网络化虚拟仪器技术的现状与研究方向.pdfVIP

第30卷 第4期 湘潭师范学院学报(自然科学版) VoI．3ONO．4 2008年 12月 JournalofXiangtanNormalUniversity(NaturalScienceEdition) Dec．20o8 网络化虚拟仪器技术的现状与研究方 向 邓居祁，殷科生，刘文彦 (长沙大学 电子与通信工程系，湖南 长沙410003) 摘 要：介绍了网络化虚拟仪器技术的概念及应用前景，阐述 了构成网络化虚拟仪器的客户／)11~务器、浏览器 ／服务器、 客户／服务器／浏览器3种结构模式。重点讨论了网络化虚拟仪器的实现方式，并探讨了网络化虚拟仪器的研究方 向，最后 指出网络技术应用到虚拟仪器领域是虚拟仪器发展的必然趋势。 关键词：虚拟仪器；网络化；远程测试 中图分类号：TP216 文献标识码：A 文章编号：1671—0231(2008}04—0047—03 随着现代电子技术、计算机技术、网络技术的发展，测试仪器也在迅猛地发展，其大体上经历了模拟仪器、数字化仪器、 智能仪器、虚拟仪器4个阶段，同时也由单台仪器逐步发展到叠加式仪器系统、虚拟仪器系统等。虚拟仪器 (、，im IrL~tru． meri,t,，简称vI)是计算机技术与仪器技术相结合的产物，代表了现代测试技术和仪器技术的发展方向。它是利用计算机显 示器的显示功能来模拟传统仪器的控制面板，以多种形式表达输出测试结果 ，利用 I／O接口设备完成信号的采集 、测量与 调理，利用计算机强大的软件功能来实现信号的运算、分析和处理，从而完成各种测试功能的一种计算机仪器系统 【。用 户只需改变软件程序或改变软件模块的组合，就可以不断扩展和增强它的测试和分析功能，真正体现了 “软件就是仪器” (IheSoftwareisInstrument)的概念。用户可以根据 自己的需要，设计自己的仪器系统，满足多种多样的应用要求。利用计算 机丰富的软、硬件资源 ，可以大大突破传统仪器在数据的处理、表达、传递 、储存等方面的限制，达到传统仪器无法比拟的 效果 。 随着网络技术的引入，虚拟仪器技术渐渐向网络化方向发展，并且很多测试任务也提出了远程测试的要求。网络技术 与虚拟仪器技术的结合产生了一种新型仪器一网络化虚拟仪器 (NetworkVi~ualhlstrmnent，简称 NⅥ)。目前有关 MCN(Mea． surementandControlNetworks)方面的标准正在积极制定中，并取得了一定进展。可以预见 “网络就是仪器”(111eNetworksisthe Instrument)将成为全新的概念，网络化虚拟仪器将是仪器发展史上又一次革命，它已成为当前虚拟仪器技术的一个研究 热点[2_。 1 网络化虚拟仪器技术的概念 测试仪器主要是由信号的采集与控制、信号分析与处理、结果的表达与输出这三大功能构成。对于传统仪器，这三大 功能都是以硬件(固化的软件)的形式存在，这种框架式的结构决定了传统仪器只能由厂家来定义、制造，而用户无法随意 改变其结构和功能。虚拟仪器将测试仪器的这三大功能中的信号分析与处理、结果的表达与输出放到计算机上来实现 ，用 计算的软件系统来完成 J。因此 ，只要另外提供一定的数据采集硬件来完成信号的采集、测量与调理，就可构成基于计算 机的测试仪器 ，即虚拟仪器。在虚拟仪器中硬件仅仅是为了解决信号的输入和输出，软件才是整个仪器系统的关键。虚拟 仪器打破了传统仪器由厂家定义、用户无法改变的模式 ，降低了系统的开发和维护费用，加快了技术更新速度 ，缩短了系统 组建时间。 网络化虚拟仪器突破了一般虚拟仪器将测试仪器的这三大功能都集中在单一的计算机上的限制，将虚拟仪器、外部设 备、被测试点等资源纳入网络，利用网络将位于不同地理位置的测试仪器这三大功能灵活地连接起来，实现资源共享，共同 完成测试任务。网络化虚拟仪器将原来的集中模式转变为分布模式，将单纯的本地模式转变为远程模式或者远程和本地 相结合的模式，成为具有开放性、可互操作性、分散性、网络化、智能化的测试系统 】。利用 网络化虚拟仪器不仅可以在任 何地点、任意时刻获得测试数据信息，而且还可以进行异地或远程控制、数据采集、故障监测、报警等，这为测试系统提供了 很大的方便。网络化虚拟仪器将虚拟仪器的应用范围扩展到整个 Intemet／Intranet上，使信号采集、传输和分析处