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論測控系統中網絡技術的應用通信論文范文

所屬欄目:通信論文 發布日期:2013-12-11 09:57 熱度:

   目前測試領域硬/軟件技術發展的以下幾個方面值得關注。

  1. IEEE Std 1588-2008標準協議的制定與應用

  現在,基于網絡的分布式系統技術的測控應用不斷增長,各計算機、分布式的測控對象等都需要一種高精度的時間同步協議標準,以便實現各個分布對象的時間統一。2002年由IEEE頒布的IEEE Std 1588-2002(簡稱PTPV1. 0)達到了這一目的,它能在局域網范圍內實現時間的同步,同步精度可達亞微秒級,若采用電纜直連的方式,同步精度可小于100ns。經過5~ 6年的完善過程,IEEE于2008年7月22日正式頒布Std 1588-2008標準,簡稱PTPV2.0版。新版的標準增加了對IPv6和千兆網的支持,增加了對復雜網絡結構(如網孔形、樹形、星形網絡結構等)的支持。對PTP協議在IEEE 802. 3無線網絡和DeviceNET 、 ControlNET 、 PROFIBUS等工業現場總線協議的執行也做出了規定。該PTP V2.0標準強調了不同的應用對時間同步精度的不同要求。

  PTPV2.。的頒布和實施對分布式測控、現場總線、無線傳感器網絡等技術的發展起著強大的推進作用。由于實現了對IPv6的支持,地址容量的大幅度增加,使得分布式系統的節點可以小到傳感器、作動器。伴隨嵌人式技術、傳感器技術的發展,時間同步的目標是實現對系統中每個智能傳感器和智能作動器的同步。

  2005年9月發布了基于局域網的IEEE Std LXI-2005標準,簡稱LXI(LAN eXten-lion for Instrument)總線標準是以太網技術在測試自動化領域應用的拓展。國際LXI聯盟(LXI Consortium)曾經在眾多系統集成商和工程師中作過調查,得到幾乎一致的需求結論:首先要降低測試系統集成的成本和復雜性,采用容易使用的人機界面。其次在保證系統緊湊的同時要保證儀器的性能和兼容性,減少復雜的連線。希望有多種高速的觸發方式,高速的I/(),減少機箱和機架的空間的浪費,還要非常容易地發現系統的故障。在編程的時候希望使用自己最熟悉的軟件。利用通用的PC接日和總線,而不是昂貴的測試測量專用接日總線。其具體的設想是將非常成熟的以太網技術應用到實時測控系統中,以替代傳統的測試總線技術,如VXI } PXI } GPIB。目前已經得到絕大多數儀器行業的領先的廠家的支持。

  采用LXI總線協議的實時測控系統,是將一系列基于LXI總線的儀器用網線連接成為一個局域網,并通過網絡交換命令和數據。各LXI儀器可以集中安放在一個機柜里,也可以根據需要安放在被測對象的周圍,形成分布式實時測控系統。在這樣的一個系統中系統要實時地完成對一個復雜對象的測量、處理、輸出控制的過程,因此,系統中各儀器模塊之間的時鐘同步是一個非常關鍵的問題。在LXI中解決這一關鍵技術問題的方法就是采用了IEEE1588網絡時間同步協議。

  2.虛擬儀器軟件開發工具的發展

  旱在20世紀80年代,隨著NI(美國國家儀器公司)的LabVIEW的誕生,NI提出“軟件就是儀器”的日號,開辟了“虛擬儀器”的嶄新測量概念。其圖形化的編程理念在工程業界引起了廣泛的關注。圖形化的編程徹底改變了測試、測量和控制應用程序的開發。無論是否有相關經驗,工程師和科學家都能迅速、經濟地連接測量與控制硬件、分析數據、共享結果并發布系統。25年以來,NI不斷致力于開發基于計算機的測試測量與自動化平臺。長遠的發展目標保證NI的產品具有長期的兼容性,并享有完善的技術支持。

  LabVIEW的軟件模塊種類繁多,有應用于實時和嵌人式系統的RT(實時)模塊、FP-GA模塊、嵌人式系統開發模塊;用于工業自動化系統的觸摸板模塊、I}SC'(數據記錄與監控)模塊、視覺開發模塊、SoftMotion開發模塊;用于手持設備的PISA模塊等。

  NI最新發布的版本是LabVIEW 8. 6,又擴充許多新的功能,如能夠調用DLL、 NET組件、ActiveX及標準文件類型,還能提供更多的開放連接性,并且提供對最新PC技術的兼容,如多核、FPGA及W i-Fi技術。

  2008年7月,NI宣布,負責國家防震減災的政府機構—中國地震局(C'EA)選擇了C'GM工程公司(NI合作伙伴)開發的建筑健康監測((SHM)解決方案。該解決方案是基于NI LabVIEW圖形化系統設計平臺及NI CompactRIO可編程自動化控制器開發的系統,旨在幫助工程師們對新近建造的六座超大型建筑進行建筑健康監測。這六座標志性建筑包括了2008年北京夏季奧運會的兩個主會場—北京國家體育場以及中國國家水上運動中心。

  3.網絡技術在測控系統中的應用

  GigBee是一種嶄新的、專注于低功耗、低成本、低復雜度、低速率的近程無線網絡通信技術、是目前嵌人式應用的一個大熱點。

  GigBee的特點有:低功耗、低成本、低速率、近距離、快速響應、高容量、高安全、免執照頻段。

  GigBee在2002年推出ZigBeel.。的基礎上,又推出了功能更加強大的ZigBee2006協議棧,增加了ZigBee PRO擴展指令集,功能更加強大;據行家分析, GigBee技術將在無線數據傳輸、無線傳感器網絡、無線實時定位、射頻識別、數字家庭、安全監視、無線鍵盤、無線遙控器、無線抄表、汽車電子、醫療電子、工業自動化等方面得到廣闊的應用。

  GigBee廣闊的市場前景引來全球眾多廠商的青睞,紛紛推出各種GigBee無線芯片,無線單片機,GigBee開發系統等。這對降低芯片價格、豐富GigBee技術的應用軟件、加快GigBee技術普及大有好處。

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