基于LabVIEW平台和网络的计算机远程在线监控分析

彭 慧

（湖南财政经济学院，湖南 长沙 410205）

计算机网络通信技术的快速发展，扩宽了信息交换沟通的范围，同时也开拓了网络控制的层次，为自动化系统结构的设计奠定了技术基础.现场总线则是计算机通信技术发展的有效产物，是自动化的代表标志，对工业控制技术的发展有较强的促进作用.伴随着当前诸多大规模集成电路的产生，部分研究者为实现现场控制，并展开了对网络系统控制、在线监控等方面的探索，并通过内置CPU技术来实现现场控制，组建通信信息网络，以完成对现场相关设备的控制.在当前测试条件日趋复杂的背景下，为提高测试仪器的灵活性，计算机虚拟测试平台也由传统的简单组合式的数字技术转变为以计算机技术为中心的虚拟平台技术，完成了从硬件到软件的过渡，同时为电子测试的发展提供了主要方向.以下则主要介绍分析基于LabVIEW平台和网络的计算机远程在线监控技术.

1 LabVIEW与虚拟仪器概述

1.1 概念

虚拟仪器主要是指以计算机技术为核心的新型测试仪器，由计算机设备、测试电路模块、应用软件构成.测试电路模块不仅包括数据采集板、控制板，同样也包含不同类型的外置式或插卡式信号调理板与相关测量仪器.一般虚拟仪器主要由用户自主定义，可自由选择组建网络控制系统的平台、软件与硬件.LabVIEW则为虚拟仪器开发平台中的一种，属于高效的图像化程序设计环境，主要采用G语言程序编程语言，与传统编程语言有一定的相似点，包括数据类型的选用、程序调试工具、数据流控制结构等方面.同时G语言编程与传统程序语言也存在一定的差别.一般传统编程语言主要采用文本语言进行编程，而基于LabVIEW平台的G语言编程则采用图形式的语言编程，界面相对来说比较直观，操作比较简单.

1.2 优势与特色

应用虚拟仪器的开发平台主要包括三个方面的优势.其一，产品种类相对来说比较丰富，当前市场上所推出的大部分软、硬件测试工具，相关工程师均需耗费大量的时间去掌握其使用方法，而虚拟仪器开发平台则提供了种类繁多的硬件测试产品，并贯穿于数据采集、声音测量、视觉控制、运动控制等方面，且接口种类齐全，覆盖于工业通讯等领域.其二，兼容性较强，开发成本低.其三，全球服务及技术支持覆盖面积比较广泛，能够为全球不同地区的用户提供技术支持与相关服务，有较强的可拓展性.

LabVIEW虚拟仪器程序主要由前面板、框图程序、图标及连接器三个部分组成.前面板主要为图形式的用户界面，用户可通过前面板输入相关的设置参数，与C语言中的函数类似，在虚拟仪器中，所有的控件均具备两种不同的属性，用户可通过操作相关的图标与按钮，使得前面板显示更为简单易懂.前面板同样包含修饰对象，用户可通过调节修饰模块，使得操作界面更为美观.且在LabVIEW框图仪器中，每个程序均有其对应的框图代码，由数据与节点连线构成，节点则为主要的执行元素，以数据为媒介实施连接，能够定义框内数据的流动方向.图表、连接端口则可将子程序变为系统中的操作对象，并实现灵活调用，同时可创建复杂化的操作程序，且阶数并不会受到限制.

2 基于LabVIEW平台的计算机远程在线监控系统总体结构设计

当前，基于LabVIEW的计算机远程在线监控系统主要应用于发电机组监控、污水处理监控及变电站监控等方面，以下则主要以发电机组的远程监控为例，分析了其总体结构的设计.基于LabVIEW的计算机远程在线监控系统主要由计算机、交换机、直流电动板、传感器、数据采集板、主控PLC、变频器、调速器等部件构成，监控流程则包括数据采集、中央监控与远程监控三个主要部分.

2.1 总体结构设计

2.1.1 数据采集

在采集数据前，首先必须对测试系统实时校正处理，保障采集电路的权威性与可靠性，随后采集系统中定子电流、定子电压、电网电压、转子电流等电路信号，并最终显示于上位机之上，并通过采集卡与LabVIEW软件平台的通讯交流来实现数据的互通.

2.1.2 中央监控

中央监控部分则主要将所接收的电流信号转化为波长及数据信号，并显示于人机操作界面上，通过中央监控网络服务器来实现信号的传输.

2.1.3 远程监控

在计算机远程监控终端部分输入对应的网站后，便可实现对中央控制器的监控.计算机远程监控系统的基本协议为TCP/IP通讯协议，能够实现单个网络与多个互联网络之间的信息共享与通讯，且传输过程并不会受到地理位置的限制，主要通过通讯互通、人机信息交换、网络信息交换来实现计算机远程监控.

2.2 系统关键部分设计

基于LabVIEW平台与网络的计算机远程在线监控系统的软件设计包括信息采集、用户登录、频谱分析等方面.用户登录界面包括用户名与密码，同时为进一步提升系统的安全性，可配置相关的管理员用户，对用户操作进行处理.通道配置界面则可根据用户的自我需求，来选择不同的通道口、输入方式、采集频率与滤波器等.实时数据界面，则主要对系统的运行状况进行监控.例数数据界面则是指系统自动存储的相关历史数据的界面.一般在计算机远程在线监控系统中，用户若需查询历史数据，则可通过波形图、表格等方式调出历史数据集，并对相关数据进行分析与处理.系统温度采集设计.计算机远程在线监控系统中，温度采集系统是由传感器、数据采集分析软件、变换器、信号调理电路、驱动器等部分构成，一般在硬件设计方面，宜选用安全性较高、操作简单、体积较小、精确度高且性能比较稳定的温度传感器，在确定传感器的选用后，配置与之对应的变送器，并确立数据采集卡与转换板的选用.首先在开发平台中，配置相应的采集通道，选择终端连接的方式，设定采集频率.同时为避免噪声过大、信号过低等情况，一般需在系统中配置相应的滤波器，随后将系统中的电压值转变为温度值，并设定系统温度上限与下限值.在温度逾越界限值后，系统便会触发报警信号.除此之外，还可通过手动的方式，调节不同单位温度之间的转换，并将温度变化曲线图其直观、清晰地呈现于人机交互界面上，使相关监控人员能够掌握设备的具体运行状况.

此外，由于GSM无线短信技术服务有其稳定性优势，且成本比较低，不仅能够完成手机与手机之间的信息收发，同样可实现远程数据采集.在远程在线监控系统中设立GSM无线短信技术服务模块，并将其于现场总线与上位机进行连同，并在LabVIEW中嵌入通信接口，便可通过计算机指令，完成无线短信的收发.在短信编码方面，则选用PDU的基本模式，不仅能够对计算机图像、影音、铃声等多媒体信号进行编码处理，同时可实现对中文信息与字节的编码.但同时还需注意，发布不同格式的信息时，需采取不同的编码方式.另外，还需重视异地远程监控模块的设计，它是构成计算机在线监控系统的关键部分，是实现客户端与测试端口数据连同的关键部分.在LabVIEW开发平台中，针对不同的应用方式与层次均有差异化的网络通信方案，在监控系统设计过程中，需根据实际需求，确立不同的通信方式.对部分要求相对来说比较低的在线监控系统中，可应用Web Server的通信方式，对要求比较高的监控系统中，则需选择Data Socket的通信方式.

3 结束语

基于LabVIEW平台和网络的计算机远程在线监控系统，能够较为清晰地显示人机交互界面，互动相对来说比较方便，且构造简便，设置灵活，且能够充分利用网络资源，在节约成本同时，可提高应用的便捷性，同时系统具备较强的灵活性，可根据用户自身需求来定义或修改各项功能，且升级方便，同时可与不同的汇编语言接口进行连通，系统运行速度相对来说比较快.总之，基于LabVIEW平台和网络的计算机远程在线监控系统有其灵活性强、系统维护方便、性能稳定、可拓展性较强等优势，但同时还需注意，当计算机远程在线监控系统对系统可靠性要求比较高的条件下，为确保通讯网络的顺畅性，必须建立专项的通讯网络.同时还需注意对用户远程控制端口与通讯端口设定相关的保密口令，避免数据泄漏，防止系统运行错误，以掌握设备的实际运行状况，监控其运行状况，并实时对系统故障进行处理，以延长设备的使用寿命，维持正常的生产秩序.

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