基于LabVIEW平臺(tái)及無線網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)控制系統(tǒng)

羅冰 唐力強(qiáng)

摘 要：在研究虛擬儀器、GPIB接口技術(shù)以及以太網(wǎng)基礎(chǔ)上，為信號(hào)測(cè)向系統(tǒng)的測(cè)向準(zhǔn)確度驗(yàn)證，構(gòu)建一套遠(yuǎn)程信號(hào)控制系統(tǒng)。在此闡述了利用LabVIEW開發(fā)平臺(tái)的GPIB總線、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組成的信號(hào)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：虛擬儀器；無線網(wǎng)絡(luò)；GPIB總線；LabVIEW

中圖分類號(hào)：TP183

無線電測(cè)向系統(tǒng)中，為了驗(yàn)證系統(tǒng)的測(cè)向準(zhǔn)確度，往往需要在幾百米遠(yuǎn)處發(fā)發(fā)射不同頻率的信號(hào)，來檢測(cè)無線電測(cè)向系統(tǒng)的指標(biāo)。在傳統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)中，經(jīng)常用人在遠(yuǎn)距離處手動(dòng)控制，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，一些普通信號(hào)源提供的接口類型少，不同廠家生產(chǎn)的信號(hào)源，有各自的控制指令，只能控制特定信號(hào)源發(fā)射信號(hào)，普試性不強(qiáng)。GPIB（General Purpose Interface）在眾多編程接口中，最為常用普及的一種標(biāo)準(zhǔn)接口[ 1 ]。GPIB總線能夠把一系列的不同規(guī)格的儀器儀表和計(jì)算機(jī)連接起來，目前市面上大部分儀器儀表都提供GPIB接口， GPIB總線技術(shù)應(yīng)用前景廣闊。虛擬儀器開發(fā)平臺(tái)LabVIEW是美國(guó)國(guó)家儀器（NI）有限公司開發(fā)的一款圖形化編程環(huán)境。LabVIEW憑借其強(qiáng)大、靈活的儀器控制功能，簡(jiǎn)單易懂的圖形化編程方式成為虛擬儀器開發(fā)的熱門平臺(tái)[ 3 ]。本文介紹一種利用LabVIEW平臺(tái)及無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的信號(hào)控制系統(tǒng)。

一、系統(tǒng)組成

本系統(tǒng)主要無線路由器、PC機(jī)、GPIB轉(zhuǎn)USB卡、標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源、發(fā)射天線組成。電腦A通過無線網(wǎng)絡(luò)下發(fā)頻率值和幅度值指令給遠(yuǎn)端電腦B，電腦B根據(jù)接收到的指令通過GPIB控制線控制標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源以及發(fā)射天線發(fā)射相應(yīng)頻率和幅度的信號(hào)到空間中，用于測(cè)向系統(tǒng)測(cè)向驗(yàn)證。

二、系統(tǒng)主要硬件組成

系統(tǒng)GPIB轉(zhuǎn)接卡采用NI公司研發(fā)的GPIB-USB-HS轉(zhuǎn)接卡，它是一款即插即用的IEEE488.2控制器，在標(biāo)準(zhǔn)的IEEE488握手協(xié)議下數(shù)據(jù)傳輸速度可達(dá)1.88MB/S，該卡體積小巧，輕松使得不帶有I/O卡槽的筆記本電腦轉(zhuǎn)變成GPIB控制器。

無限路由采用ARGtek ARG-1210 GM5大功率無線路由，其帶有兩根5DB高增益天線，雙PA無線功率放大器，無線傳輸速率300Mbps，無線網(wǎng)絡(luò)支持2.4G，支持WDS，可輕松實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)無線路由的無線橋接。

三、系統(tǒng)軟件組成

軟件采用LabVIEW編程，通過TCP/IP協(xié)議用于遠(yuǎn)端軟件下發(fā)的頻率值和幅度值，并根據(jù)GPIB總線協(xié)議控制標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源發(fā)出相應(yīng)頻率和幅度的信號(hào)。軟件前面板可設(shè)置本地IP端口號(hào)，GPIB端口選擇設(shè)置，如圖1所示。

軟件采用LabVIEW生產(chǎn)者消費(fèi)者架構(gòu)，首先利用TCP/IP偵聽函數(shù)，偵聽是否有網(wǎng)絡(luò)連接，當(dāng)有網(wǎng)絡(luò)連接后進(jìn)入生產(chǎn)者循環(huán)，利用TCP/IP讀取函數(shù)，實(shí)時(shí)讀取數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)放人隊(duì)列中，如圖2所示。

消費(fèi)者循環(huán)負(fù)責(zé)讀取解析生產(chǎn)者循環(huán)放入隊(duì)列里的指令。利用LabVIEW提供的VISA函數(shù)，將隊(duì)列中解析出來的指令轉(zhuǎn)換為符合GPIB總線協(xié)議的指令寫入標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源，后面板程序框圖如圖2所示。

四、總結(jié)

本文描述的信號(hào)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，利用大功率無線路由器實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離無線信號(hào)橋接，同時(shí)利用LabVIEW平臺(tái)開發(fā)的軟件以及GPIB接口技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了控制不同廠家多種類型信號(hào)源發(fā)射信號(hào)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 基于LabVIEW的GPIB總線虛擬儀器研究[J].張金濤，劉士奎，余有龍.

[2] 陳錫輝. LabVIEW 8.20程序設(shè)計(jì)從入門到精通[M].北京：清華大學(xué)出版社，2007.

[3] 阮奇楨.我和LabVIEW[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2009：9-11.

作者簡(jiǎn)介：

羅冰（1989-），男，助理工程師，工學(xué)碩士，主要研究測(cè)控技術(shù)、通信控制等。