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虛擬儀器技術在檢測與控制方面的應用越來越廣, 而基于網絡的虛擬儀器技術是指將工作于檢測現場的虛擬儀器通過網絡擴展到遠程應用領域。為遠程客戶提供現場的檢測數據和圖像, 增強臨場感; 還可以對遠程的檢測進行實時的控制, 大大拓展了對象測試和控制的應用范圍, 正成為未來發展的趨勢。在車輛的性能檢測中, 發生故障或定期性能檢測的車輛有時處于比較偏遠的山區或曠野地區, 或者車輛(如拖拉機) 檢測的環境比較惡劣。這給檢測和實時獲取檢測結果帶來了麻煩。這時就可以借助于遠程虛擬儀器技術對檢測進行實時監視、網上數據傳輸以及系統的遠程控制等。本文分別采用NI 公司的LabVIEW/GWeb Server 技術和DataSocket 技術實現檢測對象的遠程狀態監視, 并利用LabV IEW 及網絡技術相結合開發車輛遠程控制系統。 NI (N at ion In st rum en t) 公司在虛擬儀器技術方面取得了豐碩成果, 其LabVIEW 和Labw indows/cvi 軟件以及各種規格的DAQ數據采集卡正被廣泛地使用L 隨著In ternet 技術的發展, N I 公司分別以DataSocket 技術、RDA 技術、O PC 技術為基礎開發了能夠實現遠程監控的多種軟件平臺和工具包如Internet Development Tool kit (簡稱IDT ) LIDT 是N I的面向G 語言應用環境的網絡應用開發工具包, 它提供了G 環境下的虛擬儀器與Internet連接的手段。從而實現在Internet 上傳輸數據或將虛擬儀器的前面板發布到Internet 上。 基于網絡的車輛檢測系統 用LabV IEW 平臺所建立的遠程車輛檢測系統中, 虛擬儀器技術和網絡通訊技術是構建遠程系統的技術基礎, 其遠程測試系統如圖1所示。 測試系統由測試對象、各類傳感器、信號調理器(主要對信號進行放大、濾波以及信號的隔離、電流激勵、線性化等)、計算機等組成。計算機配有PC I-6024E 的DAQ 數據采集卡(8 通道模擬輸入, 200 K 采樣速率, 12 b it 輸入輸出精度, - 10～10V 輸入范圍, 1、10、100 的輸入增益, 2 通道模擬輸出) 和L abV IEW 6i 版本的軟件。該系統通過制動力、軸重、噪聲、轉速、煙度等傳感器獲取信號, 信號經過放大和低通濾波后, 經過8 路A/D 轉換后, 用L abV IEW程序實現信號的管理、分析處理、顯示、保存、報警、報表打印和網絡傳輸等功能, 從而來檢測車輛的制動性能、軸重、噪聲、車速、煙度等。其中系統的轉速測試界面如圖2 所示。 整個車輛綜合檢測系統還自帶一個工具箱, 里面有頻譜分析儀, 實現某些信號的分析和故障的自診斷; 遠程控制工具, 實現系統的遠程控制; 數據庫功能, 實現檢測數據的存儲和查詢等功能。如在該系統中可測出正常的噪聲頻譜和檢測時的噪聲頻譜, 從噪聲頻譜的異常改變診斷故障的原因。 車輛遠程檢測的多種實現方法 車輛性能綜合檢測系統在遠程檢測方面的實現方法主要是把現場的檢測數據、波形的顯示圖像, 通過網絡傳輸到服務器上。用戶通過網頁瀏覽的方式獲取現場的檢測場景, 或者登陸服務器獲取數據, 根據獲得的數據分析出檢測結果以及判斷可能出現的故障原因, 再通過網絡反饋給現場檢測人員。在網絡傳輸中, 可以通 過DataSocket 技術在In ternet 上進行現場檢測數據的傳輸, 也可以通過GWeb Server 將車輛現場虛擬儀器顯示的前面板在網上發布。 GWeb Server 的實現 GWeb Server 支持標準的HTTP、CG I、SM TP、FTP, 實現對V I 的遠程交互式訪問、消息和郵件的發送以及文件的自動上下載。LabVIEW6i 的w eb server 參數設置好后,web publishing too l 自動生成H tm l 文檔和在網頁中發布V I 的前面板。G W eb Server 結合L abV IEW 環境下IDT 工具包的CG I V IS 和CG IA nimations 編程工具, 可在瀏覽器中實現啟動、停止、參數傳遞、密碼保護等用戶交互功能。使用瀏覽器訪問文檔時啟動該測控系統以實施遠程監控, 使不同地域的技術人員共同監視試驗過程。 圖3 為系統工作時車輛軸重檢測的w eb 發布界面L但是基于GWeb Server的V I 檢測顯示面板是通過傳輸圖像來實現的, 這必將消耗大量的網絡資源, 這在局域網內實用效果較好。而在廣域網, 由于受網絡帶寬的限制, 實時性較差。為此, 我們結合了N I 提供DataSocket 技術來實現網絡的數據傳輸, 解決了網絡的帶寬問題。并且不需要大量的網絡編程技術。 Da taSocket 服務器 DataSocket 是Nat ional Instrumen t 提供的一種基于TCP/IP 協議的編程工具, 借助它可以在不同的應用程序和數據源之間共享數據LDataSocket 可以訪問本地文件以及HTTP和FTP 服務器上的數據,DataSocket 為低層通訊協議提供了一致的A P I, 編程人員無需為不同的數據格式和通訊協議編寫具體的程序代碼。而且, 這些數據源通常分布在不同的計算機上。DataSocket 用類似于Web 中的統一資源定位器(URL ) 定位數據源,U RL 不同的前綴表示了不同的數據類型, F ILE 表示本地文件,HTTP 為超文本傳輸資源, FTP 為文件傳輸協議,OPC 表示訪問的資源是O PC 服務器, 在該系統中我們利用DSTP (DataSocket transfer protocol) 協議在應用程序間交換數據LDataSocket 不需了解底層操作過程等優點, 特別適合于遠程數據采集監控和數據共享等應用程序的開發。在L abV IEW 中提供了Datasockserver m anage 和Datasocket server. 在數據傳輸時, 首先對Datasock server manage 進行配置。然后在客戶端輸入服務器端的地址, 并運行相應的程序。 車輛檢測系統遠程控制的實現 遠程控制的現實意義 In ternet 的出現和網絡技術的進步給測控系統的發展注入了新的活力, 該檢測系統很好地實現了車輛檢測數據和圖像的網絡傳輸。但隨著社會的發展, 檢測對象和檢測環境也越來越復雜。在很多的檢測場合, 測控環境條件惡劣: 如有些高溫、低溫、多輻射、多噪聲以及空氣嚴重污染等, 對檢測者的身體健康造成嚴重的影響。有些檢測環境條件甚至不宜人去直接操作或需要在別的地方隨時獲取現場情報和實施控制的, 因此, 實現遠程控制就顯得必不可少。在車輛綜合性能的檢測中, 由于檢測現場噪聲較大, 空氣較差, 以及露天天氣的影響, 實現遠程控制可帶來檢測上更多方便。 遠程控制的實現 在遠程控制中, LabVNC 是基于VNC 協議(Virtual network protocol) 的程序, 運用LabVNC 將對于在服務器端運行的任何LabVIEW 的程序產生一個Java applet, 客戶端用IE 瀏覽器訪問服務器端地址時, J ava app let 可以在客戶端自動下載并運行。因此, 客戶端可以根據服務器端提供的權限監視或控制服務器端的程序。在LabV IEW 實現的遠程控制中提供了當前服務器配置, 即LabVNC 當前使用者屬性。如圖4 所示: 在圖4 中必須設置客戶的密碼, 即客戶端在實現遠程控制時必須輸入驗證密碼, 然后根據LabVNC 服務器提供的權限來獲取相應的權限, 包括遠程控制或者遠程監視。LabVNC還提供了更新處理模式, 包括鼠標驅動和前面窗滾動更新。實行遠程控制時, 首先在服務器端運行車輛檢測程序, 同時調用遠程控制程序, 跳出LabVNC. vi (如圖5) 對LabVNC 服務器配置, 進行Password 和其它屬性的設置。然后把LabVNC server 按鈕打到On即運行。當客戶端實施控制時, 在服務器端的程序失去控制權限。但在實現遠程控制時, 同時只允許一個客戶控制, 其它客戶只能等待, 并且只有當當前客戶退出后才可以實現遠程控制。用該方法實現的遠程控制在局域網內效果較佳, 但在一般網絡上存在較明顯的滯后現象。 結束語 提出了一種基于網絡化虛擬儀器技術的車輛遠程檢測系統。利用NI 公司提供的G webserver 和DataSocket 技術方便地實現圖像和數據的遠程傳輸, 并將LabVIEW 和網絡技術相結合, 方便地實現了車輛的遠程實時控制。并在車輛的綜合性能的遠程檢測中得到了較好的應用效果。 |
