LabWindowsCVI环境下利用TCPIP协议

1、.：.；基于LabWindows/CVI的虚拟仪器远程网络控制系统赵大海，周小刚(第二炮兵工程学院，陕西 西安 )摘要：提出一种以LabWindows/CVI作为系统开发平台，利用C/S方式，采用TCP/IP协议，组建虚拟仪器远程网络测控系统的方案。此方案在工业企业消费和武器系统测试等远程多类型参数实时丈量有宽广的运用前景。关键词：LabWindows/CVI；虚拟仪器；TCP/IP协议; C/S方式 前言在参数丈量领域阅历了模拟仪器、数字仪器和智能仪器的充分开展后，世纪年代末，在信息技术高速开展的推进下，该领域进入了虚拟仪器和网络化测控技术阶段。现代武器系统测试过程中潜在的不平安要素，工业企

2、业消费过程中各部分的协调运转和管理，都要求依托Intranet或Internet进展。将虚拟仪器技术与Intranet、Internet技术交融，使虚拟仪器系统更加突破了传统的丈量理念，丈量数据得到了真正意义上的共享，远程丈量得以实现。 测控方式及软件的选取由于在武器系统测试和工业企业消费过程中涉及到对多种传感器的数据采集和仪器的驱动，同时也存在着对传感器系统的调整和消费测试现场环境恶劣等问题，所以整个测控系统要充分表达很强的顺应性和强壮性，这要求测试系统能在不同的测试终端甚至是远程测试终端完成测试数据的获取，然后经过局域网或广域网将测试数据传输到主控计算机完成各种测试缺点的分析、测试战略的制

3、定等。伴随第三代自动测试系统出现的区别于传统仪器方式的新的测试仪器虚拟仪器是在以计算机为中心的硬件平台上，由用户设计定义具有虚拟面板，其测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。其本质是利用计算机显示器模拟传统仪器的控制面板，以多种方式输出检测结果；利用计算机软件实现信号数据的运算、分析和处置；利用I/O接口设备完成信号的采集、丈量与调理，从而完成各种测试功能的一种计算机仪器系统。与传统测试仪器相比，虚拟仪器具有明显优势：仪器功能定义方便，性能更新快捷，面板设定灵敏，准确性高，研制周期短，性价比高，并且可以方便的与网络及周边设备互联。构造和运用虚拟仪器的关键在于运用软件。NI公司开发的面向计

4、算机测控领域的虚拟仪器软件开发平台LabWindows/CVI具有强大的对网络数据传输的支持才干，它提供了一个TCP(Transmission Control Protocol)的函数库。该函数库提供了基于规范TCP/IP协议的网络数据传输的API函数，可以实现与平台无关的、可靠的、面向衔接的网络数据传输功能。本文即以LabWindows/CVI作为系统开发平台，利用C/S方式，采用TCP/IP协议，组建了虚拟仪器的远程网络控制系统。 LabWindows/CVI建立的网络协议Labwindows/CVI是美国NI公司开发的基于C言语的软件开发平台，适用于自动测试、自动控制、测试仪器通讯、测试

5、硬件控制和信号分析处置的开发工具。与其它虚拟仪器开发软件相比，LabWindows/CVI具有以下特点：集成式开发平台，交互式编程方法，简单直观的图形用户界面设计，完善的兼容性，灵敏的程序调试手段，功能强大的函数库，支持TCP/IP和DDE动态数据交换等网络功能。 Labwindows/CVI建立的网络协议主要有： TCP/IP运用广泛，一个可靠的网络协议，可用于一切计算机。 UDP是在计算机的进程之间提供最简单的低级通讯。进程是经过发送数据报到一个目的计算机或端口上进展通讯。特点是容易呵斥数据的丧失，适用于可靠性要求不高的计算机通讯系统中，UDP是一个高性能的无衔接的网络协议，可用于一切计算

6、机。 DDE动态数据交换是在Windows程序之间交换数据的一个协议。相比于TCP/IP协议通讯的过程中，想要建立一个衔接，然后传输原始数据。而DDE在更高的层上任务，程序向彼此发送信息来交换信息。一种简单的信息是向另一个程序发送命令。其他大多数信息用于传送按名字援用的数据，可适用于Windows、Windows、WindowsNT间的通讯。 Active支持自动化程序，可以是一个效力器或是客户机。用于Windows和WindowsNT的通讯。 Apple Events可用于 Macintosh，用于在 Macintosh程序之间发送和接纳数据。 PPCMacintosh协议，程序对程序间通讯

7、的一种低级方式，用于在Macintosh程序之间发送和接纳数据，由于它比较低级，所以可以提供比较高的可靠性。在构造上PPC与与TCP相像，无论是效力器和客户端程序。PPC指定一个远程程序的方法不同于TCP。除此之外，两个协议提供了类似的特点和功能，它们多可以处置队列和数据的可靠传输，多可以运用多个翻开的衔接。 系统构造图虚拟仪器丈量系统图 OSI网络协议与XV网 络丈量协议的对应关系显示器网络打印机主机箱客户机运用层表示层会话层传输层网络层物理层数据链路层VXI义务组织协议VXI网络丈量协议TCP/IP协议Base-T以太网整个系统由虚拟仪器、效力器、客户机组成。客户机经过Internet与效

8、力器建立衔接，经过效力器对虚拟仪器进展控制。. 虚拟网络丈量系统模型为详细实现这套虚拟仪器网络系统，首先定义了一个虚拟网络丈量模型,采用客户端/效力器C/S网络方式，该方式具有先进性、运转效率高、数据可靠完好、数据传输量大、开放性强、兼容性强等特点。虚拟仪器丈量系统模型如下图。. 虚拟网络丈量协议及虚拟义务组织协议在定义了虚拟网络丈量模型之后，还必需定义建立在该模型根底之上的虚拟网络协议组;协议组建立在OSI参考模型根底之上。在客户机/效力器方式中，虚拟网络协议组的层次构造与OSI七层协议模型对应关系如下图。虚拟网络丈量协议主要用于实现客户机与效力器之间的测试信息表示和数据格式的规范化，是客户

9、机与测试效力器进展通讯的根底，是实现网络丈量系统模型虚拟网络化的关键。虚拟网络丈量协议建立在Base-T以太网以及TCP/IP协议的根底上。在C/S方式中，测试效力器呼应客户机发送来的测试和控制信息，实现特定的测试和控制义务，并将结果信息前往客户机。一次详细的通讯过程如下图。在这一过程中，一方面，需求详细规范测试及控制功能的数据表示，在实践运用中，他们采用规范仪器控制言语SCPI作为丈量信息的语法表示；另一方面，需求定义用户给予效力器之间传输信息的规范传输报文格式。. 虚拟仪器网络系统的实现建立了以上模型、协议的根底上，他们采用LabWindows/CVI作为系统开发平台，并利用其提供的TCP

10、/IP函数库和Windows Socket SDK函数库，图 软件系统的总体构造图控 制 台客 户 机 程 序服 务 器 程 序效力协议测试数据文件操作测试信号分析虚拟仪器面板SCPI命令面板测试用户接口网 络 通 讯 接 口仪器系统自检仪器本地监控效力程序监控测试效力管理仪器测试I/O网络通讯接口TCP/IP协议详细实现了虚拟仪器远程网络控制系统，系统软件的总体构造如下图。在测试效力器处于系统构造的中心，担任测试仪器管理、测试效力管理，必需具有支持冲突、出错管理、进程显示等多种功能，是软件设计的重点。在LabWindows/CVI开发平台上实现仪器测试,当一个客户需求丈量仪器时，向效力器发送

11、效力恳求，效力器收到该恳求后，进展分析、丈量并将测得信号前往客户机。 实验设计系统初始化等待客户机衔接恳求Connect测试效力器客户机Read处置效力恳求WriteCloseCloseReadWrite测试数据处置建立衔接恳求效力效力呼应图客户机与效力器之间的通讯过程结合系统构成原理，可以经过局域网构建一个简单的测试网络，实现不同网关之间数据的传送：效力器启动程序后系统进展初始化，等待客户机衔接恳求，；较验正确后建立衔接并等待命令，假设客户端有命令那么开场处置效力恳求，分析处置终了后返还客户机测试信息。程序的根本流程图可见图。. 效力端主要程序设计效力器端程序的主要义务为：注册TCP/IP效

12、力器；根据客户端恳求命令，进展丈量，并将测试结果前往客户端；在面板上显示仪器形状及测试结果。下面对程序的各个功能分别引见：用PromptPopup函数弹出一个对话框提示用户输入提供效力的端口号，以便建立衔接, portNum是端口号,见图。图. 客户端主要设计客户端程序的主要义务为：与效力器端建立衔接；根据面板控件的操作，经过TCP/IP端口发送命令；接纳效力器端传回的测试数据，并在面板上显示仪器形状及测试结果。用PromptPopup函数弹出对话框提示用户输入提供效力的地址及端口号，以便建立衔接。建立衔接效力器地址，见图。图效力器的地址可以写成DNS解析域名，也可写效果劳器的IP地址。输入端

13、口号后衔接到效力端：用ConnectToTCPServe函数与效力器建立衔接。根据面板控件操作，经过TCP/IP端口发送命令，函数switchcallback、switchcallback、daqcallback、wavecallback为面板控件对应的回调函数，当对面板控件进展操作后，程序自动调用相应的回调函数，读取面板控件的形状，并发送命令。当效力器经过TCP/IP端口传回数据时，用ClientTCPRead函数将数据读取到receiveBuf中，并对其进展分析，判别数据内容，并在面板上显示。. 程序运转效果程序编写调试终了后，将效力器端程序和客户端程序分别在两台经过网络衔接的计算机上运转， 胜利的实现了两端程序的衔接。操作可靠，数据传输显示正确，根本实现了虚拟仪器远程网络控制的要求。图 操作界面 终了语测控系统的网络化已成为现代测控领域的开展趋势，并将成为科学研讨和自动化控制系统的重要组成部分。虚拟仪