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基于虚拟仪器测控系统的设计和研究 [摘 要] 虚拟仪器是一种全新的仪器系统概念， 与传统 仪器不同之处在于虚拟仪器结合了计算机技术和网络通信 技术，其强大功能已完全超出了仪器概念本身。本文针对传 统实验平台的硬件成本高、 构造复杂、 重用性差、 功能单一、 开放性差等方面的问题，着重探讨了利用虚拟仪器技术开发 基于虚拟仪器的测控实验平台的关键技术。内容涉及虚拟仪 器思想的确立，数据采集子系统的构建， GPIB 仪器控制子 系统的构建， VSIA 技术的研究。此外还对 DDE 技术、 Datasoeket 技术和 DCOMA/ctiveX 技术等进行了研究，并用 这三种技术实现了基于局域网的远程测控，同时还定性给出 了这三种方案在实时性、远程控制、开发难度和可靠性方面 的性能比较。将虚拟仪器技术应用到测控实验系统的构建 中，通过运用计算机强大的计算与处理能力，大大地提高了 系统的数据分析、处理能力；通过一机多用，硬件资源共享 等，大大节约了系统构建的资金。 [ 关键词 ]虚拟仪器，测控系统， GPIB ，viSA ，远程测控 中图分类号： TP391.9 文献标识码： A 文章编号： 1009-914X （2018 ）03-0116-01 前言虚拟仪器是计算机技术和仪器技术结合的产物。它 把计算机、仪器硬件、固件与计算机软件结合起来。除继承 传统仪器的已有功能外，还增加了许多传统仪器所不能及的 先进功能。虚拟仪器的最大特点是其灵活性。用户在使用过 程中可以根据需要添加或删除仪器功能，以满足各种需求和 各种环境，并且能充分利用计算机丰富的软硬件资源，突破 了传统仪器在数据处理、表达、传送、存储方面的限制。 1.基于虚拟仪器测控实验系统的功能及结构 随着科技的发展，社会对工科大学生的综合素质，尤其 是对实际操作能力要求越来越高。这就迫使大学必须不断提 高教学质量，以满足社会的要求。本课题既针对于此，同时 又作为实验室建设的一部分，开发了一个基于虚拟仪器的测 控实验平台。 基于虚拟仪器测控实验系统主要研究 ?拟仪器在 测控系统中的应用，同时提供一个综合实验平台，让学生完 成对数据采集、仪器控制、远程测控等实验系统的设计、仿 真和实测。 1.1 硬件配置 随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，对测控系统 提出了更高的要求： （1）能够进行多点测量； （2 ）能够快速 进行动态在线实时测量和控制，满足网上远程实验的要求； （3 ）能够实时快速地进行信号分析和处理。以传统仪器为 主的测试方式已经不能满足要求，因此，以计算机为核心的 虚拟仪器测控系统已逐渐取代传统的测试方式。本虚拟仪器 测控实验系统就是按照实际测控系统的要求而构建的。现场 的多个现场计算机可以进行多点测量，远程测控计算机则通 过网络对现场计算机进行远程控制。按照硬件构成的不同， 本测控实验平台主要分为数据采集子系统和仪器控制子系 统。数据采集是将信号发生器产生的各种波形信号送到采集 板 PCI 一 6023E 、PCL 一 812PG 进行采集，然后将刀 D 转 换后的数据传送给计算机进行处理。仪器控制是通过 GPIB 接口板或串行口实现对 GPIB 仪器、串行口设备的控制。本 系统采用了对等网络的概念，即远程测控计算机和现场计算 机之间处于对等的地位，不存在 Sevrer 和 Client 的区别，它 们对相关的资源进行了共享。如果远程测控计算机通过现场 计算机进行远程数据采集，这个过程就可以把现场计算机看 成逻