遠程虛擬儀器在工程機械控制中的應用

　　摘 要：論文針對遠程虛擬儀器的網(wǎng)絡通信、工作原理等特點對其實現(xiàn)方案做出了對比和分析，并使用Datasocket和FieldPoint等技術(shù)實現(xiàn)了對工程機械的遠程控制，實現(xiàn)了現(xiàn)代虛擬儀器技術(shù)與工程機械控制的結(jié)合，使工程機械的運作在一定程度上不再受惡劣環(huán)境的限制。  

　　關(guān)鍵詞：工程機械 遠程 虛擬儀器  

　　引言  

　　目前，測試技術(shù)與計算機深層次的結(jié)合正引起測試儀器領(lǐng)域里的一場新的革命，一種全新的儀器——虛擬儀器應運而生。虛擬儀器，是虛擬技術(shù)的一個重要組成部分，它是現(xiàn)代計算機軟件技術(shù)、通信技術(shù)和測量技術(shù)高速發(fā)展孕育出的一項革命性技術(shù)，其導致了傳統(tǒng)儀器的結(jié)構(gòu)、概念、和設(shè)計觀點都發(fā)生了巨大變革。而把它應用到傳統(tǒng)工程機械的控制中，就打破了傳統(tǒng)工程機械的基于現(xiàn)場系統(tǒng)控制的相對封閉，故障診斷與維修等等都會受到人力、技術(shù)和地域的限制的局面，同時對于危險作業(yè)、一些極端惡劣環(huán)境下的作業(yè)都提供了解決的方案或途徑。因此可以說，通過將虛擬儀器技術(shù)和與計算機網(wǎng)絡技術(shù)相結(jié)合，應用于現(xiàn)代工程控制中，建立一種開放式的農(nóng)機控制系統(tǒng)已經(jīng)是勢在必然。  

　　1 關(guān)于遠程虛擬儀器  

　　隨著微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、軟件技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)的高度發(fā)展，在科研、工業(yè)和醫(yī)學領(lǐng)域，隨著低成本高性能的計算機資源的有效利用，數(shù)字化平臺逐漸成為測量儀器的基礎(chǔ)。儀器技術(shù)和計算機技術(shù)的深層次的結(jié)合創(chuàng)造了虛擬儀器的概念，將計算機（處理器、存儲器、顯示器等）和通用儀器硬件（A/D、D/A變換器、數(shù)字輸入/輸出、定時和信號處理器等）與用于數(shù)據(jù)分析、過程通訊及用戶圖形界面的軟件有效地結(jié)合起來，就組成了虛擬儀器。儀器的智能化和虛擬化已經(jīng)成為未來各級實驗室以及研究機構(gòu)發(fā)展的方向，“The Soft is Instruments（軟件就是儀器）”正在被廣大科技、教學工作者逐步接受。  

　　繼“軟件就是儀器”的概念之后，出現(xiàn)了“網(wǎng)絡就是儀器”的新觀念。遠程虛擬儀器就是虛擬儀器在網(wǎng)絡領(lǐng)域的擴展。遠程虛擬儀器技術(shù)結(jié)合了虛擬儀器技術(shù)與網(wǎng)絡技術(shù)，將虛擬儀器的應用范圍拓展到整個Internet/Intranet 網(wǎng)上，使信號采集、傳輸和處理一體化。因此構(gòu)建基于Internet/Intranet上的遠程虛擬儀器系統(tǒng)已經(jīng)成為虛擬儀器應用發(fā)展的一個重要的環(huán)節(jié)。  

　　無論哪種遠程虛擬儀器系統(tǒng)，都是將硬件儀器（傳感器、調(diào)理放大器、A/D卡）搭載到遠端服務器上，加上應用軟件并和本地的筆記本電腦、臺式 PC 機或工作站等各種計算機通過網(wǎng)絡相連而構(gòu)成的，實現(xiàn)了用計算機和網(wǎng)絡技術(shù)的全數(shù)字化的采集測試分析。Internet/Intranet 為實現(xiàn)遠程虛擬儀器系統(tǒng)提供了一個很好的平臺，利用瀏覽器/服務器模式，操控者可以在瀏覽器端控制遠程服務器進行測試以及進行遠程實驗的操作，從而實現(xiàn)對遠地實驗系統(tǒng)的遠程控制和監(jiān)控。  

　　2 基于LabVIEW的遠程虛擬實現(xiàn)方案比較  

　　Labview是一個功能完整的軟件開發(fā)環(huán)境，它同時也是一種功能強大的編程語言。Labview針對數(shù)據(jù)采集、儀器控制、信號分析、和數(shù)據(jù)采集等任務，設(shè)計提供了豐富完善的功能模塊，用戶只需直接調(diào)用，就可以免去自己去編寫程序的繁瑣，而且labview作為開放性的工業(yè)標準，提供了各種接口總線和常用儀器的驅(qū)動程序，是一個通用的軟件開發(fā)平臺�；�于LabVIEW，主要有四種用于開發(fā)遠程虛擬儀器的技術(shù)，它們是DataSocket 技術(shù)、基于 ActiveX 技術(shù)、基于 Java Applet 技術(shù)以及基于AppletVIEW的 技術(shù)。  

　　基于 DataSocket 技術(shù)的遠程測控方案，優(yōu)點是 DataSocket 定義了一個測控數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，從而利用這種方法可以達到很高的數(shù)據(jù)傳輸效率，實時性能相當好。缺點是它只能實現(xiàn) C/S 模式而不能實現(xiàn) B/S 模式，需要同時開發(fā)服務器端程序和客戶端程序，客戶端控制功能太弱，尚有待加強。  

　　基于 ActiveX 實現(xiàn)方案，在實現(xiàn)上采用 Delphi 開發(fā)，它的優(yōu)點是開發(fā)效率高，而且一旦程序下載成功，比起同樣功能的 Java 程序具有更高的執(zhí)行速度和效率，占用的系統(tǒng)資源也相對比較少;但是，實驗證明，生成的 ActiveX 控件程序的尺寸比 Java 程序要大許多，客戶端需要花費大量的