基于LabVIEW的通讯测试软件设计

龙健彬 张映光

（广州天河兰石技术开发有限公司 广东广州 510640）

基于LabVIEW的通讯测试软件设计

龙健彬 张映光

（广州天河兰石技术开发有限公司 广东广州 510640）

随着国内科技的发展，各种各样的仪表进入到市场中，如何选用一个低成本、高质量的仪表已成为当今企业的关注点。目前在我国能够单独显示测试数据的仪表越来越少，而国内产品的自动化要求则越来越高，所以如何高效率的开发仪表的通讯程序就显得尤为重要。本文设计了一种基于LabVIEW的通讯测试软件。此测试软件收录了控制仪表，数据采集器，电量表等通讯设备，程序中可以显示各种仪表的通讯设置，接线方式和推荐端口配置，让使用者可以尽快分析出仪表通讯异常的原因。此软件也有串口助手的功能，使用者可以用此功能测试一些新仪表的通讯功能。

LabVIEW；仪表；通讯测试

1 背景

1.1 LabVIEW简介

LabVIEW是一种程序开发环境，由美国国家仪器（NI）公司研制开发，类似于C和BASIC开发环境，但是LabVIEW与其他计算机语言的显著区别是：其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码，而LabVIEW使用的是图形化编辑语言G编写程序，产生的程序是框图的形式。LabVIEW软件是NI设计平台的核心，也是开发测量或控制系统的理想选择。LabVIEW开发环境集成了工程师和科学家快速构建各种应用所需的所有工具，旨在帮助工程师和科学家解决问题、提高生产力和不断创新[1]。

LabVIEW提供很多外观与传统仪器（如示波器、万用表）类似的控件，可用来方便地创建用户界面。用户界面在LabVIEW中被称为前面板。使用图标和连线，可以通过编程对前面板上的对象进行控制。这就是图形化源代码，又称G代码。LabVIEW的图形化源代码在某种程度上类似于流程图，因此又被称作程序框图代码。

1.2 仪器仪表通讯测试简介

仪器仪表（英文：instrumentation）是用以检出、测量、观察、计算各种物理量、物质成分、物性参数等的器具或设备。广义来说，仪器仪表也可具有自动控制、报警、信号传递和数据处理等功能。用于工业生产过程自动控制中的气动调节仪表、电动调节仪表，以及集散型仪表控制系

统皆属于仪器仪表。

大多数的仪表不需要具备记录数据和与上位机通讯的功能，但随着自动化的发展，通讯仪表的研发越来迫切，我们需要采集仪表中的数据，便于我们分析和控制仪表的操作。例如功率表可以采集电压、电流、功率等电参数，我们需要记录这些参数，让使用者了解产品电方面的运行状况；数据采集器，可以采集和记录到如压力、温度、水流量等数据。我们需要跟仪器仪表进行通讯，并且需要一个通讯测试软件来确保通讯正常。

1.3 通讯测试分析

目前国内仪器仪表通讯状态的测试方法，大多数是利用厂家自带软件来进行检测。该检测方法主要有以下缺点：

（1）大部分厂家提供的软件安装和操作方法复杂，不利于新人的操作和提高人员的检测效率，需要培养专业的使用人员；

（2）为了降低成品，无法避免使用低端产品，但它不提供相应的通讯测试软件，需要软件工程师或者专业的技术人员来测试通讯是否正常；

（3）部分厂家提供的通讯软件功能简单，不便于分析出现的问题。

针对这些缺点，我们开发了一个通讯测试软件，测试人员无需安装厂家提供的软件，只需选择好仪表和填写好仪表配置参数，就可以快速地检测到产品的通讯情况，若通讯异常，检测人员可以根据仪表帮助信息，明确硬件接线是否准确，仪表设置参数是否符合规定等，从而快速修正通讯异常状态，提高调试效率，有效地减轻检测人员的时间投入。

随着国内科技的发展，仪器仪表的更新换代是不可避免，此时就需要通过测试软件来重新确认仪表的通讯功能，以确保仪表传输数据的准确性及传输的稳定性、可靠性。当我们需要某一新设备通讯时，我们会将此仪表的通讯功能添加到本测试软件中，从而让各工程师可以更快、更好地分析出问题，提出有效的解决方案。

图1 软件界面

图2 校验码

图3 通讯正常

图4 通讯异常

2 软件介绍

本测试软件主要用于对仪器仪表的通讯功能进行检测和验证，通过使用本软件可以快速检测出仪表是否通讯正常，通讯数据是否正确，可提高对通讯异常情况处理的效率。

2.1 软件界面

软件分为端口设置区、发送区、接收区、仪表通讯测试区、帮助信息区五大部分，如图1所示。

各部分的功能如下：

（1）端口设置区能够显示端口的波特率、数据位、校验等信息；

（2）发送区能够清空输入内容，手动发送16进制或者ASCII码字符串，也可以根据设置的发送周期来自动发送字符串；

（3）接收区内可以显示16进制的字符串，也可以显示ASCII码字符串，同时可以自动清空接收区中的内容或者停止显示；

（4）仪表通讯测试区能显示各种仪表的通讯结果，是否通讯异常，有出错信息等；

（5）帮助信息区能显示各种仪表的推荐端

口配置，仪表通讯设置，接线方式。

2.2 软件操作说明

软件集成串口调试功能，支持9600，19200等常用的各种波特率及自定义波特率，可以自动识别串口，能设置校验、数据位和停止位，能以ASCII码或十六进制接收或发送任何数据或字符，可以任意设定自动发送周期。

操作流程如下：

（1）设置串口参数（之前应先关闭串口）；

（2）设置接受字符类型（十六进制或者ASCII码）；

（3）打开串口；

（4）输入发送数据（类型应与接收相同）；

（5）手动或者自动发送数据；

（6）关闭串口。

软件可以自动计算校验码，在发送区的输入框里输入数据或字符内容，然后点击“校验”，进入“计算校验码”界面，如图2所示，选择你所需的校验方式即可自动运算校验码。

在仪表通讯测试区中，选择需要通讯测试的仪表，点击“通讯测试”按钮，等待测试结果，若通讯正常，在右侧可以显示仪表读取的内容，若通讯异常，软件会显示错误代码和错误信息，请根据错误信息来处理仪表通讯不正常的情况。同时软件仪表信息区中有仪表的接线方式和设置参数内容，请确认是否严格按照规定来执行。通讯正常如图3所示，通讯异常如图4所示。为了确保通讯测试的准确性，软件还加入了大量的出错数据分析。

本软件主要为硬件通讯服务，通讯成功的前提是硬件接线正常和仪表通讯参数设置正常。在软件帮助区，将提供选定仪表详细的仪表通讯设置说明，接线方式说明等，如图5所示。

图5 帮助提示

图6 试验分支

图7 WT230的通讯程序框图

图8 青智3432B的通讯程序框图

3 程序简介

本软件主要采用LabVIEW中提供的状态机框架编写，采用该架构可以很容易增加其他仪表的通讯代码，让软件易读性更强，让前期未参与的编程人员易于修改，本软件的试验分支如图6所示。

针对仪器仪表通讯测试，软件可以根据厂家提供的通讯VI或者通讯协议来开发仪表通讯代码。以WT230通讯来举例，如图7所示。此代码含有NI官网中提供的仪器驱动代码，使用此仪器驱动代码可以快速的编辑所需的通讯测试程序。国产仪表基本上都没有LabVIEW的仪器驱动代码，这需要我们根据仪表厂家提供的通讯协议来编写通讯代码。如图8所示，青智3432B的通讯程序即是根据厂家提供的通讯协议来开发的。

4 结论

本软件界面友好，操作方便，功能齐全。在实际使用过程中不但提高了品质部门在对来料的仪器仪表通讯检验时的效率，而且节省了调试工程师在现场调试仪表的通讯时间。同时，通过使用此测试软件，也能让售后工程师在售后过程中可以快速地诊断仪表通讯失败的原因，方便售后工程师快速确定解决方案，避免因诊断失误导致的售后时间加长，提高了客户的满意度。

[1] 刘君华．基于LABVIEW的虚拟仪器的设计[J]．北京：电子工业出版社，2003.1

Application of LabVIEW in the communication test

LONG Jianbin ZHANG Yingguang
(Gz-lans Experimental Technology Co.,Ltd Guangzhou 510640)

With the development of domestic technology, the emergence of a variety of instruments, how to choose lowcost, high-quality instrument shave become corporate concerns. Currently in China, only a single test data show less instrumentation, automation and domestic products have become increasingly demanding, so how efficient instrument of communication program developed more and more important. This paper presents LabVIEW-based communications testing software. This test software included control instrumentation, data acquisition, power meter and other communications equipment; the program can display a variety of instruments of communication settings, connection mode and the preferred port configuration, so that the user can analyze the cause of the abnormal communication instrument as soon as possible. This software also has the serial assistant function; users can use this function to test some new instrumentation communication function.

LabVIEW; Meter; Communication test