◇樂山師范學院電子信息與材料學院 張幼麟

上位機直接面對用戶，進行數(shù)據(jù)的分析處理；而Labview是編寫上位機程序的一個簡單有效的平臺。本文簡單介紹了Labview中上位機采用的通信方式，并以采用串口通信方式的一個溫度采集上位機程序為例說明了在Labview中上位機的實現(xiàn)。

1 引言

當今社會，計算機已經(jīng)融入我們生產(chǎn)生活的各個角落，尤其在現(xiàn)場控制領域，利用計算機與用戶進行信息溝通、控制現(xiàn)場已經(jīng)是基本配置，所以在計算機上的控制平臺的設計是必不可少的一個環(huán)節(jié)。上位機就是這樣具有良好的用戶界面，能收集信息，監(jiān)控現(xiàn)場，并發(fā)出控制命令的計算機。

現(xiàn)在市場上普及的微型計算機一般是PC機，在其操作系統(tǒng)（windows系列）上運行的上位機程序可由開發(fā)者自己編程定制或用Labview來實現(xiàn)；對于缺乏編程經(jīng)驗的開發(fā)者來說，利用Labview來實現(xiàn)上位機程序的設計是一個不錯的選擇。Labview是圖形化編程語言，可以進行虛擬儀器的設計，非常適合于具有專業(yè)知識但并沒有太多編程知識的工程師。

2 通信方式

運行在計算機上的上位機程序需要具有以下功能：能采集各個下位機上傳的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行整理分析，按照用戶要求針對不同的數(shù)據(jù)結果發(fā)出不同的控制命令。數(shù)據(jù)的采集與命令的下發(fā)都需要通過有線或無線的通信方式來實現(xiàn)；所以，通信是上位機的一個基礎必需的功能。Labview支持的通信方式有：串口通信、TCP/IP網(wǎng)絡通信和DataSocket等通信技術。其中，DataSocket是Labview專用的通信技術，它利用Labview自帶的服務器進行數(shù)據(jù)通信；而串口和TCP/IP網(wǎng)絡通信是兩種市場上常用的通信方式。

串口通信線路簡單，控制容易，并且很多下位機自帶有串口控制模塊（比如51單片機）；是一種經(jīng)常被采用的通信方式。Labview針對串口通信提供了專門功能選板，可對串口進行系統(tǒng)配置、讀寫操作和設置緩沖區(qū)。

互聯(lián)網(wǎng)是現(xiàn)在覆蓋最廣，市場占有最大的網(wǎng)絡，通過它可以方便的實現(xiàn)遠程監(jiān)控?；ヂ?lián)網(wǎng)的協(xié)議基礎是TCP/IP，而Labview內(nèi)嵌了TCP/IP網(wǎng)絡通信協(xié)議簇，對于互聯(lián)網(wǎng)的兩種典型通信方式：面向連接的TCP通信和無連接的UDP數(shù)據(jù)包通信，Labview都支持。Labview在數(shù)據(jù)通信的協(xié)議模塊中有TCP和UDP兩個獨立的功能面板，通過它們可以簡單方便的進行TCP偵聽、建立TCP連接、或者打開UDP，進行數(shù)據(jù)的通信傳遞。

3 應用舉例

本文將采用串口通信方式實現(xiàn)一簡單的上位機控制程序。在本范例中，收集數(shù)據(jù)的下位機為51系列單片機，它和上位機通過串口采用異步通信的方式進行數(shù)據(jù)通信，按照上位機的命令將傳感器收集到的溫度信息傳遞給上位機，由上位機來對數(shù)據(jù)進行分析匯總繪圖處理。

本例子的操作面板由三部分組成：串口參數(shù)設置，控制命令平臺（接收數(shù)據(jù)開關、需要讀取數(shù)據(jù)數(shù)量的設置），接收到的數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)的分析圖表顯示（如圖1所示）。整個系統(tǒng)的程序為一循環(huán)結構，開始后一直自動運行，只有當用戶按下停止鍵才能退出。系統(tǒng)的界面設計、數(shù)據(jù)分析處理、文件存儲及圖形展示這些功能都可以用Labview平臺提供的強大的專業(yè)功能模塊來實現(xiàn)。

圖1 范例操作面板

上位機數(shù)據(jù)信息的采集一般有2種方式來實現(xiàn)：①下位機自動定時向上位機發(fā)送數(shù)據(jù)；②下位機接收到上位機命令后再發(fā)送數(shù)據(jù)。在此例中采用方法2，當上位機發(fā)出接收數(shù)據(jù)的命令后下位機再發(fā)送數(shù)據(jù)。當用戶設置好串口參數(shù)（必須與下位機的單片機串口工作狀態(tài)一致），輸入需要獲得的溫度數(shù)量，并且按下接收溫度的開關，即是向下位機發(fā)出了發(fā)送數(shù)據(jù)的命令。而作為下位機的單片機收到這條消息后就按照消息的要求發(fā)出現(xiàn)場采集到的溫度信息。經(jīng)過用戶設置的延時等待后，上位機讀取緩沖區(qū)中剛才接收到的數(shù)據(jù)，再將數(shù)據(jù)按要求存儲到相應的文件中，并把它們分析處理，以圖形的形式展示到面板上，進行直觀展示，便于用戶研究。

4 結束語

計算機已經(jīng)普及到生活的方方面面，現(xiàn)代社會對它有著強烈的依賴性，在工業(yè)現(xiàn)場控制中必須要有運行在計算機上的上位機程序與用戶進行對接。本文通過例子介紹了Labview中上位機的通信及設計應用。