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题目:实验资源网络化管理平台的研究与实现

关键词:远程监控;虚拟仪器;多总线;DataSocket;网络延时

  摘要

针对当前实验室设备繁多、缺乏统一有效的管理等现状,开发了实验资源管理平台,将所有的实验资源集成到同一个系统中,有效地实现设备之间的数据交互。在本地管理平台的基础上,构建了基于Internet的网络化平台,完成远程客户端对本地客户端的实时监控。同时借助于该平台,可以共享昂贵的实验设备,在实验资源有限的条件下为实验的开展提供了良好的条件。论文主要完成的工作如下:1) 在了解当前远程实验室国内外研究现状的基础上,结合测控实验室的硬件条件,设计了实验资源网络化管理平台。远程客户端通过Internet与本地客户端计算进行数据交互,本地客户端计算机通过总线网络来操作各种实验设备。整个平台集成了多种总线,包括RS-232总线、RS-485总线、GPIB总线和USB总线。在本地平台的基础上,通过多总线分布式控制的结构,可以开展综合测控实验。2) 分析实验设备之间的耦合关系,对其进行分类管理。基于管理平台对不同总线性能的要求,利用虚拟仪器设计语言LabWindows/CVI开发了各设备上位机软件,实现计算机对设备的实时监控。对各个独立的设备软件进行集成化开发,进一步集成各软件的数据接口,开发了本地管理平台软件,实现了各设备之间的数据交互,提供了友好的人机交互界面,同时作为统一的实验资源管理界面,省去了用户繁琐的操作。3) 研究了各种网络结构的特点以及各种远程技术的实现方式,采用基于TCP/IP协议高度封装的DataSocket技术来实现管理平台的远程监控功能。平台采用C/S结构来提高远程监控的实时性,利用时间驱动与事件驱动混合编程方式来保证远程数据传输的可靠性。文中建立了网络控制系统模型,分析了网络延时产生的原因及对系统性能的影响。在校园网内的实际网络环境进行了网络延时测试实验。实验结果表明,平台的网络性能响应较快,运行稳定,能够有效地对实验现场进行监控。