摘 要:論文針對(duì)遠(yuǎn)程虛擬儀器的網(wǎng)絡(luò)通信、工作原理等特點(diǎn)對(duì)其實(shí)現(xiàn)方案做出了對(duì)比和分析,并使用Datasocket和FieldPoint等技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)工程機(jī)械的遠(yuǎn)程控制,實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代虛擬儀器技術(shù)與工程機(jī)械控制的結(jié)合,使工程機(jī)械的運(yùn)作在一定程度上不再受惡劣環(huán)境的限制。
關(guān)鍵詞:工程機(jī)械 遠(yuǎn)程 虛擬儀器
引言
目前,測(cè)試技術(shù)與計(jì)算機(jī)深層次的結(jié)合正引起測(cè)試儀器領(lǐng)域里的一場(chǎng)新的革命,一種全新的儀器——虛擬儀器應(yīng)運(yùn)而生。虛擬儀器,是虛擬技術(shù)的一個(gè)重要組成部分,它是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)、通信技術(shù)和測(cè)量技術(shù)高速發(fā)展孕育出的一項(xiàng)革命性技術(shù),其導(dǎo)致了傳統(tǒng)儀器的結(jié)構(gòu)、概念、和設(shè)計(jì)觀點(diǎn)都發(fā)生了巨大變革。而把它應(yīng)用到傳統(tǒng)工程機(jī)械的控制中,就打破了傳統(tǒng)工程機(jī)械的基于現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)控制的相對(duì)封閉,故障診斷與維修等等都會(huì)受到人力、技術(shù)和地域的限制的局面,同時(shí)對(duì)于危險(xiǎn)作業(yè)、一些極端惡劣環(huán)境下的作業(yè)都提供了解決的方案或途徑。因此可以說(shuō),通過(guò)將虛擬儀器技術(shù)和與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合,應(yīng)用于現(xiàn)代工程控制中,建立一種開(kāi)放式的農(nóng)機(jī)控制系統(tǒng)已經(jīng)是勢(shì)在必然。
1 關(guān)于遠(yuǎn)程虛擬儀器
隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高度發(fā)展,在科研、工業(yè)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,隨著低成本高性能的計(jì)算機(jī)資源的有效利用,數(shù)字化平臺(tái)逐漸成為測(cè)量?jī)x器的基礎(chǔ)。儀器技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的深層次的結(jié)合創(chuàng)造了虛擬儀器的概念,將計(jì)算機(jī)(處理器、存儲(chǔ)器、顯示器等)和通用儀器硬件(A/D、D/A變換器、數(shù)字輸入/輸出、定時(shí)和信號(hào)處理器等)與用于數(shù)據(jù)分析、過(guò)程通訊及用戶圖形界面的軟件有效地結(jié)合起來(lái),就組成了虛擬儀器。儀器的智能化和虛擬化已經(jīng)成為未來(lái)各級(jí)實(shí)驗(yàn)室以及研究機(jī)構(gòu)發(fā)展的方向,“The Soft is Instruments(軟件就是儀器)”正在被廣大科技、教學(xué)工作者逐步接受。
繼“軟件就是儀器”的概念之后,出現(xiàn)了“網(wǎng)絡(luò)就是儀器”的新觀念。遠(yuǎn)程虛擬儀器就是虛擬儀器在網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的擴(kuò)展。遠(yuǎn)程虛擬儀器技術(shù)結(jié)合了虛擬儀器技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù),將虛擬儀器的應(yīng)用范圍拓展到整個(gè)Internet/Intranet 網(wǎng)上,使信號(hào)采集、傳輸和處理一體化。因此構(gòu)建基于Internet/Intranet上的遠(yuǎn)程虛擬儀器系統(tǒng)已經(jīng)成為虛擬儀器應(yīng)用發(fā)展的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。
無(wú)論哪種遠(yuǎn)程虛擬儀器系統(tǒng),都是將硬件儀器(傳感器、調(diào)理放大器、A/D卡)搭載到遠(yuǎn)端服務(wù)器上,加上應(yīng)用軟件并和本地的筆記本電腦、臺(tái)式 PC 機(jī)或工作站等各種計(jì)算機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)相連而構(gòu)成的,實(shí)現(xiàn)了用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的全數(shù)字化的采集測(cè)試分析。Internet/Intranet 為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程虛擬儀器系統(tǒng)提供了一個(gè)很好的平臺(tái),利用瀏覽器/服務(wù)器模式,操控者可以在瀏覽器端控制遠(yuǎn)程服務(wù)器進(jìn)行測(cè)試以及進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)的操作,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)地實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控。
2 基于LabVIEW的遠(yuǎn)程虛擬實(shí)現(xiàn)方案比較
Labview是一個(gè)功能完整的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境,它同時(shí)也是一種功能強(qiáng)大的編程語(yǔ)言。Labview針對(duì)數(shù)據(jù)采集、儀器控制、信號(hào)分析、和數(shù)據(jù)采集等任務(wù),設(shè)計(jì)提供了豐富完善的功能模塊,用戶只需直接調(diào)用,就可以免去自己去編寫程序的繁瑣,而且labview作為開(kāi)放性的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),提供了各種接口總線和常用儀器的驅(qū)動(dòng)程序,是一個(gè)通用的軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái);贚abVIEW,主要有四種用于開(kāi)發(fā)遠(yuǎn)程虛擬儀器的技術(shù),它們是DataSocket 技術(shù)、基于 ActiveX 技術(shù)、基于 Java Applet 技術(shù)以及基于AppletVIEW的 技術(shù)。
基于 DataSocket 技術(shù)的遠(yuǎn)程測(cè)控方案,優(yōu)點(diǎn)是 DataSocket 定義了一個(gè)測(cè)控?cái)?shù)據(jù)傳輸協(xié)議,從而利用這種方法可以達(dá)到很高的數(shù)據(jù)傳輸效率,實(shí)時(shí)性能相當(dāng)好。缺點(diǎn)是它只能實(shí)現(xiàn) C/S 模式而不能實(shí)現(xiàn) B/S 模式,需要同時(shí)開(kāi)發(fā)服務(wù)器端程序和客戶端程序,客戶端控制功能太弱,尚有待加強(qiáng)。
基于 ActiveX 實(shí)現(xiàn)方案,在實(shí)現(xiàn)上采用 Delphi 開(kāi)發(fā),它的優(yōu)點(diǎn)是開(kāi)發(fā)效率高,而且一旦程序下載成功,比起同樣功能的 Java 程序具有更高的執(zhí)行速度和效率,占用的系統(tǒng)資源也相對(duì)比較少;但是,實(shí)驗(yàn)證明,生成的 ActiveX 控件程序的尺寸比 Java 程序要大許多,客戶端需要花費(fèi)大量的