毕 业 设 计1引 言著 名 科 学 家 门 捷 列 夫 说 ： “ 没 有 测 量 ， 就 没 有 科 学 ” 。 测 量 科 学 的 先 驱 凯 尔 文 又 说 ，一 个 事 物 你 如 果 能 够 测 量 它 ， 并 且 能 用 数 字 来 表 达 它 ， 你 对 它 就 有 了 深 刻 的 了 解 ； 但 如果 你 不 知 道 如 何 测 量 它 ， 且 不 能 用 数 字 表 达 它 ， 那 么 你 的 知 识 可 能 就 是 贫 瘠 的 ， 是 不 令人 满 意 的 。 测 量 是 知 识 的 起 点 ， 也 是 你 进 入 科 学 殿 堂 的 开 端 。1 基 于 网 络 的 虚 拟 仪 器 测 试 系 述随 着 计 算 机 技 术 、 通 信 技 术 与 仪 器 技 术 的 不 断 发 展 ， 使 得 虚 拟 仪 器 得 到 了 进 一 步 发展 ， 虚 拟 仪 器 将 计 算 机 资 源 与 仪 器 硬 件 、 数 字 信 号 处 理 技 术 结 合 ， 把 厂 家 定 义 仪 器 功 能的 方 式 转 变 为 由 用 户 自 己 定 义 仪 器 功 能 。 用 户 可 根 据 测 试 的 需 要 ， 自 己 设 计 所 需 要 的 仪器 系 统 ， 利 用 一 种 或 多 种 功 能 的 通 用 模 块 ， 调 用 不 同 功 能 的 软 件 模 块 ， 组 成 不 同 的 仪 器功 能 。 在 虚 拟 仪 器 中 ， 计 算 机 成 为 仪 器 的 一 部 分 ， 使 得 计 算 机 可 以 得 到 充 分 发 挥 。 除 了仪 器 的 输 入 、 输 出 、 数 据 处 理 分 析 、 结 果 显 示 由 计 算 机 完 成 外 ， 还 可 组 成 计 算 机 网 络 。一 个 大 的 复 杂 的 测 试 系 统 往 往 系 统 的 测 量 、 输 入 、 输 出 、 结 果 分 析 分 布 在 不 同 的 地 理 位置 ， 仅 用 一 台 计 算 机 并 不 能 胜 任 测 试 任 务 ， 需 要 由 分 布 在 不 同 地 理 位 置 的 若 干 计 算 机 共同 完 成 整 个 测 试 任 务 。 计 算 机 网 络 技 术 、 总 线 技 术 的 发 展 ， 乃 至 的 发 展 拓展 了 虚 拟 仪 器 测 试 系 统 的 应 用 范 围 。 利 用 网 络 技 术 将 分 散 在 不 同 地 理 位 置 不 同 功 能 的 测试 设 备 联 系 在 一 起 ， 使 昂 贵 的 硬 件 设 备 、 软 件 在 网 络 内 得 以 共 享 ， 减 少 了 设 备 重 复 投 资 。一 台 计 算 机 采 集 的 数 据 可 以 立 即 传 输 到 另 一 台 处 理 分 析 机 上 进 行 处 理 分 析 ， 分 析 后 的 结果 可 被 执 行 机 构 、 设 计 师 查 询 使 用 ， 使 数 据 采 集 、 传 输 、 处 理 分 析 成 为 一 体 ， 容 易 实 现实 时 采 集 、 实 时 监 测 。 重 要 的 数 据 实 行 多 机 备 份 ， 提 高 了 系 统 的 可 靠 性 。 对 于 有 些 危 险的 、 环 境 恶 劣 的 不 适 合 人 员 操 作 的 数 据 采 集 工 作 可 实 行 远 程 采 集 ， 将 采 集 的 数 据 放 在 服务 器 中 供 用 户 使 用 。 拟 仪 器 网 络 测 试 系 统 设 计虚 拟 仪 器 网 络 测 试 系 统 的 设 计 需 从 虚 拟 仪 器 和 网 络 技 术 两 方 面 考 虑 。 拟 仪 器 部 分分 析 测 试 系 统 的 要 求 和 系 统 的 功 能 ， 根 据 系 统 功 能 的 要 求 ， 在 软 件 和 硬 件 之 间 进行 优 化 选 择 ， 从 而 确 定 仪 器 所 必 需 的 硬 件 模 块 ， 以 便 用 最 少 的 模 块 实 现 仪 器 的 最 佳 功能 。 根 据 应 用 情 况 与 实 际 的 条 件 选 择 基 于 计 算 机 的 虚 拟 仪 器 的 仪 器 模 块 （ 、 、 、 ） ， 包 括 示 波 器 、 信 号 调 理 电 路 、 万 用 表 、 信 号 源 等 模 块 。硬 件 确 定 以 后 ， 主 要 确 定 软 件 功 能 模 块 ， 哪 些 仪 器 功 能 由 软 件 实 现 ， 将 软 件 功 能划 分 为 相 对 独 立 的 模 块 。 然 后 选 择 易 于 编 写 的 图 形 化 的 软 件 平 台 。+ 种 面 向 对 象 的 通 用 的 功 能 强 大 的 程 序 设 计 语 言 ， 提 供 集 成 性毕 业 设 计2及 可 视 化 用 户 界 面 ， 采 用 面 向 对 象 的 程 序 设 计 方 法 ， 它 具 有 底 层 操 作 功 能 ， 也 具 有 数据 库 开 发 功 能 ， 编 程 灵 活 ， 因 此 也 是 编 程 人 员 常 选 用 的 编 程 语 言 ， 我 也 用 编 写 了虚 拟 仪 器 平 台 ， 可 以 组 建 虚 拟 信 号 发 生 器 、 虚 拟 示 波 器 、 数 据 采 集 。 络 结 构 设 计根 据 测 试 系 统 各 部 分 所 处 的 地 理 位 置 和 覆 盖 的 范 围 不 同 可 构 建 局 域 网 、 城 域 网 、 广域 网 。 一 个 大 的 复 杂 的 测 试 系 统 由 各 个 子 系 统 组 成 ， 每 个 子 系 统 一 般 在 一 个 单 位 的 小 范围 内 ， 因 此 可 建 立 局 域 网 ， 然 后 将 每 个 局 域 网 互 联 ， 形 成 企 业 测 量 系 统 。 由 于 发 展 ， 一 些 公 用 的 数 据 还 可 以 通 过 将 测 量 数 据 发 布 到 网 上 供 网 上 用 户使 用 ， 可 建 立 测 量 发 布 系 统 。 对 于 有 些 危 险 的 、 环 境 恶 劣 的 不 适 合 人 员 操 作 的 数 据 采 集工 作 可 实 行 远 程 采 集 。由 于 网 络 测 试 中 每 个 测 试 点 担 任 不 同 的 测 试 任 务 ， 为 了 减 少 不 必 要 的 重 复 工 作 ， 通过 网 络 实 现 资 源 共 享 ， 同 时 要 减 轻 服 务 器 与 各 节 点 的 数 据 传 输 ， 提 高 网 络 系 统 性 能 ， 因此 服 务 器 和 各 个 节 点 以 及 各 节 点 之 间 协 同 工 作 显 得 尤 为 重 要 。 基 于 的 分 布 式 计 算 、 分 布 式 处 理 系 统 是 解 决 这 个 问 题 的 最 好 选 择 。 基 于 C/ ， 将 系 统 功能 分 解 到 各 个 节 点 ， 各 个 节 点 有 机 配 合 ， 用 户 在 自 己 的 终 端 上 就 可 以 观 察 到 从 服 务 器 中获 取 的 数 据 和 处 理 结 果 。 在 C/ 分 客 户 机 （ 程 序 和 服 务 器 （ 程 序 。客 户 机 程 序 和 服 务 器 程 序 可 以 运 行 在 一 台 计 算 机 中 ， 也 可 运 行 在 两 台 或 多 台 计 算 机 中 ， 与 相 互 协 同 处 理 ， 一 个 测 试 系 统 由 一 个 或 承 担 不 同 任 务 的 多 个客 户 机 与 一 个 或 多 个 服 务 器 组 成 。 客 户 机 是 用 户 与 系 统 的 交 互 接 口 ， 提 供 一 个 用 户 界 面 ，完 成 用 户 命 令 与 数 据 的 输 入 ， 显 示 服 务 器 送 回 的 结 果 。 服 务 器 接 受 客 户 机 提 出 的 申 请 ，完 成 所 要 求 的 操 作 并 将 结 果 传 送 给 用 户 。 在 一 个 测 试 系 统 中 ， 根 据 任 务 不 同 ， 每 个 服 务器 和 客 户 机 承 担 的 任 务 也 不 同 ， 例 如 可 划 分 为 采 集 、 数 据 处 理 分 析 、 输 出 、 监 控 。 一 台计 算 机 采 集 外 部 数 据 ， 将 采 集 的 数 据 存 储 并 传 输 给 另 一 台 计 算 机 ， 它 就 是 服 务 器 ， 另 外它 又 需 要 得 到 远 地 计 算 机 的 数 据 ， 这 时 它 又 成 为 客 户 机 。 C/S 模 式 是 一 种 开 放 式 系 统 的协 同 处 理 工 作 模 式 。设 计 C/ 时 应 首 先 分 析 系 统 所 要 达 到 的 指 标 和 功 能 要 求 ， 在 此 基 础 上 ， 把 系 统划 分 为 各 个 相 对 独 立 的 模 块 ， 分 配 到 各 个 计 算 机 上 ， 每 个 计 算 机 执 行 不 同 的 功 能 ， 能 在客 户 机 上 完 成 的 独 立 任 务 就 不 要 放 在 服 务 器 上 ， 以 减 低 服 务 器 的 工 作 量 。 第 二 ， 要 保 证数 据 在 服 务 器 和 客 户 机 、 客 户 机 间 可 靠 的 传 输 。 设 计 时 需 考 虑 网 络 的 带 宽 要 满 足 传 输 要求 ， 并 减 少 网 络 数 据 传 输 量 。 许 通 过 仪 器 的 控 制 操 作 。 使 用 标 准 的 ， 计 算 机 可以 不 要 特 殊 的 仪 器 接 口 就 可 以 实 现 对 仪 器 的 控 制 。 使 用 计 算 机 的 C/S 模 式 ， 这种 模 式 使 得 应 用 程 序 （ 客 户 ） 可 以 不 用 执 行 所 有 的 工 作 ， 相 反 ， 客 户 机 可 以 向 另 一 台 仪器 （ 服 务 器 ） 发 出 某 种 请 求 。 与 可 控 仪 器 或 器 件 相 连 的 器 ， 一 旦 完 成 仪 器 或 器件 的 请 求 ， 器 会 反 馈 信 息 给 客 户 机 。 反 馈 的 信 息 包 括 数 据 和 状 态 等 表 明 操 作 是毕 业 设 计3否 成 功 的 信 息 。 例 如 网 关 在 （ 客 户 机 支 持 ） 和 器 件 支 持 的 仪 器 接 口 之 间 扮 演 一个 服 务 器 的 角 色 。 基 本 结 构 如 图 :图 1 1 件 结 构 :该 结 构 中 ， 包 含 了 户 软 件 和 （ P） （ 用 于 访 问 服 务 器 。 网 关 包 含 了 务 器 软 件 ， P） 软 件 以 及 用 于 和 客 户 机 通 讯和 控 制 仪 器 的 仪 器 驱 动 软 件 。图 1 2毕 业 设 件 设 计与 硬 件 结 构 相 对 应 ， 软 件 结 构 可 分 为 网 络 测 控 系 统 控 制 主 模 块 ， 是 系 统 控 制 的 中 枢 ，连 接 和 控 制 各 子 模 块 ； 虚 拟 信 号 源 、 虚 拟 万 用 表 和 虚 拟 示 波 器 等 模 块 ， 是 控 制 相 应 台 式仪 器 ， 使 其 完 全 能 处 于 远 程 虚 拟 控 制 状 态 ， 给 测 控 对 象 提 供 激 励 信 号 ， 并 监 视 受 控 对 象输 出 特 性 变 化 ； 虚 拟 器 和