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        基于LabVIEW的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        2013-04-23 05:16:54陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院邵曉娟
        電子世界 2013年2期
        關(guān)鍵詞:虛擬儀器溫濕度面板

        陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 邵曉娟

        測(cè)量儀器發(fā)展至今,大致經(jīng)歷了四代發(fā)展歷程,即模擬儀器、分立元件式儀器、數(shù)字化儀器和智能儀器。隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展及其在電子測(cè)量技術(shù)與儀器領(lǐng)域中的應(yīng)用,一種全新的儀器——虛擬儀器應(yīng)運(yùn)而生。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),引發(fā)了傳統(tǒng)儀器的結(jié)構(gòu)、概念、和設(shè)計(jì)觀點(diǎn)的巨大變革,它的出現(xiàn)使測(cè)試技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)新的自動(dòng)化發(fā)展紀(jì)元。采用虛擬儀器技術(shù)構(gòu)建的測(cè)試儀器,不但具有開發(fā)效率高、可維護(hù)性強(qiáng)、測(cè)試精度高、穩(wěn)定性和可靠性等優(yōu)點(diǎn),還具有較高的性能價(jià)格比,便于節(jié)省投資、設(shè)備更新和功能轉(zhuǎn)換與擴(kuò)充,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的升級(jí)。

        LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering workbench)是實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器集成開發(fā)平臺(tái)的簡稱,LabVIEW是一個(gè)功能完整的虛擬儀器軟件開發(fā)環(huán)境,但它同時(shí)也是一種功能強(qiáng)大的編程語言。由于LabVIEW采用基于流程圖的圖形化編程方式,因此也被稱為G語言(graphical language)。其特色為提供斷點(diǎn)設(shè)置,單步調(diào)試和數(shù)據(jù)探針在內(nèi)的程序調(diào)試工具,在功能完整性和應(yīng)用靈活性上不遜于任何高級(jí)語言。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圖標(biāo),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)通用的軟件開發(fā)平臺(tái)。

        1.重要庫房溫濕度的遠(yuǎn)程監(jiān)控

        本文結(jié)合虛擬儀器界面人性化、功能可定制、顯示圖形化等優(yōu)點(diǎn),設(shè)計(jì)了基于LabVIEW的庫房溫濕度監(jiān)控系統(tǒng),可以有效地解決目前人工操作和資金少等的問題。系統(tǒng)中采用數(shù)字溫度傳感器DS18B20、濕度傳感器HS1101測(cè)量溫濕度;采用Lab-PC-1200采集卡獲取數(shù)據(jù);采用串行方式、PCI總線傳輸數(shù)據(jù);RS-232/485接口雙向通信;采用PWM方式控制電路,擬建立一種開放式的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。圖1是基于LabVIEW的虛擬監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

        2.LabVIEW的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能

        遠(yuǎn)程監(jiān)控具體實(shí)施方法采用上下位機(jī)的結(jié)構(gòu)。下位機(jī)主要任務(wù)是完成一塊基于嵌入式的多功能數(shù)據(jù)采集板。若是考慮成本采用簡單的單片機(jī)系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)亦可,但對(duì)于網(wǎng)絡(luò)化的管理不是很方便。還需要考慮到通訊協(xié)議、接口技術(shù)等,不利于系統(tǒng)的升級(jí)。而且基于嵌入式的多功能的數(shù)據(jù)采集板卡具有獨(dú)立的CUP處理系統(tǒng)當(dāng)作主機(jī)的下位機(jī)使用,自行控制采樣的進(jìn)行。對(duì)于數(shù)據(jù)分析、最高采樣速度、通道數(shù)、數(shù)據(jù)總線接口類型、通道隔離,自身標(biāo)定功能等性能指標(biāo)方面達(dá)到很好的效果。只有解決了本地?cái)?shù)據(jù)采集問題之后,基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集才得以實(shí)現(xiàn)。

        LabVIEW有兩種方法可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集:方法一是DAQ設(shè)備共享式,即采用RDA(Remote Data Acquisition)技術(shù)實(shí)現(xiàn)DAQ(Data Acquisition)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制;方法二是數(shù)據(jù)共享方式,即利用DataSocket技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集。LabVIEW除了采用了TCP通信、UDP通信,也實(shí)現(xiàn)了DataSocket技術(shù),它是面向測(cè)量和網(wǎng)上實(shí)時(shí)高速數(shù)據(jù)交換,可用于一個(gè)計(jì)算機(jī)內(nèi)或者網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)應(yīng)用程序之間的數(shù)據(jù)交換。其特點(diǎn)就是實(shí)時(shí)性。DataSocket接收程序見圖2。

        圖1 基于LabVIEW的虛擬監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

        圖2 DataSocket接收程序

        圖3 連接遠(yuǎn)程面板的配置

        利用LabVIEW的VI Server可以實(shí)現(xiàn)LabVIEW VI的遠(yuǎn)程調(diào)用和控制,但是VI Server有一個(gè)缺點(diǎn):不具備Remote Panel(遠(yuǎn)程面板)發(fā)布的能力,即不能直接在本地(Client端)計(jì)算機(jī)上打開并操作位于遠(yuǎn)程(Web Server端)計(jì)算機(jī)上的VI前面板?,F(xiàn)行的LabVIEW版本集成了Remote Panel技術(shù),解除了用戶必須具有高深的網(wǎng)絡(luò)知識(shí)并付出艱苦的努力實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的煩惱,用戶可以以極為簡單的方式在本地計(jì)算機(jī)上打開并操作位于遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上的面板,甚至可以將LabVIEW VI的面板窗口嵌入到一個(gè)網(wǎng)頁中并在網(wǎng)頁中操作它。還可以利用LabVNC等第三方公司提供的工具實(shí)現(xiàn)此功能。

        3.實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控

        本文主要實(shí)現(xiàn)LabVIEW遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)基Windows Xp+IIS5.1,使用LabVIEW7版本。首先搭建一個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器,即Web Server??梢允褂肞WS或IIS來實(shí)現(xiàn)。這里應(yīng)用Windows XP自帶的IIS5.1。打開IIS5.1的設(shè)置頁面,在“默認(rèn)Web站點(diǎn)”上單擊右鍵,選“屬性”,以進(jìn)入名為0;默認(rèn)Web站點(diǎn)屬性設(shè)置界面。選擇網(wǎng)站選項(xiàng)卡,IP地址選擇全部未分配。其他默認(rèn)。修改主目錄選項(xiàng)卡,由于共享上網(wǎng),選擇另一臺(tái)計(jì)算機(jī)上的共享。并選擇網(wǎng)絡(luò)目錄。接著添加首頁文件名,轉(zhuǎn)到“文檔”選項(xiàng)卡,再按“添加”按鈕,根據(jù)提示在“默認(rèn)文檔名”后輸入自己網(wǎng)頁的首頁文件名“wgb.htm”。再設(shè)置目錄安全性,點(diǎn)擊編輯按鈕,選擇匿名登陸即可。

        接著就進(jìn)入LabVIEW的遠(yuǎn)程監(jiān)控了。按照要求客戶端(Client)最好也安裝LabVIEW軟件方便測(cè)試。服務(wù)器端打開LabVIEW7的界面。Web Server計(jì)算機(jī)中打開control mixer process.vi,同時(shí)還需要作如下設(shè)置,配置LabVIEW Web Server。選擇Tools/Options…。選擇Web Server:configuration,選擇前面設(shè)置的網(wǎng)絡(luò)文件目錄,同時(shí)HTTP PORT端口選擇8088,其他默認(rèn)。Web Server:Browser Access,是設(shè)置允許或禁止訪問的客戶機(jī)以及訪問權(quán)限。這里添加ly用戶。最后設(shè)置Web Server:Visible VI。這里給全部權(quán)限。選擇Tools/web publishing tool…。設(shè)置之后保存。即可實(shí)現(xiàn)通過客戶端在網(wǎng)頁瀏覽器在網(wǎng)頁中操作系統(tǒng)的工作界面。在客戶端打開IE,地址欄中輸入http://wgb.xicp.net:8088/Control Mixer Process.htm即可。在面板中可以停止或啟動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行,在面板中單擊右鍵,選擇Request Control of Vi或者Release Control of Vi,分別選取控制權(quán)和放棄控制權(quán),也就實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能。連接遠(yuǎn)程面板的配置見圖3所示。

        本系統(tǒng)研究結(jié)果表明:系統(tǒng)控制可靠,界面更加人性化,便于使用,日常維護(hù)中所有操作均通過鍵盤或鼠標(biāo)實(shí)現(xiàn),溫濕度監(jiān)控曲線實(shí)時(shí)顯示,系統(tǒng)連續(xù)控制品質(zhì)實(shí)時(shí)可視,具有溫濕度調(diào)節(jié)機(jī)制,很好的滿足了檔案庫房溫濕度自動(dòng)控制要求。

        [1]陳錫輝.張銀鴻.LabVIEW8.20程序設(shè)計(jì)從入門到精通[M].北京清華大學(xué)出版社,2007.

        [2]王恒海,陳照章,等.基于LabVIEW的溫度測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].儀表技術(shù)與傳感器,2007(4).

        [3]禹柳飛.虛擬儀器在館藏室溫濕度監(jiān)控中的應(yīng)用[J].微計(jì)算機(jī)信息,2008.

        [4]丁碩.基于LabVIEW的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信技術(shù)的實(shí)現(xiàn)[J].電子科技,2008.

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