第4章--网络化虚拟仪器PPT优秀课件
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网络化虚拟仪器是指将计算机、外围设备、 被测试结点以及数据等软件资源纳入网络进行 资源共享，共同完成测试任务，实现了对现场 基于Internet的异地或远程测试、控制、数据获 取、故障诊断和现场监视功能。 网络化虚拟仪器把PC仪器系统的三大功能分 别使用独立的基本硬件模块实现，并以网线相 连接。通过这种有机的组合，测控网络的功能 远远大于系统中各单独个体的功能总和。
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4.1.2 网络化虚拟仪器的硬件结构
利用传统的网络接口卡（Network Interface Card,NIC）是最简便的虚拟仪器网络化方法，通过 指定IP地址和端口，任何一台带有NIC的计算机都能 方便地与网络上的其他计算机进行信息交换。在测 控领域，除了传统的NIC外，还有GPIB-NET、 RS232-NET等转换卡，能将本身不具备联网能力的 设备仪器连接到网络上，可以得到如图所示的网络 化虚拟仪器结构。
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单击Continue按钮之后进入如图所示的LabVIEW对 话框，在这个对话框中可以直接访问某些LabVIEW 资源和工具，而不需要打开程序窗口。
8
在New对话框中单击New…按钮，将弹出如图所示 的New对话框。
9
单击图中LabVIEW对话框的Open…按钮，将弹出 标准的Windows打开文件对话框，在这里可以打开 各种LabVIEW文件。
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4.2.2 图形化编程语言LabVIEW简介
LabVIEW（Laboratory Virtual instrument Engineering， 实验室虚拟仪器工作平台）是美国NI（National Instrument）公司推出的一种基于G语言（Graphics Language，图形化编程语言）的虚拟仪器软件开发工 具，是目前国际上应用最广泛的虚拟仪器开发环境之 一Baidu Nhomakorabea主要应用于仪器控制、数据采集、数据分析、数 据显示等领域，并适用于Windows、Macintosh、 UNIX等多种操作系统平台。
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LabVIEW的节点类型分为4类，如表所示。
节点类型
节点功能
功能函数 LabVIEW内置节点，提供基本的数据与对象 （Functions） 操作。
结构
用于控制程序执行方式的节点，包括顺序
（Structuree） 结构、选择结构、循环结构及公式节点等。
代码接口节点 （CIN）
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（1）前面板（Front Panel）
前面板是图形用户界面，也就是VI的虚拟仪器面板。该界面 上有交互式的输入和输出，显示两类对象，分别称为控制器 （Control）和指示器（indicator）。Control包括开关、旋钮、 按钮和其他输入设备；indicator包括图形（Graph和Chart）、 LED和其他显示输出对象。图所示是一个随机信号发生和显 示的简单VI的前面板，前面板由一个显示对象——波形图和 一个控制对象——“停止”按钮组成。
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4.1.3 网络化虚拟仪器的软件结构
图为网络化虚拟仪器的软件结构。主要由系统管理 软件、应用程序、仪器驱动软件和接口软件等4部分 组成。其重点是网络连接部分，即实现“网络就是 仪器” 。
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4.2 网络化虚拟仪器的开发平台 4.2.1 软件开发技术概述
网络化虚拟仪器的开发可以采用多种软件技术，比 如：网络仪器的开发软件可以采用通用的编程语言， 也可以采用专门的虚拟仪器软件开发工具。这些开发 软件按照编程方式可以分为两种：文本式编程语言如 Visual C＋＋、Visual basic、LabWindows/CVI等；图 形化编程语言如LabVIEW、HPVEE等。最流行的是 LabVIEW和LabWindows/CVI，它们都是美国NI公司 推出的专门面向计算机测控领域虚拟仪器的软件开发 平台，而且都有强大的网络开发功能。
Web的远程发布、Remote Device Access等多种网络通
信技术，这为基于LabVIEW的网络化虚拟仪器开发
提供了十分便利的条件和基础。
6
1. LabVIEW启动
从开始菜单中运行“National Instrument LabVIEW 7.1”，在计算机屏幕上将出现如图所示的欢迎窗口。
LabVIEW广泛地被工业界、学术界和研究实验室所
接受，它集成了符合GPIB、VXI、RS-232和RS-485
协议的硬件和数据采集卡通信的全部功能，内置了便
于应用TCP/IP、ActiveX等软件标准的库函数，特别
适用于虚拟仪器的设计和开发。另外，LabVIEW还
提供了TCP、UDP通信技术、DataSocket技术、基于
第4章 网络化虚拟仪器
• 4.1 网络化虚拟仪器基础 • 4.2 网络化虚拟仪器的开发平台 • 4.3 TCP和UDP通信 • 4.4 DataSocket技术 • 4.5 基于Web的远程发布 • 4.6 远程仪器访问技术 • 4.7 两种组建网络化虚拟仪器系统的模式和应用
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4.1 网络化虚拟仪器基础 4.1.1 网络化虚拟仪器的概念
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（2）框图程序（Block Diagram）
框图程序提供VI的图形化源程序。在框图程序中对 VI编程，以控制和操纵定义在前面板上的输入和输 出功能。随机信号发生器的框图程序如图所示。
框图程序由节点和数据 连线组成。 节点是VI程序中类似 于文本编程语言程序中 的语句、函数或者子程 序的基本组成元素。节 点之间由数据连线按照 一定的逻辑关系进行连 接，以定义框图程序内 的数据流程。
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2.LabVIEW程序的基本构成与术语
采用LabVIEW编程的应用程序，通常被称为虚拟仪 器程序（Virtual Instruments），简称虚拟仪器 （VIs）。它主要由前面板（Front Panel）、框图程 序（Block Diagram）以及图标和连结器窗格（Icon and Connector）三部分组成。其中前面板的外观及 操作功能与真实的（传统的）仪器（如示波器、万 用表）的面板类似，而框图程序则是使用功能函数 对通过用户界面输入的数据或其他源数据进行处理， 并将信息在显示对象上显示或将信息保存到文件或 其他计算机。
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4.1.2 网络化虚拟仪器的硬件结构
利用传统的网络接口卡（Network Interface Card,NIC）是最简便的虚拟仪器网络化方法，通过 指定IP地址和端口，任何一台带有NIC的计算机都能 方便地与网络上的其他计算机进行信息交换。在测 控领域，除了传统的NIC外，还有GPIB-NET、 RS232-NET等转换卡，能将本身不具备联网能力的 设备仪器连接到网络上，可以得到如图所示的网络 化虚拟仪器结构。
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单击Continue按钮之后进入如图所示的LabVIEW对 话框，在这个对话框中可以直接访问某些LabVIEW 资源和工具，而不需要打开程序窗口。
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在New对话框中单击New…按钮，将弹出如图所示 的New对话框。
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单击图中LabVIEW对话框的Open…按钮，将弹出 标准的Windows打开文件对话框，在这里可以打开 各种LabVIEW文件。
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4.2.2 图形化编程语言LabVIEW简介
LabVIEW（Laboratory Virtual instrument Engineering， 实验室虚拟仪器工作平台）是美国NI（National Instrument）公司推出的一种基于G语言（Graphics Language，图形化编程语言）的虚拟仪器软件开发工 具，是目前国际上应用最广泛的虚拟仪器开发环境之 一Baidu Nhomakorabea主要应用于仪器控制、数据采集、数据分析、数 据显示等领域，并适用于Windows、Macintosh、 UNIX等多种操作系统平台。
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LabVIEW的节点类型分为4类，如表所示。
节点类型
节点功能
功能函数 LabVIEW内置节点，提供基本的数据与对象 （Functions） 操作。
结构
用于控制程序执行方式的节点，包括顺序
（Structuree） 结构、选择结构、循环结构及公式节点等。
代码接口节点 （CIN）
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（1）前面板（Front Panel）
前面板是图形用户界面，也就是VI的虚拟仪器面板。该界面 上有交互式的输入和输出，显示两类对象，分别称为控制器 （Control）和指示器（indicator）。Control包括开关、旋钮、 按钮和其他输入设备；indicator包括图形（Graph和Chart）、 LED和其他显示输出对象。图所示是一个随机信号发生和显 示的简单VI的前面板，前面板由一个显示对象——波形图和 一个控制对象——“停止”按钮组成。
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4.1.3 网络化虚拟仪器的软件结构
图为网络化虚拟仪器的软件结构。主要由系统管理 软件、应用程序、仪器驱动软件和接口软件等4部分 组成。其重点是网络连接部分，即实现“网络就是 仪器” 。
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4.2 网络化虚拟仪器的开发平台 4.2.1 软件开发技术概述
网络化虚拟仪器的开发可以采用多种软件技术，比 如：网络仪器的开发软件可以采用通用的编程语言， 也可以采用专门的虚拟仪器软件开发工具。这些开发 软件按照编程方式可以分为两种：文本式编程语言如 Visual C＋＋、Visual basic、LabWindows/CVI等；图 形化编程语言如LabVIEW、HPVEE等。最流行的是 LabVIEW和LabWindows/CVI，它们都是美国NI公司 推出的专门面向计算机测控领域虚拟仪器的软件开发 平台，而且都有强大的网络开发功能。
Web的远程发布、Remote Device Access等多种网络通
信技术，这为基于LabVIEW的网络化虚拟仪器开发
提供了十分便利的条件和基础。
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1. LabVIEW启动
从开始菜单中运行“National Instrument LabVIEW 7.1”，在计算机屏幕上将出现如图所示的欢迎窗口。
LabVIEW广泛地被工业界、学术界和研究实验室所
接受，它集成了符合GPIB、VXI、RS-232和RS-485
协议的硬件和数据采集卡通信的全部功能，内置了便
于应用TCP/IP、ActiveX等软件标准的库函数，特别
适用于虚拟仪器的设计和开发。另外，LabVIEW还
提供了TCP、UDP通信技术、DataSocket技术、基于
第4章 网络化虚拟仪器
• 4.1 网络化虚拟仪器基础 • 4.2 网络化虚拟仪器的开发平台 • 4.3 TCP和UDP通信 • 4.4 DataSocket技术 • 4.5 基于Web的远程发布 • 4.6 远程仪器访问技术 • 4.7 两种组建网络化虚拟仪器系统的模式和应用
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4.1 网络化虚拟仪器基础 4.1.1 网络化虚拟仪器的概念
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（2）框图程序（Block Diagram）
框图程序提供VI的图形化源程序。在框图程序中对 VI编程，以控制和操纵定义在前面板上的输入和输 出功能。随机信号发生器的框图程序如图所示。
框图程序由节点和数据 连线组成。 节点是VI程序中类似 于文本编程语言程序中 的语句、函数或者子程 序的基本组成元素。节 点之间由数据连线按照 一定的逻辑关系进行连 接，以定义框图程序内 的数据流程。
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2.LabVIEW程序的基本构成与术语
采用LabVIEW编程的应用程序，通常被称为虚拟仪 器程序（Virtual Instruments），简称虚拟仪器 （VIs）。它主要由前面板（Front Panel）、框图程 序（Block Diagram）以及图标和连结器窗格（Icon and Connector）三部分组成。其中前面板的外观及 操作功能与真实的（传统的）仪器（如示波器、万 用表）的面板类似，而框图程序则是使用功能函数 对通过用户界面输入的数据或其他源数据进行处理， 并将信息在显示对象上显示或将信息保存到文件或 其他计算机。