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LabVIEW中远程数据采集的实现

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1. 基于B/S和C/S模式的网络通信技术

（1）TCP与UDP

TCP与UDP为传输层协议，当需要保证数据传输的完整性与可靠性时，TCP为当然的选择；UDP则适合于大量的连接和高速度传输。。LabVlEW 中对这两种协议的编程进行了高度集成，将Winsock DLL封起来，形成TCP与UDP图形化编程节点与VI。

（2）DataSocker

DataSocket是NI提供的一种编程工具，借助它可以在不同的应用程序和数据源之间传递数据。。DataSocket可以访问本地文件以及HTTP和FTP服务器上的数据。DataSocket为低层通讯协议提供了一致的API，编程者无需为不同的数据格式和通信协议编写具体的程序代码，而且这些数据源可以分布在不同的计算机上。使用一种增强数据类型来交换仪器类型的数据，这种数据类型包含数据特性和实际测试数据。用类似于Web中的统一资源定位器（URL）定位数据源，URL不同的前缀表示了不同的数据类型。

（3）VI Server

VI Server是LabVlEW 独有的一项技术。利用VI Server技术用户可以编程动态控制位于本地或远程计算机上的LabVlEW Vls，但不能在本地打开位于远程计算机上的VI前面板。

使用VI Server，首先需要对VI Server进行设置，设置内容有三项：Configuration、TCP／IP Access、Exported VIs；接着利用LabVlEW 定义好的Application类和VI类的属性和方法进行编程来控制应用程序和VI。

（4）Remote Panels
LabVlEW 提供的Web Server，可构建两种网络通信方法：一种是将已被载人服务器内存的VI前面板图像嵌入网页；另一种方法是利用Remote Panels技术，实现用户可直接在本地计算机上打开并操作位于远程计算机上VI的前面板，甚至在网页
中打开并操作它。也可以开发与服务器端的数据采集应用程序进行TCP／UDP／DSTP通信的ActiveX控件，并将其嵌入网页，用Web服务器提供Web服务，客户端通过下载的ActiveX控件与服务器端的数据采集程序通信。

2. 远程数据采集实现

基于NI PCI-6221的简单采集VI如图1所示，采集数据为一个带噪声的方波电压波形信号。

图1（a）前面板

图1（b）框图程序

图1 DAQ.vi前面板和框图程序

下文基于LabVIEW 的上述四种通信方式分别以此DAQ.vi做为子程序，将电压信号进行网络通信，从而实现远程数据采集。

2.1 基于TCP/IP通信的数据采集

图2 TCP远程采集服务器端前面板及框图程序

图3 TCP远程采集客户端前面板及框图程序

利用TCP进行双机通信实现远程数据采集如图2和图3所示。运行这两个程序，若首先运行服务器端VI，高亮运行可以观察到VI不进入循环，直到运行客户端VI时，服务器端VI才采集数据，同时服务器端和客户端显示数据。两台PC显示器上的波形图数据一致，表明远程数据采集成功。关闭时若先关闭客户端，服务器端继续采集；若关闭服务器，则客户端停止数据显示。

2.2 基于DataSocket技术的数据采集

DataSocket通信的三要素为：Publisher、DataSocket Server和Subscriber。Publisher将数据写到DataSocket中，而Subscriber读出数据。

利用DataSocket分别编写服务器端和客户端软件，可以实现客户端与服务器端运行状态完全相同，即客户端不仅可以显示服务器前面板上的数据和控件状态，而且可以控制服务器端面板上的控件动作，因此也是一种实现网络测控的方法。

创建客户端程序，只需将服务器端前面板的所有控件复制到一个新的VI中，即客户端前面板与服务器端前面板完全相同。由于DataSocket只能传递控件对应变量的值，而不能传递控件的属性，因此客户端需要对控件值的变化而引起的控件属
性的变化进行编程。利用DataSocket通信实现远程数据采集的程序如图4所示。 [p]

运行时，客户端和服务器端都打开DataSocket Server。首先运行服务器VI，服务器端开始采集数据并显示，若再运行客户端VI，此VI获得服务器端数据，从自身运行时开始与服务器端几乎同步显示。若先关闭客户端，服务器端继续采集数据。

a)服务器端框图程序

b) 客户端框图程序

图4 DataSocket服务端和客户端框图程序

2.3 基于VI Server的数据采集

服务器端安装并运行LabVIEW，VI Server的设置为：1）VI服务器：配置对话框中的TCP/IP项确保选中；2）VI 服务器：机器访问对话框中若没有设置所有计算机（用“*”表示）有访问权，须添加指定客户机的名称；3）VI 服务器：导出VI对话框若没有设置所有VI，须添加特定的VI名称。

填人远程计算机名或lP地址，客户端就能调用服务器端硬盘中(或内存中，只需要稍加修改)的DAQ．Vi数据采集程序。

利用Vl Server实现远程数据采集的程序如图5所示。

图5 Vl Server客户端前面板殛框图程序

2.4 Remote Panels
LabVlEW 的远程面板技术使得客户机可以在LabVlEW 环境中操作远程面板，亦可用浏览器在网页中操作远程面板。LabVlEW 默认的远程面板客户端数目是一个，要让更多的客户同时使用远程面板功能，需要向Nl公司购买授权。当有多个客户端授权时，服务器端需要使用“远程面板连接管理器”工具来监控客户端的连接。
实现远程面板的简单步骤是：① 配置LabVlEW 的Web Server；② 在服务器端计算机中打开DAQ．vi前面板；③在客户端LabVIEW 中选择"操作->连接远程前面板...”在弹出的对话框中设置服务器端计算机的IP地址、域名或计算机名；单击“Connect”，即可。
通过网页浏览器在网页中操作Remote Panels，只需在网页浏览器的地址栏中输入http://PcName:Port/ViName.htm(局域网)或http://IpAddr:Port/ViName.htm(Internet)，本例：http://192.168.1.111/DAQ.htm。

3 四种实现远程数据采集方式比较

表1 本文四种实现远程数据采集方式比较

项目	TCP/IP	DataSocket	VI Server	Remote Panels
编程难易	I．（最难），服务器端客户端都需编程，且需了解低层协议	II．服务端客户端都需编程	III．服务器端做DAQ子VI，客户端编程调用	IIII．最方便，只要相关设置即可
服务器端	LabVIEW/NI- DAQmx/采集卡	LabVIEW/NI- DAQmx/采集卡/DataSocket Server/服务器端软件	LabVIEW/NI- DAQmx/采集卡	LabVIEW或第三方软件/NI- DAQmx/采集卡
客户端	LabVIEW	DataSocket Server/客户端软件	LabVIEW	LabVIEW或网页浏览器
何时进行数据采集	客户端运行VI，服务端运行DAQ子VI	客户端和服务器端都运行DataSocket Server后，服务器端VI运行DAQ子VI	客户端调用服务器段DAQ子VI	服务器端VI运行子VI
特点	在LabVIEW中虽具有功能模块，但要实现远程面板功能，编程需要熟悉网络知识，难度较大。	高速实时数据发布和数据共享，克服了传输速率慢的特点，是DataSocket与其他方式相比最大的优势。	实际是远程VI调用，在本地不能显示远程VI的前面板。只需在客户端编程，数据采集程序位于服务器。	除LabVIEW也有第三方发布，例如：LabVNC。客户端可以显示远程VI前面板。在LabVIEW或网页中直接操作即可，实现简单。