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計算機技術的飛速發展，數據通信、網絡工程和信息管理等系統性能的巨大改進，出現了將自動測試技術、計算機技術和通信技術結合起來的時機。測試系統正朝著計算機化、標準化和網絡化三大趨勢發展，涌現了一些諸如"網絡就是儀器"等先進的測試理念，以網絡為基礎的自動測試系統逐步成熟并應用到工業生產實踐中，已經取得了巨大的效益。 1 自動測試系統的發展概況 通常把在人工最少參與的情況下能自動進行測量、數據處理并輸出測試(量)結果的系統稱為自動測試系統(Automated Test System)。自動測試系統最早出現于二十世紀50年代初期，至今歷經三個階段。 第一階段，總裝階段。將幾種不同的輸入和輸出電路的幾種可程控儀器總裝在一起形成一個組裝系統。這種系統的設計、維護復雜，適應性不強，研制費用較高。 第二階段，接口標準化階段。這種系統組建方便，由專門的通用接口電路更改，增加測試內容也很靈活，顯示了很大的優越性，因此得到了廣泛的應用。 第三階段，PC儀器(Personal Computer-based instrument)階段。在此出現了所謂的"虛擬儀器"(Virtual Instrument)，給測試系統帶來了革命性的沖擊，對測試理論、測試方法等很多方面都產生了重大影響。 計算機硬件和軟件的滲入給傳統測試技術帶來了新的革命，在計算機、微電子、傳感器、通信和網絡等技術不斷進步的有力支撐和多領域科研需求的激勵下，明顯地表現出與高新技術深度融合，尤其是網絡技術開始應用到測試技術中，成為測試技術滿足實際需求的關鍵支撐，網絡化必然是測試系統發展的大趨勢。 2 虛擬儀器簡介 所謂虛擬儀器是基于計算機的軟硬件測試平臺? 利用現有的計算機，加上特殊設計的儀器硬件和專用軟件，形成既有普通儀器的基本功能，又有一般儀器所沒有的特殊功能的高檔、低價的新型儀器。虛擬儀器由計算機、應用軟件和儀器硬件三部分構成，通過軟件將計算機硬件與儀器硬件有機融合為一體?把計算機強大的數據處理能力和儀器硬件的測量、控制能力結合在一起，通過軟件實現對數據的顯示、存儲以及分析處理。 軟件是虛擬儀器系統的關鍵。沒有一個優秀的控制分析軟件，很難想象可以構成一臺理想的虛擬儀器系統。比較優秀的開發軟件是美國國家儀器(National Instruments，NI)公司的Labview、Labwindows/CVI，是一種基于G語言(graphical programming language)的革命性的可視化(圖形化)開發平臺，最新推出的LabVIEW 6i是面向Internet的最新版本。 虛似儀器的出現是儀器發展史上的一場革命，代表著儀器發展的最新方向和潮流，是信息技術的一個重要領域，對科學技術的發展和工業生產將產生不可估量的影響。 3 基于虛擬儀器的網絡化自動測試系統平臺 在此提出基于網絡化虛擬儀器的自動測試系統平臺的技術概念，如圖1所示。 該系統可根據實際的測試項目進行擴充、重構。如服務器可具體分為：WWW服務器、e-mail服務器，ftp服務器。對于龐大的測試系統而言，可提高系統的穩定性、安全性。系統中測試節點的每一個測試儀器都具有唯一的IP地址，可以很方便地實現測試儀器乃至多個測試系統之間的網絡互連；通過網絡，用戶根據需要對分布式測試儀器、數據庫進行遠程訪問與控制。網絡將是該測試系統平臺的核心，充分體現資源共享這一網絡的基本功能；也充分體現負荷均衡的思想，即在自動測試系統的測試任務較繁重時，能夠把部分任務轉移到任務不足的計算機或其它測試系統中去處理，甚至可以將服務器中難以迅速解決的大型任務，分配給網絡中的個人PC機共同完成。 自動測試(量)系統軟件結構如圖2所示。 一般由四個主要元素構成：系統管理軟件、應用程序、儀器驅動軟件和I/O接口軟件。其重點是網絡連接部分，即實現"網絡就是儀器"。另外，開發過程中還應遵循虛擬儀器軟件開發標準：虛擬儀器的軟件構架(Virtual Instrumentation Software Architecture)，即VISA標準，使得不管虛擬儀器使用的計算機或者操作系統是什么，最終所編寫的用戶應用程序都是可移植的，軟件模塊具有通用性。 4 DataSocket--系統網絡功能的實現原理 本系統利用LabVIEW6i中的DataSocket控件實現了基于虛擬儀器的網絡化測試功能。DataSocket是由NI公司于1999年推出的一項新技術。使用新的DataSocket類，很容易地通過各種接送測量數據，如OPC、HTTP、FTP或其它網絡的DataSocket，包括Internet，而不必學習復雜的TCP/IP數據傳輸協議，完全能夠控制分散的測試節點。利用客戶／服務器架構，使網絡上的數據傳輸達到最優化，并使用戶交互式地在網上傳送現場數據成為現實。為網絡化測試工程應用軟件的開發提供了一條捷徑。 DataSocket遵循了TCP/IP協議，并對底層進行了高度封裝，所提供的參數簡單友好，只需要通用資源定位符URL(Uniform Resource Locator)，就可用來在Internet進行及時分送所需傳輸的數據。用戶可以象使用LabVIEW中的其他數據類型一樣使用DataSocket讀寫字符串、整形數、布爾量及數組數據。DataSocket提供了三種數據目標：file、DataSocket Server、OPC Server，因而可以支持多進程并發。 DataSocket是一種面向測量和自動化工程的網上實時數據交換的編程新技術，其控件包含以下三個工具： DataSocket Active Control--連接數據源和數據宿，并使其共享數據的元件。因為它是一種Active控件，可以用它在VB、VC++、Borland和Delphi的Active環境中開發數據應用程序。 DataSocket Server--在兩個應用程序間用DSTP(DataSocket Transfer Protocol)協議進行數據通信和交換是可行的。在服務器端運行了DataSocket Server后，當在客戶端也運行DataSocket Server時，就可以使諸如Internet這樣的網絡連接是可訪問的。 DataSocket Server Manager--用以對DataSocket Server進行配置。通過這種配置，可以機器creat items、read items、write items，并且可以選擇是否支持多用戶讀寫。 本文提出了基于虛擬儀器的網絡化自動測試系統的技術概念。用虛擬儀器網絡化的思想改造傳統的自動測試系統，兼有了網絡和虛擬儀器的特點。該基于虛擬儀器網絡化的自動測試系統平臺有較強的可移植性，適用于多種工業現場對象的測試、控制和遠程監控。對科研設計人員有較高的參考價值。另外，LabVIEW代碼的可移植性也簡化了該測試系統平臺的維護和配置。 |
