行数据的采集，而且当前的监控数据的技术采用的大多数属于封装了TCP/IP编程细节（如选择端口号、定义协议、创建连接、字节流处理、错误处理等），使测试工程师不用了解底层的网络编程技术，就可以方便的搭建网络化虚拟仪器测试系统。甚至可以通过该时段进行的数据采集集中在某个时间点内一并发送，通过服务器的接收、转化，进而获得各种数据的内容，加以分析。

3、虚拟仪器设备的发送技术

由于当前虚拟仪器设备的发展，以及无线网络、互联网络的畅通与发展，直接在仪器中发送出数据，通过互联网达到服务器中已经变成可能，而且随着仪器的监控技术的不断更新，仪器能够自动对于各种数据进行采集与分配新的采集工作。这对于创建虚拟仪器的网络监控技术已经变成了现实。

三、网络传送数据与接收的一致性问题

由于虚拟仪器的采集数据与服务器接受数据存在着一定的差异，因此在进行信号采集与处理采集的各数据与时间的关系存在着密切的联系。大部分的数据都采用客户端发送数据与采集时间的方式进行的。即把实时数据、时间、及其他信息分别建立各自的数据项，之后经采集服务器端的DataSocket Publisher分别给DataSocket Server，再由客户端分别接收。但经测试发现，会产生伪数据现象。为保证客户端接收数据的一致性，采用数据属性方法，把时间等信息作为数据属性同实时数据绑定后再进行数据。这样在服务器和客户端之间传递的是实时数据、时间等内容的绑定整体，所有的传递信息同时到达数据接收端，之后再由接收端利用数据属性来提取相应的数据。采用这种措施后即使传输过程中出现数据丢失现象，丢失的也只能是绑定的数据包，并不会对下次传来的数据产生影响，实验的伪数据就不会产生了，从而避免了因某一项数据丢失而无法匹配或匹配错误情况的发生。

在服务端处，进行分析与采集所获得的数据时，不但要求客户端能够正确的、同步的、实时的将测试的结果反馈回来，而且要求客户端发送的时间与服务器上的时间完全相同，否则不但获得的数据存在差异，而且对于整个服务器数据处理的过程，将会产生重大的影响。为了解决此问题，不但要求采用上面提出的数据属性的方法，把标识号与实时数据绑定、打包后后再进行数据。

四、创新点总结

本文的创新点内容是在提出了一种基于虚拟仪器的远程网络测控系统实现方案，详细分析了远程测控系统的总体框架和实现技术。并且随着网络技术的引入，虚拟仪器技术渐渐向网络化方向发展，很多测试任务也提出了远程测试的要求。网络化的虚拟仪器已经成为虚拟仪器技术的一个发展方向。随着虚拟仪器网络化、实时化，对于虚拟仪器的要求越来越高，虚拟仪器不但要进行数据的传递而且还需要通过数据传递的过程中，实现与服务器同步的能力。本课题通过创新的思维，解决了数据传送与接收的一致性问题，实现了虚拟仪器的的远程测控功能。