龍健彬 張映光

（廣州天河蘭石技術(shù)開發(fā)有限公司 廣東廣州 510640）

基于LabVIEW的通訊測試軟件設(shè)計

龍健彬 張映光

（廣州天河蘭石技術(shù)開發(fā)有限公司 廣東廣州 510640）

隨著國內(nèi)科技的發(fā)展，各種各樣的儀表進入到市場中，如何選用一個低成本、高質(zhì)量的儀表已成為當(dāng)今企業(yè)的關(guān)注點。目前在我國能夠單獨顯示測試數(shù)據(jù)的儀表越來越少，而國內(nèi)產(chǎn)品的自動化要求則越來越高，所以如何高效率的開發(fā)儀表的通訊程序就顯得尤為重要。本文設(shè)計了一種基于LabVIEW的通訊測試軟件。此測試軟件收錄了控制儀表，數(shù)據(jù)采集器，電量表等通訊設(shè)備，程序中可以顯示各種儀表的通訊設(shè)置，接線方式和推薦端口配置，讓使用者可以盡快分析出儀表通訊異常的原因。此軟件也有串口助手的功能，使用者可以用此功能測試一些新儀表的通訊功能。

LabVIEW；儀表；通訊測試

1 背景

1.1 LabVIEW簡介

LabVIEW是一種程序開發(fā)環(huán)境，由美國國家儀器（NI）公司研制開發(fā)，類似于C和BASIC開發(fā)環(huán)境，但是LabVIEW與其他計算機語言的顯著區(qū)別是：其他計算機語言都是采用基于文本的語言產(chǎn)生代碼，而LabVIEW使用的是圖形化編輯語言G編寫程序，產(chǎn)生的程序是框圖的形式。LabVIEW軟件是NI設(shè)計平臺的核心，也是開發(fā)測量或控制系統(tǒng)的理想選擇。LabVIEW開發(fā)環(huán)境集成了工程師和科學(xué)家快速構(gòu)建各種應(yīng)用所需的所有工具，旨在幫助工程師和科學(xué)家解決問題、提高生產(chǎn)力和不斷創(chuàng)新[1]。

LabVIEW提供很多外觀與傳統(tǒng)儀器（如示波器、萬用表）類似的控件，可用來方便地創(chuàng)建用戶界面。用戶界面在LabVIEW中被稱為前面板。使用圖標(biāo)和連線，可以通過編程對前面板上的對象進行控制。這就是圖形化源代碼，又稱G代碼。LabVIEW的圖形化源代碼在某種程度上類似于流程圖，因此又被稱作程序框圖代碼。

1.2 儀器儀表通訊測試簡介

儀器儀表（英文：instrumentation）是用以檢出、測量、觀察、計算各種物理量、物質(zhì)成分、物性參數(shù)等的器具或設(shè)備。廣義來說，儀器儀表也可具有自動控制、報警、信號傳遞和數(shù)據(jù)處理等功能。用于工業(yè)生產(chǎn)過程自動控制中的氣動調(diào)節(jié)儀表、電動調(diào)節(jié)儀表，以及集散型儀表控制系

統(tǒng)皆屬于儀器儀表。

大多數(shù)的儀表不需要具備記錄數(shù)據(jù)和與上位機通訊的功能，但隨著自動化的發(fā)展，通訊儀表的研發(fā)越來迫切，我們需要采集儀表中的數(shù)據(jù)，便于我們分析和控制儀表的操作。例如功率表可以采集電壓、電流、功率等電參數(shù)，我們需要記錄這些參數(shù)，讓使用者了解產(chǎn)品電方面的運行狀況；數(shù)據(jù)采集器，可以采集和記錄到如壓力、溫度、水流量等數(shù)據(jù)。我們需要跟儀器儀表進行通訊，并且需要一個通訊測試軟件來確保通訊正常。

1.3 通訊測試分析

目前國內(nèi)儀器儀表通訊狀態(tài)的測試方法，大多數(shù)是利用廠家自帶軟件來進行檢測。該檢測方法主要有以下缺點：

（1）大部分廠家提供的軟件安裝和操作方法復(fù)雜，不利于新人的操作和提高人員的檢測效率，需要培養(yǎng)專業(yè)的使用人員；

（2）為了降低成品，無法避免使用低端產(chǎn)品，但它不提供相應(yīng)的通訊測試軟件，需要軟件工程師或者專業(yè)的技術(shù)人員來測試通訊是否正常；

（3）部分廠家提供的通訊軟件功能簡單，不便于分析出現(xiàn)的問題。

針對這些缺點，我們開發(fā)了一個通訊測試軟件，測試人員無需安裝廠家提供的軟件，只需選擇好儀表和填寫好儀表配置參數(shù)，就可以快速地檢測到產(chǎn)品的通訊情況，若通訊異常，檢測人員可以根據(jù)儀表幫助信息，明確硬件接線是否準(zhǔn)確，儀表設(shè)置參數(shù)是否符合規(guī)定等，從而快速修正通訊異常狀態(tài)，提高調(diào)試效率，有效地減輕檢測人員的時間投入。

隨著國內(nèi)科技的發(fā)展，儀器儀表的更新?lián)Q代是不可避免，此時就需要通過測試軟件來重新確認儀表的通訊功能，以確保儀表傳輸數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性及傳輸?shù)姆€(wěn)定性、可靠性。當(dāng)我們需要某一新設(shè)備通訊時，我們會將此儀表的通訊功能添加到本測試軟件中，從而讓各工程師可以更快、更好地分析出問題，提出有效的解決方案。

圖1 軟件界面

圖2 校驗碼

圖3 通訊正常

圖4 通訊異常

2 軟件介紹

本測試軟件主要用于對儀器儀表的通訊功能進行檢測和驗證，通過使用本軟件可以快速檢測出儀表是否通訊正常，通訊數(shù)據(jù)是否正確，可提高對通訊異常情況處理的效率。

2.1 軟件界面

軟件分為端口設(shè)置區(qū)、發(fā)送區(qū)、接收區(qū)、儀表通訊測試區(qū)、幫助信息區(qū)五大部分，如圖1所示。

各部分的功能如下：

（1）端口設(shè)置區(qū)能夠顯示端口的波特率、數(shù)據(jù)位、校驗等信息；

（2）發(fā)送區(qū)能夠清空輸入內(nèi)容，手動發(fā)送16進制或者ASCII碼字符串，也可以根據(jù)設(shè)置的發(fā)送周期來自動發(fā)送字符串；

（3）接收區(qū)內(nèi)可以顯示16進制的字符串，也可以顯示ASCII碼字符串，同時可以自動清空接收區(qū)中的內(nèi)容或者停止顯示；

（4）儀表通訊測試區(qū)能顯示各種儀表的通訊結(jié)果，是否通訊異常，有出錯信息等；

（5）幫助信息區(qū)能顯示各種儀表的推薦端

口配置，儀表通訊設(shè)置，接線方式。

2.2 軟件操作說明

軟件集成串口調(diào)試功能，支持9600，19200等常用的各種波特率及自定義波特率，可以自動識別串口，能設(shè)置校驗、數(shù)據(jù)位和停止位，能以ASCII碼或十六進制接收或發(fā)送任何數(shù)據(jù)或字符，可以任意設(shè)定自動發(fā)送周期。

操作流程如下：

（1）設(shè)置串口參數(shù)（之前應(yīng)先關(guān)閉串口）；

（2）設(shè)置接受字符類型（十六進制或者ASCII碼）；

（3）打開串口；

（4）輸入發(fā)送數(shù)據(jù)（類型應(yīng)與接收相同）；

（5）手動或者自動發(fā)送數(shù)據(jù)；

（6）關(guān)閉串口。

軟件可以自動計算校驗碼，在發(fā)送區(qū)的輸入框里輸入數(shù)據(jù)或字符內(nèi)容，然后點擊“校驗”，進入“計算校驗碼”界面，如圖2所示，選擇你所需的校驗方式即可自動運算校驗碼。

在儀表通訊測試區(qū)中，選擇需要通訊測試的儀表，點擊“通訊測試”按鈕，等待測試結(jié)果，若通訊正常，在右側(cè)可以顯示儀表讀取的內(nèi)容，若通訊異常，軟件會顯示錯誤代碼和錯誤信息，請根據(jù)錯誤信息來處理儀表通訊不正常的情況。同時軟件儀表信息區(qū)中有儀表的接線方式和設(shè)置參數(shù)內(nèi)容，請確認是否嚴格按照規(guī)定來執(zhí)行。通訊正常如圖3所示，通訊異常如圖4所示。為了確保通訊測試的準(zhǔn)確性，軟件還加入了大量的出錯數(shù)據(jù)分析。

本軟件主要為硬件通訊服務(wù)，通訊成功的前提是硬件接線正常和儀表通訊參數(shù)設(shè)置正常。在軟件幫助區(qū)，將提供選定儀表詳細的儀表通訊設(shè)置說明，接線方式說明等，如圖5所示。

圖5 幫助提示

圖6 試驗分支

圖7 WT230的通訊程序框圖

圖8 青智3432B的通訊程序框圖

3 程序簡介

本軟件主要采用LabVIEW中提供的狀態(tài)機框架編寫，采用該架構(gòu)可以很容易增加其他儀表的通訊代碼，讓軟件易讀性更強，讓前期未參與的編程人員易于修改，本軟件的試驗分支如圖6所示。

針對儀器儀表通訊測試，軟件可以根據(jù)廠家提供的通訊VI或者通訊協(xié)議來開發(fā)儀表通訊代碼。以WT230通訊來舉例，如圖7所示。此代碼含有NI官網(wǎng)中提供的儀器驅(qū)動代碼，使用此儀器驅(qū)動代碼可以快速的編輯所需的通訊測試程序。國產(chǎn)儀表基本上都沒有LabVIEW的儀器驅(qū)動代碼，這需要我們根據(jù)儀表廠家提供的通訊協(xié)議來編寫通訊代碼。如圖8所示，青智3432B的通訊程序即是根據(jù)廠家提供的通訊協(xié)議來開發(fā)的。

4 結(jié)論

本軟件界面友好，操作方便，功能齊全。在實際使用過程中不但提高了品質(zhì)部門在對來料的儀器儀表通訊檢驗時的效率，而且節(jié)省了調(diào)試工程師在現(xiàn)場調(diào)試儀表的通訊時間。同時，通過使用此測試軟件，也能讓售后工程師在售后過程中可以快速地診斷儀表通訊失敗的原因，方便售后工程師快速確定解決方案，避免因診斷失誤導(dǎo)致的售后時間加長，提高了客戶的滿意度。

[1] 劉君華．基于LABVIEW的虛擬儀器的設(shè)計[J]．北京：電子工業(yè)出版社，2003.1

Application of LabVIEW in the communication test

LONG Jianbin ZHANG Yingguang
(Gz-lans Experimental Technology Co.,Ltd Guangzhou 510640)

With the development of domestic technology, the emergence of a variety of instruments, how to choose lowcost, high-quality instrument shave become corporate concerns. Currently in China, only a single test data show less instrumentation, automation and domestic products have become increasingly demanding, so how efficient instrument of communication program developed more and more important. This paper presents LabVIEW-based communications testing software. This test software included control instrumentation, data acquisition, power meter and other communications equipment; the program can display a variety of instruments of communication settings, connection mode and the preferred port configuration, so that the user can analyze the cause of the abnormal communication instrument as soon as possible. This software also has the serial assistant function; users can use this function to test some new instrumentation communication function.

LabVIEW; Meter; Communication test