網(wǎng)絡(luò)化采集系統(tǒng)詳解

一.概述

　　隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)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(shè)計也由單設(shè)備模式向多設(shè)備分布測量模式發(fā)展，成為具有互操作性、網(wǎng)絡(luò)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(luò)化已成為測控領(lǐng)域的發(fā)展方向，儀器儀表標(biāo)準(zhǔn)不斷向計算機標(biāo)準(zhǔn)、網(wǎng)絡(luò)規(guī)范靠攏。網(wǎng)絡(luò)化測控技術(shù)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(yuǎn)距離測控和資源共享；易于遠(yuǎn)距離診斷與測試設(shè)備的維護(hù)和使用。今天，在生產(chǎn)制造、工程現(xiàn)場、科研試驗等眾多領(lǐng)域，網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)已經(jīng)得到了應(yīng)用，客戶尋求組建大型、復(fù)雜、網(wǎng)絡(luò)化測試系統(tǒng)解決方案的需求日益增多。
TDEC結(jié)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(shè)備的網(wǎng)絡(luò)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(shè)備與相應(yīng)的硬件平臺相結(jié)合，配上前端的傳感設(shè)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(jié)構(gòu)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(yīng)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(shè)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(luò)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(shù)，只能通過投入大量的成本、增加系統(tǒng)設(shè)備和測試人員來解決；在日常的使用維護(hù)過程中，也將消耗較多的資源。

三.網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

☆ 簡介
一個大型、復(fù)雜的測試系統(tǒng)中，調(diào)理、輸入、輸出、結(jié)果分析等系統(tǒng)設(shè)備往往分布在不同的地點，僅用一臺設(shè)備并不能完成整個測試任務(wù)，而需要由分布在不同地理位置的多個設(shè)備共同完成。隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、總線技術(shù)與數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展，針對一個大型、復(fù)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(luò)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(shù)，利用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、總線技術(shù)將分散在不同地理位置、不同功能的測試設(shè)備集成在一起，加上服務(wù)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(luò)化的虛擬儀器軟件，共同實現(xiàn)復(fù)雜、相互組合的多種測控功能。

☆ 特點
* 與局域網(wǎng)絡(luò)有著相同的體系結(jié)構(gòu)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(luò)測試設(shè)備同操作本地設(shè)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(luò)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(hù)成本。
* 易于遠(yuǎn)距離測控和資源共享。
* 易于測試設(shè)備的遠(yuǎn)距離診斷與維護(hù)。
* 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(shè)備與相應(yīng)的硬件平臺相結(jié)合，配上前端的傳感設(shè)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(luò)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(shè)備相互組合，利用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、總線技術(shù)，加上服務(wù)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(luò)化虛擬儀器軟件的控制下，共同實現(xiàn)復(fù)雜、相互組合的多種測控功能。
* 結(jié)構(gòu)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(shè)備。在每一個測試節(jié)點上都為系統(tǒng)提供了完整的對設(shè)備的控制方法。
* 服務(wù)器
服務(wù)器實現(xiàn)了對所有測試節(jié)點上的測試設(shè)備的管理。同時，服務(wù)器也承擔(dān)著對客戶端權(quán)限和數(shù)據(jù)庫服務(wù)的管理。
* 客戶機
客戶機是用戶對整個系統(tǒng)進(jìn)行操作、控制的窗口，在服務(wù)器的管理下，利用網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器軟件可以對相應(yīng)的測試節(jié)點進(jìn)行控制；根據(jù)系統(tǒng)需求對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行后期分析處理；對數(shù)據(jù)庫的信息進(jìn)行查詢與管理。
* 數(shù)據(jù)庫
數(shù)據(jù)庫經(jīng)過服務(wù)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(wù)。也可以根據(jù)系統(tǒng)的需求將相應(yīng)的數(shù)據(jù)發(fā)布到LAN乃至WAN上，供用戶查詢。
☆ 軟件技術(shù)實現(xiàn)

* 組成
采用C/S模式構(gòu)架，是開放式系統(tǒng)的協(xié)同處理工作模式。核心技術(shù)是COM組件技術(shù)。
* 結(jié)構(gòu)圖

* 底層程序
在各測試節(jié)點運行相應(yīng)測試設(shè)備的控制程序，可實現(xiàn)對TDEC采集設(shè)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(shù)。ADO是一種面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫開發(fā)技術(shù)，它采用高層訪問技術(shù)訪問OLE DB中封裝的COM接口來訪問數(shù)據(jù)庫。
* 服務(wù)器程序
服務(wù)器程序負(fù)責(zé)系統(tǒng)中眾多設(shè)備的管理以及客戶對設(shè)備操作請求的派遣工作。
* 戶機應(yīng)用程序
客戶機應(yīng)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(luò)中所有測試節(jié)點進(jìn)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(yīng)用采用不同的客戶機應(yīng)用程序。
* COM組件
上述三層模塊相互獨立，通過COM組件技術(shù)可將其聯(lián)系起來?？上葘⒌讓映绦蛩峁┑慕涌诜庋b為COM組件；在測試節(jié)點、服務(wù)器和客戶機上都配置上這些組件?；贒COM分布式的特性，可以繞開計算機網(wǎng)絡(luò)的所有協(xié)議，直接實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸。

☆ 系統(tǒng)特點
* 統(tǒng)規(guī)模自適應(yīng)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(yīng)用需要，靈活構(gòu)建和定制設(shè)備的數(shù)量和規(guī)模，系統(tǒng)軟件自動適應(yīng)。
* 系統(tǒng)功能強
系統(tǒng)中可以選用多種TDEC的設(shè)備，同時可將不同設(shè)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(shè)計，引入較為先進(jìn)的COM組件技術(shù)，輕松實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸。
* 成本低廉
使昂貴的硬件設(shè)備、軟件在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)得以共享，減少了設(shè)備重復(fù)投資。同時還節(jié)約人力資源。在日常的使用維護(hù)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(yīng)的控制程序即可增加硬件設(shè)備。

五.應(yīng)用領(lǐng)域

* 工業(yè)制造、自動化領(lǐng)域的在線監(jiān)測
* 風(fēng)洞試驗中各種復(fù)雜的動態(tài)和靜態(tài)參數(shù)測量
* 多設(shè)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(jìn)行實時監(jiān)測、查詢測試數(shù)據(jù)的應(yīng)用
* 教學(xué)應(yīng)用