作者：李水芳，朱榮新，姚啟倉

一個大的、復(fù)雜的測試系統(tǒng)其數(shù)據(jù)的采集輸人、輸出和分析處理往往分布在不同的地理位置上，傳統(tǒng)的集成測試方法越來越不能滿足復(fù)雜測試任務(wù)的需求。因此，網(wǎng)絡(luò)化儀器的出現(xiàn)成為必然。隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、總線技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的不斷發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)使數(shù)據(jù)共享進(jìn)入了一個新的階段，加速了虛擬儀器在網(wǎng)絡(luò)及遠(yuǎn)程計算技術(shù)方面的發(fā)展。虛擬儀器技術(shù)借助互聯(lián)網(wǎng)的強(qiáng)大功能，將來自測量或控制設(shè)備中的數(shù)據(jù)直接發(fā)布到Web網(wǎng)頁上，把分散在不同位置的不同設(shè)備聯(lián)系起來組成一個測試系統(tǒng)，使資源得以共享。

1 網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器

虛擬儀器技術(shù)把計算機(jī)技術(shù)和儀器技術(shù)完美的結(jié)合起來，而網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器則是把虛擬儀器技術(shù)和面向Internet的Web技術(shù)結(jié)合起來所產(chǎn)生的一種新技術(shù)。形象一點(diǎn)說，虛擬儀器把傳統(tǒng)儀器的前面板移植到了計算機(jī)上，利用計算機(jī)上的資源進(jìn)行測試，而網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器則把前面板移植到了Internet上，通過Web瀏覽器遠(yuǎn)程控制現(xiàn)場的測試儀器和對象，測試結(jié)果和測量數(shù)據(jù)可以通過Internet實時地發(fā)布和共享，打破了在同一地點(diǎn)進(jìn)行采集、分析和顯示的傳統(tǒng)模式，增強(qiáng)了分工合作能力，大大提高了工作效率。網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

2 DataSocket技術(shù)

要實現(xiàn)虛擬儀器在網(wǎng)絡(luò)平臺上的應(yīng)用，則必須實現(xiàn)在不同應(yīng)用之間的數(shù)據(jù)共享。雖然TCP／IP，DDE等技術(shù)支持不同應(yīng)用程序間的數(shù)據(jù)共享，但不能用來傳輸動態(tài)數(shù)據(jù)，而NI公司提供的DataSocket是專門用來傳輸和發(fā)布動態(tài)數(shù)據(jù)的，是一種基于TCP／IP工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)上實時高速數(shù)據(jù)交換編程新技術(shù)，對底層進(jìn)行了高度封裝，在不同的應(yīng)用之間傳輸數(shù)據(jù)時，不必為不同的數(shù)據(jù)格式和通信協(xié)議編寫具體的程序代碼，簡化了網(wǎng)上測控數(shù)據(jù)的編程。圖2是DataSocket的體系結(jié)構(gòu)圖。

DataSocket由DataSocket API和DataSocket Server兩部分組成。DataSocket API是一個和協(xié)議、編程語言、操作系統(tǒng)無關(guān)的應(yīng)用程序接口，能夠把測量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為適合在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流，他包括4個基本動作：open，read，write，close，可以從以下5個地方獲取數(shù)據(jù)：

（1）Data items on HTTP servers

（2）Data items on FTP servers

（3）Local files

（4）Data items on OLE for Process Control

（5）Data items on DSTP servers

DataSocket Server是一個獨(dú)立部分，可以把現(xiàn)場數(shù)據(jù)高速傳給遠(yuǎn)端客戶。用DataSocket Server發(fā)布數(shù)據(jù)需要3個部分：發(fā)布者（publisher）、服務(wù)器（DataSocket Server）、接收者（subscriber），三者關(guān)系如圖3所示。發(fā)布者通過DataSocket API把數(shù)據(jù)寫入DataSocket Server，接收者通過DataSocket API從DataSocket Server讀出數(shù)據(jù)。發(fā)布者和接收者之間具有時效性，接收者只能讀到信息運(yùn)行后發(fā)布者發(fā)來的數(shù)據(jù)，此數(shù)據(jù)可以被多次讀到。DataSocket Server Manager定義了最大連接數(shù)，最大數(shù)據(jù)對象個數(shù)，規(guī)定了數(shù)據(jù)訪問的權(quán)限，即哪些計算機(jī)可以作為發(fā)布者，哪些計算機(jī)可以作為接收者。這三部分可以存在于一臺裝置中，但多數(shù)是分布在不同的裝置中，這樣有利于改善系統(tǒng)性能，提高安全度。

DataSocket通過 URL（Uniform Resource Locator）來定位數(shù)據(jù)源和目標(biāo)。URI。的不同前綴表示了不同的數(shù)據(jù)類型：file為本地文件，http為超文本傳輸協(xié)議，dstp說明來自DataSocket服務(wù)器的實時數(shù)據(jù)，ftp為文件傳輸協(xié)議，opc表示訪問的資源是OPC。以下是幾個符合規(guī)定的URL：

dstp://mytestmachine/wavel

http://WWW.natinst.com/datasocket

3 應(yīng)用實例

現(xiàn)舉例說明利用DataSocket技術(shù)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器檢測。某公司提供維修影印機(jī)服務(wù)，在各地設(shè)有維修處，各維修處把影印機(jī)信息及型號發(fā)回給總部，總部經(jīng)過分析診斷后，再把診斷結(jié)果發(fā)給維修處，以便維修人員進(jìn)行修理。整個工作過程如下：首先把所有診斷程序放人系統(tǒng)的DataSocket Server中，LabWindows／CVI應(yīng)用程序通過串口和數(shù)據(jù)采集板與影印機(jī)連接起來以獲取影印機(jī)的有關(guān)信息，并通過DataSocket API把該信息發(fā)送給DataSocket Server，系統(tǒng)中央程序通過DataSocket API讀DataSocket Server，以獲取影印機(jī)的相關(guān)信息以及型號，判斷調(diào)用哪個診斷程序，然后檢測管理程序運(yùn)行該診斷程序并把診斷結(jié)果寫入DataSocket Server，LabWindows／CVI應(yīng)用程序從DataSocket Server中讀取該診斷結(jié)果，維修技術(shù)人員就能用此診斷結(jié)果修理影印機(jī)。以下是LabWindows／CVI部分源代碼實現(xiàn)了對DataSocket的打開、讀、關(guān)閉操作：

int CVICALLBACK connect（int panel，int control，int event，void*callbackData，int eventData！，int eventData2）

{

switch（event）

{

case EVENT_COMMIT

DS_Openconnection（〞dstp：／／localhost／testl〞，

DSConst_ReadAutoUpdate，datahandle，DS_callback_NULL）；

break；

}

return 0；

}

Void DS_callback_read（DSHandle dshandle，int event，

void *callbackData）；

{

DS_GetDataValue（datahandle，CAVT_FLOAT，data，sizeof（double），&sz，&sz）；

}

int CVICALLBACK disconnect（int panel，int control，int event，void*callbackdata，int eventDatal，int eventData2）；

{

switch（event）

{

case EVENT_COMMIT

DS_CloseConnection（datahandle）；

break；

}

return 0；

}

4 結(jié) 語

自20世紀(jì)90年代以來，儀器的概念已經(jīng)由傳統(tǒng)模式儀器發(fā)展成為虛擬儀器，即“軟件即儀器”，繼而發(fā)展成為網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器，即“網(wǎng)絡(luò)即儀器”。隨著計算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器將會成為今后儀器發(fā)展方向的主流，在各行各業(yè)得到廣泛應(yīng)用。

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