基于LabVIEW的遠程監控系統設計

陜西工業職業技術學院 邵曉娟

測量儀器發展至今，大致經歷了四代發展歷程，即模擬儀器、分立元件式儀器、數字化儀器和智能儀器。隨著電子技術、計算機和網絡技術的高速發展及其在電子測量技術與儀器領域中的應用，一種全新的儀器——虛擬儀器應運而生。它是現代計算機軟件技術、通信技術和測量技術高速發展孕育出的一項革命性技術，引發了傳統儀器的結構、概念、和設計觀點的巨大變革，它的出現使測試技術進入了一個新的自動化發展紀元。采用虛擬儀器技術構建的測試儀器，不但具有開發效率高、可維護性強、測試精度高、穩定性和可靠性等優點，還具有較高的性能價格比，便于節省投資、設備更新和功能轉換與擴充，實現系統的升級。

LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering workbench)是實驗室虛擬儀器集成開發平臺的簡稱，LabVIEW是一個功能完整的虛擬儀器軟件開發環境，但它同時也是一種功能強大的編程語言。由于LabVIEW采用基于流程圖的圖形化編程方式，因此也被稱為G語言（graphical language）。其特色為提供斷點設置，單步調試和數據探針在內的程序調試工具，在功能完整性和應用靈活性上不遜于任何高級語言。LabVIEW針對數據采集、儀器控制、信號分析、和數據采集等任務，設計提供了豐富完善的功能圖標，用戶只需直接調用，就可以免去自己去編寫程序的繁瑣，而且LabVIEW作為開放性的工業標準，提供了各種接口總線和常用儀器的驅動程序，是一個通用的軟件開發平臺。

1.重要庫房溫濕度的遠程監控

本文結合虛擬儀器界面人性化、功能可定制、顯示圖形化等優點，設計了基于LabVIEW的庫房溫濕度監控系統，可以有效地解決目前人工操作和資金少等的問題。系統中采用數字溫度傳感器DS18B20、濕度傳感器HS1101測量溫濕度；采用Lab-PC-1200采集卡獲取數據；采用串行方式、PCI總線傳輸數據；RS-232/485接口雙向通信；采用PWM方式控制電路，擬建立一種開放式的遠程監控系統。圖1是基于LabVIEW的虛擬監控系統結構圖。

2.LabVIEW的遠程監控功能

遠程監控具體實施方法采用上下位機的結構。下位機主要任務是完成一塊基于嵌入式的多功能數據采集板。若是考慮成本采用簡單的單片機系統采集數據亦可，但對于網絡化的管理不是很方便。還需要考慮到通訊協議、接口技術等，不利于系統的升級。而且基于嵌入式的多功能的數據采集板卡具有獨立的CUP處理系統當作主機的下位機使用，自行控制采樣的進行。對于數據分析、最高采樣速度、通道數、數據總線接口類型、通道隔離，自身標定功能等性能指標方面達到很好的效果。只有解決了本地數據采集問題之后，基于網絡的遠程數據采集才得以實現。

LabVIEW有兩種方法可以實現遠程數據采集：方法一是DAQ設備共享式，即采用RDA（Remote Data Acquisition）技術實現DAQ（Data Acquisition）設備的遠程控制；方法二是數據共享方式，即利用DataSocket技術實現遠程數據采集。LabVIEW除了采用了TCP通信、UDP通信，也實現了DataSocket技術，它是面向測量和網上實時高速數據交換，可用于一個計算機內或者網絡中多個應用程序之間的數據交換。其特點就是實時性。DataSocket接收程序見圖2。

圖1 基于LabVIEW的虛擬監控系統結構圖

圖2 DataSocket接收程序

圖3 連接遠程面板的配置

利用LabVIEW的VI Server可以實現LabVIEW VI的遠程調用和控制，但是VI Server有一個缺點：不具備Remote Panel（遠程面板）發布的能力，即不能直接在本地（Client端）計算機上打開并操作位于遠程（Web Server端）計算機上的VI前面板。現行的LabVIEW版本集成了Remote Panel技術，解除了用戶必須具有高深的網絡知識并付出艱苦的努力實現遠程監控的煩惱，用戶可以以極為簡單的方式在本地計算機上打開并操作位于遠程計算機上的面板，甚至可以將LabVIEW VI的面板窗口嵌入到一個網頁中并在網頁中操作它。還可以利用LabVNC等第三方公司提供的工具實現此功能。

3.實現遠程監控

本文主要實現LabVIEW遠程監控功能。實驗平臺基Windows Xp+IIS5.1，使用LabVIEW7版本。首先搭建一個網絡服務器，即Web Server。可以使用PWS或IIS來實現。這里應用Windows XP自帶的IIS5.1。打開IIS5.1的設置頁面，在“默認Web站點”上單擊右鍵，選“屬性”，以進入名為0；默認Web站點屬性設置界面。選擇網站選項卡，IP地址選擇全部未分配。其他默認。修改主目錄選項卡，由于共享上網，選擇另一臺計算機上的共享。并選擇網絡目錄。接著添加首頁文件名，轉到“文檔”選項卡，再按“添加”按鈕，根據提示在“默認文檔名”后輸入自己網頁的首頁文件名“wgb.htm”。再設置目錄安全性，點擊編輯按鈕，選擇匿名登陸即可。

接著就進入LabVIEW的遠程監控了。按照要求客戶端（Client）最好也安裝LabVIEW軟件方便測試。服務器端打開LabVIEW7的界面。Web Server計算機中打開control mixer process.vi，同時還需要作如下設置，配置LabVIEW Web Server。選擇Tools/Options…。選擇Web Server：configuration，選擇前面設置的網絡文件目錄，同時HTTP PORT端口選擇8088，其他默認。Web Server：Browser Access，是設置允許或禁止訪問的客戶機以及訪問權限。這里添加ly用戶。最后設置Web Server：Visible VI。這里給全部權限。選擇Tools/web publishing tool…。設置之后保存。即可實現通過客戶端在網頁瀏覽器在網頁中操作系統的工作界面。在客戶端打開IE，地址欄中輸入http：//wgb.xicp.net：8088/Control Mixer Process.htm即可。在面板中可以停止或啟動系統的運行，在面板中單擊右鍵，選擇Request Control of Vi或者Release Control of Vi，分別選取控制權和放棄控制權，也就實現了遠程監控的功能。連接遠程面板的配置見圖3所示。

本系統研究結果表明：系統控制可靠，界面更加人性化，便于使用，日常維護中所有操作均通過鍵盤或鼠標實現，溫濕度監控曲線實時顯示，系統連續控制品質實時可視，具有溫濕度調節機制，很好的滿足了檔案庫房溫濕度自動控制要求。

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