基于网络的虚拟仪器测试系统.docx

引言著名科学家门捷列夫说：“没有测量就没有科学”。测量科学的先驱凯尔文又说一个事物你如果能够测量它并且能用数字来表达它你对它就有了深刻的了解；但如果你不知道如何测量它且不能用数字表达它那么你的知识可能就是贫瘠的是不令人满意的。测量是知识的起点也是你进入科学殿堂的开端。1基于网络的虚拟仪器测试系统1.1概述随着计算机技术、通信技术与仪器技术的不断发展使得虚拟仪器得到了进一步发展虚拟仪器将计算机资源与仪器硬件、数字信号处理技术结合把厂家定义仪器功能的方式转变为由用户自己定义仪器功能。用户可根据测试的需要自己设计所需要的仪器系统利用一种或多种功能的通用模块调用不同功能的软件模块组成不同的仪器功能。在虚拟仪器中计算机成为仪器的一部分使得计算机可以得到充分发挥。除了仪器的输入、输出、数据处理分析、结果显示由计算机完成外还可组成计算机网络。一个大的复杂的测试系统往往系统的测量、输入、输出、结果分析分布在不同的地理位置仅用一台计算机并不能胜任测试任务需要由分布在不同地理位置的若干计算机共同完成整个测试任务。计算机网络技术、总线技术的发展乃至Internet网的发展拓展了虚拟仪器测试系统的应用范围。利用网络技术将分散在不同地理位置不同功能的测试设备联系在一起使昂贵的硬件设备、软件在网络内得以共享减少了设备重复投资。一台计算机采集的数据可以立即传输到另一台处理分析机上进行处理分析分析后的结果可被执行机构、设计师查询使用使数据采集、传输、处理分析成为一体容易实现实时采集、实时监测。重要的数据实行多机备份提高了系统的可靠性。对于有些危险的、环境恶劣的不适合人员操作的数据采集工作可实行远程采集将采集的数据放在服务器中供用户使用。1.2虚拟仪器网络测试系统设计虚拟仪器网络测试系统的设计需从虚拟仪器和网络技术两方面考虑。1.2.1虚拟仪器部分分析测试系统的要求和系统的功能根据系统功能的要求在软件和硬件之间进行优化选择从而确定仪器所必需的硬件模块以便用最少的模块实现仪器的最佳功能。根据应用情况与实际的条件选择基于计算机的虚拟仪器的仪器模块（VXI总线、PCI总线、PXI总线、GPIB仪器）包括示波器、信号调理电路、万用表、信号源等模块。硬件确定以后主要确定软件功能模块哪些仪器功能由软件实现将软件功能划分为相对独立的模块。然后选择易于编写的图形化的软件平台。VirsualC++6.0是一种面向对象的通用的功能强大的程序设计语言提供集成性及可视化用户界面采用面向对象的程序设计方法它具有底层操作功能也具有数据库开发功能编程灵活因此也是编程人员常选用的编程语言我也用VC++编写了虚拟仪器平台可以组建虚拟信号发生器、虚拟示波器、数据采集。1.2.2网络结构设计根据测试系统各部分所处的地理位置和覆盖的范围不同可构建局域网、城域网、广域网。一个大的复杂的测试系统由各个子系统组成每个子系统一般在一个单位的小范围内因此可建立局域网然后将每个局域网互联形成企业测量系统。由于Internet网的发展一些公用的数据还可以通过Internet网将测量数据发布到网上供网上用户使用可建立测量发布系统。对于有些危险的、环境恶劣的不适合人员操作的数据采集工作可实行远程采集。由于网络测试中每个测试点担任不同的测试任务为了减少不必要的重复工作通过网络实现资源共享同时要减轻服务器与各节点的数据传输提高网络系统性能因此服务器和各个节点以及各节点之间协同工作显得尤为重要。基于Client/Server模式的分布式计算、分布式处理系统是解决这个问题的最好选择。基于C/S模式将系统功能分解到各个节点各个节点有机配合用户在自己的终端上就可以观察到从服务器中获取的数据和处理结果。在C/S中分客户机（Client）程序和服务器（Sewer）程序。客户机程序和服务器程序可以运行在一台计算机中也可运行在两台或多台计算机中Client程序与Server程序相互协同处理一个测试系统由一个或承担不同任务的多个客户机与一个或多个服务器组成。客户机是用户与系统的交互接口提供一个用户界面完成用户命令与数据的输入显示服务器送回的结果。服务器接受客户机提出的申请完成所要求的操作并将结果传送给用户。在一个测试系统中根据任务不同每个服务器和客户机承担的任务也不同例如可划分为采集、数据处理分析、输出、监控。一台计算机采集外部数据将采集的数据存储并传输给另一台计算机它就是服务器另外它又需要得到远地计算机的数据这时它又成为客户机。C/S模式是一种开放式系统的协同处理工作模式。设计C/S模式时应首先分析系统所要达到的指标和功能要求在此基础上把系统划分为各个相对独立的模块分配到各个计算机上每个计算机执行不同的功能能在客户机上完成的独立任务就不要放在服务器上以减低服务器的工作量。第二要保证数据在服务器和客户机、客户机