电气测试技术陈荣保第08章节网络化电测系统.pptVIP

尚辅网 / 第八章 网络化电测系统 8.1 概述 8.2 接口总线技术 8.3 网络通信技术 8.4 远程技术 习题 8.1概述 8.1.1 网络化仪器和测量技术的发展历程 1.提出概念、初见端倪（2000年~2002年） 2000年，“网络化仪器”和“网络化测量”的概念被提出。 2.蓬勃发展、快速进步（2003年~2007年） 多种总线协议的成功应用，带动了网络化传感器技术的飞速发展。 3.基本成熟、广泛应用（2008年至今） 网络化仪器和测量技术不仅在国防和军事领域，还在电力系统、工业测控、交通运输、计量校准、航空航天等领域引起了巨大变化。 8.1.2 网络化仪器和和测量技术的进步特征 1.网络化仪器标准向计算机标准、网络规范靠拢 计算机、网络和通信技术的进步，极大地促进了网络化仪器的发展，反过来，网络化仪器提出的新需求、网络化测量面临的新问题，又不断促进着计算机、网络和通信技术的进步。这种相得益彰、互相促进的关系，使得计算机、网络和通信的标准规范渐渐融入到网络化仪器之中 2.以软件为核心、用户自定义的仪器系统成为主流 现代仪器和测量技术明显遵循着如下的发展趋势：在硬件满足应用需求的条件下，用户根据需要由软件定义仪器的主要功能；为改进和扩展仪器功能，只需更新相关软件，不必更换硬件。对比更改仪器功能必须更换硬件的传统模式，这种仪器构建架构具有显著的灵活性和适应性。 4.网络化测量与嵌入式、虚拟仪器等技术的结合日益紧密 随着集成技术迅速发展，32位嵌入式CPU在性能上已完全可与通用CPU相媲美，加之嵌入式实时操作系统在解决多任务调度问题方面性能优良，使得嵌入式技术在网络化测量领域的应用日益广泛。虚拟仪器（Visual Instrument）利用强大、丰富的功能软件实现数据的运算和分析，用户只需修改软件即可扩展或增强其功能。随着网络技术的引入，虚拟仪器向网络化方向发展，产生了网络化虚拟仪器。 随着网络信道容量不断扩大，组网费用不断降低，网络化测量系统的建设和维护费用已可承受，早期对测控和信息网互联并最终实现大规模网络互联的预测已成为现实。 3.大规模网络互联解决了在线监测系统的信息孤岛问题 8.1.3 网络化仪器和测量技术的发展趋势 1.“硬件的软件化” 可编程ASIC的推广应用，将使测量系统由”Bottom-Up” 的设计方法变为”Top-Down”。首先对整个系统进行方案设计和功能划分，再利用可编程ASIC加以实现——“硬件的软件化”。 2. 连通性和互操作性 现代测量系统对实时性的要求不断提高，无缝隙的连通性已成为测量系统正常工作的基础保证。只有在优良的连通性保障下，才能实现在网络上任何节点进行远程数据访问，以及信息的实时发布和共享等。 3.异质计算架构 异质计算（Heterogeneous computing）架构是实现数据处理和分析任务分配的有效方案。 异质计算架构在不同计算节点间分配数据处理任务，从而让每个节点发挥最大功效。例如，采用异质计算架构的电磁频率测试系统，可能会用一个CPU控制程序的执行，利用FPGA进行在线解调，同时采用图形处理器进行模式匹配，最后将全部处理结果存储至远程服务器。设计人员只需确定如何充分利用各计算节点，以获得数据传输和处理资源配置的最优方式。 8.2接口总线技术 1.S-100标准总线 微处理机系统内部的标准总线，由100条电源线和信号线组成，其中75个引脚的名称和功能有明确定义，9个有名称而没有详细规定，16个未定义，用户可以自定义。 被规定为IEEE 696标准。 2.CAMAC接口总线 插件仪器总线——CAMAC接口总线，专门为核子测量仪器而设计的，当时只对机箱、插件和连接器的尺寸，以及插件底板的互连引脚和引线的作用作出规定。因此，CAMAC是一般的仪器互连总线，20世纪70年代后逐渐被其他总线所取代。 4.IEEE-488接口总线 IEEE规定的一种仪器标准接口，信道总长度不超过20m，最高传输速率不超过1M B/s，连接仪器不超过15台。 定为IEC 625标准。因其使用和传输广泛，故又叫GPIB接口（GENERAL PURPOSE INTERFACE BUS）。 3.EIA RS-232C串行接口总线 RS-232C是连接CRT终端和调制解调器时的一种串行接口总线，其信道长度小于15m。与现在常用的IEEE 488接口比较，其串行信息传输慢，但距离较远，而且传输信号线少，结构简单。