摘 要:論文針對遠程虛擬儀器的網絡通信、工作原理等特點對其實現方案做出了對比和分析,并使用Datasocket和FieldPoint等技術實現了對工程機械的遠程控制,實現了現代虛擬儀器技術與工程機械控制的結合,使工程機械的運作在一定程度上不再受惡劣環境的限制。
關鍵詞:工程機械 遠程 虛擬儀器
引言
目前,測試技術與計算機深層次的結合正引起測試儀器領域里的一場新的革命,一種全新的儀器——虛擬儀器應運而生。虛擬儀器,是虛擬技術的一個重要組成部分,它是現代計算機軟件技術、通信技術和測量技術高速發展孕育出的一項革命性技術,其導致了傳統儀器的結構、概念、和設計觀點都發生了巨大變革。而把它應用到傳統工程機械的控制中,就打破了傳統工程機械的基于現場系統控制的相對封閉,故障診斷與維修等等都會受到人力、技術和地域的限制的局面,同時對于危險作業、一些極端惡劣環境下的作業都提供了解決的方案或途徑。因此可以說,通過將虛擬儀器技術和與計算機網絡技術相結合,應用于現代工程控制中,建立一種開放式的農機控制系統已經是勢在必然。
1 關于遠程虛擬儀器
隨著微電子技術、計算機技術、軟件技術和網絡技術的高度發展,在科研、工業和醫學領域,隨著低成本高性能的計算機資源的有效利用,數字化平臺逐漸成為測量儀器的基礎。儀器技術和計算機技術的深層次的結合創造了虛擬儀器的概念,將計算機(處理器、存儲器、顯示器等)和通用儀器硬件(A/D、D/A變換器、數字輸入/輸出、定時和信號處理器等)與用于數據分析、過程通訊及用戶圖形界面的軟件有效地結合起來,就組成了虛擬儀器。儀器的智能化和虛擬化已經成為未來各級實驗室以及研究機構發展的方向,“The Soft is Instruments(軟件就是儀器)”正在被廣大科技、教學工作者逐步接受。
繼“軟件就是儀器”的概念之后,出現了“網絡就是儀器”的新觀念。遠程虛擬儀器就是虛擬儀器在網絡領域的擴展。遠程虛擬儀器技術結合了虛擬儀器技術與網絡技術,將虛擬儀器的應用范圍拓展到整個Internet/Intranet 網上,使信號采集、傳輸和處理一體化。因此構建基于Internet/Intranet上的遠程虛擬儀器系統已經成為虛擬儀器應用發展的一個重要的環節。
無論哪種遠程虛擬儀器系統,都是將硬件儀器(傳感器、調理放大器、A/D卡)搭載到遠端服務器上,加上應用軟件并和本地的筆記本電腦、臺式 PC 機或工作站等各種計算機通過網絡相連而構成的,實現了用計算機和網絡技術的全數字化的采集測試分析。Internet/Intranet 為實現遠程虛擬儀器系統提供了一個很好的平臺,利用瀏覽器/服務器模式,操控者可以在瀏覽器端控制遠程服務器進行測試以及進行遠程實驗的操作,從而實現對遠地實驗系統的遠程控制和監控。
2 基于LabVIEW的遠程虛擬實現方案比較
Labview是一個功能完整的軟件開發環境,它同時也是一種功能強大的編程語言。Labview針對數據采集、儀器控制、信號分析、和數據采集等任務,設計提供了豐富完善的功能模塊,用戶只需直接調用,就可以免去自己去編寫程序的繁瑣,而且labview作為開放性的工業標準,提供了各種接口總線和常用儀器的驅動程序,是一個通用的軟件開發平臺。基于LabVIEW,主要有四種用于開發遠程虛擬儀器的技術,它們是DataSocket 技術、基于 ActiveX 技術、基于 Java Applet 技術以及基于AppletVIEW的 技術。
基于 DataSocket 技術的遠程測控方案,優點是 DataSocket 定義了一個測控數據傳輸協議,從而利用這種方法可以達到很高的數據傳輸效率,實時性能相當好。缺點是它只能實現 C/S 模式而不能實現 B/S 模式,需要同時開發服務器端程序和客戶端程序,客戶端控制功能太弱,尚有待加強。
基于 ActiveX 實現方案,在實現上采用 Delphi 開發,它的優點是開發效率高,而且一旦程序下載成功,比起同樣功能的 Java 程序具有更高的執行速度和效率,占用的系統資源也相對比較少;但是,實驗證明,生成的 ActiveX 控件程序的尺寸比 Java 程序要大許多,客戶端需要花費大量的