陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 邵曉娟

測量儀器發(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)、計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展及其在電子測量技術(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)代計算機(jī)軟件技術(shù)、通信技術(shù)和測量技術(shù)高速發(fā)展孕育出的一項革命性技術(shù)，引發(fā)了傳統(tǒng)儀器的結(jié)構(gòu)、概念、和設(shè)計觀點的巨大變革，它的出現(xiàn)使測試技術(shù)進(jìn)入了一個新的自動化發(fā)展紀(jì)元。采用虛擬儀器技術(shù)構(gòu)建的測試儀器，不但具有開發(fā)效率高、可維護(hù)性強(qiáng)、測試精度高、穩(wěn)定性和可靠性等優(yōu)點，還具有較高的性能價格比，便于節(jié)省投資、設(shè)備更新和功能轉(zhuǎn)換與擴(kuò)充，實現(xiàn)系統(tǒng)的升級。

LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering workbench)是實驗室虛擬儀器集成開發(fā)平臺的簡稱，LabVIEW是一個功能完整的虛擬儀器軟件開發(fā)環(huán)境，但它同時也是一種功能強(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語言。LabVIEW針對數(shù)據(jù)采集、儀器控制、信號分析、和數(shù)據(jù)采集等任務(wù)，設(shè)計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)動程序，是一個通用的軟件開發(fā)平臺。

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，設(shè)計了基于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。而且基于嵌入式的多功能的數(shù)據(jù)采集板卡具有獨立的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。只有解決了本地數(shù)據(jù)采集問題之后，基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集才得以實現(xiàn)。

LabVIEW有兩種方法可以實現(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，也實現(xiàn)了DataSocket技術(shù)，它是面向測量和網(wǎng)上實時高速數(shù)據(jù)交換，可用于一個計算機(jī)內(nèi)或者網(wǎng)絡(luò)中多個應(yīng)用程序之間的數(shù)據(jù)交換。其特點就是實時性。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可以實現(xiàn)LabVIEW VI的遠(yuǎn)程調(diào)用和控制，但是VI Server有一個缺點：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）計算機(jī)上打開并操作位于遠(yuǎn)程（Web Server端）計算機(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)知識并付出艱苦的努力實現(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算機(jī)上打開并操作位于遠(yuǎn)程計算機(jī)上的面板，甚至可以將LabVIEW VI的面板窗口嵌入到一個網(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現(xiàn)此功能。

3.實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控

本文主要實現(xiàn)LabVIEW遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。實驗平臺基Windows Xp+IIS5.1，使用LabVIEW7版本。首先搭建一個網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，即Web Server?？梢允褂肞WS或IIS來實現(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”上單擊右鍵，選“屬性”，以進(jìn)入名為0；默認(rèn)Web站點屬性設(shè)置界面。選擇網(wǎng)站選項卡，IP地址選擇全部未分配。其他默認(rèn)。修改主目錄選項卡，由于共享上網(wǎng)，選擇另一臺計算機(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軟件方便測試。服務(wù)器端打開LabVIEW7的界面。Web Server計算機(jī)中打開control mixer process.vi，同時還需要作如下設(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)實現(xiàn)，溫濕度監(jiān)控曲線實時顯示，系統(tǒng)連續(xù)控制品質(zhì)實時可視，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控制要求。

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