小議虛擬儀器遠程測控技術

摘要：本文討論了基于Datasocket技術、基于DCOM/ActiveX技術和基于遠程面板的三種不同的遠程測控方案的實現和工作原理，并在實時性、遠程控制、開發難度和可靠性方面進行了比較。

關鍵詞：遠程測控；DataSocket；DCOM/ActiveX；遠程面板

1 引言

自虛擬儀器概念提出以來，以軟件代替硬件、以圖形代替代碼、以組態代替編程、以虛擬儀器代替傳統儀器組建自動測試系統發展迅速。近年來網絡技術的出現和發展以及它與其他高新科技的相互結合，也為測量與儀器技術帶來了前所未有的發展空間和機遇，將網絡技術與虛擬儀器技術相結合，組建遠程測控系統， 是虛擬儀器系統的一個發展方向。

本文討論了三種遠程測控技術：基于DataSocket技術的遠程測控、基于DCOM/ActiveX技術的遠程測控和基于遠程面板的遠程測控，以實現LabVIEW程序之間或者LabVIEW程序與Excel電子表格之間的實時數據通信和實時控制。重點分析了遠程測控方案的實現和工作原理，并對三種方案的性能進行比較。

2 基于DataSoket技術的遠程測控

DateSocket技術是一種面向測控領域的網上實時數據交換的編程新技術。它是LabVIEW6.0中新增加的一個網絡測控系統開發工具，支持本地文件I/O 操作、FTP和HTTP文件傳輸、實時數據共享，并提供統一的API編程接口。從數據共享的角度分析，它是對WinSock的高級封裝，因此具有使用方便、編程工作量少、無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。

DateSocket包括了DateSocket服務器管理程序、DateSocket服務器和DateSocket函數庫這幾個工具軟件，以及DSTP(DateSocket Transfer Protocol)協議、通用資源定位符URL(Uniform Resource Locator)和文件格式等技術規范。它大大簡化Internet網上計算機之間的測控數據交換的編程工作。同時，DateSocket也可用于一臺計算機內或局域網中多個應用程序之間的數據交換。

應用DataSocket開發遠程測控系統，客戶端和服務器之間的遠程數據通信任務均通過DataSocket服務器來實現。對客戶端而言，程序只需要負責從服務端的DataSocket服務器Read端口處讀取數據，以及將控制指令發送到DataSocket服務器的Write端口，遠程服務器對客戶端程序完全是透明的操作。對服務器端而言，只需要對本地DataSocket服務器的兩個端口進行讀寫數據，即可完成對客戶端發送數據和響應控制指令。底層的工作則是由服務器端的DataSocket服務器來完成。具體實現方案為：利用DataSocket通信，將采集到的數據發布到URL制定的位置中，并按原來的數據類型送到前面板窗口中顯示。在這個過程中，只需要對DataSocket Connection的屬性進行配置。這樣不需要編程，就可以直接進行DataSocket通信了。當控件的右上角出現一個綠色的小方框（DataServer對話框），則顯示的就是控件已經連接到DataSocket Server上了。

3 基于DCOM/ActiveX技術的遠程測控

COM是Windows對象的一個二進制標準，采用客戶/服務器模式，旨在建立一套構件對象接口標準，以確保構件對象在系統中共存，并且充分的相互利用。DCOM(分布式COM)是COM的一種擴展，用于支持COM在分布式環境下的應用，它把組件對象技術推向了Internet。DCOM是COM的網絡通信協議，在DECRPC的基礎上實現。當客戶和組件位于不同機器時，DCOM用網絡協議(TCP/IP)取代了COM中的本地進程間通信LPC，從而對位于Internet不同機器上的組件對象之間的相互通訊提供了透明的支持。ActiveX技術實際上是COM/DCOM/OLE/OCX(OLE自定義控件的簡稱)技術的統稱，是非常重要的基于組件的開發技術，廣泛應用于Microsoft客戶機端和服務器端技術中。

應用DCOM/ActiveX技術開發的遠程測控系統的基本工作原理為：首先，通過DCOM建立起客戶端與服務器端的連接。即按照客戶端程序的要求，打開相應的自動化服務器(LabVIEW或Excel)。 其次，通過在客戶端程序中控制自動化服務器的調用方法或改變其屬性，實現客戶端與服務器端的遠程數據交換或遠程控制。具體表現為：在客戶端程序中控制打開服務器端程序；客戶端程序與服務器端程序進行實時的數據交換；在客戶端程序中控制服務器端程序的各種操作，等等。

4 基于遠程面板的遠程測控

上述兩種遠程測控系統都是采用基于客戶/服務器Client/Server(簡寫為C/S)網絡模型來組建的，適用于數據傳送量大的情況，而且具有效率高，數據可靠完整、兼容性強等特點。對于數據傳送量不大，需要遠程模擬仿真的情況可以采用瀏覽器/服務器Browser/Server(簡寫為B/S)模式，這樣對于客戶端的需求會很低，不需在客戶端上安裝相應的客戶端軟件，只需要瀏覽器便可登陸服務器對遠程測試進行監控。

基于B/S網絡模型的遠程測控可以通過遠程面板技術實現。測控服務器把虛擬儀器應用程序的前面板發布到Web頁面上，客戶端的用戶便可以通過瀏覽器對服務器端的遠程面板進行監控。遠程面板容易配置，能夠跨平臺，無需ActiveX控件、Java Applet或者是CGI腳本，而且可以多同步連接監控；控制是動態的，客戶端在瀏覽器中看到的監測畫面同服務器端完全一致。遠程面板另外的一個特點是完全服務器端管理。

遠程面板技術的實現原理是借助于LabVIEW內置的Web Server 技術實現的。服務器端利用LabVIEW Web Publishing Tool把虛擬儀器應用程序的前面板嵌入到Web頁面中，并借助LabVIEW Web Server提供的虛擬儀器Web服務，只要服務器端的應用程序載入內存，客戶端便可以通過瀏覽器對遠程的虛擬儀器應用程序進行監控。但在同一時刻，只有一個用戶具有控制權限，其余用戶只能對遠程面板進行監測。客戶端控制的權限可以通過遠程面板的Request/ReleaseControl VI獲得或釋放，服務器端擁有絕對的控制權限。

5 三種方案的性能比較

基于DataSocket技術的遠程測控系統，通過數據發布、共享的方式傳送測控數據，方法很簡單。由于DataSocket具有高速實時數據發布的能力，所以基于DataSocket的遠程數據采集系統也具有高速實時數據發布的能力，并且客戶端的數目可以不受限制，可以使用任何數據采集設備實現遠程數據采集。缺點是客戶端的控制功能太弱，尚有待加強。

基于DCOM/ActiveX技術的遠程測控系統，數據傳輸的實時性較好，且遠程控制的能力較強。缺點是實現起來比較困難。

基于遠程面板的遠程測控系統，只需瀏覽器，不需其他額外軟件，利于用戶使用；易維護，只需維護服務器端代碼；適于多平臺支持；源代碼客戶端不可見，安全性高。缺點在于：實現遠程控制非常復雜，難度大；不利于傳送大量實時數據。

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