基于远程网络的虚拟仪器的开发初探

张霞

摘要：介绍了远程网络虚拟技术的特点和构成，说明了远程网络虚拟仪器是网络技术与虚拟仪器技术的结合。改变了传统的测控模式，可以实现测量、分析、测控等在空间上的分离。

关键词：远程网络虚拟仪器；测控模式；LabVIEW；网页；B/S；浏览器虚拟仪器（VI）技术的出现，使得用户可以自定义仪器，灵活的设计仪器系统，用以满足多元化的需求。但有时候，需要对非本地数据进行采集分析，或者希望共享远端的硬件资源。这时远程网络虚拟仪器技术就能很好的解决这一问题。

远程网络虚拟仪器系统是近年来诞生并发展迅速的一种新型网络测控技术，它不同于一般的信息网络技术，其主要用于远距离有传感器或其他数据接收设备得到的数据传输与通信。随着计算机网络技术的发展和普及，使得远程网络虚拟仪器技术可以实现系统的测量、分析、输出、测控等在空间进行分离。它的主要优势在于不受地域、环境的限制。使远程医疗、教育、环境监测与数据分析等成为现实。

1远程网络虚拟仪器的概述

VI的两大技术基础是计算机硬件技术和软件技术，而网络技术也不可避免的要渗透到VI技术邻域。将虚拟仪器的应用范围拓展到整个Internet/Intranet网上后，除了可以使许多昂贵的硬件资源得以共享，充分利用现有的实验室资源，还可使远程教育实验教学得以实现，从而解决限制远程教育中实验教学难的问题。

基于Web的远程网络虚拟仪器，就是将VI技术和面向Internet的Web技术二者有机结合。该技术将仪器的面板移植到Web页面上，通过Web服务器实现相关的测试需求。友好的图形用户接口，良好的平台独立性，都为VI和Web的结合奠定了坚实的基础。

2远程网络虚拟仪器的特点

传统概念的网络是基于客户机/服务器（Client/Server，C/S）模型，大量程序在客户端，服务器只起到一个管理的作用。若应用程序需要更新或维护，则需对每个客户端进行大量操作，工作繁琐且数量极大，成本也比较高昂。

Web技术在Internet上得到广泛应用后，从C/S模型衍生出另一种B/S（Browser/Server，B/S）模型，即浏览器/服务器模型，其以服务器为核心，程序处理和数据存储基本是都在服务端完成，用户无需安装专门的客户端软件，只要通过网络中的计算机连接服务器，使用浏览器即可根据需要从服务器下载应用程序来完成相应任务。

以NI公司LabVIEW为代表的各种具有远程设备访问功能的VI开发工具也在不断完善其网络性能。在LabVIEW 6i以后的版本集成了远程面板技术，该技术可直接在本地计算机上打开并操作位于远程计算机上的VI面板。甚至可将LabVIEW VI的前面板窗口嵌入到一个网友中，并在网页中直接操作它。

3远程网络虚拟仪器系统的构成

由远程的传感器及被测单元采集到相应信号后通过PC总线数据采集系统、GPIB仪器控制系统、VXI仪器系统以及这三者的任意组合传送到网络服务器，由已经开发好的服务器端程序，运行出相应结果并以图形界面的形式体现出相关结果。每一台客户机均通过网络与服务器相连，随时随地都可向服务器发出相应请求，并得到相应结果。

PC总线-插卡型方式、GPIB方式、VXI总线方式各有各的特点。PC总线-插卡型方式借助插入计算机内的数据采集卡与专用的软件相结合，完成测试任务，它的性价比高，特别适于教学和各种实验室使用。但频率测量的带宽有限制，集成也比较复杂；GPIB技术是IEEE488标准的虚拟仪器早期发展阶段，典型系统由一台PC机、一块GPIB接口卡和若干台GPIB形式的仪器通过GPIB电缆连接而成。它能实现用计算机对仪器的操作和控制，用以替代传统人工方式操作，在工业生产中应用较多。但仪器与主控制有技术重复，每个仪器都有输入/输出连接，信号线连接过多，不适宜数据的高速传输；VXI总线的标准开放、结构紧凑，数据吞吐能力强、定时和同步精确、模块可重复利用，且电源稳定、冷却和屏蔽能力强，在组建大、中规模自动测量系统以及对速度、精度要求高的场合，有其他仪器无法比拟的优势。但其集成比较困难，价格也比较高。

这三种远程网络虚拟仪器系统各有各的优势和缺点，用户可根据自身需要进行选择，或将这三种方式进行任意的组合。

随着网络技术的发展，给远程测试的发展带来了新的活力。浏览器和HTTP协议在全世界范围的广泛使用给B/S模式的软件安装、配置提供了完善的解决方案。远程网络虚拟仪器技术是网络和虚拟仪器的完美结合，任何人，在任何地方只要有一个网络接口、一台安装了浏览器的计算机，就可以通过虚拟仪器提供的网络虚拟环境，实现各种测量、分析和测控。对人类测控方式的改变产生着深远的影响。

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