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一.概述
隨著計算機網(wǎng)絡技術的發(fā)展和人們對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的規(guī)模、數(shù)據(jù)處理速度和資源共享要求的不斷提高,測控系統(tǒng)的設計也由單設備模式向多設備分布測量模式發(fā)展,成為具有互操作性、網(wǎng)絡化、開放性、分散性、智能化的測控系統(tǒng)。測控儀器儀表網(wǎng)絡化已成為測控領域的發(fā)展方向,儀器儀表標準不斷向計算機標準、網(wǎng)絡規(guī)范靠攏。網(wǎng)絡化測控技術主要從以下三方面有力的推動了測控儀器儀表的發(fā)展:降低了測試系統(tǒng)的成本;易于遠距離測控和資源共享;易于遠距離診斷與測試設備的維護和使用。今天,在生產(chǎn)制造、工程現(xiàn)場、科研試驗等眾多領域,網(wǎng)絡化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)已經(jīng)得到了應用,客戶尋求組建大型、復雜、網(wǎng)絡化測試系統(tǒng)解決方案的需求日益增多。 TDEC結合自身產(chǎn)品特點,經(jīng)過持續(xù)的探索與實踐,可提供完善的基于TDEC數(shù)采設備的網(wǎng)絡化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)解決方案,并在工程項目中得到了成功的運用。
二.傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
☆ 組成 由插卡式、模塊化或USB總線數(shù)采設備與相應的硬件平臺相結合,配上前端的傳感設備,在虛擬儀器軟件的控制下,完成本地化數(shù)據(jù)采集的功能。
☆ 拓結構圖 ☆ 特點
* 功能明確、單一,直接在本地完成數(shù)據(jù)采集和相應的后期處理,可以滿足規(guī)模不大的試驗需求。 * 對測試現(xiàn)場性的要求較高,從前端傳感設備到數(shù)采系統(tǒng)硬件平臺,再到控制虛擬儀器軟件的操作人員之間都存在本地化的距離制約。 * 采集系統(tǒng)缺少網(wǎng)絡功能,可擴展性較差,不易或無法滿足用戶需求的變化以及大量數(shù)據(jù)(如數(shù)百路通道)的并行采集。 * 組建測量信號多、分布范圍廣的大型系統(tǒng),采用傳統(tǒng)技術,只能通過投入大量的成本、增加系統(tǒng)設備和測試人員來解決;在日常的使用維護過程中,也將消耗較多的資源。

三.網(wǎng)絡化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
☆ 簡介 一個大型、復雜的測試系統(tǒng)中,調(diào)理、輸入、輸出、結果分析等系統(tǒng)設備往往分布在不同的地點,僅用一臺設備并不能完成整個測試任務,而需要由分布在不同地理位置的多個設備共同完成。隨著計算機網(wǎng)絡技術、總線技術與數(shù)據(jù)庫技術的發(fā)展,針對一個大型、復雜的測試系統(tǒng)的需求,一種嶄新的解決方案已經(jīng)成熟,這就是網(wǎng)絡化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
☆ 組成 基于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)技術,利用計算機網(wǎng)絡技術、總線技術將分散在不同地理位置、不同功能的測試設備集成在一起,加上服務器、客戶端以及數(shù)據(jù)庫,組成測控局域網(wǎng)系統(tǒng),通過網(wǎng)絡化的虛擬儀器軟件,共同實現(xiàn)復雜、相互組合的多種測控功能。
☆ 特點 * 與局域網(wǎng)絡有著相同的體系結構和通信模型。 * 分布式測量,集中式管理,系統(tǒng)功能多樣化,操作界面人性化;控制網(wǎng)絡測試設備同操作本地設備一樣方便。 * 虛擬儀器、示波器、邏輯分析儀、PC機、工控機各種智能測控儀表都可以成為測控網(wǎng)絡中的節(jié)點。 * 相對于同等規(guī)模傳統(tǒng)的測試系統(tǒng),具有較低的組建及使用、維護成本。 * 易于遠距離測控和資源共享。 * 易于測試設備的遠距離診斷與維護。 * 系統(tǒng)集成信號采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)傳輸和控制等各個流程。
由插卡式、模塊化或USB總線數(shù)采設備與相應的硬件平臺相結合,配上前端的傳感設備,在虛擬儀器軟件的控制下,完成本地化數(shù)據(jù)采集的功能。 四 TDEC網(wǎng)絡化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
☆ 硬件系統(tǒng)平臺
* 組成 由TDEC自主生產(chǎn)的各類數(shù)據(jù)采集設備相互組合,利用計算機網(wǎng)絡技術、總線技術,加上服務器、客戶端以及數(shù)據(jù)庫平臺,組成測控局域網(wǎng)系統(tǒng),在網(wǎng)絡化虛擬儀器軟件的控制下,共同實現(xiàn)復雜、相互組合的多種測控功能。 * 結構圖

* 測試節(jié)點 其中,每一個測試的節(jié)點針對不同的客戶需求可以選用TDEC的不同系列的數(shù)采設備。在每一個測試節(jié)點上都為系統(tǒng)提供了完整的對設備的控制方法。 * 服務器 服務器實現(xiàn)了對所有測試節(jié)點上的測試設備的管理。同時,服務器也承擔著對客戶端權限和數(shù)據(jù)庫服務的管理。 * 客戶機 客戶機是用戶對整個系統(tǒng)進行操作、控制的窗口,在服務器的管理下,利用網(wǎng)絡化虛擬儀器軟件可以對相應的測試節(jié)點進行控制;根據(jù)系統(tǒng)需求對測試數(shù)據(jù)進行后期分析處理;對數(shù)據(jù)庫的信息進行查詢與管理。 * 數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)庫經(jīng)過服務器的配置管理后即可為客戶端提供各項數(shù)據(jù)存儲的服務。也可以根據(jù)系統(tǒng)的需求將相應的數(shù)據(jù)發(fā)布到LAN乃至WAN上,供用戶查詢。 ☆ 軟件技術實現(xiàn)
* 組成 采用C/S模式構架,是開放式系統(tǒng)的協(xié)同處理工作模式。核心技術是COM組件技術。 * 結構圖
 * 底層程序 在各測試節(jié)點運行相應測試設備的控制程序,可實現(xiàn)對TDEC采集設備的所有程控操作。數(shù)據(jù)庫控制程序采用ADO(ActiveX Data Object)技術。ADO是一種面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫開發(fā)技術,它采用高層訪問技術訪問OLE DB中封裝的COM接口來訪問數(shù)據(jù)庫。 * 服務器程序 服務器程序負責系統(tǒng)中眾多設備的管理以及客戶對設備操作請求的派遣工作。 * 戶機應用程序 客戶機應用程序采用人性化的圖形界面,一個操作人員在一臺客戶機上即可對網(wǎng)絡中所有測試節(jié)點進行控制和操作,獲取測試數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)后處理。不同的應用采用不同的客戶機應用程序。 * COM組件 上述三層模塊相互獨立,通過COM組件技術可將其聯(lián)系起來。可先將底層程序所提供的接口封裝為COM組件;在測試節(jié)點、服務器和客戶機上都配置上這些組件。基于DCOM分布式的特性,可以繞開計算機網(wǎng)絡的所有協(xié)議,直接實現(xiàn)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的傳輸。
☆ 系統(tǒng)特點 * 統(tǒng)規(guī)模自適應性 實現(xiàn)分布式測量、集中控制和管理的測試目的同時,可根據(jù)應用需要,靈活構建和定制設備的數(shù)量和規(guī)模,系統(tǒng)軟件自動適應。 * 系統(tǒng)功能強 系統(tǒng)中可以選用多種TDEC的設備,同時可將不同設備的功能加以組合以實現(xiàn)系統(tǒng)的功能多樣化需求。 * 系統(tǒng)穩(wěn)定度高 采用了模塊化的分層設計,引入較為先進的COM組件技術,輕松實現(xiàn)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸。 * 成本低廉 使昂貴的硬件設備、軟件在網(wǎng)絡內(nèi)得以共享,減少了設備重復投資。同時還節(jié)約人力資源。在日常的使用維護過程中,僅需少量的操作人員即可。 * 擴展性好 系統(tǒng)各模塊相互獨立,便于擴展。只需添加相應的控制程序即可增加硬件設備。
五.應用領域
* 工業(yè)制造、自動化領域的在線監(jiān)測 * 風洞試驗中各種復雜的動態(tài)和靜態(tài)參數(shù)測量 * 多設備測量和控制的大型試驗場合:核爆轟、航天發(fā)射等 * 電力生產(chǎn)和運行過程的綜合測試系統(tǒng) * 多客戶端進行實時監(jiān)測、查詢測試數(shù)據(jù)的應用 * 教學應用
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