基于LabVIEW的TCPIP网络计算器设计

计算机通讯课程设计基于 LabVIEW 的 TCP/IP 网络计算器设计说明书设 计 题 目： 基于 Labview的 TCP/IP网络计算器 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 机械电子 姓 名： 邵谣夏 指 导 教 师： 陈龙安 完 成 日 期： 2016 年 12月 26日 同 济 大 学计算机通讯课程设计- 1 -目 录一、前言 2二、总体方案思路3 三、LabVIEW 程序设计41.所用函数与模块简介42.客户端程序7 3.服务器程序13 四、前面板和对话框设计15 五、调试结果17 六、总结20 七、参考文献21计算机通讯课程设计- 2 -一、前言本次课程设计，是在学习计算机通讯理论课程的基础上，结合自身应用 LabVIEW语言的经历完成的。设计成果包括程序源码、应用程序安装包、使用说明和设计报告。TCP是面向连接的通信协议，通过三次握手建立连接，通讯完成时要拆除连接。IP 层接收由更低层（网络接口层例如以太网设备驱动程序）发来的数据包，并把该数据包发送到更高层-TCP 或 UDP层；相反，IP 层也把从 TCP或 UDP层接收来的数据包传送到更低层。和传统的 C、VB 等代码语言一样，LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）也是一款通用的编程系统，其使用的语言是一种图形化的代码语言，简称 G语言。和传统的代码语言相比，LabVIEW 语言采用数据流编程方式；程序调用通过定义子 VI（虚拟控件）的形式实现，使得代码更为简洁、可读性更高。LabVIEW中提供了专门用于 TCP/IP通讯的库函数，使用这些库函数可以更快捷地建立通讯系统。同时，由于本次设计所要求的网络计算器要大量使用状态机的概念，同时需要有与用户交互的界面，而 LabVIEW的图形化编程语言非常适合实现这些功能，再加上LabVIEW我平时最常用的编程方式，因此最终选择使用 LabVIEW软件完成此次课程设计。计算机通讯课程设计- 3 -二、总体方案思路本次课程设计要求使用 TCP/IP协议，完成拥有客户端和服务器的网络通信计算器系统，实现注册、登录、缴费、计算等一系列功能。其本质是客户端和服务器两台相互通信的状态机，而 TCP是他们的通信节点。客户端有登录、注册、输入算式、显示运行结果、充值状态，服务器有验证身份、计算、充值、注册状态。合理规划不同状态的转化参量和转化方式是本项目的重点。将项目总体流程绘制示意图如下：三、 LabVIEW 程序设计1所用函数与模块简介计算机通讯课程设计- 4 -a) LabVIEW提供了单独的 TCP/IP协议函数库，实现网络数据传输功能。b) 和 C语言同样，LabVIEW 提供了多样的运行结构。c) 数据传输的载体是字符串，因此在本项目中大量使用字符串处理函数。计算机通讯课程设计- 5 -d) 数据的处理主要通过簇（类似 C中的结构）和数组函数实现：计算机通讯课程设计- 6 -e) 同时，为了实现用户交互效果，使用了对话框与用户交互模块计算机通讯课程设计- 7 -2客户端程序a)客户端程序全览因程序较复杂，所以无法展示清晰的程序全览。大致介绍如下：上面一排是主程序，完成变量、数组初始化和客户端的各个功能之间的切换；中间一排是基于 TCP的客户端信息发送循环；下面一排的左边是基于 TCP的客户端信息接受循环，右面是关闭整个程序的程序关闭器。b)客户端初始化程序在客户端初始化程序中，对客户端的变量进行初始化。之后提示用户输入端口号以启动 TCP连接。c)客户端循环发送和接受程序初始化之后，便要打开 TCP通信了（如下图） ，将用户输入的字符串端口号转换为 int整形数据，连接至 TCP启动函数；同时为函数赋值 localhost代表地址使用本机 IP。计算机通讯课程设计- 8 -TCP启动函数将输出本次连接 ID，这里将此 ID分两路分别传至客户端循环发送程序和客户端循环接受程序。客户端循环发送程序：计算机通讯课程设计- 9 -这里说明，通信标识为一个布尔型变量（1 或 0） ，当客户端的主程序需要发送信息时，将通信标识置 1，循环发送程序判断为真，则将“发送内容”字符串变量通过 TCP写入函数写入网络连接，发送结束后将标识置为 0。当通信标识为 0时，不启动 TCP写入函数。本系统中信息传输是靠在客户端和服务器分别定义发送标识（布尔） 、发送内容（字符串） 、接收标识（布尔） 、接收内容（字符串）完成的。其中，为了根据接收的字符串内容确定主程序进入哪个状态进行处理，字符串在发送端加了“发送头” ，如：进行登录活动时，客户端发