基于LabVIEW的远程监控系统设计

陕西工业职业技术学院 邵晓娟

测量仪器发展至今，大致经历了四代发展历程，即模拟仪器、分立元件式仪器、数字化仪器和智能仪器。随着电子技术、计算机和网络技术的高速发展及其在电子测量技术与仪器领域中的应用，一种全新的仪器——虚拟仪器应运而生。它是现代计算机软件技术、通信技术和测量技术高速发展孕育出的一项革命性技术，引发了传统仪器的结构、概念、和设计观点的巨大变革，它的出现使测试技术进入了一个新的自动化发展纪元。采用虚拟仪器技术构建的测试仪器，不但具有开发效率高、可维护性强、测试精度高、稳定性和可靠性等优点，还具有较高的性能价格比，便于节省投资、设备更新和功能转换与扩充，实现系统的升级。

LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering workbench)是实验室虚拟仪器集成开发平台的简称，LabVIEW是一个功能完整的虚拟仪器软件开发环境，但它同时也是一种功能强大的编程语言。由于LabVIEW采用基于流程图的图形化编程方式，因此也被称为G语言（graphical language）。其特色为提供断点设置，单步调试和数据探针在内的程序调试工具，在功能完整性和应用灵活性上不逊于任何高级语言。LabVIEW针对数据采集、仪器控制、信号分析、和数据采集等任务，设计提供了丰富完善的功能图标，用户只需直接调用，就可以免去自己去编写程序的繁琐，而且LabVIEW作为开放性的工业标准，提供了各种接口总线和常用仪器的驱动程序，是一个通用的软件开发平台。

1.重要库房温湿度的远程监控

本文结合虚拟仪器界面人性化、功能可定制、显示图形化等优点，设计了基于LabVIEW的库房温湿度监控系统，可以有效地解决目前人工操作和资金少等的问题。系统中采用数字温度传感器DS18B20、湿度传感器HS1101测量温湿度；采用Lab-PC-1200采集卡获取数据；采用串行方式、PCI总线传输数据；RS-232/485接口双向通信；采用PWM方式控制电路，拟建立一种开放式的远程监控系统。图1是基于LabVIEW的虚拟监控系统结构图。

2.LabVIEW的远程监控功能

远程监控具体实施方法采用上下位机的结构。下位机主要任务是完成一块基于嵌入式的多功能数据采集板。若是考虑成本采用简单的单片机系统采集数据亦可，但对于网络化的管理不是很方便。还需要考虑到通讯协议、接口技术等，不利于系统的升级。而且基于嵌入式的多功能的数据采集板卡具有独立的CUP处理系统当作主机的下位机使用，自行控制采样的进行。对于数据分析、最高采样速度、通道数、数据总线接口类型、通道隔离，自身标定功能等性能指标方面达到很好的效果。只有解决了本地数据采集问题之后，基于网络的远程数据采集才得以实现。

LabVIEW有两种方法可以实现远程数据采集：方法一是DAQ设备共享式，即采用RDA（Remote Data Acquisition）技术实现DAQ（Data Acquisition）设备的远程控制；方法二是数据共享方式，即利用DataSocket技术实现远程数据采集。LabVIEW除了采用了TCP通信、UDP通信，也实现了DataSocket技术，它是面向测量和网上实时高速数据交换，可用于一个计算机内或者网络中多个应用程序之间的数据交换。其特点就是实时性。DataSocket接收程序见图2。

图1 基于LabVIEW的虚拟监控系统结构图

图2 DataSocket接收程序

图3 连接远程面板的配置

利用LabVIEW的VI Server可以实现LabVIEW VI的远程调用和控制，但是VI Server有一个缺点：不具备Remote Panel（远程面板）发布的能力，即不能直接在本地（Client端）计算机上打开并操作位于远程（Web Server端）计算机上的VI前面板。现行的LabVIEW版本集成了Remote Panel技术，解除了用户必须具有高深的网络知识并付出艰苦的努力实现远程监控的烦恼，用户可以以极为简单的方式在本地计算机上打开并操作位于远程计算机上的面板，甚至可以将LabVIEW VI的面板窗口嵌入到一个网页中并在网页中操作它。还可以利用LabVNC等第三方公司提供的工具实现此功能。

3.实现远程监控

本文主要实现LabVIEW远程监控功能。实验平台基Windows Xp+IIS5.1，使用LabVIEW7版本。首先搭建一个网络服务器，即Web Server。可以使用PWS或IIS来实现。这里应用Windows XP自带的IIS5.1。打开IIS5.1的设置页面，在“默认Web站点”上单击右键，选“属性”，以进入名为0；默认Web站点属性设置界面。选择网站选项卡，IP地址选择全部未分配。其他默认。修改主目录选项卡，由于共享上网，选择另一台计算机上的共享。并选择网络目录。接着添加首页文件名，转到“文档”选项卡，再按“添加”按钮，根据提示在“默认文档名”后输入自己网页的首页文件名“wgb.htm”。再设置目录安全性，点击编辑按钮，选择匿名登陆即可。

接着就进入LabVIEW的远程监控了。按照要求客户端（Client）最好也安装LabVIEW软件方便测试。服务器端打开LabVIEW7的界面。Web Server计算机中打开control mixer process.vi，同时还需要作如下设置，配置LabVIEW Web Server。选择Tools/Options…。选择Web Server：configuration，选择前面设置的网络文件目录，同时HTTP PORT端口选择8088，其他默认。Web Server：Browser Access，是设置允许或禁止访问的客户机以及访问权限。这里添加ly用户。最后设置Web Server：Visible VI。这里给全部权限。选择Tools/web publishing tool…。设置之后保存。即可实现通过客户端在网页浏览器在网页中操作系统的工作界面。在客户端打开IE，地址栏中输入http：//wgb.xicp.net：8088/Control Mixer Process.htm即可。在面板中可以停止或启动系统的运行，在面板中单击右键，选择Request Control of Vi或者Release Control of Vi，分别选取控制权和放弃控制权，也就实现了远程监控的功能。连接远程面板的配置见图3所示。

本系统研究结果表明：系统控制可靠，界面更加人性化，便于使用，日常维护中所有操作均通过键盘或鼠标实现，温湿度监控曲线实时显示，系统连续控制品质实时可视，具有温湿度调节机制，很好的满足了档案库房温湿度自动控制要求。

[1]陈锡辉.张银鸿.LabVIEW8.20程序设计从入门到精通[M].北京清华大学出版社,2007.

[2]王恒海,陈照章,等.基于LabVIEW的温度测控系统设计[J].仪表技术与传感器,2007(4).

[3]禹柳飞.虚拟仪器在馆藏室温湿度监控中的应用[J].微计算机信息,2008.

[4]丁硕.基于LabVIEW的远程数据通信技术的实现[J].电子科技,2008.